{"id":17185,"date":"2017-02-12T05:29:04","date_gmt":"2017-02-12T04:29:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=17185"},"modified":"2017-02-12T05:29:04","modified_gmt":"2017-02-12T04:29:04","slug":"caminando-hacia-el-futuro-de-la-conquista-espacial","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2017\/02\/12\/caminando-hacia-el-futuro-de-la-conquista-espacial\/","title":{"rendered":"Caminando hacia el futuro de la conquista Espacial"},"content":{"rendered":"

Diez avances tecnol\u00f3gicos que podr\u00edan revolucionar la conquista del espacio<\/h1>\n

Reportaje: Daniel Mar\u00edn<\/a>

Habitualmente se suele decir que en temas espaciales ya est\u00e1 todo inventado. Y visto el estado actual de la exploraci\u00f3n espacial resulta dif\u00edcil no estar de acuerdo con esta afirmaci\u00f3n. Por suerte, siempre queda lugar para la innovaci\u00f3n y la imaginaci\u00f3n. El grupo de Conceptos Avanzados e Innovadores (NIAC<\/a>) de la NASA lleva a\u00f1os intentando hacer realidad lo imposible, imaginando c\u00f3mo las nuevas tecnolog\u00edas podr\u00edan cambiar la conquista del espacio. Veamos unas cuantas:<\/p>\n

Sistemas de propulsi\u00f3n mediante fragmentos de fisi\u00f3n<\/strong><\/p>\n

Las reacciones de fisi\u00f3n nuclear generan normalmente part\u00edculas con carga el\u00e9ctrica que pueden alcanzar el 4% de la velocidad de la luz. Normalmente estos fragmentos chocan con otros \u00e1tomos en el n\u00facleo del reactor y fin de la historia. Pero si creamos un reactor a base de polvo de uranio suspendido en un campo el\u00e9ctrico podr\u00edamos dirigir estos fragmentos y expulsarlos para crear empuje. Claro que esto es m\u00e1s f\u00e1cil decirlo que hacerlo. Para construir un motor de este tipo deber\u00edamos crear antes un sistema de contenci\u00f3n electromagn\u00e9tico mediante imanes superconductores con una masa de varias decenas de toneladas. Adem\u00e1s habr\u00eda que tener mucho cuidado en dirigir el haz de fragmentos radiactivos, ya que cualquier parte de la nave que entrase en contacto con el mismo sufrir\u00eda da\u00f1os irreparables en poco tiempo. El empuje ser\u00eda muy bajo, comparable a los motores el\u00e9ctricos (i\u00f3nicos), pero la eficiencia podr\u00eda llegar a ser bestial, del orden de los 530000 segundos de impulso espec\u00edfico. Un sistema as\u00ed ser\u00eda capaz de propulsar una nave tripulada por todo el Sistema Solar. Si empleamos un propelente extra como puede ser hidr\u00f3geno calentado por el reactor para aumentar el empuje, entonces este sistema ser\u00eda a\u00fan m\u00e1s espectacular. La pega es que primero debemos demostrar que se puede construir un motor de fragmentos de fisi\u00f3n a un costo razonable.<\/p>\n

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Concepto de nave tripulada interplanetaria dotada de un motor mediante fragmentos de fusi\u00f3n (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n
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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Esquema de un motor a base de fragmentos de fisi\u00f3n nuclear (NASA\/NIAC).<\/em><\/strong><\/div>\n

Generaci\u00f3n de electricidad mediante sistemas que no usen radiois\u00f3topos<\/strong><\/p>\n

