Jessica Frick tiene la ambición de construir hornos en el espacio. Su empresa, Astral Materials, ubicada en California, se dedica al diseño de máquinas capaces de cultivar en órbita materiales valiosos que podrían ser utilizados en medicina, semiconductores y otros sectores. Como ella misma expresa: «Estamos creando una caja que genera dinero en el espacio».
Desde hace tiempo, los científicos han sugerido que el entorno de microgravedad en la órbita terrestre podría facilitar la producción de productos de calidad superior en comparación con los fabricados en la Tierra. En 1973, los astronautas ya realizaron experimentos con cristales, un componente esencial de los circuitos electrónicos, en la estación espacial Skylab de la NASA. Sin embargo, los avances en este campo han sido lentos, y durante décadas, la fabricación en el espacio ha permanecido más en el ámbito experimental que en el comercial.
Este panorama está a punto de transformarse. Un conjunto de nuevas empresas, como Astral, se están beneficiando de la disminución de los costos de lanzamiento al espacio y de nuevas tecnologías para devolver objetos a la Tierra, lo que está reactivando la fabricación espacial. Mike Curtis-Rouse, responsable de mantenimiento, ensamblaje y fabricación en órbita de la organización británica Satellite Applications Catapult, señala que el sector está experimentando un crecimiento «masivo». Según sus estimaciones, para 2035, «se prevé que la economía espacial mundial se convierta en una industria multimillonaria, con la fabricación en el espacio alcanzando probablemente los 100 billones de dólares». La ausencia de gravedad en el espacio permite procesos de fabricación únicos que no pueden ser replicados en la Tierra, gracias a la intrigante física de la casi ingravidez.
Semillas espaciales para microchips
Uno de los procesos más prometedores es el crecimiento de cristales, en particular la producción de cristales semilla, que son fundamentales en la fabricación de semiconductores. En la Tierra, los ingenieros utilizan un pequeño cristal semilla de silicio de alta pureza, que sumergen en silicio fundido para crear un cristal más grande y de mayor calidad, el cual puede ser cortado en obleas para su uso en dispositivos electrónicos. Sin embargo, la gravedad puede introducir impurezas en este proceso. «El silicio enfrenta actualmente un problema irresoluble», afirma Joshua Western, director general de la empresa británica Space Forge. «Básicamente, no podemos lograr una pureza mayor». Cultivar estos cristales semilla en el espacio podría resultar en obleas mucho más puras.
Astral, la empresa de Frick, planea llevar a cabo este proceso utilizando un horno del tamaño de un mini refrigerador que alcanza temperaturas de aproximadamente 1,500 grados Celsius (2,700 grados Fahrenheit). Las aplicaciones del crecimiento de cristales no se limitan a los semiconductores; también podrían dar lugar a productos farmacéuticos de mayor calidad y otros avances en la ciencia de materiales.
Otros productos fabricados en el espacio podrían beneficiarse de ventajas similares. En enero, China anunció que había creado en su estación espacial Tiangong una nueva aleación metálica innovadora, que es significativamente más ligera y resistente que las aleaciones comparables en la Tierra. Además, el entorno de baja gravedad puede abrir nuevas oportunidades en la investigación médica. «Cuando eliminamos la gravedad, podemos fabricar algo que se asemeje a un órgano», comenta Mike Gold, presidente de la división espacial civil e internacional de Redwire, una empresa de Florida que ha estado experimentando con la fabricación en el espacio en la Estación Espacial Internacional. «Si intentáramos hacer esto en la Tierra, se aplastaría».
El reto de hacer una fábrica en órbita
Uno de los principales desafíos de la fabricación espacial es el transporte de equipos al espacio y el regreso de los productos a la Tierra de manera que la producción a gran escala sea viable. Sin embargo, cohetes como el Falcon 9 de SpaceX han reducido drásticamente el costo de acceso al espacio. Empresas como Space Forge y la californiana Varda Space Industries están desarrollando cápsulas no tripuladas que podrían transportar equipos como el horno de Astral y devolver materiales a la Tierra.
Varda ya ha realizado tres misiones para demostrar esta capacidad, aterrizando cápsulas en el desierto de Utah y en el interior de Australia. En su primera misión, el año pasado, la empresa logró cultivar cristales de un medicamento antiviral llamado ritonavir. Eric Lasker, director de ingresos de Varda, menciona que el potencial de mercado y los beneficios para la salud podrían ser «bastante espectaculares» para productos como este. «Puede ayudar mucho a la gente aquí abajo», afirma.
A medida que la capacidad de fabricación en órbita aumente en los próximos años, es probable que las cosas escalen rápidamente. «Creo que las instalaciones de fabricación en órbita serán como fábricas en el espacio», dice Lasker. «Veremos estaciones o vehículos ya construidos. No es difícil imaginar ese futuro».
En un horizonte más lejano, existe la posibilidad de utilizar recursos del propio espacio para la fabricación, en lugar de enviar materiales desde la Tierra. AstroForge, con sede en California, planea aterrizar el próximo año en un posible asteroide metálico para explorar la extracción de material utilizable. Los asteroides podrían estar ricos en metales de alto valor, como los del grupo del platino, así como en agua y otros recursos.
Aunque esto representa una visión futurista, actualmente la fabricación espacial sigue siendo percibida como «una novedad», según Curtis-Rouse. No obstante, «creo que en un plazo muy corto, dentro de 10 años, se verá como algo habitual».