Científicos del MIT desarrollan una nueva defensa para proteger a los astronautas de este problema espacial

La seguridad de los astronautas durante los viajes espaciales de larga duración se ha convertido en uno de los grandes desafíos de la exploración espacial. En ese contexto trabaja Palak Patel, estudiante de sexto año de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), cuya investigación se centra en el desarrollo de materiales avanzados capaces de proteger a las tripulaciones frente a los riesgos del entorno espacial.

«Mi investigación se centra fundamentalmente en cómo garantizar la seguridad de los astronautas en el espacio», explica Patel. Su trabajo aborda el diseño de nanocompuestos capaces de ofrecer protección frente a la radiación, uno de los principales obstáculos para las misiones tripuladas fuera de la órbita terrestre.

La vocación científica de Patel se remonta a su infancia. Durante esos años desarrolló un fuerte interés por el espacio, alentado por lecturas sobre los planetas del sistema solar y por visitas a observatorios, museos aeronáuticos y centros de la NASA. También resultó decisiva la influencia de su abuelo, que dirigía la división de protección radiológica del Centro de Investigación Atómica Bhabha de la India.

Aunque nació en Estados Unidos, se trasladó a la India a los 13 años. Allí cursó sus estudios de ingeniería mecánica y comenzó a orientarse hacia la investigación. Durante el último año de carrera realizó prácticas en la Organización India de Investigación Espacial (ISRO), donde se familiarizó con los exigentes procesos de fabricación de componentes destinados a aplicaciones espaciales. «Es uno de los pocos ámbitos donde se requiere una precisión, limpieza y perfección absolutas», afirma.

Tras finalizar sus estudios, se incorporó como ingeniera de proyectos a una empresa dedicada a producir componentes para misiones de la ISRO. Entre sus responsabilidades figuraba la puesta en marcha de instalaciones y la elaboración de procedimientos para fabricar guías de onda rectangulares de aluminio curvadas y retorcidas destinadas a satélites. Aquella etapa consolidó su interés por la investigación y la llevó a solicitar una plaza en el MIT. «Quería algo un poco más técnico, un poco más centrado en la investigación», señala.

Ya en el MIT, Patel se integró en el laboratorio de Brian Wardle, en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica. Allí se especializó en la síntesis de nanotubos y en la fabricación de nanocompuestos multifuncionales, estructuras microscópicas cilíndricas conocidas por su gran resistencia y versatilidad.

Durante su máster trabajó en la integración de nanotubos en materiales aeroespaciales existentes. «Los aviones modernos están compuestos en más del 50 % por materiales compuestos: fibra de vidrio, carbono y otros materiales compuestos», explica. «Incorporar nanotubos de carbono a los materiales compuestos existentes puede mejorar sus propiedades mecánicas y añadirles multifuncionalidad».

Estos materiales no solo refuerzan las estructuras, sino que también aportan nuevas capacidades. Entre otras aplicaciones, permiten que las alas de los aviones resistan la formación de hielo o que los propios materiales detecten grietas antes de que se produzcan fallos estructurales graves.

Posteriormente, Patel decidió orientar su investigación hacia aplicaciones espaciales. En ese proceso entró en contacto con científicos de la NASA, entre ellos Valerie Wiesner, quien se convirtió en su mentora. Fue entonces cuando comenzó a trabajar con nanotubos de nitruro de boro, un material especialmente prometedor para el blindaje frente a la radiación.

La radiación ionizante representa uno de los mayores riesgos en los viajes espaciales. Cuando impacta sobre el aluminio utilizado en muchas naves espaciales, puede generar neutrones secundarios peligrosos para los astronautas. «No se puede viajar a Marte de forma segura con los materiales de última generación actuales», advierte Patel.

Los nanotubos de nitruro de boro ofrecen una solución ligera capaz de bloquear la radiación sin comprometer la resistencia estructural. Gracias a un proceso desarrollado en el laboratorio de Wardle, Patel ha logrado sintetizarlos en concentraciones mucho más elevadas que las alcanzadas anteriormente por la NASA, hasta un 50 % en peso frente al 5-10 % habitual.

La investigación de Patel ha sido reconocida con una beca del programa NASA Space Technology Graduate Research Opportunities, que le permite probar regularmente sus materiales en diferentes centros de la agencia espacial. «El MIT es el único lugar donde se pueden sintetizar estos nanotubos como lo hacemos nosotros», afirma. «Hemos obtenido resultados muy prometedores».