Space Tethers: echando un cable al espacio

La industria aeroespacial contempla diferentes sistemas de propulsión, alternativos a los tradicionales cohetes químicos. Estas propuestas no persiguen desplazar grandes masas, como un gran cohete o una lanzadera espacial. En ocasiones solo es necesario corregir órbitas, o incluso salir de éstas para reentrar sistemas espaciales al final de su vida operativa.  Para ello el empuje necesario no es muy alto, por lo cual se han estudiado tecnologías como es el caso de la propulsión ionica. Entre las varias soluciones estudiadas, existe una muy ingeniosa y “elegante” que aprovecha los campos gravitatorios y electromagnéticos de la tierra para producir una propulsión. El método es tan simple como emplear cables, los denominados en inglés “space tehters “

Historia de los TehtersImagen: Dan Holland, NASA/Marshall Space Flight Center.

Entendemos por space tehter (literalmente “cuerda”) como un cable de gran longitud empleado para conectar artefactos espaciales que orbitan alrededor de un cuerpo central (como la Tierra).  El tehter, al proporcionar una conexión mecánica entre estos dos objetos espaciales, permite la transferencia de energía e impulso de un objeto al otro mediante gradiente gravitatoria. Esto permite maniobras como el control de actitud de una astronave, modificar órbitas o mantener la posición relativa de los componentes de grandes sistemas de astronaves dispersos. Un caso de aplicacion es el de cambio de impulso entre objetos en el espacio, permitiendo al sistema tether transferir naves espaciales de una órbita a otra. Este concepto  fue propuesto por la NASA en una serie de artículos destinados a animar a investigadores, contratistas y empresas a desarrollar esta tecnología, consistente en emplear un cable rotativo “anclado” en el espacio empleada para capturar etapas superiores de cohetes o carga útil e imprimirles impulso orbital para elevarlos en órbita. Asimismo, los tethers también pueden interactuar con el campo magnético y con el plasma ionosférico de la Tierra para generar empuje o fuerzas de resistencia sin consumir combustible. Estos tehters electrodinámicos  emplean por tanto una combinación de fuerzas gravitatorias y electromagnéticas, electrones, la ionosfera y sus diferencias de potencial alrededor del planeta Tierra para obtener  energía o propulsión sin consumo de combustible.  Los tethers electrodinámicos pueden emplear igualmante  la energía solar: en este sentido, se estudian  configuraciones de tether que interaccionan con el viento solar como medio de propulsión espacial de espacio profundo. Otra interesante aplicacion de esta tecnología es investigación espacial, proporcionando un mecanismo para vuelos de formación de precisión, observaciones científicas fijas multipunto, así como para alcanzar regiones de la atmosfera superior  inaccesibles.

Los tethers se emplearon por primera vez en 1.966, en las misiones Gemini 11 y Gemini 12. El objetivo de cada uno de esás era cel acoplamiento  con una etapa  Agena, que previamente había sido lanzada y puesta en órbita. Como parte de la misión, se conectaron mediante un cable de 30 m la Gemini y la Agena, generando un mili-g de gravedad artificial. La misión demostró por tanto que los tehters podían emplearse para generar gravedad artificial o estabilizar las astronaves. Treinta años más tarde se llevó a cabo un experimento en la lanzadera espacial desplegando desde ésta  un cable conductor de 30 metros. El cable, al arrastrarse a través del campo magnético de la Tierra durante la órbita del Shuttle, para generar corriente eléctrica, formando un circuito eléctrico con la ionosfera. se generó una La corriente de 100 watios pero a 3500 voltios, lo que  originó la fusión del tehter, fabricado con una trenza de cobre devanada alrededor de una cuerda de nylon, desprendiéndose finalmente.

Desde entonces los tethers se han empleado tanto en misiones operativas como en otras destinadas para ensayar conceptos y aplicaciones de esta tecnología. podemos destacar las misiones la YES-2 en 2007, que desplegó el tehter más largo (!37 km!).  Un proyecto muy interesante  consiste en reducir la “basura espacial”, ayudando a que los satélites al final de su vida operativa desciendan de su órbita para desintegrarse en la atmósfera. Los tehters, pueden realizar esta maniobra sin necesidad de emplear los sitemas tradicionales, es decir, cohetes de control orbital.  Esta es la propuesta del proyecto BETs, liderado por el profesor Juan R. Sanmartin, de la Universidad Politécnica de Madrid y financiado por la Comisión Europea, aúna especialistas de diversas instituciones como el DLR alemán o en ONERA francés en ciencia de materiales, física de plasma, dinámica orbital, mecánica, etc. La idea propuesta por BETs consiste en desplegar el cable conectado al satélite, que, al interactuar con el campo magnético de la Tierra, se genera una fuerza capaz de modificar la órbita del satélite.  Un sistema similar al BETS , en este caso para pequeños satélites (Cubesats, MicroSats o NanoSats), lo ha desarrollado la empresa Tethers unlimited. En este caso, se despliega una cinta conductora que genera una fuerza electrodinámica que permite la deorbitacion del microsatelite.

