La búsqueda de la humanidad para explorar (y, tal vez eventualmente, colonizar) el espacio exterior ha suscitado muchas ideas sobre cómo precisamente hacerlo.
Si bien la sabiduría convencional sugiere que el lanzamiento espacial mediante cohetes es la mejor manera de enviar seres humanos a la órbita, se han propuesto otros métodos «sin cohetes», incluido un «ascensor espacial» futurista.
El concepto de un ascensor espacial (esencialmente un cable muy alto que permitiría a los humanos subir al espacio) ha sido defendido por algunos expertos de la industria como una forma de superar los costos astronómicos asociados con el envío de personas y carga al espacio en cohetes, dice Alberto de la Torre, profesora asistente de física en Northeastern.
«Los sistemas de lanzamiento actuales son predominantemente de un solo uso y normalmente superan los 10.000 dólares por kilogramo de carga útil, totalizando alrededor de 60 millones de dólares por lanzamiento», dice de la Torre. «Aquí es donde los ascensores espaciales resultan atractivos».
Imaginado por primera vez por el científico espacial ruso Konstantin Tsiolkovsky a finales del siglo XIX, el ascensor espacial se extendería desde la Tierra a través de la atmósfera y luego pasaría por la «órbita geoestacionaria», una altitud donde los objetos en el espacio, atraídos por la gravedad de la Tierra, orbitan más o menos. menos en tándem con su rotación. La órbita geoestacionaria se encuentra aproximadamente a 22,236 millas sobre la superficie de la Tierra.
Efectivamente, un cable descendería desde una estructura de satélite anclada en órbita geoestacionaria que actuaría como «contrapeso» hasta la Tierra.
En teoría, un satélite situado más allá de la órbita geoestacionaria actuaría para estabilizar el cable mediante una combinación de fuerzas: la atracción gravitacional de la Tierra, que ejercería sobre ella una fuerza hacia abajo desde el suelo, y la fuerza centrífuga de su rotación, que ejercería una fuerza hacia arriba. fuerza sobre el cable desde el espacio. La interacción de fuerzas crearía una tensión ideal (una tensión) necesaria para sostener un cable de tal longitud, dice de la Torre.
«El elemento clave de un ascensor espacial es su cable, colocado en el ecuador de la Tierra y sincronizado con la rotación de la Tierra», dice de la Torre.
No existe ninguna prueba de concepto para un ascensor espacial. Si bien ha habido varios intentos de diseños arquitectónicos, incluido un diseño premiado de un arquitecto británico que recientemente recibió un premio de seis cifras, numerosos obstáculos técnicos han mantenido el ascensor espacial fuera de su alcance durante décadas.
«Un cable de tal longitud [más de 22.236 millas sobre la Tierra] no es factible con materiales estándar», dice de la Torre. «Si está hecho de acero, la tensión máxima que enfrenta en la órbita geoestacionaria excede su resistencia a la tracción en más de 60 veces».
Para un ascensor espacial terrestre, las estrategias para reducir las fuerzas de tracción, o la capacidad de un material para resistir la tensión, son cruciales, afirma.
Pero hay algunos materiales que son prometedores. Los nanotubos de nitruro de boro, los nanohilos de diamante y el grafeno (todos materiales con «baja densidad y alta resistencia a la tracción») podrían cumplir los requisitos, dice de la Torre.
«Los nanotubos de carbono se proponen como material ideal debido a su alta resistencia a la tracción», afirma. «Investigaciones recientes han planteado preocupaciones sobre la viabilidad de traducir sus propiedades a nanoescala en megaestructuras».
A largo plazo, la promesa del ascensor espacial reside en su potencial para hacer que los viajes al espacio exterior sean significativamente más económicos. «El coste de colocar una carga útil más allá de una órbita geoestacionaria se puede reducir a sólo unos pocos cientos de dólares por kilogramo», afirma de la Torre.
«Si bien la inversión inicial en un ascensor espacial podría ser sustancial, similar al gasto de desarrollar y poner en órbita el telescopio espacial James Webb, los costos podrían recuperarse después de lanzar con éxito unas pocas toneladas de carga útil», afirma.
«Con la continua evolución de las ciencias de los materiales, la tecnología espacial y la ingeniería, no debería descartarse el concepto de ascensores espaciales en un futuro no muy lejano», afirma de la Torre.
Hasta que lleguen esos avances en la ciencia de los materiales, es posible que el ascensor espacial sólo siga sirviendo de alimento para los entusiastas de la ciencia ficción.
«Los ascensores espaciales, en esencia, encierran la promesa de transformar a la humanidad en una civilización espacial», dice de la Torre. «Podrían presentar una vía segura y rentable para poner en órbita las pesadas cargas útiles necesarias para hipotéticas estaciones espaciales, la minería de asteroides o el desarrollo de hábitats extraterrestres».
Con información de Northeastern University
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