Materiales espaciales

Un satélite tiene que soportar condiciones extremas a lo largo de su vida útil:

bibraciones

presiones

exposición a radiación directa

temperaturas extremadamente altas +200ºC en exposición solar y extremadamente bajas -200ºC a la sombra (cuando la tierra se interpone entre el sol y el satélite)

impacto de pequeños asteroides a muy alta velocidad

El criterio fundamental que se tiene a la hora de seleccionar materiales aptos para la construcción del satélite es que sea ligero y muy resistente.

Estos requisitos (ligereza y fortaleza) nos permite por un lado ahorrar combustible y por otro lado asegurar el funcionamiento vital del satélite.

Asimismo, los materiales que cumplen dichos requisitos son los materiales compuestos y polímeros. Por ejemplo: el Kevlar, la fibra de carbono, el titanio, el aluminio y otras aleaciones.

KEVLAR

Tejido de Kevlar y estructura molecular

Propiedades del Kevlar:

no se derrite
no se contrae en llama
carboniza a temperaturas muy altas
buena resistencia y estabilidad química
extremadamente resistente

Fibra de Carbono

La fibra de carbono puede presentarse en forma de tejido o en forma de lámina sólida.

Ambas estan formadas de filamentos de carbono entramados, la única diferencia es que la lámina sólida ha sido cocida en un horno autoclave.

El uso de la fibra de carbono va en progresión, y esta empezando a ser aplicado en la aviación como es el caso del boeing 787.

Propiedades de la fibra de Carbono:

Alta resistencia especifica
Alto módulo específico
Buena resistencia a disolventes orgánicos
Inerte frente a la humedad y los disolventes

Aluminio

Propiedades del aluminio:

ligereza
resistencia a la corrosión
alto indice de reflexión de la luz
conductividad eléctrica y térmica
impermeable
ductil y maleable
apto para extrusión
100% reciclable
Bajo punto de fusión: 658ºC

Titanio

El titanio es un material tenaz y resistente, lo que lo hace idóneo para la aplicación en el sector aeronáutico, en joyería y relojería de gama alta.

Características físicas

Es un metal de transición.
Ligero: su densidad o peso específico es de 4507 kg/m³.
Tiene un punto de fusión de 1675 °C (1941 K).
La masa atómica del titanio es de 47,867 u.
Es de color plateado grisáceo.
Es paramagnético, es decir, no se imanta debido a su estructura electrónica.
Abundante en la naturaleza.
Reciclable.
Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecánicas.
Es muy resistente a la corrosión y oxidación.
Refractario.
Poca conductividad: No es muy buen conductor del calor ni de la electricidad.

Características mecánicas

Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable.
Permite fresado químico.
Maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.
Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado.
Duro. Escala de Mohs 6.
Muy resistente a la tracción.
Gran tenacidad.
Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo.
Material soldable.
Permite varias clases de tratamientos tanto termoquímicos como superficiales.
Puede mantener una alta memoria de su forma.

(fuente: wikipedia/titanio)

Nanotubos de Carbono

Hay que destacar los llamados nanotubos de carbono que estan actualmente en fases de investigación. Estos son capaces de resistir mucho mas de lo que se se había imaginado hasta el momento, dichos tubos son 10 veces mas pequeños que un cabello humano pero sin embargo tienen una estructura atómica indestructible.