Podria decirse que los tehters son un medio de propulsión espacial,  ya que  permiten la transferencia de energía e impulsar impulsar satélites, estaciones espaciales y quizás naves espaciales con la ventaja de no consumir combustible. A pesar de que no pueden competir con otro medio propulsivo, tienen su clara cabida en la industria espacial, siendo  como vemos una tecnología importante  con múltiples aplicaciones. Son un sistema de muy bajo coste y con interesantes posibilidades.

Referencias

[1] Chen, Yi; Huang, Rui; Ren, Xianlin; He, Liping; He, Ye (2013). "History of the Tether Concept and Tether Missions: A Review". ISRN Astronomy and Astrophysics. 2013: 1–7. doi:10.1155/2013/502973. Retrieved 7 March 2014.

[2] SpaceTethers: applications and inplementations

[3] España lidera un nuevo programa europeo para reducir la basura espacial: El proyecto BETs

[4] Sanmartín, J. R., Charro, M., Chen, X., Lorenzini, E., Colombatti, G., Zanutto, D., Roussel, J. F., Sarrailh P., Williams, J. D., Xie, K., Garret, E. M., Garcia de Quiros, F., Roemer, O., Rosta, Zoest, T., R., Lasa, J., Marcos, J., A universal system to de-orbit satellites at end of life, The Journal of Space Technology and Science, 1, 26, 2012.

[5] 'SpaceTethers' Can Be Used to Fling Spacecraft into Interplanetary Space
[6] A Little phisician A lot of string
[7] Spacecraft may fly "on empty"
[8] Misiones de tethers espaciales 

Seguir leyendo...

Asteroides: pequeños cuerpos celestes que despiertan un gran interés

El pasado 4 de septiembre Bryan May, guitarrista del grupo Queen y doctor en astrofísica, anunció que la unión astronómica internacional había designado al asteroide 17473 con el nombre de FreddieMercury. Se trata de un asteroide descubierto en 1.991, el mismo año del fallecimiento del vocalista de Queen. Cuatro días más tarde, la NASA anuncio el despegue del cohete Atlas V que transporta la sonda OSIRIS-REX. Su misión es viajar hacia el asteroide Bennu, con el fin de estudiar su composición, y traer de vuelta a la tierra unas muestras, allá para 2023. Los datos obtenidos de OSIRIS-REX proporcionaran una información de gran valor para estudiar el origen del sistema solar.

Ambas noticias ponen de nuevo a estos “objetos menores” del sistema solar en el punto de mira de la actualidad. Estos cuerpos celestes que orbitan entre Marte y Júpiter, y cuyo tamaño oscila entre los 35 a los 1.000 kilómetros. Desde que se planteó teóricamente su existencia en el siglo XVIII hasta hoy se han identificado unos 20.000(El astrónomo español José Comás Solá descubrió once asteroides, como el 804 Hispania, el 925 Alphonsina o el 945 Barcelona, gracias a  un procedimiento fotográfico ideado por él), y cuya masa total es únicamente 2.500 veces inferior a la del planeta Tierra.

Hay asteroides que orbitan alrededor de otros mayores, y asteroides que alcanzaron la órbita de planetas, como Deimos y Phobos, para convertirse en satélites. Su composición es igualmente variada, desde materiales metálicos como el hierro o el níquel, hasta los “condritos carbonáceos”, compuestos por la materia primigenia del sistema solar, como es el caso de Bennu, objetivo de la OSIRIS-REX. Esta misión de la NASA continúa los proyectos científicos destinados a conocer mejor esta región del sistema solar. Desde 1.971 hasta hoy, las sondas interplanetarias han fotografiado, aterrizado y finalmente extraído muestras de los asteroides. Tres cuartas partes de ellos se componen los “condritos carbonáceos” anteriormente mencionados, lo que explica el enorme interés de los científicos planetarios en estudiar su composición.

