¿Qué datos de elevación existen de la Luna?
La base es LOLA, el Lunar Orbiter Laser Altimeter a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, que mide la Luna desde 2009. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) publica un modelo global de elevación construido a partir de él: 118 metros por píxel en el ecuador (256 píxeles por grado), de polo a polo, obtenido de más de 6500 millones de mediciones tomadas entre julio de 2009 y julio de 2013. Es un único archivo de 8 GB.
Hay productos de mayor resolución que cubren partes de la Luna. SLDEM2015 combina LOLA con la elevación estereoscópica de la Terrain Camera del orbitador japonés SELENE (Kaguya), a 512 píxeles por grado, unos 59 metros en el ecuador, con una precisión vertical típica de 3 a 4 metros, pero solo entre los 60° norte y los 60° sur. Alrededor del polo sur, NASA Goddard publica mosaicos de LOLA a 5 metros por píxel para las latitudes de 87° a 90° sur.
Más resolución no siempre es más útil. En una impresión de 200 mm de una región de 200 km de ancho, un píxel de 118 m ya mide unos 0,12 mm, y el manual del complemento DEMto3D recomienda dejar al menos 0,2 mm entre puntos. Los productos de mayor resolución compensan su tamaño cuando la región es pequeña: la pared de un solo cráter o un lugar cerca del polo.
La cara oculta, la mitad que nunca mira a la Tierra, está cubierta tan completamente como la cara visible. Las mediciones vienen de un orbitador, no de un telescopio: el LRO cartografía la Luna desde una órbita polar, y su altímetro mide todo el terreno que pasa por debajo, se vea o no desde la Tierra.
¿Cómo se convierten los datos de elevación en algo que se puede imprimir?
Un modelo de elevación es una cuadrícula de números en la que cada píxel guarda una altura en lugar de un brillo. Para imprimirlo, un programa convierte la cuadrícula en una superficie de triángulos, le añade paredes laterales y una base plana para que sea un sólido cerrado, y lo escala a milímetros. El resultado se guarda como un archivo de malla, que un slicer corta en capas y convierte en instrucciones para la impresora.
Importan dos formatos. STL describe solo la geometría de la superficie: triángulos, sin color y sin unidades, así que un terreno llega como una sola forma sin color cuya escala el slicer tiene que suponer. 3MF puede llevar color, varios materiales y varias partes separadas en un solo archivo, así que una parte puede llegar al slicer ya coloreada.
Lo genere lo que lo genere, el slicer necesita lo mismo del archivo: un sólido cerrado, el tamaño físico correcto y una cara plana sobre la que apoyarse. Todo lo demás, desde la altura de capa hasta el relleno o qué filamento va en cada sitio, se decide en el slicer.
¿Cuánto hay que exagerar el terreno?
Normalmente más de lo que esperarías. La recomendación de OrbitStudio es que los cráteres espectaculares como Tycho se imprimen bien a 1x, mientras que las llanuras de los mares, como el lugar del Apolo 11, necesitan de 3x a 5x para que el relieve se vea en la impresión. La razón es la proporción: los puntos más alto y más bajo de la Luna están a casi 20 kilómetros de altura de diferencia, mientras que un solo cráter puede medir 85 o 185 kilómetros de ancho.
Un ejemplo con números. Supón que una impresión de 200 mm cubre una región de 200 km de ancho. Un milímetro en el modelo es entonces un kilómetro en la Luna, y a escala real eso vale también para la altura. Los 4,7 km de profundidad de Tycho se convierten en 4,7 mm, que se leen con claridad. Una cresta de 100 metros de alto se convierte en 0,1 mm, menos que una sola capa de 0,12 mm, así que el slicer no puede dibujarla. A 4x se convierte en 0,4 mm: algo más de tres capas.
Reduce la Luna entera, de 3475 km de diámetro, a un globo de 200 mm y todo su rango de alturas se queda en poco más de 1 mm. La exageración es simplemente un multiplicador sobre cada altura. No cambia nada en horizontal, así que los cráteres conservan su posición y su anchura; lo que se pierde es la proporción real, a cambio de un relieve que puedes ver y tocar.
¿Qué formas hay de hacerlo?
Hay tres caminos prácticos, y se diferencian sobre todo en cuánto trabajo de acabado te dejan. El primero es Moon Trek de la NASA, un portal web creado en el JPL, sin nada que comprar ni instalar. Su herramienta Generate 3D Print File te pide dibujar un rectángulo en el mapa, comprobar el recuadro y enviarlo. Eliges STL u OBJ, una resolución y una exageración de la altura de 1 a 10; un OBJ también puede llevar una textura de imagen.
En su vista de mapa estándar, Moon Trek recorta el archivo de una capa global de LOLA a 256 píxeles por grado, el mismo muestreo que el modelo del USGS. La NASA describe el resultado como un archivo para hacer un modelo físico de un accidente de la superficie, y eso es lo que obtienes: el terreno dentro de tu rectángulo. Un marco, colores separados o piezas de puzle los tienes que añadir tú en otro programa.
