No podemos construir una casa con sueños.

Los sueños son necesarios porque son los que nos dan una meta que alcanzar, pero si nos proponemos conquistar esa meta debemos hacerlo usando las herramientas que tengamos a nuestro alcance, no unas hipotéticas herramientas que aún no se han inventado pero que resolverán todos nuestros problemas cuando...

Si pensamos así llegaremos a la conclusión de que lo mejor es esperar que se inventen esas herramientas, y si todos pensásemos igual aún estaríamos comiendo plátanos en las ramas de los árboles.

Personalmente prefiero hacer otra cosa, vamos a examinar qué herramientas tenemos o podemos construir con facilidad.

Cohetes Químicos

Los cohetes químicos desechables, son aquellos que utilizan el principio de acción y reacción para impulsarse hacia el espacio.

Fueron los primeros en lograr el éxito de llevar a la humanidad al espacio y aún hoy se siguen usando.

Su costo es elevado, y como no puede aprovecharse nada del cohete, todo su costo se debe imputar a la carga útil, por lo que tenemos un coste de lanzamiento de más de treinta mil dólares por cada kilogramo de carga útil que lancemos al espacio.

Es el medio más apropiado para enviar material a órbitas elevadas o como primera fase de viajes interplanetarios.

Actualmente los usan todas las agencias espaciales.

Lanzaderas Reutilizables

Los cohetes químicos reutilizables, en este momento sólo existen las lanzaderas de la NASA, son apropiados para enviar carga a baja órbita, mucho menos de diez mil kilómetros de altitud.

El costo de lanzamiento se ha reducido bastante, hasta unos quince o veinte mil dólares por kilogramo pero la carga útil queda limitada a la capacidad de la cabina de carga y a un máximo de 30.000 Kg. Cualquier carga que supere este peso o volumen deberá usar la primera opción.

Y en el caso de que la carga vaya destinada a una órbita elevada, podrá usar la lanzadera para situarse en órbita baja, pero necesitará cohetes propios para desplazarse a órbitas más altas.

Motores Iónicos

Se han experimentado con éxito en la misión DS-1 y se espera construir los primeros cohetes iónicos eficaces en los próximos años.

Tal como los cohetes químicos consiguen impulso mediante una explosión controlada en la que los gases de la combustión salen a altas velocidades, en un motor iónico lo que se hace es descomponer átomos en iones y acelerarlos hacia popa, provocando una reacción de empuje.

Como lo que se ha de acelerar son átomos, la velocidad que se les puede imprimir es mucho mayor que en una combustión química, y eso se traduce en un empuje menor pero mucho más duradero.

El problema con los cohetes químicos es que en unos diez minutos tienen que quemar casi todo su combustible, si se quemase más despacio no se conseguiría impulso suficiente para situarse en órbita. Con motores iónicos en cambio, unos pocos kilos de combustible pueden durar meses y hasta años.

Este tipo de motores no dan empuje suficiente para salir de una superficie planetaria pero son una magnífica opción para impulsar naves ya en el espacio, capturar satélites, realizar transferencias orbitales o incluso viajes interplanetarios.

Aceleradores Magnéticos de Masas

En los años en que Gerard K. O'Neill comenzó sus investigaciones sobre la colonización del espacio, tropezó con una dificultad que hacía todo el proyecto completamente imposible, al menos con los conocimientos científicos de la época.

La masa necesaria para construir una ciudad espacial de tamaño medio era tan grande que harían falta mil cohetes diarios durante varios años para que se hiciera realidad.

O'Neill no se arredró. Si no existe, invéntalo, pensó. Y de ahí surgió el invento que hace todo este proyecto posible.

Un acelerador de masas es una especie de cañón con el que se disparan paquetes de uno o dos kilos de peso, a razón de un paquete cada pocos segundos.

El disparo no se produce mediante pólvora ni ningún explosivo, sino mediante la activación y desactivación secuencial de varias bobinas electromagnéticas, con lo que el único consumo del cañón es la corriente eléctrica.

En suma, se trata de un conjunto de electroimanes rodeando un tubo.

Por el tubo circula un pequeño cubo con capacidad para un par de kilos de tierra metidos en un saco de fibra de vidrio.

El cubo está magnetizado, con lo que es atraído o repelido por los anillos que rodean el cañón, según la posición y la polaridad que se le imprima. Al activarse un imán por delante del cubo, éste es atraído y empieza a moverse en dirección al electroimán que se ha activado.

Al llegar allí, sin embargo, el electroimán que ha atraído al cubo se apaga, encendiéndose otro más adelante: El cubo, que ya se está moviendo a una cierta velocidad es acelerado.

