Cómo los láseres y la impresión 3D construirán nuestro futuro en el espacio

La exploración espacial ha avanzado significativamente en las últimas décadas, y con ello, también lo han hecho nuestras ambiciones. Ya no se trata solo de visitar planetas lejanos, sino de permanecer allí, y para ello, estamos investigando activamente la construcción de estructuras que apoyen la futura colonización espacial y los viajes interestelares.

Sin embargo, construir fuera de la Tierra no es lo mismo que construir en la Tierra. La construcción en el espacio conlleva serios desafíos.

Por ejemplo, las severas fluctuaciones de temperatura pueden comprometer la integridad de los materiales de construcción que usamos aquí en la Tierra. Luego están la microgravedad, el vacío del espacio, la radiación, la escasez de recursos como el agua y los agregados convencionales, y la logística de lanzar y ensamblar componentes en órbita o en superficies extraterrestres.

Todos estos presentan desafíos que requieren replantear tanto los materiales como los métodos para la construcción en el espacio.

Avances como el hormigón espacial, la sinterización por microondas, la sinterización láser, los materiales termoestables y la fusión/formado de regolito son algunas de las formas en que se abordan las duras condiciones ambientales y la escasez de recursos.

La tecnología de impresión 3D es otra innovación fundamental, que muestra un gran potencial para construir hábitats y estructuras complejas en el espacio. Ofrece los beneficios de precisión, mayor eficiencia, curado rápido, estabilidad y minimización de residuos.

Esta tecnología puede utilizarse con materiales locales como el suelo lunar y marciano para construir infraestructuras duraderas, reduciendo la necesidad de transportar todos los materiales desde la Tierra.

Otra innovación que juega un papel importante aquí son los robots automatizados, que construyen estructuras de hormigón en entornos severos y eliminan la necesidad de mano de obra humana. Poseen capacidades de monitoreo en tiempo real para garantizar la calidad de la construcción y la seguridad para una habitabilidad a largo plazo.

Así, el campo de la exploración y colonización espacial avanza rápidamente, y en medio de ello, los investigadores han ideado una forma de construir estructuras realmente grandes para operaciones espaciales sostenibles.

NOM4D Journey: Fabricación espacial basada en láser

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Florida (UF) está trabajando en la fabricación de estructuras metálicas de precisión¹ en órbita con la ayuda de la tecnología láser.

La idea es construir específicamente estructuras masivas, como una matriz solar de 100 metros en órbita, utilizando tecnología láser avanzada.

Además de los paneles solares, el equipo busca ver estructuras a gran escala como telescopios espaciales, antenas de satélite o incluso partes de estaciones espaciales construidas directamente en órbita, lo que marcaría un paso importante hacia misiones más largas y operaciones espaciales sostenibles.

“Queremos construir cosas grandes en el espacio. Para construir cosas grandes en el espacio, debes comenzar a fabricar cosas en el espacio. Esta es una nueva frontera emocionante.”

Para llevar a cabo su investigación, la universidad ha obtenido un contrato de 1,1 millones de dólares de DARPA. Mientras que otras universidades también están explorando la fabricación espacial, UF es la única que se centra en el formado láser para aplicaciones espaciales.

Para ello, Miller y sus estudiantes están trabajando en colaboración con la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) y el Marshall Space Flight Center de la NASA, que ayuda a impulsar el programa espacial de Estados Unidos mediante sus vehículos de lanzamiento, sistemas espaciales, sistemas de propulsión y hardware, tecnologías de ingeniería de vanguardia y proyectos científicos y de investigación de última generación.

Así, juntos están trabajando en un proyecto llamado NOM4D, que significa Fabricación Orbital y Lunar Innovadora, Materiales y Diseño de Masa Eficiente, que busca transformar el desarrollo de infraestructura espacial.

