Que diabos

Jan 27, 2024

Nave espacial envolta em tecidos eletrônicos ricos em sensores pode funcionar como instrumentos científicos

Juliana Cherston do MIT [à direita] segura uma amostra de tecido Beta com sensor, como aquela que voará a bordo da Estação Espacial Internacional em 2022. À esquerda, esta amostra tem três sensores de fibra preta entrelaçados no material.

No próximo mês de fevereiro, a espaçonave Cygnus NG-17 será lançada da NASA Wallops, na Virgínia, em uma missão de reabastecimento de rotina para a Estação Espacial Internacional. Em meio às muitas toneladas de suprimentos padrão da tripulação, equipamentos de caminhada espacial, hardware de computador e experimentos de pesquisa, haverá um pacote incomum: um par de amostras de tecidos eletrônicos embutidos com sensores de impacto e vibração. Logo após a chegada da espaçonave à ISS, um braço robótico montará as amostras no exterior das instalações do Alpha Space's Materials ISS Experiment (MISSE), e os operadores da sala de controle na Terra alimentarão as amostras.

Nos próximos seis meses, nossa equipe conduzirá o primeiro teste operacional de tecidos eletrônicos carregados de sensores no espaço, coletando dados em tempo real enquanto os sensores suportam o clima severo da órbita baixa da Terra. Também esperamos que poeira ou detritos microscópicos, viajando pelo menos uma ordem de magnitude mais rápido que o som, atinjam o tecido e acionem os sensores.

Nosso objetivo final é usar esses têxteis eletrônicos inteligentes para estudar a poeira cósmica, algumas das quais têm origens interplanetárias ou mesmo interestelares. Imagine se o tecido protetor que cobre uma espaçonave pudesse funcionar como um experimento astrofísico, mas sem adicionar requisitos excessivos de massa, volume ou energia. E se essa pele inteligente também pudesse medir o dano cumulativo causado por detritos espaciais orbitais e micrometeoróides muito pequenos para serem rastreados por radar? Poderiam os tecidos sensoriais em trajes espaciais pressurizados dar aos astronautas uma sensação de toque, como se o tecido fosse sua própria pele? Em cada caso, tecidos eletrônicos sensíveis a vibrações e cargas podem servir como uma tecnologia fundamental.

Os tecidos projetados já cumprem funções cruciais aqui na Terra. Geotêxteis feitos de polímeros sintéticos são enterrados no subsolo para fortalecer os aterros. As malhas cirúrgicas reforçam o tecido e o osso durante procedimentos médicos invasivos.

No espaço, as paredes externas da ISS são envoltas em um tecido de engenharia de proteção que dá à estação sua cor branca. Chamado de tecido Beta, o tecido cobre a casca de metal da estação e protege a espaçonave do superaquecimento e erosão. O tecido beta também pode ser encontrado no exterior dos trajes espaciais da era Apollo e nos habitats infláveis ​​de próxima geração da Bigelow Aerospace. Até que seja possível alterar substancialmente o próprio corpo humano, tecidos resilientes como este continuarão a servir como um limite crucial – uma segunda pele – protegendo exploradores humanos e espaçonaves dos extremos do espaço.

Agora é hora de trazer um pouco de inteligência para esta pele.

Juliana Cherston prepara um sistema de tecido inteligente na sala limpa do Alpha Space em Houston [topo]. Os componentes eletrônicos na caixa prateada de hardware de voo [abaixo] transmitem dados para o computador na caixa azul. O sistema, com lançamento previsto para fevereiro, será montado nas instalações do Materials ISS Experiment.Allison Goode/Aegis Aerospace

Nosso laboratório, o Grupo de Ambientes Responsivos do MIT, trabalha há mais de uma década na incorporação de redes de sensores distribuídos em substratos flexíveis. Em 2018, estávamos empenhados em desenvolver um conceito avançado para agarrar um asteroide com uma teia eletrônica, o que permitiria que uma rede de centenas ou milhares de pequenos robôs rastejasse pela superfície enquanto caracterizavam os materiais do asteroide. A tecnologia era curiosa de se contemplar, mas dificilmente seria implantada tão cedo. Durante uma visita ao nosso laboratório, Hajime Yano, cientista planetário do Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão, sugeriu uma possibilidade de curto prazo: transformar o cobertor de tecido Beta usado em espaçonaves de longa duração em um experimento científico. Assim começou uma colaboração que até agora resultou em várias rodadas de prototipagem e testes de solo e dois experimentos no espaço.