La minería de los asteroides

También mencionamos otro tipo de asteroides, los “M” o compuestos de metales que son objeto de interés, aunque no por parte de los científicos, sino como un posible recurso de explotación. Estos asteroides contienen metales como el hierro, níquel,  titanio o incluso oro y platino. Se especula con  que un solo asteroide de 500 metros podría contener el equivalente a todo el platino conseguido en las minas de la Tierra durante toda la Historia.” “otras estimaciones realizadas sostienen que es posible obtener un beneficio potencial de 500.000 millones de dólares, con un asteroide de 50 metros.

Esto ha desatado una “fiebre del oro espacial” y la industria de EEUU ya se ha puesto “en ruta”, con empresas como DeepSpace o Planetary Resources. La propuesta de DeepSpace Industries es la de emplear sondas espaciales en los asteroides denominados “cercanos a la Tierra, es decir, cuya órbita (que, en algún momento de sus órbitas, pasan a menos de 0,3 Unidades Astronómicas de nosotros, o lo que es lo mismo, a menos de unos 40 millones de km). Además de metales, el descubrimiento de hielo en Ceres en 2005 también brinda otra oportunidad en la explotación de recursos de los asteroides. La disponibilidad de agua en el espacio permite entre otras posibilidades, la de producir hidrógeno y oxígeno para emplearlo como propergoles. Esta es la idea que plantea Planetary Resources, una iniciativa promovida en 2012 entre otros por el director de cine James Cameron o el fundador de Google Larry Page. La propuesta de Planetary Resources tiene sus detractores, quienes argumentan que no es rentable, basándose en el hecho de que el coste de traer a la Tierra 60 gramos de asteroide a nuestro planeta por la misión OSIRIS-REX asciende a mil millones de dólares. Esta explotación de recursos in-situ, beneficiaria el desarrollo de misiones espaciales de gran envergadura, incluso podríamos especular que tripuladas, al permitir obtener recursos valiosos sin necesidad de elevarlos costosamente al espacio.

Para que dichas iniciativas y otras posteriores sean factibles, el coste de su extracción y proceso en el espacio debe es menor que su envío desde nuestro planeta. Algo que hoy en día, no sabemos.

La viabilidad de la minería espacial es igualmente argumentada desde la perspectiva disponibilidad de los recursos, es decir, que finalmente no podamos disponer de esta materia prima al agotarse en la Tierra. Determinadas fuentes argumentan que metales básicos para la industria, tales como el plomo, el estaño, el zinc o incluso la plata podrían agotarse dentro de seis décadas.  Entonces, la cuestión inmediata es cómo extraer dichos minerales de una forma lo más económica posible. Se puede descartar casi inmediatamente esa imagen de los “mineros espaciales” ataviados con sus trajes presurizados y taladrando en la superficie de uno de esos pequeños asteroides. Es evidente que estos medios de extracción minera deben ser llevados a cabo por sistemas semiautomáticos o totalmente autónomos. Hay que tener igualmente en cuenta cuestiones como las posibilidades de colisión de fragmentos de otros asteroides o el hecho de que las distancias entre uno y otro son enormes.

Aparte de las técnicas, están las consideraciones legales. El tratado del espacio exterior de 1.967 ya prohíbe que ningún gobierno se apropie de cuerpos celestes. Algo que para los EEUU no es incompatible con la posible explotación o propiedad de los recursos obtenidos por empresas privadas. De acuerdo a esto, en noviembre de 2015 Estados Unidos promulgó la “Ley del Espacio”, en la que se permite la explotación de los asteroides a quienes pueden llevar a cabo estas actividades, no obstante sin que se intente reclamar su soberanía. En Europa, Luxemburgo ha sido la primera nación en presentar una normativa en relación a la explotación de minería espacial que está prevista se promulgue en 2017.