Para NOM4D, uno de los mayores desafíos es superar las limitaciones de tamaño y peso de la carga de los cohetes. Para abordar estos problemas, el equipo de UF está desarrollando tecnología de formado láser para doblar metales en forma trazando patrones precisos sobre ellos.

Si se hace con precisión, no requiere intervención humana ya que el calor del láser retuerce el propio metal, lo que constituye un paso crucial para que la fabricación orbital se convierta en una realidad. Según un miembro del equipo, Nathan Fripp, estudiante de tercer año de doctorado en ciencia e ingeniería de materiales:

“Con esta tecnología, podemos construir estructuras en el espacio mucho más eficientemente que lanzándolas totalmente ensambladas desde la Tierra. Esto abre una amplia gama de nuevas posibilidades para la exploración espacial, los sistemas de satélites e incluso los hábitats futuros.”

Cambiar la forma del metal de manera correcta y según sea necesario es un proceso complejo, por lo que el doblado láser complejo es sin duda un gran logro, pero es solo una parte de la ecuación.

El desafío, señaló Miller, es asegurarse de que las propiedades del material se mantengan buenas o mejoren durante el proceso. Las áreas dobladas aún deben tener buenas propiedades, además de ser resistentes y fuertes con la flexibilidad adecuada.

Para evaluar los materiales, el equipo realizó pruebas controladas en acero inoxidable, aluminio y cerámicas para analizar cómo variables como el calor, la gravedad y la energía láser afectan la forma en que los materiales se doblan y comportan.

“Realizamos muchas pruebas controladas y recopilamos datos detallados sobre cómo diferentes metales responden a la energía láser: cuánto se doblan, cuánto se calientan, cómo el calor los afecta y más. También hemos desarrollado modelos para predecir la temperatura y la cantidad de doblado basándonos en las propiedades del material y la energía láser. Aprendemos continuamente tanto de la modelización como de los experimentos para profundizar nuestra comprensión del proceso.”

– Wei

Según el comunicado de prensa de la UF, una de las evaluaciones involucró probar el formado láser en condiciones similares al espacio, lo que requirió una cámara de vacío térmico. Esto fue provisto por la NASA, haciendo que la colaboración con el Marshall Space Center de la NASA sea crítica para aumentar significativamente el nivel de preparación tecnológica (TRL).

Esta prueba fue liderada por Fripp y se realizó para observar la respuesta de los materiales al duro entorno del espacio. Lo que el equipo descubrió fue que una serie de factores, incluyendo las propiedades del material, los parámetros del láser y las condiciones atmosféricas, determinan los resultados finales.

“En el espacio, condiciones como temperaturas extremas, microgravedad y vacíos cambian aún más el comportamiento de los materiales. Como resultado, adaptar nuestras técnicas de formado para que funcionen de manera fiable y consistente en el espacio añade otra capa de complejidad.”

– Fripp

La investigación en la UF comenzó en 2021 y desde entonces ha avanzado mucho. Pero para que la tecnología esté lista para su uso en el espacio, necesita desarrollarse más. Actualmente está entrando en su último año, con el proyecto preparado para concluir en el verano de 2026.

Aunque quedan preguntas sobre diferentes aspectos del proyecto, en particular sobre mantener la integridad del material durante el proceso de formado láser, el equipo es optimista, ya que con cada simulación y prueba láser se acerca un paso más a la nueva era de la construcción.

“Es genial ser parte de un equipo que empuja los límites de lo que es posible en la fabricación, no solo en la Tierra, sino más allá.”

– Wei

Bloques de construcción ecológicos para hábitats extraterrestres

En la búsqueda de la construcción fuera de la Tierra, los científicos están probando diferentes rutas, incluyendo aprovechar los recursos disponibles en otros planetas.

Recientemente, científicos de la Universidad Texas A&M, con colaboradores de la Universidad de Nebraska-Lincoln, desarrollaron materiales vivos que convierten el polvo marciano en estructuras, permitiendo la construcción autónoma en el planeta rojo. Innovaciones como estas son importantes para ayudar a lograr el objetivo de colonizar Marte.

