New carbon fiber technology will allow spacecraft to repair themselves/Nueva tecnología de fibra de carbono permitirá que las naves espaciales se reparen a sí mismas
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On December 21, 2015, the first stage of the Falcon 9 was successfully recovered, landing vertically without damage. Until that day, rockets were "disposable," as ridiculous as buying a car and throwing it away when the gas tank runs out. This technology represented a savings of between 90 and 95% in the cost of sending one kilogram to low Earth orbit. Barely a decade later, not only are rocket stages being recovered for reuse, but we will now see spacecraft self-repairing.
El 21 de diciembre de 2015 se recuperó con éxito la primera etapa del Falcon 9 con la primera etapa del cohete aterrizando verticalmente sin daños. Hasta ese día los cohetes eran de "usar y tirar", algo tan ridículo como comprar un automóvil y tirarlo cuando se acaba el depósito de gasolina. Esta tecnología supuso un ahorro de entre el 90 y el 95 % en el precio de llevar un kilogramo a la orbita baja. Apenas una década después, no solo se recuperan las etapas de los cohetes para su uso sino que ahora veremos como las naves se autorreparan.
Along these lines, as part of the European Space Agency's CASSANDRA (Composite Autonomous Sensing and RepAir) project, a new type of "self-healing" carbon fiber composite is being tested for rocket fuselages and stages. This composite is designed to detect micro-damage and almost automatically seal it using controlled heat. The technology consists of a carbon fiber composite material with a special polymer matrix, derived from the "HealTech" technology developed by the Swiss company CompPair, which is also part of the project.
En esta línea, como parte del proyecto CASSANDRA (Composite Autonomous SenSing AnD RepAir) de la Agencia Espacial Europea, se está probando un nuevo tipo de composite de fibra de carbono “autorreparable” pensado para fuselajes y etapas de cohetes, que puedan detectar microdaños y sellarlos casi solos mediante calor controlado. La tecnología consiste en un material compuesto de fibra de carbono con una matriz polimérica especial, derivado de la tecnología “HealTech” creada por la empresa suiza CompPair que forma parte del proyecto
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The goal is to use it in launch vehicle and reusable spacecraft structures to reduce inspections and repairs between missions. The key idea behind this technology is that the structure incorporates a sensor system, heating, and a chemical curing mechanism that seals cracks in the polymer matrix. Optical fibers or other sensors are integrated within the composite to detect local changes in deformation, vibration, or light transmission associated with microcracks or impacts. A heating network is also integrated, capable of heating specific areas to approximately 100–140 °C.
El objetivo es usarlo en estructuras de lanzadores y naves reutilizables para reducir inspecciones y reparaciones entre misiones. La idea clave de esta tecnología es que la estructura lleva integrado un sistema de sensores, calefacción y un mecanismo químico de curado que cierra grietas en la matriz polimérica. Dentro del composite se integran fibras ópticas u otros sensores que detectan cambios locales de deformación, vibración o transmisión de luz asociados a microgrietas o impactos. También se integra una red de calefacción que puede calentar zonas específicas hasta unos 100–140 °C.
The "curable" polymer matrix is formulated to soften, flow, and re-heal (crosslink) when heated, filling microcracks and restoring much of the mechanical strength. The process can be activated remotely from the ground or by the onboard system, which detects damage, locates the area, applies heat, and allows the polymer to seal the crack without direct human intervention. It is primarily intended for microcracks and fatigue damage or minor impacts, not for large holes from high-speed micrometeorites.
La matriz polimérica “curable” está formulada para reblandecerse, fluir y volver a curar (reticularse) cuando se calienta, rellenando microgrietas y recuperando buena parte de la resistencia mecánica. El proceso se puede activar desde tierra o por el propio sistema de a bordo que detecta daño, localiza la zona, aplica calor y deja que el polímero cierre la grieta sin intervención humana directa. Está pensado sobre todo para microgrietas y daños de fatiga o pequeños impactos, no para agujeros grandes de micrometeoritos de alta velocidad.
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Tests show that some self-healing composites can recover approximately 70–80% of their structural integrity after moderate impacts, thus extending the structure's lifespan. Just as important as healing is being able to "know" where the damage is located; therefore, the project combines distributed sensors, heating, and a repairable matrix into a single system. The CASSANDRA project is currently in the laboratory testing and material procurement phase for applications on European launchers within the ESA's FIRST!/FLPP program.
Los ensayos muestran que algunos composites autocurables pueden recuperar del orden del 70–80% de su integridad estructural tras impactos moderados, lo que alarga la vida útil de la estructura. Igual de importante que curar es poder “saber” dónde está el daño, por eso el proyecto combina sensores distribuidos, calentamiento y matriz reparable en un único sistema. El proyecto CASSANDRA está en fase de pruebas de laboratorio y de acopio de material para aplicaciones en lanzadores europeos dentro del programa FIRST!/FLPP de la ESA.
In the medium term, the same logic of self-healing polymers and sensors could be extended to shields against space debris, habitats, satellite panels, or even spacesuits, where self-healing polymers subjected to simulated space radiation are already being tested. Obviously, the spacecraft doesn't magically regenerate itself, but rather its carbon fiber skin has an embedded system that detects micro-damage and, when heated, causes the polymer material itself to re-weld the cracks.
A medio plazo, la misma lógica de polímeros autocurables y sensores podría extenderse a escudos frente a basura espacial, hábitats, paneles de satélite o incluso trajes espaciales, donde ya se están ensayando polímeros autocurables sometidos a radiación espacial simulada. Obviamente no es que la nave se regenere mágicamente, sino que su piel de fibra de carbono lleva un sistema embebido que detecta microdaños y, al calentarse, hace que el propio material polímero vuelva a soldar sus grietas.
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https://phys.org/news/2026-03-spacecraft-future-missions.html