El riesgo de los asteroides

Si la “fiebre del oro espacial” o el interés por saber más sobre el origen de nuestro sistema solar animan a los expertos a fijar su atención hacia los asteroides, existe además. Otra cuestión no menos importante. El incidente de Chelyabinsk (Siberia) en 2013 nos recordó el riesgo real del impacto de cuerpos celestes. Chelyabinsk, con un balance de 1.500 heridos, nos recuerda inmediatamente al incidente de Tunguska, también en Siberia. Hasta hace poco, y por la falta de pruebas fehacientes, se creía que el caso de Tunguska fue causado por el resto de un cometa (recordemos aquel episodio de Cosmos). Sin embargo, ahora se tiene más certeza de que se trató de un “pequeño” asteroide de unos 35m. Su entrada en la atmósfera a gran velocidad e impacto en la Superficie Terreste tuvieron un efecto similar a una explosión nuclear, tal y como se indica en algunas fuentes, del orden de 185 veces Hiroshima. Otros cráteres y restos de impactos de cuerpos celestes  demuestran que esto, aunque poco probable, es posible. Asimismo, La teoría que explica el fin de los dinosaurios se basa en la caída de un enorme meteorito de 10 km de diámetro, que produjo un efecto equivalente al “invierno nuclear”. Los científicos estiman una probabilidad de que ocurra un impacto como el de Tunguska una vez cada 300 años. Aunque, de acuerdo aún queda mucho tiempo, contando desde dicho suceso, ocurrido un 30 de junio de 1.908, celebridades como el director de cine Grigorij Richters y el mismo Brian May buscan concienciar de la importancia de esto, y para ello conmemoran la fecha del impacto de Tunguska como el día del asteroide.

Centinelas del cielo

Con este fin, existen actualmente proyectos destinados a la identificación y control de los cuerpos celestes, principalmente los denominados potencialmente peligrosos (PHA en inglés). El observatorio astronómico de La Sagra, en la provincia de Granada, participa en esta actividad, como miembro de la Spaceguard Foundation. Igualmente, podemos mencionar el proyecto Stardust, de la Agencia Espacial Europea, saí como la Red Internacional de Alerta de Asteroides. Esta última, se trata de una iniciativa suscrita por agencias espaciales de todo el mundo, así como astrónomos profesionales y aficionados que se dedican a identificar y controlar objetos cercanos a la Tierra.

Referencias

[1] Freddie Mercury, de estrella a asteroide

[2] Página de la NASA de la misión OSIRIS-REX

[3] Cometas y asteroides Pedro José Gutiérrez Buenestado, 2012.  publicaciones CSIC

[4] La minería espacial, un mercado en busca de regulación

[5] Estalla la fiebre del oro espacial

[6] 10 impactos de asteroides contra la Tierra

[7] Asteroides, ¿Cuál es el riesgo?

[8] Proponen el "dia del asteroide" para evitar el fin del mundo

[9] La “Asteroid Impact Mission”

[10] El Proyecto stardust

Seguir leyendo...

CÓMO FUNCIONAN LOS MOTORES ESPACIALES DEL FUTURO

Mientras estado actual de la industria espacial se centra en obtener sistemas de bajo coste y más eficientes, universidades y centros de investigación espacial aúnen esfuerzos para desarrollar nuevos sistemas de propulsión. Los clásicos cohetes químicos, que facilitaron la salida del hombre al espacio, se han quedado cortos para estos proyectos futuros, tales como misiones tripuladas de larga duración.

En el caso de misiones tripuladas de larga distancia, se plantea la necesidad de propulsores más rápidos y eficientes. Reducir el tiempo del trayecto es vital, por cuestiones tales como reducir la cantidad de elementos de soporte vital, provisiones, etc, así como reducir la probabilidad de que suceda algún incidente durante el vuelo o riesgos como la exposición de los astronautas a la radiación (cuanto menos tiempo en un entorno hostil, como es el espacio, mejor).

Si pensamos en el proyecto de un viaje al planeta Marte, con la tecnología actual el trayecto duraría en torno a los 8 o 9 meses. Tal es como lo estimó por primera vez Werner Von Braun en sus libros DasMarsProject y la conquista del espacio. Reducir este tiempo se ha quedado desde entonces como algo difícil de alcanzar, si no es empleando otras soluciones que, como veremos más adelante, permitirían acortar este tiempo a 39 días.