El equipo ha estado explorando formas de crear materiales vivos diseñados mediante biofabricación durante varios años, y finalmente, han creado un sistema de líquen sintético que puede producir materiales de construcción de forma independiente, sin intervención humana.

Con el apoyo del programa NASA Innovative Advanced Concepts, la investigación más reciente exploró cómo este sistema puede utilizarse para construir estructuras en Marte usando regolito. Según la Dra. Congrui Grace Jin de Texas A&M:

“Podemos construir una comunidad sintética imitando líquenes naturales. Hemos desarrollado una forma de crear líquenes sintéticos para producir biomateriales que pegan partículas de regolito marciano en estructuras. Luego, mediante impresión 3D, se pueden fabricar una amplia gama de estructuras, como edificios, casas y muebles.”

Existen otras estrategias para unir el regolito marciano que ya han sido exploradas por otros investigadores. Estos métodos incluyen los basados en azufre, magnesio y compuestos geopoliémicos; sin embargo, todos dependen en gran medida de la mano de obra humana, lo que los hace poco prácticos.

Los sistemas microbianos de auto-crecimiento son otra vía. Algunas de las innovaciones en este área incluyen usar micelio fúngico como aglutinante natural, bacterias ureolíticas para producir carbonato de calcio para la formación de ladrillos, y biomineralización bacteriana para convertir arena en mampostería sólida.

Aunque prometedoras, estas prácticas no son completamente autónomas, ya que los microbios utilizados están limitados a una sola especie y necesitan un suministro constante de nutrientes para sobrevivir, lo que hace necesaria la intervención externa.

Así, el equipo recurrió a múltiples especies para su tecnología de auto-crecimiento totalmente autónoma.

Se utilizaron aquí hongos filamentosos heterotróficos, ya que promueven grandes cantidades de biominerales y pueden sobrevivir a las duras condiciones del espacio. Se combinaron con cianobacterias fotoautótrofas diazótrofas para crear el sistema de líquen sintético. El equipo ahora está trabajando en el siguiente paso de su proyecto, creando tinta de regolito para imprimir en 3D bio-estructuras.

“El potencial de esta tecnología de auto-crecimiento para habilitar la exploración y colonización extraterrestres a largo plazo es significativo.”

– Jin

Hace unos meses, científicos de Georgia Tech también informaron haber desarrollado una nueva clase de bloques de construcción modulares, reconfigurables y sostenibles que son adecuados tanto para hábitats terrestres como extraterrestres.

Las unidades, llamadas Eco-voxeles (voxeles ecológicos), pueden reducir la huella de carbono hasta en un 40% mientras mantienen el rendimiento estructural necesario para alas de aviones y paredes portantes.

Estos equivalentes 3D de píxeles están hechos de politrimetileno tereftalato (PTT), un polímero parcialmente biobasado derivado del azúcar de maíz y reforzado con fibras de carbono recicladas del material de desecho perdido durante la fabricación de componentes aeroespaciales.

Estos eco-voxeles son ligeros, pueden ensamblarse rápidamente y dependen de materiales de origen local, lo que los convierte en candidatos ideales para futuros refugios lunares o marcianos.

Hábitats lunares y marcianos: El impulso global hacia adelante

El entusiasmo por la exploración espacial ha llevado claramente a avances en la tecnología espacial. En lo que respecta al establecimiento de hábitats en la Luna y Marte, la NASA ha estado activamente involucrada, comprendiendo los desafíos y desarrollando los sistemas necesarios.

Su programa Artemis es uno de los principales desarrollos cuyo objetivo es establecer una base permanente en la Luna. La NASA también está trabajando con la empresa texana de tecnologías de construcción ICON para construir un sistema de construcción espacial y ha invertido en su Proyecto Olympus.