Si quieres viajar m\u00e1s all\u00e1 de J\u00fapiter, no te queda m\u00e1s remedio que prescindir de los paneles solares y usar generadores de radiois\u00f3topos (RTGs) -o reactores nucleares- para producir electricidad. Pero hay un problema, y es que los RTG emplean plutonio-238 para generar calor a trav\u00e9s de la desintegraci\u00f3n radiactiva de este is\u00f3topo. Y, como dir\u00eda Doc Brown, no es que el plutonio se pueda comprar en la farmacia de la esquina. De hecho, la escasez de esta sustancia es tal que se ha convertido en un verdadero quebradero de cabeza para la NASA, que se ha visto forzada a adquirir plutonio de origen ruso para sus misiones espaciales. \u00bfExisten alternativas a los RTGs? Por ahora no, pero se podr\u00edan usar sistemas a base de reacciones qu\u00edmicas con metales que generar\u00edan electricidad mediante turbinas y motores Sterling. Entre las reacciones propuestas se encuentran combinaciones de litio y hexafluoruro de azufre, aluminio y agua, magnesio y di\u00f3xido de carbono o litio y di\u00f3xido de carbono. Estas bater\u00edas de metales tendr\u00edan una vida superior a las bater\u00edas convencionales, pero inferior a los RTGs de toda la vida. A cambio ser\u00edan mucho m\u00e1s baratas y no s\u00f3lo servir\u00edan para explorar el Sistema Solar exterior, sino que se podr\u00edan emplear en misiones a los polos lunares o a Venus.<\/p>\n

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Los sistemas de generaci\u00f3n de electricidad alternativos a los RTGs podr\u00edan servir para explorar todos los rincones del Sistema Solar. Arriba vemos una propuesta de sonda a Venus (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Cohetes de hidr\u00f3geno met\u00e1lico s\u00f3lido<\/strong><\/p>\n

Se trata de un concepto tan simple como ex\u00f3tico. El hidr\u00f3geno at\u00f3mico -no molecular- en estado met\u00e1lico y s\u00f3lido podr\u00eda ser el combustible para cohetes m\u00e1s eficiente jam\u00e1s imaginado. \u00bfC\u00f3mo? Pues muy sencillo: el hidr\u00f3geno met\u00e1lico s\u00f3lido estar\u00eda almacenado a una presi\u00f3n enorme y al ser \u2018liberado\u2019 formar\u00eda hidr\u00f3geno molecular (H2) de forma espont\u00e1nea, liberando energ\u00eda en el proceso. Mucha. Un sistema de propulsi\u00f3n de este tipo ser\u00eda tan eficiente que tendr\u00eda un impulso espec\u00edfico de 1000 a 1700 segundos, una barbaridad si lo comparamos con los 460 segundos de un motor criog\u00e9nico convencional. Este motor permitir\u00eda hacer realidad el viejo sue\u00f1o de crear sistemas de lanzamiento de una sola etapa (SSTO) o enviar seres humanos a Marte. \u00bfEl inconveniente? Que nadie ha logrado transformar hidr\u00f3geno s\u00f3lido molecular en un s\u00f3lido met\u00e1lico por culpa de las enormes presiones requeridas, nada menos que del orden de 4 a 5 millones de megabares. No obstante, quiz\u00e1s sea posible rebajar este l\u00edmite inyectando electrones<\/a> en el hidr\u00f3geno molecular s\u00f3lido. Nadie sabe si esto ser\u00e1 factible, y menos a\u00fan rentable, pero las ventajas de un sistema de propulsi\u00f3n que haga uso de este propelente son tan grandes que merece la pena intentarlo.<\/p>\n

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Un cohete a base de hidr\u00f3geno at\u00f3mico met\u00e1lico en estado s\u00f3lido (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Propulsi\u00f3n mediante fusi\u00f3n nuclear<\/strong><\/p>\n