Recordemos, el motor cohete se basa en el principio de acción y reacción, cuando se expulsa una masa fluida a gran velocidad que produce una reacción en forma de empuje. Este principio es igual tanto para los motores a reacción de los aviones como para los motores cohete de cualquier tipo. La diferencia es que en los motores a reacción la combustión se genera empleando aire de la atmosfera y en los cohete de combustible líquido ésta se produce empleando el medio posible “el comburente”, dentro del propio motor.

pruebas de motor cohete (wikipedia)

Estos cohetes que el mismo Von Braun y otros como Robert Goddard desarrollaron a principios del siglo XX se basan en la combustión de componentes químicos, los combustibles, para lograr la salida de gases a gran velocidad y con ello, la deseada fuerza de empuje. Los cohetes químicos se diferencian fundamentalmente en el tipo de combustible, sólido o líquido. Cada uno de ellos posee ventajas e inconvenientes que determinan su uso para cada misión. Mientras que los cohetes de combustible sólido son sistemas muy sencillos y permiten el almacenamiento de éstos durante largos periodos de tiempo, una vez encendidos su ignición no puede controlarse, es decir, si éste se apaga no se puede encender de nuevo, lo que sí es posible con los motores de combustible líquido. Los motores de combustible sólido se emplean en misiles y en cohetes aceleradores, como los “booster” de la Lanzadera Espacial, o el malogrado cohete Ares-1. Por mencionar cohete de combustible líquido, podemos hablar de, como la propia lanzadera espacial, El Ariane o el colosal Saturno V.

Los motores químicos se emplearon en todas las misiones espaciales, tripuladas o no tripuladas, desde el primer ensayo de Robert Goddard hasta los más modernos de SpaceX. Son sistemas probados y que posibilitan estas misiones citadas u otras, tales como la ISS y por ello las empresas privadas apuestan por desarrollar nuevos sistemas de cohete químico capaces de aterrizar de forma automática o reutilizarse, como los de la española PLD space. Sin embargo, como hemos expuesto, el futuro pasa por emplear sistemas de propulsión alternativos, principalmente en el espacio.

Salvando las diferencias del método para lograrlo, la mayoría de los motores espaciales se basan en el principio de acción y reacción al variar la cantidad de movimiento de un fluido. Un concepto curioso es el de la vela solar, que obtiene el empuje capturando los fotones provenientes del sol. Sabiendo que los fotones son partículas sin masa pero con energía, las velas solares pueden aprovecharlos y conseguir cierto empuje.  Esta idea tiene varias décadas y fue probada por Japón en 2010 en el proyecto IKAROS, una misión a Venus  de una nave-cometa de 196 metros cuadrados de vela  acelerada por la radiación del sol. 
 

proyecto IKAROS (wikimedia commons)

El inconveniente principal, aparte del tamaño de las velas necesario, es que a medida que nos alejamos del sol, la densidad de los fotones disminuye y por tanto la eficiencia de la vela. Una solución curiosa es la de lanzar un chorro de fotones hacia la vela, por medio de un rayo láser. Esta es la propuesta del profesor Phillip Lubin y su equipo que desarrollan esta idea. Con este sistema. Lubin asegura que sería posible alcanzar velocidades muy altas, en torno a la cuarta parte de la velocidad de la luz, suficientes para propulsar una nave de 100 kilos a Marte en tres días.

Con mayor interés que las velas solares, los motores iónicos y de plasma gozan de la atención de los investigadores y científicos espaciales. Los motores iónicos se basan fundamentalmente en expulsar a gran velocidad partículas de un combustible previamente ionizadas (que poseen una carga positiva o negativa). Mientras que el motor iónico lo consigue pasando el combustible (que puede ser Xenon) por un cátodo logrando de este modo ionizar sus átomos. Luego éstos son acelerados por un campo eléctrico expulsándolos a gran velocidad, tal y como se explica en este vídeo (en inglés):

Una de sus principales ventajas es el bajo consumo de combustible, con una relación empuje por kilogramo de combustible de 10 veces superior a la de un motor químico. Su eficiencia por tanto es mayor, sin embargo, el empuje que pueden desarrollar actualmente es ínfimo, entre. 1 y 20 miliNewtons (el equivalente a la presión de una hoja de papel en la palma de la mano), con lo que la aceleración no logra en poco tiempo la velocidad necesaria. Si el impulso especifico de un motor químico (es decir, el tiempo que un Kg de masa de combustible tarda en producir un Kg de empuje) es del orden de 270 sgs (la primera etapa del Saturno V), el de un motor iónico (el HIPEP de la NASA) es de 9.600 segundos.

Sin embargo, esto no supone un inconveniente en misiones de larga duración, como es el caso de las misiones interplanetarias. Si un motor iónico puede estar funcionando de forma continua durante años, sería capaz de alcanzar grandes velocidades.  En este sentido,  La NASA demostró en 2012 con el NEXT  (NASA´s Evolutionary Xenon Thruster) que un motor iónico puede funcionar de forma continua durante 43.000 horas (cinco años).