Y al llegar a cada anillo imantado vuelve a ocurrir lo mismo, el anillo se apaga y se enciende el siguiente con lo que el cubo va cada vez más rápido.

Para aumentar la aceleración, cada vez que el cubo supera un anillo éste se vuelve a encender ¡pero haciendo circular la corriente en dirección contraria!

En lugar de atraer al cubo, estos anillos lo repelerán, es decir que mientras los anillos que hay por delante están tirando del cubo, los que hay por detrás lo están empujando.

Dicho así no parece muy emocionante, pero los cálculos que hizo O'Neill le parecieron interesantes, lo suficiente como para ponerse a la tarea de construir el primer acelerador de masas con la ayuda de sus alumnos y un presupuesto de apenas tres mil dólares.

Tras varios meses de trabajo tuvieron listo el prototipo, colocaron el cubo en el acelerador, enchufaron la corriente... ¡Y el cubo desapareció!

Había salido disparado tan rápido que ni una cámara de alta velocidad de la época habría podido captar el movimiento.

Tras calcular la velocidad que el cubo había conseguido descubrieron que éste había acelerado a treinta y tres Ges.

Posteriormente, se construyeron otros dos aceleradores aumentando la inversión económica, la potencia de los electroimanes y aplicando varios avances técnicos que elevaron el récord a 500 y 1.800 Ges respectivamente.

Si no fuera por eso, todo el concepto de las Ciudades en el Espacio sería algo muy bonito que quizás, algún día, quién sabe, tal vez... en fin, pura ciencia ficción.

Pero gracias a los aceleradores de masas la construcción de Ciudades en el Espacio es algo que está al alcance de nuestra tecnología.

Este medio no permitirá transportar personas ni objetos delicados ya que hablamos de aceleraciones de unas 2.000 Ges que aplastarían a cualquier persona o mecanismo complejo que fuera sometido a esa aceleración.

Tampoco permitiría enviar grandes masas, sino cantidades de uno o dos kilogramos como máximo aunque con la ventaja de que se pueden realizar varios envíos por minuto, veinticuatro horas al día, con lo que al final se supera con creces la capacidad de carga de los medios de transporte actuales.

Otro inconveniente es que la velocidad de la carga al salir del cañón es tan alta (11 Km/s si lo construyésemos en la Tierra) que provocaría un tremendo impacto sónico, aparte de que la fricción de la atmósfera desviaría la carga en direcciones imprevisibles.

Pero si se construyese un acelerador de masas en la superficie de la Luna (todo lo necesario cabría en una sola lanzadera), la velocidad de lanzamiento sería de sólo 2,4 Km/s, la longitud del acelerador de 350 m (160 para acelerar y el resto para frenar la cápsula de disparo), no habría atmósfera que pudiese desviar la trayectoria por lo que todas las cargas podrían ser recogidas en el mismo punto del espacio, con una diferencia de pocos metros entre un paquete y el siguiente.

Por sus propias limitaciones, este sistema sólo se podría usar en la superficie de la Luna, con el fin de enviar material lunar no elaborado a un punto del espacio donde se procesaría para conseguir material más elaborado.

Hornos Solares

Desde hace años se han realizado investigaciones para construir hornos solares en la superficie de la Tierra.

En ellos se concentra mediante espejos la luz del Sol en un solo punto donde se calienta un líquido hasta unos 400º. Por medio de tuberías se lleva el líquido hasta un depósito donde se hace hervir el agua. Con el vapor resultante se mueve una turbina que produce electricidad.

La eficiencia de este sistema es baja en relación a la gran cantidad de terreno que hace falta pero las centrales termosolares han proliferado porque son bastante más limpias y ecológicas que otras fuentes energéticas.

En el espacio no haría falta este sistema de producción de energía, resulta mucho más rentable la conversión fotovoltaica, pero cuando se trata de conseguir calor, no electricidad, este es el mejor sistema.

En el espacio será muy fácil construir una batería de espejos que concentren el calor del Sol en un crisol lleno de material lunar con el fin de fundir los minerales y separarlos en sus componentes.

Factoría Espacial

Hace años que conocemos la composición del suelo lunar.

La mayor parte es Oxígeno, Silicio y Hierro.

Es evidente que el Hierro y el Aluminio serán sumamente útiles en las construcciones que se hagan en el espacio. Con ellos se podrán fabricar vigas, planchas, recipientes y todo tipo de herramientas.

Con el Silicio se pueden fabricar numerosos productos, y los más habituales serán el vidrio para la construcción de ventanas o recipientes y las placas de silicio para construir paneles fotovoltaicos, pero también tejidos o estructuras de fibra de vidrio.