La fusi\u00f3n nuclear como m\u00e9todo de propulsi\u00f3n avanzado para misiones interplanetarias e incluso interestelares es un concepto muy habitual en la ciencia ficci\u00f3n. En la realidad sin embargo se trata de una idea mucho menos prometedora de lo que pueda parecer en un principio, y eso dejando a un lado que a fecha de hoy carecemos de reactores de fusi\u00f3n comerciales. La mayor parte de proyectos de reactores de fusi\u00f3n emplean deuterio<\/a> y tritio<\/a> para generar helio, un combustible que produce una enorme cantidad de neutrones<\/a>. Al carecer de carga el\u00e9ctrica los neutrones<\/a> no pueden ser dirigidos hacia el escape de un hipot\u00e9tico motor, por lo que esta energ\u00eda se pierde en el proceso (generando de paso grandes cantidades de radiaci\u00f3n inducida sobre la nave). Si usamos helio-3 la cosa cambia, pero este is\u00f3topo es tan escaso que no vale la pena ni plante\u00e1rselo. Una alternativa barata y realista a un sistema de propulsi\u00f3n mediante fusi\u00f3n puro es emplear la energ\u00eda de la fusi\u00f3n simplemente para calentar un propelente, que saldr\u00eda expulsado a gran velocidad por la tobera del motor. Es decir, ser\u00eda una especie de motor nuclear t\u00e9rmico a lo NERVA, pero con un reactor de fusi\u00f3n en vez de uno de fisi\u00f3n. Eso s\u00ed, la tobera ser\u00eda magn\u00e9tica, lo que permitir\u00eda adem\u00e1s generar electricidad. Una nave tripulada dotada de este sistema tendr\u00eda una masa de unas 135 toneladas y ser\u00eda capaz de viajar a Marte en unos pocos meses. Otra soluci\u00f3n consiste obviamente en investigar la creaci\u00f3n de motores a base de reacciones de fusi\u00f3n que no generen neutrones<\/a> y que no empleen helio-3. Una posibilidad son las reacciones de protones<\/a> con boro-11, pero a\u00fan es pronto para saber si este tipo de reactores pueden ser viables.<\/p>\n

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Propuesta de nave tripulada con un reactor de fusi\u00f3n nuclear usado para calentar un propelente (NASA\/NIAC).<\/em><\/strong><\/div>\n

Impresi\u00f3n 3D en naves espaciales<\/strong><\/p>\n

La impresi\u00f3n en tres dimensiones est\u00e1 de moda. S\u00f3lo el tiempo dir\u00e1 si se trata de una moda pasajera como en su momento lo fueron los superconductores de alta temperatura o la realidad virtual, ambas tecnolog\u00edas muy prometedoras que se encontraron con enormes obst\u00e1culos a la hora de llevarlas a la pr\u00e1ctica. En cualquier caso, podemos imaginar un futuro donde algunos de los componentes de sat\u00e9lites y naves espaciales se fabriquen mediante esta t\u00e9cnica, ahorrando costes de forma significativa. Tambi\u00e9n podemos ir m\u00e1s all\u00e1 e imaginar misiones en las que la propia nave sea capaz de imprimir sensores electr\u00f3nicos para estudiar un objetivo determinado a voluntad. Y es que la idea de apretar el bot\u00f3n de \u2018imprimir\u2019 y tener disponible al instante una nave espacial es demasiado atractiva para no explorarla m\u00e1s a fondo. La cuesti\u00f3n es saber d\u00f3nde est\u00e1 el l\u00edmite pr\u00e1ctico de esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n

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La impresi\u00f3n 3D podr\u00eda ser revolucionar\u00eda (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Minisat\u00e9lites para explorar el Sistema Solar<\/strong><\/p>\n

Enjambres de nanosat\u00e9lites y minisat\u00e9lites de todo tipo podr\u00edan ser lanzados de forma r\u00e1pida y barata a los cuerpos menores del Sistema Solar o incluso hacia Marte y Venus. La idea es atractiva, pero garantizar las comunicaciones y la fiabilidad de los sistemas de estos peque\u00f1os veh\u00edculos no es trivial. No obstante, cabe imaginar una nave nodriza dotada con varios minisat\u00e9lites especializados preparados para ser desplegados sobre un objetivo. Tambi\u00e9n se podr\u00edan lanzar sat\u00e9lites dotados de superficies deformables o con actuadores mec\u00e1nicos para desplazarse por la superficie de cuerpos de baja gravedad, como los asteroides o Fobos y Deimos.<\/p>\n

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Robots m\u00f3viles para explorar Fobos y Deimos (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Escudos t\u00e9rmicos de regolito<\/strong><\/p>\n