El otro tipo de propulsión eléctrica muy estudiado es el motor de plasma. Dichos sistemas generan el empuje a partir de un plasma, un estado de la materia en la que las partículas se encuentran en estado ionizado, solo que a muy altas temperaturas, en torno a los 50.000 ºC. La producción y el calentamiento de plasma se logra mediante por ondas electromagnéticas. Para contener el plasma, y dado que no existe un material capaz de soportar dichas temperaturas, debe emplearse un campo magnético muy potente que lo contenga sin que el plasma toque el motor. Luego este plasma es acelerado un campo eléctrico de gran potencia, expulsando el chorro a alta velocidad. Por la misma razón de sus altas temperaturas, para la aceleración del plasma no hay elementos en contacto con éste, empleando por lo que el plasma se acelera empleando otros medios, tales como ondas de radiofrecuencia. Esto además constituye una ventaja para la vida del motor al no producirse el desgaste de piezas o elementos del motor en contacto con la masa del combustible, como puede ser el cátodo de los motores iónicos, garantizando así mayor fiabilidad y mayor tiempo de funcionamiento.  En el caso del motor VASIMR, ideado por el ex astronauta Franklin Chang-Diaz, éste emplea ondas electromagnéticas (RF) para crear y energizar el plasma dentro de su núcleo. De esta manera, no tiene electrodos de ningún material en contacto con el plasma caliente.” EL VASIMR (Specific Impulse Magnetoplasma Rocket o Motor de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable) es uno de los proyectos de motor de plasma más ambiciosos, pues su creador, Chang-Diaz, asegura que con su sistema propulsor sería posible viajar de la Tierra a Marte en 39 días:

Como el VASIMR, existen muchos tipos de motor de plasma, como el Helicón, que se está desarrollando en la Universidad Carlos III de Madrid, en un proyecto en el que aúnan esfuerzos el departamento de propulsión de dicha institución y la empresa de ingeniería SENER. Su objetivo es obtener un motor de plasma sencillo Su motor fue ensayado recientemente en el laboratorio de propulsión de la ESA.

Otro concepto de sistema propulsor, bastante controvertido, es el denominado EmDrive. Creado por el ingeniero británico Roger Shawyer en 2006, genera el empuje por medio del rebote de microondas alrededor de una cámara cerrada. La clave de la polémica consiste en que EmDrive no consume ningún combustible convencional para generar el impulso. Simplemente transforma electricidad en impulso moviendo microondas dentro de un tanque. Según la ley de conservación del movimiento, esto es imposible. La cuestión es que investigadores chinos aseguraron en 2008 que habían probado con éxito el EmDrive, al igual que un equipo de trabajadores de la NASA en 2014.

 

El motor EmDrive

Si esto es realmente cierto, y no depende de las condiciones en las que se ha realizado el ensayo, entre otras posibles explicaciones de estos resultados positivos, el motor EMDrive podría ser un candidato como sistema de propulsión espacial, dependiendo de que la fuente generadora de electricidad sea lo bastante potente, como un generador de energía nuclear.

Este es el  mismo caso del VASIMR, en su versión mayor, la que se presenta como capaz de viajar a Marte en 39 días. Los motores iónicos más sencillos que se han empleado en misiones espaciales emplean energía solar para ionizar y acelerar el gas, pero en el caso de los sistemas de plasma, para generar los campos electromagnéticos así como para acelerar el plasma se requiere una gran cantidad de energía y en este caso la nuclear se plantea como una opción a tener en cuenta.

No es el único caso en que se pensó en motores nucleares para navegar por el espacio. El concepto consiste en que el un reactor de fisión calienta un propelente a temperaturas altísimas para generar el empuje. Aunque hasta la fecha ningún cohete nuclear ha volado,  la NASA estudió el uso de motores de propulsión nuclear, llegando a realizar algunas pruebas en tierra. Recordemos en NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application), un programa que alcanzó la madurez suficiente para su integración en una nave espacial, antes de que la administración Nixon abandonara la idea de un vuelo tripulado a Marte se redujera drásticamente financiación del proyecto.

corte esquematico de un motor NERVA (wikimedia commons)

Hemos visto que se están buscando medios alternativos para la viajar al espacio, sobre todo ante el reto de viajes tripulados interplanetarios. La cuestión es que los sistemas tradicionales de propulsión química siguen aún siendo la única alternativa para escapar de la gravedad terrestre. Motores iónicos, de plasma o velas solares tiene cabida únicamente en el espacio.  De los muy sencillos motores cohete de combustible sólido, nos enfrentamos a diseños complejos y no tan fáciles de ensayar en el medio terrestre como los  motores de plasma. A pesar de las dificultades que se presentan estos nuevos conceptos de propulsores, son la clave para que demos el salto definitivo hacia el espacio, para “salir de la cuna” como dijo el padre de la Astronautica, Konstantin Tsiolkowsy.