En cuanto al Oxígeno, creo que vamos a tener más que de sobra.

Con el resto de componentes se puede fabricar un cemento de altas cualidades para la construcción.

La separación de los componentes del suelo lunar en condiciones de ingravidez se ha estudiado y varios científicos e ingenieros han diseñado mecanismos que, ensamblados en una factoría espacial, libre de la gravedad, podrían generar la mayoría de estos productos.

La complejidad de los productos que se pueden fabricar en el espacio es asombrosa, de hecho se pueden aprovechar las condiciones de ingravidez y vacío espacial para conseguir aleaciones que en la Tierra serían mucho más caras y difíciles de conseguir.

Paneles Fotovoltaicos

Desde el Sol llegan a la Tierra 1.365 vatios de energía por metro cuadrado. La eficiencia de los paneles solares actuales es de un quince por ciento, es decir que se producirían unos doscientos vatios por metro cuadrado, con la ventaja de que sería una producción constante, sin períodos nocturnos ni nubosos, captando el máximo posible de energía. Al cabo de un mes habrá producido 144 kWh.

Es mucho, recordemos que un metro cuadrado de paneles solares en la superficie terrestre apenas alcanzaba los 27 kWh al mes, y eso antes de descontar los dias nubosos, el polvo acumulado sobre los paneles y los días más cortos del invierno.

Pero aunque es mucho, no me parece suficiente. Si hasta el panel llegan 1.365 vatios, ¿por qué sólo se producen 200?.

Muy sencillo, porque durante el último siglo, todas las investigaciones sobre la energía se han centrado en el máximo aprovechamiento de la energía química y en la investigación sobre las energías atómica y nuclear.

Gracias a ello hoy en día tenemos coches más limpios y económicos y las centrales nucleares son cada vez más seguras, aunque aún no completamente, ni se ha resuelto tampoco el problema de los residuos radiactivos.

En la investigación sobre los paneles fotovoltaicos se ha invertido muy poco, por eso su eficiencia es de sólo el quince por ciento.

Si se fomenta la investigación en ese terreno, estoy seguro de que pronto se conseguirán niveles de eficiencia muy superiores, quizás de mucho más del cincuenta por ciento.

Emisores de Microondas

Convertir energía eléctrica en un rayo de microondas es perfectamente factible. Se ha investigado desde hace años la transmisión de energía mediante rayos de microondas, y hoy en día la eficiencia de esa conversión es superior al ochenta por ciento, es decir que de los 200 vatios producidos por un metro cuadrado de paneles solares, 160 se podrían enviar a la Tierra en un rayo compacto que atravesaría la atmósfera casi sin pérdidas aunque hubiese nubes e incluso estuviese lloviendo.

El rayo se ha pensado que tenga una frecuencia de 2,45 GHz con el fin de que las nubes e incluso la lluvia no obstaculicen su camino. La elección de los 2,45 GHz se debe también al hecho de que esa frecuencia es completamente inofensiva para los seres vivos.

Esto merece más estudio, pero sí es cierto que los radares militares emiten microondas de mayor intensidad y hay aves que forman sus nidos a pocos metros de la antena sin que ni las aves ni las crías hayan padecido síntomas dañinos.

Receptores de Microondas

También es factible convertir un rayo de micro-ondas en energía eléctrica, y también con una eficiencia del ochenta por ciento, por lo que en total se habrá perdido casi un cuarenta por ciento de la energía eléctrica producida en el panel fotovoltaico.

Es decir, que de los 1.365 watios por metro cuadrado que envía el Sol, el panel fotovoltaico capta 200 w, que convierte en un rayo de micro-ondas de 160 w que es transmitido a la Tierra. Una vez allí una antena capta 125 w y la envía a la red eléctrica normal.

Y aún así es cinco veces más de lo que el mismo panel habría producido en la superficie de la Tierra. Si en lugar de un metro cuadrado usamos una batería de paneles solares de dos Km², a lo largo de un año podríamos producir tanta energía como diez Km² en la superficie de la Tierra.

Evidentemente, un colector de micro-ondas también ocupará un terreno en la superficie terrestre. Según la precisión con la que somos capaces de apuntar y enfocar el rayo de micro-ondas desde el espacio, el tamaño de un colector debería tener un par de kilómetros de diámetro.

Esto sería la tercera parte de la superficie que ocuparía una planta fotovoltaica que generase la misma cantidad de energía, pero con varias ventajas adicionales:

Escrito y Publicado el 29 de Mayo de 1999
Ultima modificación el 26 de Mayo de 2015