Airbus Defence and Space

Airbus Defence and Space construye un “horno espacial” para ensayar los materiales del futuro en la ISS

El Levitador Electromagnético será lanzado a la Estación Espacial Internacional a bordo del ATV-5

Airbus Defence and Space, la segunda empresa del mundo en tecnologías espaciales, ha construido el Levitador Electromagnético (EML) que ha desarrollado por cuenta de dos contratos simultáneos para la Agencia Espacial Europea (ESA) y para la agencia espacial alemana (DLR). EML es un horno de procesado sin contenedor para investigación de materiales en el laboratorio europeo Columbus, que va a ayudar a obtener una más profunda comprensión de las aleaciones avanzadas y de los materiales semiconductores y de sus propiedades en estado fundido, de cara a la optimización de su vaciado a escala industrial, además de investigación fundamental. El EML y su primer lote de muestras forma parte de la carga prevista para su transporte en junio a la Estación Espacial Internacional (ISS) junio mediante el carguero espacial europeo de reabastecimiento ATV-5 (Automated Transfer Vehicle).

Hasta 2020, como mínimo, esta singular instalación de pruebas procesará en una batería de experimentos varias muestras de metales y semiconductores a temperaturas de hasta 2.000 grados Celsius mediante el principio de levitación magnética y calentamiento por inducción. Varios equipos de científicos e investigadores industriales se han planteado el objetivo de adquirir datos de elevada precisión de las propiedades termofísicas relacionadas con la temperatura de materiales avanzados fundidos, que desempeñan un papel clave en los procesos complejos de vaciado y solidificación de éstos cuando se utilizan para la fabricación de piezas a escala industrial. La levitación en condiciones de microgravedad exige una fuerza mínima; así se evitará la deformación de las muestras, que falsifica los datos medidos mediante métodos ópticos in situ.

Es casi imposible imaginar la vida moderna sin productos elaborados a partir de materiales de alta tecnología. Se encuentran en objetos que van desde los álabes de turbinas de motores a reacción hasta los motores poco contaminantes para automóviles. Entre ellos están los supermetales que se emplean para la producción de componentes electrónicos e imanes de gran potencia, además de dispositivos médicos como articulaciones artificiales y prótesis. Como fino polvo metálico se usan incluso como catalizadores para reacciones químicas. Una mayor comprensión de las propiedades de los materiales en estado líquido (para modelización de vaciados) y de los parámetros de solidificación de estos materiales de vanguardia es esencial tanto para un seguimiento del proceso de producción de las piezas como para garantizar la alta calidad de los productos fabricados.

Con tal fin, la nueva instalación EML –que irá colocada en el Armario de Cajones Europeo del Laboratorio Columbus de la ISS– va a llevar a cabo una serie continua de experimentos. El EML, que en conjunto pesa aproximadamente 360 kilogramos, está compuesto por cuatro módulos, de los cuales el más importante es el Módulo de Experimentos (EXM). Las muestras, que van almacenadas en contenedores especiales de cerámica y renio, se colocan en la cámara de procesado mediante un sistema similar al tambor de un revolver. Éste contiene 18 muestras metálicas esféricas para experimentación que incluyen varias aleaciones de aluminio, cobre y níquel.

Para su procesado se emplean muestras de una en una, haciéndola levitar por medios electromagnéticos. A continuación se funde calentándola por inducción dentro de un campo electromagnético generado por un sistema de bobinas. En la gota de metal en estado de levitación se pueden medir simultáneamente diversos parámetros. En todos los experimentos se emplearán métodos sin contenedor y sin contacto para evitar interferencias con los valores captados, que serían similares a las que se obtienen con el uso de un crisol en la Tierra.

El control y seguimiento del funcionamiento del Levitador Electromagnético lo llevará a cabo el Centro de Control para Usuarios de Microgravedad (MUSC) del DLR, sito en Colonia. Desde allí los científicos a cargo de los experimentos pueden hacer una monitorización directa, en tiempo real, de todos y cada uno de los detalles de los ciclos de fundido, gracias a una cámara digital de vídeo para observación, de una cámara de datos de alta velocidad capaz de capturar hasta 30.000 fotogramas por segundo y a un pirómetro. Antes de cada vuelo, las propiedades de los materiales de las distintas muestras han sido exhaustivamente determinadas en vuelos parabólicos con el dispositivo Tempus que aporta el DLR. Las muestras de la ISS incluso se pueden devolver a la Tierra más adelante para que los investigadores puedan seguir efectuando pruebas.

El dispositivo de Levitador Electromagnético fue desarrollado y construido por equipos de Space Systems de Airbus Defence and Space, en calidad de contratista principal industrial. Con más de un cuarto de siglo de experiencia en este campo, los expertos de Friedrichshafen han construido varias unidades de vuelo dentro del proyecto Tempus: para vuelos parabólicos (experimento de 20 segundos de duración), para cohetes sonda (seis minutos) y, en los años 90, para tres misiones Spacelab a bordo del Space Shuttle estadounidense (misiones de entre una y dos semanas). En la actualidad, los laboratorios de la ISS proporcionan un acceso continuo a condiciones de microgravedad.

 

Acerca de Airbus Defence and Space

Airbus Defence and Space es una división del grupo Airbus nacida de la integración de las actividades de Cassidian, Airbus Defence and Space y Airbus Military. Esta nueva división es líder europea de la industria espacial y de defensa, número dos mundial de la industria espacial y una de las diez mayores compañías mundiales del sector de la defensa. Alcanza unas ventas anuales de aproximadamente 14 000 millones de euros con una plantilla de cerca de 40 000 personas

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