Referencias

La NASA desarrolla un propulsor para misiones espaciales a planetas lejanos

la propuesta de Phillip Lubin para alcanzar Marte en 3 días

Entrevista a Franklin Chang-Diaz


The "impossible" engine continues to surprise

Seguir leyendo...

GAGARIN-SHUTTLE

El pasado 12 de abril se conmemoraron dos acontecimientos en la astronáutica. Uno fue el primer vuelo espacial tripulado (Pilotado por Yuri Gagarin). El segundo, el primer lanzamiento de la lanzadera espacial (El space Shuttle).  Lejos de valorar la diferencia del alcance de cada uno, pues obviamente el primero supone un salto “de gigante”, para la humanidad, mientras que el segundo lo que muestra es el inicio de una nueva era en la astronáutica.

Yo nací años más tarde del vuelo de Gagarin por lo que no puedo aportar mi experiencia personal de aquel momento, pero si recuerdo el del lanzamiento del Columbia, que seguí con asiduidad y cuyos recortes de prensa aun guardo. El lanzamiento del Columbia se realizó finalmente tras varios intentos fallidos, horas de espera de los tripulantes y problemas de las computadoras. Finalmente al fin, el Columbia “no falló” según figuraba en uno de los titulares de Diario16, el 12 de abril de 1.981, justo a los veinte años del vuelo de Gagarin.

(archivo del autor)

A pesar de que se sencillamente se tratara de una curiosa coincidencia, esto supuso, para quienes entonces, y un poco menos ahora, una visión de cómo evolucionaba la investigación espacial.
Las dos décadas que precedieron al despegue del primer avión espacial, reutilizable y con grandes posibilidades, mostraron la evolución dirigida desde las pequeñas cápsulas tripuladas, los vuelos extravehiculares, y finalmente el primer hombre pisando un cuerpo celeste diferente a la Tierra, alejado al fin “de la cuna”, como dijo Tsiolkowksy.

Aunque muchos podían decir que la carrera espacial finalizó en 1.975, con el vuelo conjunto Apolo-Soyuz, ese 12 de abril de 1.982 mostró un gran cambio, un nuevo modo de hacer las cosas, ya no para colocar banderas u ocupar las primeras planas de los periódicos, sino para la explotación científica y comercial del espacio. Ya no se trataba de llegar primero, sino de hacerlo con el menor coste y la mayor eficacia. El Shuttle realizó numerosas misiones, pudo poner en órbita el telescopio espacial, y cuando sus vuelos se convirtieron en rutina, fue también desgraciadamente noticia, con el Challenger y con el Columbia. Aquellas dos tragedias no fueron quienes forzaron a acabar con la vida del primer avión espacial, sino los elevados costes de operación, mucho mayores de lo que se esperaba cuando se tomó la decisión de desarrollarlo, allá en 1.972.

Mientras tanto, los herederos de Gagarin, lejos de haber alcanzado la luna se quedaron en la órbita terrestre, desarrollando estaciones espaciales, primero la Salyut, luego la Mir, hasta finalmente unirse al gran proyecto de la ISS, donde de nuevo se encontrarían los rusos y los americanos. También se encontrarían subidos en naves rusas, herederas también de las que lanzaron al espacio a Gagarin, a Tereskova y a Leonov. Una paradoja o para algunos, un fracaso de aquella aventura americana llamada lanzadera espacial.

Son otros tiempos y otro panorama geopolítico como para prevalecer las razones de orgullo nacional frente a las económicas, por lo que Estados Unidos aún no transporta a sus astronautas en naves propias.

Si bien es un proyecto anhelado, lo es con criterios similares a los de la lanzadera, aunque con la lección aprendida. Esta vez, tomando el testigo el sector privado, no ya ofreciéndose como subcontratista de la NASA, sino ofreciendo servicios propios.