El enfoque del proyecto está en la construcción robótica, con el objetivo de desplegar robots de impresión 3D que puedan crear estructuras habitables, unidades de almacenamiento y plataformas de aterrizaje usando material de la Luna. Incluso ha realizado un experimento de un año en su prototipo de hábitat marciano impreso en 3D.

La empresa también ha construido una estructura real impresa en 3D de 1,700 pies cuadrados para la NASA a través de su sistema de construcción Vulcan. Está diseñada por la firma de arquitectura BIG y simulará el hábitat de Marte para ayudar a misiones espaciales a largo plazo.

La NASA también está explorando el uso de ladrillos de micelio hechos de hongos para construir viviendas en Marte y la Luna.

Dirigido por Lynn Rothschild, científica senior del Ames Research Center de la NASA, el proyecto llamado “Mycotecture Off Planet” recibió 2 millones de dólares de financiación del programa NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), que está “comprometido a avanzar tecnologías para transportar a nuestros astronautas, alojar a nuestros exploradores y facilitar investigaciones valiosas.”

El concepto implica que los astronautas lleven consigo estructuras ligeras impregnadas con hongos latentes y usen un toque de agua para estimular el crecimiento de los hongos. Los micelios son estructuras similares a hilos que forman la mayor parte de los hongos, pueden crecer en formas complejas y robustas, y pueden contenerse de forma segura para evitar cualquier contaminación. Además, los micelios pueden usarse para la filtración de agua y para extraer minerales de aguas residuales.

El equipo ya ha demostrado la viabilidad de su concepto, creando biocompuestos basados en hongos y probando prototipos, con su enfoque ahora en mejorar las propiedades materiales de sus hábitats fúngicos y luego probarlos en órbita terrestre baja.

En la Unión Europea (UE), la Agencia Espacial Europea (ESA) ha estado logrando avances significativos.

Por ejemplo, en 2020, estableció una planta prototipo para producir oxígeno a partir de polvo lunar simulado. Unos años después, comenzó a trabajar en Prospect, una perforadora robótica y laboratorio miniatura que evalúa recursos potenciales en la Luna para extraerlos en el futuro.

Para impulsar sus planes espaciales, la ESA está trabajando con otras agencias como la NASA de EE. UU., junto con múltiples organizaciones privadas.

La firma danesa de diseño y construcción SAGA ha creado un hábitat de entrenamiento compacto para la ESA. Estos hábitats tienen una zona de trabajo, un espacio comunal y cápsulas para dormir. Mientras tanto, el Instituto Aurelia está desarrollando paneles modulares que, una vez desplegados en el espacio, pueden formar estructuras más grandes, proporcionando entornos más cómodos para los astronautas.

Además de sus prototipos de extracción de recursos y hábitats, la ESA también está avanzando en tecnologías críticas de temporización. Ha construido un Conjunto de Relojes Atómicos en el espacio (ACES), que fue lanzado a órbita desde Florida en abril de este año. Consiste en dos relojes atómicos conectados, uno que contiene átomos de hidrógeno y el otro que contiene cesio para producir un único conjunto de tics con mayor precisión, exacto dentro de un segundo en 300 millones de años.

El reloj de alta precisión permitirá una mejor navegación, gestión de recursos e incluso mediciones gravitacionales, apoyando una presencia humana sostenible más allá de la Tierra.

Haga clic aquí para aprender cómo podría ser la futura economía espacial.

Incluso el almacenamiento de datos se dirige a la Luna

Curiosamente, las empresas incluso están investigando trasladar centros de datos al espacio. A principios de este año, Lonestar Data Holdings, con sede en Florida, tuvo su dispositivo del tamaño de una caja de zapatos a bordo del aterrizador Athena (IM-2) de Intuitive Machines.

El propósito de IM-2 es demostrar la prospección de recursos, la movilidad lunar y el análisis de sustancias para ayudar a descubrir fuentes de agua con el fin de establecer infraestructura sostenible en la superficie lunar y también en el espacio.

