China quiere construir una mega nave espacial de un kilómetro de largo

China está investigando cómo construir naves espaciales ultra grandes, de hasta 1 kilómetro de largo. Sin embargo, existen dudas al respecto. ¿Es factible la idea? ¿Cuál sería el uso de una instalación de esa magnitud?

Una representación en 3D de una futura nave espacial imaginada.
Una representación en 3D de una futura nave espacial imaginada.

El proyecto para construir estas naves espaciales ultra grandes parte de una convocatoria más amplia de propuestas de investigación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, una agencia de financiación administrada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología del país. Un esquema de investigación publicado en el sitio web de la fundación describió naves tan enormes como "importantes equipos aeroespaciales estratégicos para el uso futuro de los recursos espaciales, la exploración de los misterios del universo y la vida a largo plazo en órbita".

La fundación quiere que los científicos realicen investigaciones sobre nuevos métodos de diseño livianos que podrían limitar la cantidad de material de construcción que debe ponerse en órbita, y nuevas técnicas para ensamblar de manera segura tales estructurasen el espacio. Si se financia, el estudio de viabilidad tendría una duración de cinco años y un presupuesto de 15 millones de yuanes (2,3 millones de dólares).

El ex jefe de tecnología de la NASA, Mason Peck, dijo que la idea no está completamente fuera de lugar, y el desafío es más una cuestión de ingeniería que de ciencia fundamentalmente

El proyecto puede sonar como ciencia ficción, pero el ex jefe de tecnología de la NASA, Mason Peck, dijo que la idea no está completamente fuera de lugar, y el desafío es más una cuestión de ingeniería que de ciencia fundamentalmente.

"Creo que es completamente factible", dijo Peck, ahora profesor de ingeniería aeroespacial en la Universidad de Cornell, a Live Science. "Describiría los problemas aquí no como impedimentos insuperables, sino más bien como problemas de escala".

El coste del proyecto, el mayor desafío

Con mucho, el mayor desafío sería el precio, señaló Peck, debido al enorme costo de lanzar objetos y materiales al espacio. La Estación Espacial Internacional (ISS), que tiene solo 110 metros de ancho en su punto más ancho según la NASA, costó aproximadamente 100 mil millones de dólares, indicó Peck, por lo que construir algo 10 veces más grande sería gravoso incluso para el presupuesto espacial nacional más generoso.

La Estación Espacial Internacional mideo 110 metros y costó cerca de 100 mil millones de dólares.
La Estación Espacial Internacional mideo 110 metros y costó cerca de 100 mil millones de dólares. Foto: NASA.

Sin embargo, mucho depende del tipo de estructura que los chinos planean construir. La ISS está repleta de equipos y está diseñada para acomodar a los humanos, lo que aumenta significativamente su masa. "Si estamos hablando de algo que es simplemente largo y no pesado, entonces es una historia diferente", dijo Peck.

Las técnicas de construcción también podrían reducir el coste de llevar una nave espacial gigante al espacio. El enfoque convencional sería construir componentes en la Tierra y luego ensamblarlos como Legos en órbita, dijo Peck, pero la tecnología de impresión 3D podría convertir materias primas compactas en componentes estructurales de dimensiones mucho más grandes en el espacio.

Una opción aún más atractiva sería obtener materias primas de la Luna, que tiene baja gravedad en comparación con la Tierra, lo que significa que lanzar materiales desde su superficie al espacio sería mucho más fácil

Una opción aún más atractiva sería obtener materias primas de la Luna, que tiene baja gravedad en comparación con la Tierra, lo que significa que lanzar materiales desde su superficie al espacio sería mucho más fácil, según Peck. Aún así, eso primero requiere infraestructura de lanzamiento en la Luna y, por lo tanto, no es una opción a corto plazo.

la Estación Espacial Internacional que vuela frente a la Luna vista desde el centro de de la ESA cerca de Madrid. Las materias primas para esta gran nave espacial se podrían obtener de la Luna.
la Estación Espacial Internacional que vuela frente a la Luna vista desde el centro de de la ESA cerca de Madrid. Las materias primas para esta gran nave espacial se podrían obtener de la Luna. Foto: NASA.