Dos proyectos de naves tripuladas hay pendientes, el tercero, “el Dreamchaser” se quedó en el camino, aunque ha reemprendido otro como nave de carga.

Las naves de carga privadas ya son operativas. El Dragon, de SpaceX, realiza misiones de suministro a la ISS desde hace años. Esta empresa es protagonista, junto a otras muy diferentes, de lo que está sucediendo actualmente en el espacio, por cierto, ya muy saturado de objetos desde aquel 12 de abril de 1.961.

55 años después de Gagarin, 35 del Shuttle, nos encontramos ante un panorama muy distinto, donde la carrera espacial ya no se libra entre las naciones más poderosas tecnológicamente, sino entre las empresas privadas. El espacio está en venta, para quienes puedan conseguirlo.

Referencias

(http://lanasa.net/news/newsnasa/55-aniversario-del-primer-vuelo-espacial-humano)

http://www.fierasdelaingenieria.com/transbordador-espacial-de-la-nasa-1981-2011/


http://www.abc.es/ciencia/abci-emotiva-carta-yuri-gagarin-escribio-mujer-antes-espacio-si-pasa-algo-no-mates-dolor-201604121230_noticia.html

Seguir leyendo...

USTED PUEDE SER UN MECENAS CIENTIFICO

Hace poco más de un año hablamos de la ciencia ciudadana, es decir, lo que puede aportar el gran público para la investigación científica, que como vimos podría  pasar por realizar observaciones astronómicas, recopilar datos para que los científicos lo analicen, por citar dos casos.

Además de esta desinteresada colaboración, es posible ayudar a la investigación científica contribuyendo económicamente: si en la otra ocasión mencionamos el Crowdcrafting, la plataforma abierta donde colaboran tanto investigadores como colaboradores voluntarios, el Crowdfunding, o micromecenazgo.

Aportando un poco de dinero  muchas personas puede lograr financiar un proyecto de investigación. Algo que en los EEUU tiene un gran éxito: las plataformas más conocidas son Kickstarter, Rockethub, o Experiment, una de las más populares y que cuenta con el apoyo de Bill Gates.

Y si en los EEUU, un país que aparentemente no acusa graves problemas de financiación científica, es una iniciativa muy respaldada, en España el Crowdfunding parece algo más que necesario:  habida cuenta de nuestra vergonzosa situación en cuanto al volumen de inversiones en investigación científica  que en algunos medios se afirma nos sitúa en el puesto 22 de los 28 Estados de la Unión Europea.

El micromecenazgo nos brinda la posibilidad de hacer algo para paliar este problema, aunque evidentemente no lo va a solucionar. En todo caso, puede salvar alguna iniciativa investigadora. Para ello podemos acceder  plataformas de micromecenazgo como Dono.es la primera  fundada en España. Creada en 2.013, Dono promociona proyectos de medio ambiente, educación y ciencia. Otra plataforma española es ILoveScience, fundada por cuatro jóvenes científicos convencidos de que gracias a las nuevas tecnologías es posible abrir nuevas vías que impulsen cualquier proyecto de emprendimiento, como puede ser una investigación científica. El primero que ILoveScience propone busca financiación para investigar  la enfermedad de Alzhéimer.

La más reciente de las plataformas españolas de micromecenazgo es Precipita, lanzada en  2014, para financiar investigaciones científicas, además de proyectos de divulgación. Impulsada por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, la FECYT, Precipita presenta actualmente cuatro proyectos de investigación entre los que se destaca un tratamiento psicológico para enfermos de cáncer o la investigación en el síndrome de Wolf-Hirschhorn.

“Sin ciencia, no hay futuro”. Es una denuncia que todos debemos atender y debe motivarnos a actuar.  Aunque cada uno un poco, muchos unidos lograrán hacer algo grande. Ayudar a prosperar en ciencia es un gran proyecto.  Desde este blog tratamos de difundir, en lo posible, esta iniciativa, para animar  a todos nosotros a nos convirtamos en "mecenas" científicos. El beneficio es nuestro futuro.

Referencias




http://www.precipita.es/inicio.HTML



https://www.facebook.com/Dono.micromecenazgo/



http://www.universocrowdfunding.com/ilovesciencie-la-nueva-plataforma-de-crowdfunding-y-ciencia/



http://www.eldiario.es/turing/Crowdfunding-activar-ciencia_0_313219302.HTML

Seguir leyendo...