El dispositivo de Lonestar Data Holdings a bordo del IM-2, mientras tanto, transportó datos de Vint Cerf, reconocido como uno de “los padres de Internet”, y del gobierno de Florida, entre otros.

Colocar el almacenamiento de datos en la Luna se espera que ayude a superar los desafíos de los centros de datos, una industria que experimenta un rápido crecimiento debido a la creciente demanda de IA, aprendizaje automático y servicios en la nube. Los centros de datos son conocidos por su alta demanda de energía, que tensiona las redes eléctricas y genera contaminación acústica, todo lo cual podría superarse con el vasto espacio.

Según Steve Eisele, presidente y director de ingresos de Lonestar, “la Luna puede ser la opción más segura” para sus datos. “Es más difícil hackearla; es mucho más difícil penetrarla; está por encima de cualquier problema en la Tierra, desde desastres naturales hasta cortes de energía y guerras,” añadió.

La empresa pretende lanzar un servicio comercial de almacenamiento de datos para 2027 utilizando varios satélites colocados en L1, el punto de Lagrange entre el Sol y la Tierra. Otras compañías como Axiom Space y Starcloud también están planificando sus propios movimientos.

“La economía lunar crecerá, y dentro de los próximos cinco años necesitaremos infraestructura digital en la Luna,” así como “Marte y más allá. Eso será una gran parte de nuestro futuro,” dijo Eisele.

Invertir en la exploración y colonización espacial

En el ámbito espacial, Northrop Grumman Corporation (NOC ) está profundamente involucrada a través del programa Artemis de la NASA, los sistemas de puesto avanzado lunar Gateway, la robótica autónoma y la investigación de fabricación en el espacio. También trabaja en propulsión avanzada, estructuras desplegables a gran escala y fabricación de precisión.

Northrop Grumman Corporation (NOC )
Northrop Grumman Corporation tiene una capitalización de mercado de 72,57 mil millones de dólares, con sus acciones cotizando actualmente a 506,62 dólares, un 7,44 % más en lo que va del año. Posee un EPS (TTM) de 25,36 y un P/E (TTM) de 19,88, ofreciendo un rendimiento de dividendo del 1,83 %.

(NOC )

Financieramente, reportó 9,5 mil millones de dólares en ventas y una cartera récord de 92,8 mil millones de dólares para el primer trimestre de 2025. Las ganancias netas totalizaron 481 millones de dólares, o 3,32 dólares por acción diluida. Casi 800 millones de dólares fueron devueltos a los accionistas mediante dividendos y recompras de acciones.

Últimas noticias y desarrollos de acciones de Northrop Grumman (NOC)

Conclusión

A medida que seguimos adentrándonos más en el cosmos, se vuelve muy claro que necesitaremos más que cohetes para construir una presencia permanente. Esto implica estructuras robustas que puedan soportar condiciones ambientales adversas y abordar la escasez de recursos.

Desde el modelado láser de metal en órbita hasta materiales bioingenierizados, robots autónomos e impresión 3D, estos avances están allanando el camino hacia un futuro sostenible fuera de la Tierra. A medida que la investigación avanza, nos acercamos a crear una base permanente más allá de nuestro planeta y a construir una verdadera civilización interplanetaria.

Haga clic aquí para obtener una lista de las principales acciones aeroespaciales.

Nota del editor (julio de 2025): Este artículo se actualizó para incluir atribución adicional de fuentes y eliminar una frase que caracterizaba erróneamente el progreso del equipo de investigación en el desarrollo del bucle de retroalimentación.

Referencias:

^{1. Carter, P. (2025, June 25). Del aula al cosmos: Los estudiantes buscan construir cosas grandes en el espacio. University of Florida News. Retrieved from https://news.ufl.edu/2025/06/manufacturing-in-space-with-lasers/}