El segundo es QGIS, un software SIG libre y de código abierto, con el complemento DEMto3D. Abres el modelo de elevación del USGS y después defines una extensión rectangular, la separación entre puntos, el tamaño o la escala del modelo, un factor de exageración y una base, de 2 mm por defecto. El complemento puede dividir el modelo en partes iguales a lo ancho y a lo alto, y escribe un STL binario: un sólido, un color. Su manual no trata los colores ni las piezas que encajan entre sí.
El tercero es OrbitStudio, que funciona en el navegador y construye el modelo por ti, sin CAD y sin reparar mallas. Eliges cualquier región de la Luna o uno de los 47 lugares destacados incluidos, eliges un puzle o un adorno macizo, y ajustas la exageración, el tamaño, el número de piezas, el grosor de la base, el marco y el texto. La descarga son archivos STL y archivos 3MF con los colores listos para Bambu Studio u OrcaSlicer, con el terreno y el marco en archivos separados. Generar y previsualizar es gratis sin cuenta, una cuenta gratuita añade el corte en piezas de puzle y el texto del marco, y para descargar necesitas un plan Plus o Merchant, o un crédito de un pase.
- Moon Trek: gratis; STL u OBJ del rectángulo que dibujas; exageración de 1x a 10x; el marco, los colores y las piezas los añades tú.
- QGIS con DEMto3D: gratis; tú defines la extensión, la separación, la escala, la exageración y la base; un STL de un solo color.
- OrbitStudio: puzle o adorno en círculo, cuadrado o hexágono, con marco; STL y 3MF ya coloreado; un crédito por descarga, de un pase.
¿Cómo hay que laminarlo e imprimirlo?
Plano sobre su base, con el terreno hacia arriba y una altura de capa fina. Un modelo hecho a partir de un mapa de alturas tiene una sola altura de superficie en cada punto, así que no hay voladizos, y apoyado sobre su base no necesita soportes. La altura de capa fija el escalón de altura más pequeño que puede mostrar la impresión, y por eso conviene elegirla junto con la exageración.
Para más de un color, una unidad multimaterial se encarga de los cambios. Con el AMS de Bambu Lab, Bambu Studio te deja asignar un filamento a cada objeto o parte, y al enviar la impresión asigna los colores del proyecto a las ranuras del AMS por color y material, así que un 3MF cuyas partes ya vienen coloreadas casi solo hay que revisarlo. En una impresora con una sola bobina, un cambio de color en una capa elegida lo hace a mano: la impresora se detiene, cambias el filamento y todo lo que está por encima de esa altura se imprime en el nuevo color.
Los ajustes de abajo son los que OrbitStudio recomienda para sus propios modelos. Las impresoras, los perfiles y los materiales varían, así que tómalos como punto de partida, y revisa la vista previa laminada capa por capa, comprobando la geometría y el grosor de las paredes, antes de empezar a imprimir.
- Altura de capa: de 0,12 mm a 0,16 mm.
- Relleno: 15 % giroide, tanto para puzles como para adornos.
- Soportes: no hacen falta; el modelo se imprime plano sobre su base.
- Filamento: el PLA mate disimula las líneas de capa; el PLA seda resalta las curvas del terreno.
¿Qué no vas a ver en una impresión?
Nada que sea más pequeño que los datos. La etapa de descenso del Apolo 11, que se quedó en la Base Tranquilidad, mide unos cuatro metros; el modelo global de elevación toma una muestra del terreno cada 118 metros, así que el módulo es más o menos la treintava parte de un píxel. Lo que imprimes es el terreno en las coordenadas donde está el equipo, no el equipo.
Nada que sea color en lugar de forma. Los rayos de Tycho, las franjas claras que recorren un tercio del contorno de la Luna, son una diferencia de brillo, no de altura, así que no dejan relieve; lo que se imprime es la cuenca, las paredes en terrazas y el pico central. Y cualquier accidente que tras la exageración quede por debajo de una capa desaparece en lo plano.
¿Por dónde empezar?
Por una región con profundidad de sobra. Tycho, de 85 km de diámetro y 4,7 km de profundidad, es espectacular a escala real, y Copernicus, de 93 km de diámetro y con paredes en terrazas, rara vez necesita mucha exageración. En la cara oculta, Tsiolkovskiy levanta un pico central de más de 3400 m sobre un fondo plano de 185 km de ancho, y se imprime como un único lugar destacado bien claro.
El Apolo 11 es lo contrario: terreno llano, que se imprime por el lugar más que por el paisaje, de 3x a 5x. Los otros cinco alunizajes están en la página de los lugares de alunizaje de las misiones Apolo. O abre el generador, elige cualquier región y gírala en 3D, gratis y sin cuenta, antes de decidir nada.