El ascensor espacial. Parte III: el ascensor espacial en el siglo XXI: realidad, obstáculos y horizontes

Capítulo 13. Los principales callejones sin salida de la ingeniería: ¿por qué aún no estamos en órbita?

El cambio de milenio no solo trajo consigo la comprensión de la física subyacente, sino también un duro choque con las brutales realidades del espacio. Es aquí donde la pregunta deja de ser si un ascensor espacial podría funcionar realmente y pasa a ser qué se rompería primero en realidad: los residuos, la radiación o la propia atmósfera. Resultó que, incluso si el problema del cable superresistente se resolviera por completo, los ingenieros todavía tendrían que enfrentarse a todo un conjunto de peligros planetarios, cada uno de ellos capaz de destruir al instante una estructura valorada en miles de millones de dólares.

La primera amenaza y la más tangible es la basura espacial. Cientos de miles de fragmentos de antiguos satélites y etapas de cohetes orbitan a velocidades enormes en la órbita terrestre baja. Una colisión entre el cable tensado y hasta un diminuto fragmento de apenas unos gramos equivaldría a la explosión de un proyectil de artillería. Para evitar una catástrofe, los conceptos modernos proponen que la plataforma de anclaje inferior sea móvil: un enorme buque base oceánico tendría que maniobrar constantemente en aguas ecuatoriales, desviando el cable de las trayectorias de los residuos rastreados, de manera muy parecida a como se mueve la cuerda de una guitarra.

El segundo problema son los cinturones de radiación de Van Allen. El cable atraviesa inevitablemente zonas con una alta concentración de partículas cargadas de gran energía, lo que crea enormes dificultades para la electrónica de los vehículos trepadores e imposibilita el tránsito rápido de personas sin un pesado blindaje de plomo o electromagnético. Además, el cable está sometido al bombardeo constante del oxígeno atómico de la atmósfera superior y de la intensa radiación ultravioleta en el vacío del espacio, lo que provoca una degradación acelerada de las estructuras de carbono.

El ascensor espacial del siglo XXI no es simplemente un cable y una cabina: es un sistema de defensa dinámico y en constante maniobra, obligado a resistir cada segundo un entorno espacial agresivo y la contaminación orbital de origen humano. Y aquí la física va por delante de los experimentos: los científicos sencillamente todavía no disponen de datos precisos sobre cuánto tiempo pueden resistir las macroestructuras fabricadas con nanomateriales bajo la acción simultánea de oscilaciones extremas de temperatura (de –150 °C a +120 °C) y una tensión constante en el vacío.

Capítulo 14. La iniciativa de Obayashi y los consorcios internacionales

A pesar del escepticismo, los intereses empresariales pragmáticos y las asociaciones internacionales de ingeniería han avanzado hacia la planificación a largo plazo. El actor clave en este campo durante el siglo XXI ha sido la empresa constructora japonesa Obayashi Corporation. ¿Está construyendo Japón un ascensor espacial? Pues bien, en 2012 la empresa presentó oficialmente un ambicioso proyecto según el cual un ascensor espacial operativo deberá estar en funcionamiento en 2050. Ha publicado la hoja de ruta más detallada hasta la fecha, aunque «construir» sigue siendo una palabra demasiado rotunda para describir el estado actual del proyecto.

El plan está dividido en etapas claras y se basa en la cooperación internacional bajo los auspicios del Consorcio Internacional del Ascensor Espacial (ISEC). Los ingenieros de Obayashi estructuraron el proyecto en torno a un cable con una longitud total de 96 000 kilómetros. ¿A qué velocidad se desplazaría un ascensor espacial? Según sus cálculos, unos vehículos trepadores robóticos de levitación magnética transportarían carga y pasajeros hasta la estación geoestacionaria en siete días, desplazándose a velocidades de unos 200 km/h.

El proyecto contempla la creación de un contrapeso gigantesco en el extremo más alejado del cable: podría ser un pequeño asteroide capturado y remolcado hasta la Tierra, o una estación orbital específica con una masa de miles de toneladas. Grupos internacionales de expertos publican informes analíticos todos los años y coordinan las investigaciones sobre la transmisión de energía mediante láser para los vehículos trepadores y la normalización de la seguridad orbital.

Pues bien, ahora el proyecto del ascensor espacial ha dejado de ser el ámbito exclusivo de soñadores solitarios: grandes empresas multinacionales y consorcios especializados han elaborado hojas de ruta, transformando un concepto de ciencia ficción en una estrategia oficial para desarrollar la infraestructura de transporte del planeta durante las próximas décadas.

Sin embargo, una pregunta sigue sin respuesta: ¿durante cuánto tiempo estarán dispuestos estos gigantes comerciales a financiar investigaciones fundamentales sin obtener ningún beneficio intermedio, si el avance tecnológico en la ciencia de los materiales termina retrasándose? Esto plantea la pregunta evidente de lo cerca que estamos realmente de tener un ascensor espacial en la Tierra, y la respuesta sincera, como muestra el siguiente capítulo, podría ser: más cerca en la Luna que aquí.

Capítulo 15. Un Desvío: Los Ascensores de la Luna y Marte

Mientras el proyecto terrestre se ve frenado por la colosal gravedad de nuestro planeta y su densa atmósfera, los científicos han dirigido su atención hacia cuerpos celestes con condiciones mucho más benignas. Así nació el concepto de la Infraestructura del Ascensor Espacial Lunar (LSEI).

En la Luna, la gravedad es solo una sexta parte de la terrestre y no hay atmósfera alguna. Esto cambia por completo las reglas del juego: los cálculos matemáticos demuestran que un ascensor lunar no necesitaría nanotubos de carbono. Su cable podría fabricarse hoy mismo utilizando polímeros de alta resistencia ya existentes y disponibles en el mercado: kevlar, Dyneema o fibra M5.