La masa es el principal factor a tener en cuenta en una misi\u00f3n espacial, especialmente si es tripulada. Cuanto menos peso lleve una nave, menor cantidad de combustible deberemos gastar para alcanzar nuestro destino. Si queremos poner un pie en Marte necesitamos naves dotadas de escudos t\u00e9rmicos capaces de soportar las temperaturas de la entrada atmosf\u00e9rica y, adem\u00e1s, para realizar maniobras de aerocaptura. La malas noticia es que los escudos t\u00e9rmicos son muy pesados. Una opci\u00f3n bastante curiosa pasa por construirlos a partir del regolito -polvo rocoso- de la Luna, los asteroides cercanos o, mejor a\u00fan, de las lunas de Marte, Fobos y Deimos. Estos escudos servir\u00edan tambi\u00e9n para proteger a la tripulaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n, as\u00ed que matar\u00edamos dos p\u00e1jaros de un tiro.<\/p>\n

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Concepto de nave marciana dotada de un escudo t\u00e9rmico de regolito (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Naves con paredes de agua<\/strong><\/p>\n

Las estructuras met\u00e1licas de las naves espaciales son pesadas y no protegen adecuadamente a la tripulaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n espacial. M\u00f3dulos dotados de paredes con celdas rellenas de agua servir\u00edan para reciclar el agua de la orina de los astronautas, adem\u00e1s de crear comida gracias a la acci\u00f3n de algas verdes. Y todo ello mientras se protege a los astronautas de la radiaci\u00f3n. Esta tecnolog\u00eda puede usarse conjuntamente con el concepto de h\u00e1bitats inflables para aumentar sus posibilidades. Tambi\u00e9n podr\u00eda usarse en bases situadas en la Luna o en Marte.<\/p>\n

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Paredes con celdas de agua (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Propulsi\u00f3n mediante ondas de plasma<\/a><\/strong><\/p>\n

El Sol y muchos planetas del Sistema Solar est\u00e1n dotados de campos magn\u00e9ticos dentro de los cuales podemos encontrar materia en estado de plasma<\/a>. En estas condiciones es posible imaginar un sistema que genere ondas de plasma<\/a> capaces de transmitir energ\u00eda o presi\u00f3n. Estas ondas -con frecuencias que ir\u00edan desde los kiloherzios hasta los megaherzios- podr\u00edan ser creadas por un veh\u00edculo dotado de una antena adecuada. La antena emitir\u00eda ondas de plasma<\/a> y la nave se mover\u00eda en el sentido opuesto, sin gastar ning\u00fan propelente en el proceso, aunque consumir\u00eda importantes cantidades de energ\u00eda el\u00e9ctrica. Este sistema ser\u00eda ideal para moverse cerca de mundos con campos magn\u00e9ticos, como los planetas gigantes o la Tierra.<\/p>\n

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Propulsi\u00f3n mediante ondas de plasma<\/a> (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Trajes inteligentes<\/strong><\/p>\n

La ingravidez es despu\u00e9s de la radiaci\u00f3n el principal problema de los viajes espaciales tripulados de larga duraci\u00f3n. Para mitigar sus efectos, los astronautas podr\u00edan llevar en el interior de la nave trajes inteligentes dotados de gir\u00f3scopos y otros sensores que generar\u00edan una resistencia a los movimientos. De este modo, los astronautas se adaptar\u00edan mejor a los ambientes de microgravedad al poder percibir en todo momento su orientaci\u00f3n con respecto al veh\u00edculo. En las actividades extravehiculares, estos sistemas servir\u00edan tambi\u00e9n para orientar y estabilizar a los tripulantes.<\/p>\n

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Traje inteligente V2Suit (NASA\/NIAC).<\/strong><\/em><\/div>\n

Por ahora, la mayor\u00eda de estas tecnolog\u00edas son simples conceptos y lo m\u00e1s probable es que sigan si\u00e9ndolo durante muchas d\u00e9cadas, puede que para siempre. Pero aunque solamente algunas de ellas se hagan realidad estar\u00edamos ante una revoluci\u00f3n en la conquista del espacio. \u00bfPor cu\u00e1les vale la pena apostar?<\/p>\n

Fuente:\u00a0 blog de Daniel Mar\u00edn<\/p>\n

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