China piensa en construir un ascensor que llegue al espacio
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China piensa en construir un ascensor que llegue al espacio

El plan del país asiático para la colonización de Marte incluye la construcción de una escalera espacial que reduzca drásticamente el coste de las misiones espaciales

placeholder Foto: Diseño de un ascensor espacial (Glenn Clovis)
Diseño de un ascensor espacial (Glenn Clovis)

El principal fabricante de cohetes de China ha desvelado la hoja de ruta del país asiático para las futuras misiones de exploración de Marte. Entre sus planes está mandar humanos al Planeta Rojo, el establecimiento de una base permanente en Marte y la construcción de un ascensor espacial que sirva de soporte para las misiones y reduzca radicalmente su coste.

Foto: El minireactor portátil que pretende revolucionar la energía nuclear. (MIT)

Wang Xiaojun, director de la Academia China de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento (CALT), de propiedad estatal, explicó durante una conferencia dirigida a los académicos el pasado miércoles las tres fases del plan del país asiático para las futuras expediciones a Marte.

La primera fase estará dedicada a la preparación tecnológica. El plan es enviar vehículos robotizados para que recojan muestras de Marte e identifiquen un emplazamiento para establecer una base. La segunda implica una misión tripulada que llevará a cabo la construcción de la base en Marte. Y la tercera consistirá en montar una red de transporte para llevar carga de la Tierra a Marte y construir una comunidad en el planeta.

La academia también anunció la fecha de lanzamiento de estas misiones. Serán cada dos años empezando en 2033 y terminando en 2043.

placeholder Diseño de un ascensor espacial. (Jonny Leahan and Miguel Drake-McLaughlin)
Diseño de un ascensor espacial. (Jonny Leahan and Miguel Drake-McLaughlin)

Wang también anunció que se está estudiando la creación de un ascensor espacial que sirva como lanzadera de todo tipo de viajes espaciales, desde misiones tripuladas al transporte de mercancías. Aunque no precisó cómo sería este ascensor espacial, la idea no es nueva y muchos investigadores e ingenieros han venido proponiendo distintos métodos para llevarlo a cabo desde que saliera a la luz por primera vez a finales del siglo XIX.

Un informe publicado por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica que proponía un teórico ascensor a la Luna, estimó que se podría construir este sistema con la tecnología existente en la actualidad por mil millones de dólares. Además, afirman que podría amortizarse en 53 viajes transportando materiales lunares a una estación espacial entre la Luna y la Tierra. Otros investigadores opinan que este tipo de tecnología podría recortar el coste de los viajes espaciales hasta en un 99%.

Qué son los ascensores espaciales

El físico ruso Konstantín Tsiolkovsky pensó en 1895 que se podría construir una especie de Torre Eiffel de unos 35.786 kilómetros que llegara hasta el espacio. A través de esa estructura podría subir un vehículo que saliera de la Tierra sin necesidad de usar cohetes. Pronto se vio que construir una torre capaz de aguantar semejante peso sería imposible y se desechó la idea.

Pero en 1959 otro ruso, el ingeniero Yuri N. Artsulanov, le dio una vuelta de tuerca a la idea y sugirió hacerlo mediante un satélite que se mantuviese en una órbita fija en el mismo plano que el ecuador. De ese satélite se saldría un cable que bajaría hasta la superficie de la tierra con un contrapeso y le haría mantenerse en ese punto constantemente.

placeholder El ascensor flotante de Obayashi. (Obayashi Corporation)
El ascensor flotante de Obayashi. (Obayashi Corporation)

Al contrario de la propuesta de Tsiolkovsky, la de Artsulanov sí es factible y su mecanismo ha sido inspiración para las siguientes generaciones de físicos e ingenieros. El problema a resolver con este método es conseguir un cable lo suficientemente resistente como para que aguante el peso de la estructura con la tensión suficiente. La mayor tensión del cable de un ascensor espacial se encuentra en el punto de la órbita geoestacionaria, a 35.786 km por encima del ecuador de la Tierra. Se han hecho experimentos con cables de distintos materiales como el grafito, el cuarzo o el diamante pero ninguno llega ni a la mitad de la fuerza necesaria.

También se ha intentado mejorar la forma de el propio cable para darle más resistencia. El ingeniero Jerome Pearson diseñó un cable en 1975 que era más grueso en el centro, donde la tensión era mayor, y más estrecho en las puntas. En el año 2000, otro investigador americano, Bradley C. Edwards, diseñó un cable con una sección transversal ancha y delgada que se retorcía en forma de espiral para que pudiera aguantar mejor los impactos de los microasteroides.

Animación del posible ascensor espacial chino. (Xinhua Global service)

El cable que porponía Edwards era de 100.000 km de largo y estaba hecho de un nuevo material a base de nanotubos de cárbono que es mucho más resistente que los otros que habían probado hasta ese momento. Los nanotubos de carbono son pequeños tubos huecos formados por moléculas de carbono entrelazadas. Si se tejen juntos, una sola hebra del ancho de un hilo podría soportar el peso de un coche.

La NASA investigó a fondo la propuesta de Edwards y llegaron a proponer diseños para el ascensor, el sistema de suministro de energía o el sistema de anclaje. Encontraron la ubicación ideal del anclaje en el Pacífico ecuatorial occidental y llegaron a plantear un calendario de desarrollo, un presupuesto para su construcción y cálculo de los riesgos medioambientales. Pero todavía no se han visto resultados definitivos.

Por qué no tenemos ascensores espaciales todavía

A pesar de todos los esfuerzos hechos hasta ahora y la cantidad de millones invertidos, esta tecnología todavía sigue estando en fase experimental. China no ha concretado todavía qué tiene pensado, pero tendrá que afrontar una serie de problemas que a fecha de hoy no han encontrado solución.

Además de los retos tecnológicos que supone tener un cable lo suficientemente resistente como para aguantar el peso de esta estructura, hay que ver cómo se construye todo el sistema. Una de las opciones es usar cohetes convencionales para colocar un cable más pequeño de 19.800 kg. Con él se podrían subir vehículos de hasta 619 kg que irían empalmando más cables. El cable resultante pesaría 750 toneladas y tendría capacidad para levantar 20 toneladas por vehículo.

placeholder Ilustración de los nanotubos de carbono. (AJC/flickr/CC BY-SA 2.0)
Ilustración de los nanotubos de carbono. (AJC/flickr/CC BY-SA 2.0)

También hay que tener en cuenta los riesgos que supone tener en cable de ese tamaño para aviones y naves espaciales. Así como el posible impacto de otros cuerpos espaciales como pueden ser los meteoritos o los satélites que requerirían implementar un sistema que los pueda esquivar.

El informe de la Academia Internacional de Astronáutica también proponía una opción distinta a los nanotubos de carbono. De hecho, los académicos piensan que el desarrollo del ascensor espacial está más cerca de lo que la mayoría piensa gracias a un nuevo proceso de fabricación de grafeno monocristalino a macroescala que tiene una mayor resistencia específica que los nanotubos de carbono.

Habrá que esperar para ver qué tienen en mente los investigadores chinos para superar todos estos problemas. Mientras tanto ya han confirmado su ambicioso plan de exploración espacial que además de incluir la Luna y Marte también tiene como objetivo llegar a las lunas de Júpiter en 2030.

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