El cable del ascensor lunar se extendería desde la superficie de la Luna, atravesaría el punto de Lagrange L1 o L2 del sistema Tierra-Luna, donde las atracciones gravitatorias de ambos cuerpos se equilibran, y continuaría más allá. Un ascensor de este tipo abarataría enormemente el transporte hasta la órbita terrestre de recursos extraídos en la Luna, como el escaso isótopo helio-3, y el abastecimiento de futuras bases tripuladas, sin consumir cantidades enormes de combustible para cohetes durante el lanzamiento y el aterrizaje. Se están desarrollando proyectos similares para Marte. Su ascensor podría estar anclado a su luna Fobos.

Un ascensor lunar es técnicamente realizable con el nivel tecnológico actual, y existe una buena posibilidad de que la humanidad construya su primera escalera de transporte extraterrestre en la Luna, perfeccionando allí su mecánica antes de enfrentarse a la gravedad terrestre. Dicho esto, todavía no se ha estudiado la estabilidad dinámica de un cable lunar durante el paso de vehículos trepadores de gran masa; solo la práctica demostrará si esto podría provocar oscilaciones resonantes peligrosas capaces de desplazar el punto de anclaje sobre la superficie lunar.

Capítulo 16. Economía y Geopolítica del Ascensor Espacial: ¿Cómo Cambiará el Mundo?

Si el lanzamiento de un cohete clásico siempre es una explosión colosal, en la que el 90 % de la masa corresponde al combustible que se quema para transportar una pequeña carga útil, un ascensor espacial funciona según el principio de un ferrocarril ordinario. La energía solo se emplea para elevar la cabina y, cuando la carga desciende de vuelta a la Tierra, el sistema puede pasar a un modo regenerativo y devolver electricidad a la red.

Hoy, poner un kilogramo de carga en órbita geoestacionaria mediante los mejores cohetes reutilizables cuesta varios miles de dólares. Un ascensor espacial podría reducir drásticamente esa cifra hasta los 10–50 dólares por kilogramo. Esto haría ampliamente accesible la industrialización del espacio: la fabricación de medicamentos únicos y cristales perfectos en condiciones de ingravidez, el despliegue de gigantescas centrales solares orbitales y el montaje de naves interplanetarias se convertirían en operaciones económicas rutinarias.

Sin embargo, un avance semejante genera inevitablemente tensión geopolítica. El punto de anclaje del ascensor en el ecuador se convertiría automáticamente en el principal centro de transporte del planeta, un equivalente del canal de Suez en el siglo XXI. El país o consorcio que controlara este «puerto» obtendría un dominio económico y militar absoluto en el espacio cercano a la Tierra. La comunidad internacional tendría que desarrollar un tipo de derecho espacial completamente nuevo para convertir el ascensor en una zona neutral, desmilitarizada y abierta a todos.

La puesta en funcionamiento del primer ascensor espacial transformaría por completo la economía y la geopolítica mundiales: el acceso a los recursos del sistema solar dejaría de ser un club exclusivo para las superpotencias y desencadenaría un auge tecnológico comparable al descubrimiento del Nuevo Mundo. Pero el derecho internacional todavía no tiene respuesta para la cuestión de cómo regular un objeto que existe simultáneamente dentro del espacio aéreo soberano de un país concreto y en el espacio exterior neutral, lo que significa que la humanidad bien podría encontrarse ante un auténtico callejón sin salida jurídico durante la etapa de construcción.

Capítulo 17. ¿Cuándo se Abrirán las Puertas del Ascensor Espacial?

Después de recorrer un largo camino, desde los antiguos zigurats sagrados de Mesopotamia, pasando por los audaces experimentos mentales de finales del siglo XIX, hasta los rigurosos laboratorios de nanotecnología actuales, la idea del ascensor espacial ha demostrado ser extraordinariamente resistente. Nunca murió bajo el peso de los escépticos; simplemente cristalizó y pasó de ser un sueño poético a convertirse en un sobrio plano de ingeniería.

La respuesta a la pregunta «¿cuándo?» ya no pertenece exclusivamente al ámbito de la teoría. Las leyes de la física respaldan plenamente este proyecto. Por tanto, la verdadera pregunta nunca fue si podemos construir un ascensor espacial, sino cuándo alcanzará la ciencia de los materiales el nivel exigido por los planos. El indicador clave para el inicio de la construcción es la aparición de una tecnología industrial capaz de producir macrohilos largos y sin defectos de carbono o grafeno. En cuanto la ciencia de los materiales dé ese último paso, la construcción de esta gigantesca arteria de transporte se convertirá simplemente en una cuestión de financiación y voluntad política.

La humanidad está destinada a construir esta escalera. Nuestro planeta es solo la cuna de la mente, pero una civilización no puede vivir eternamente en su cuna. Y cuando el primer vehículo trepador se eleve suavemente desde una plataforma flotante en el océano Pacífico y ascienda entre las nubes hacia las estrellas, comprenderemos que el cielo ya no es una frontera. Se habrá convertido en el comienzo de un capítulo nuevo y verdaderamente cósmico de la historia humana, una historia cuyo autor todavía desconocemos: ¿será el esfuerzo conjunto de toda la humanidad bajo los auspicios de las Naciones Unidas, o el audaz avance de una única empresa privada que se adelantó a su tiempo?

Fuentes:

• Klapi, Doctor Emmett Brown Back to the Future Cosplay, CC BY-SA 4.0
• ISEC image on home page ISEC home page www.isec.org