Una gran nave espacial, grandes problemas

Una estructura de proporciones tan masivas también enfrentará problemas únicos. Cada vez que una nave espacial está sujeta a fuerzas, ya sea maniobrando en órbita o acoplándose con otro vehículo, el movimiento imparte energía a la estructura de la nave espacial que hace que vibre y se doble, explicó Peck. Con una estructura tan grande, estas vibraciones tardarán mucho tiempo en disminuir, por lo que es probable que la nave espacial requiera amortiguadores o control activo para contrarrestar esas vibraciones, dijo.

Los diseñadores también tendrán que hacer compensaciones cuidadosas, al decidir a qué altitud debe orbitar la nave espacial

Los diseñadores también tendrán que hacer compensaciones cuidadosas, al decidir a qué altitud debe orbitar la nave espacial, dijo Peck. A altitudes más bajas, el arrastre de la atmósfera exterior ralentiza los vehículos, lo que requiere que se impulsen constantemente de nuevo a una órbita estable. Esto ya es un problema para la ISS, señaló Peck, pero para una estructura mucho más grande, que tiene más resistencia que actúa sobre ella y requeriría más combustible para volver a su lugar, sería una gran preocupación.

Por otro lado, el lanzamiento a altitudes más altas es mucho más caro, y los niveles de radiación aumentan rápidamente cuanto más lejos de la atmósfera de la Tierra se aleja un objeto, lo que será un problema si la nave espacial alberga humanos.

El astronauta de la ESA (Agencia Espacial Europea) Luca Parmitano aparece atado a la Estación Espacial Internacional mientras finaliza las reparaciones térmica
El astronauta de la ESA (Agencia Espacial Europea) Luca Parmitano aparece atado a la Estación Espacial Internacional mientras finaliza unas reparaciones térmica. Foto: NASA.

Pero si bien la construcción de una estructura de este tipo podría ser técnicamente posible, no es factible en ningún sentido práctico, dijo Michael Lembeck, profesor de ingeniería aeroespacial en la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign, que ha trabajado en programas espaciales gubernamentales y comerciales.

"Es como si se estuviese hablando de construir la Starship Enterprise", declaró a Live Science. "Es fantástico, no factible y divertido de pensar, pero no muy realista para nuestro nivel de tecnología"

"Es como si se estuviese hablando de construir la Starship Enterprise", declaró a Live Science. "Es fantástico, no factible y divertido de pensar, pero no muy realista para nuestro nivel de tecnología", dado el costo, dijo.

Dado el pequeño presupuesto del proyecto de investigación, es probable que solo se pretenda que sea un pequeño estudio académico para trazar los primeros contornos de un proyecto de este tipo e identificar las brechas tecnológicas, explicó Lembeck. A modo de comparación, el presupuesto para construir una cápsula para llevar astronautas a la ISS fue de 3 mil millones de dólares. "Este nivel de esfuerzo inversor es extremadamente pequeño en comparación con los resultados que se desean", agregó.

Para qué se usaría una nave espacial tan grande

También hay preguntas sobre para qué se usaría una nave espacial tan grande. Lembeck afirmó que las posibilidades incluyen instalaciones de fabricación espacial que aprovechan la microgravedad y la abundante energía solar para construir productos de alto valor, como semiconductores y equipos ópticos, o hábitats a largo plazo para la vida fuera del mundo. Pero ambos conllevarían enormes costes de mantenimiento.

El presupuesto para construir una cápsula para llevar astronautas a la ISS fue de 3 mil millones de dólares.
El presupuesto para construir una cápsula para llevar astronautas a la ISS fue de 3 mil millones de dólares. Foto: NASA.

"La estación espacial es una empresa de 3.000 millones de dólares al año", agregó Lembeck. "Multiplique eso por instalaciones más grandes y rápidamente se convierte en una empresa bastante grande y costosa de lograr".

La aplicación más prometedora para una estructura espacial tan grande sería científica

China también ha expresado interés en construir enormes paneles de energía solar en órbita y transmitirla a la Tierra a través de haces de microondas, pero Peck advierte que la economía de tal proyecto no es factible.

Tal vez la aplicación más prometedora para una estructura espacial tan grande sería científica, señaló Peck. Un telescopio espacial de esa escala podría ver potencialmente características en la superficie de planetas en otros sistemas solares. "Eso podría ser transformador para nuestra comprensión de los planetas extrasolares y potencialmente la vida en el universo", agregó.

Fuente: Scientific American.

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