Un equipo de la Universidad Tecnológica de Dalian, en el noreste de China, ha diseñado un blindaje con huevos de aluminio huecos y rellenos de agua que, en simulaciones, redujo un 64,9 % la velocidad de un proyectil de basura espacial lanzado a 7,5 kilómetros por segundo, unos 27.000 km/h. Una placa de aluminio de una sola capa, sometida al mismo golpe, lo frenó un 51 %.
Yuxin Wang y sus colegas Yuqing Liu y Hao Li, de la Escuela de Mecánica e Ingeniería Aeroespacial de esa universidad, publicaron el trabajo el 8 de septiembre de 2026 en el Journal of Applied Physics.
Un huevo de cocina convertido en blindaje
El punto de partida del equipo fue la cáscara de huevo. «Las estructuras biológicas naturales han evolucionado para mostrar un excelente rendimiento en la absorción de energía a lo largo de una larga adaptación», explica Wang en la nota de prensa de AIP Publishing, la editorial de la revista.
Los investigadores diseñaron tres versiones de lo que llaman una metaestructura, un material cuyo comportamiento depende más de la forma y la colocación de sus piezas que del metal del que están hechas. En la primera, todos los huevos tocaban la placa delantera con el extremo estrecho; en la segunda, con el extremo ancho; y en la tercera, las orientaciones se alternaban.
Las piezas se fabricaron con impresión 3D. El objetivo, según el resumen del artículo, es mejorar la protección de las paredes de las cabinas de las naves espaciales frente a los restos a hipervelocidad, que es como se llaman los choques por encima de unos pocos kilómetros por segundo.
Cómo frenan el golpe las cáscaras y el agua
Un huevo suelto aguanta poco, y el propio Wang lo reconoce. «Una sola cáscara de huevo se rompe con facilidad bajo una fuerza localizada, pero el mecanismo de protección de la matriz de cáscaras es completamente distinto», afirma en la nota oficial.
Según el investigador, al deformarse a la vez, las cáscaras convierten la carga concentrada del impacto en energía que se disipa por toda la metaestructura, y eso mejora mucho la resistencia de las placas.
El relleno también cuenta. La nota de AIP Publishing explica que, con un impacto fuerte, el agua se agita dentro de cada huevo y dificulta que las ondas del golpe se propaguen, y que esa interacción entre el agua y el aluminio reduce y disipa la energía.
Para medirlo, el equipo comparó cinco casos: las tres versiones con huevos, una placa de aluminio de una sola capa y una estructura de esferas de aluminio rellenas de agua.
Los autores concluyen que las tres metaestructuras de cáscaras mejoran de forma notable la protección frente a los impactos a hipervelocidad de la basura espacial. La que mejor resistió fue la de los huevos de pie, con la punta pequeña contra la placa delantera y la parte ancha apoyada abajo.
El escudo Whipple, la protección actual de las naves
La Agencia Espacial Europea (ESA) recuerda en su página sobre impactos a hipervelocidad que solo los objetos grandes están catalogados y se pueden esquivar con maniobras. Los pequeños solo pueden contrarrestarse con protección pasiva, como la que se usa en la Estación Espacial Internacional.
La pieza clásica es el escudo Whipple, una capa exterior fina que desintegra el proyectil y lo convierte en una nube de restos para que la pared trasera aguante mejor. En una prueba para el carguero europeo ATV en el Instituto Ernst Mach de la Sociedad Fraunhofer, en Friburgo (Alemania), una bala de aluminio de 7,5 milímetros disparada a 7 km/s atravesó la capa de aluminio de 1 mm y un tejido de Kevlar y Nextel, y solo chamuscó la pared interior de 3 mm.
1,5 millones de fragmentos de 1 a 10 cm en órbita
El problema crece cada año. Según las cifras de la Oficina de Residuos Espaciales de la ESA, actualizadas el 14 de octubre de 2026, hay unos 1,5 millones de fragmentos de entre 1 y 10 centímetros en órbita, además de 68.450 objetos de más de 10 cm y unos 230 millones de entre 1 milímetro y 1 centímetro.
Son estimaciones de un modelo estadístico, porque las redes de vigilancia solo siguen de forma regular unos 47.140 objetos. La ESA advierte de que cualquier impacto de un objeto catalogado de 10 cm contra una nave o una etapa de cohete acabará muy probablemente en su desintegración catastrófica.
El Informe sobre el Entorno Espacial 2026 de la ESA, publicado el 14 de septiembre, cuenta más de 300 lanzamientos en 2025, con más de 4000 cargas útiles nuevas en órbita. La ESA señala en el informe que, aunque no se lanzaran más satélites, la población de residuos seguiría aumentando, porque las fragmentaciones generan restos más rápido de lo que estos tardan en reentrar de forma natural en la atmósfera.
Proteger la nave no limpia la órbita
Un escudo mejor ayuda a que una nave sobreviva al choque, pero los restos siguen dando vueltas. Por eso la ESA pide retirar fragmentos de forma activa porque, según su informe, la prevención sola ya no basta.
En esa línea se han probado ideas muy distintas, desde redes para capturar basura espacial hasta un pequeño satélite japonés hecho de madera. También se diseñan trajes espaciales que protegen a los astronautas de la basura espacial, y se vigila el efecto de la caída casi diaria de satélites Starlink.
Todo sale de simulaciones a 7,5 km/s
Los resultados salen de simulaciones con el método del punto material, una técnica numérica que representa el metal y el agua como miles de puntos que se mueven y se deforman. El 64,9 % mide cuánto se frena el proyectil en esas condiciones y no equivale al porcentaje de choques que evitaría una nave real.
Todos los cálculos se hicieron con proyectiles esféricos a 7,5 km/s, mientras que la ESA sitúa las velocidades típicas de impacto de la basura espacial en torno a 14 km/s. Como la energía crece con el cuadrado de la velocidad, cada gramo de un fragmento a 14 km/s llega con unas 3,5 veces más energía que en las pruebas. Antes de usarlo como blindaje ligero en naves, la geometría y el relleno necesitan más ajustes y más pruebas de impacto, según AIP Publishing, y el equipo ya trabaja en el grosor de las cáscaras, su proporción y su distribución.
«Este trabajo demuestra que las metaestructuras biónicas y ligeras son una vía prometedora para la protección frente a impactos a hipervelocidad», resume Wang.
El estudio completo se ha publicado en Journal of Applied Physics.
Imagen: Wang et al. / AIP Publishing
