Desde que los humanos comenzaron a poner satélites en órbita en la década de 1950, hemos confiado en cohetes grandes y poderosos para escapar de la gravedad de la Tierra y llegar al espacio. Pero los cohetes grandes tienen una desventaja importante, ya que encarecen los lanzamientos espaciales. Caso en cuestión: el cohete de carga pesada del Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA , que está programado para su vuelo inaugural en diciembre de 2019, costará aproximadamente mil millones de dólares por lanzamiento, según un informe de 2017 de la Oficina del Inspector General (OIG) de la NASA. Los costos de lanzamiento para Falcon Heavy , mucho más económico de SpaceX , que se lanzó con éxito desde el Centro Espacial Kennedy en febrero de 2018, aún oscilan entre $ 90 millones y $ 150 millones para una versión totalmente prescindible y maximizada, según CNBC.
Sin embargo, durante décadas, los visionarios han buscado formas de llegar al espacio sin depender, al menos no principalmente, del poder de los cohetes.
Lanzamientos de aire a órbita
Uno de esos enfoques alternativos, los lanzamientos de aire a órbita, parece estar a punto de convertirse en realidad. Stratolaunch , la empresa privada de lanzamiento espacial iniciada por el cofundador de Microsoft Paul Allen en 2011, tiene un ambicioso plan para volar el avión más grande del mundo, con una envergadura de 385 pies (117 metros), a una altitud de 35.000 pies (10.668 metros). ). Allí, servirá como plataforma de lanzamiento a gran altitud para vehículos más pequeños propulsados por cohetes. Una vez liberados, esos vehículos no tendrán que superar la resistencia causada por el grosor de la atmósfera inferior, como lo haría un cohete lanzado desde tierra, y podrán entrar en órbita sin tener que quemar tanto combustible. En agosto de 2018, la compañía anunció su alineación.de cuatro tipos diferentes de vehículos de lanzamiento. Un vehículo que todavía está en la fase de estudio de diseño, un avión espacial reutilizable, podría transportar carga o una tripulación humana. Stratolaunch planea comenzar a ofrecer un servicio regular en 2020. El director ejecutivo de Stratolaunch, Jean Floyd, dijo en un comunicado de prensa que la misión de la compañía es hacer que el acceso al espacio sea "más conveniente, asequible y rutinario", y que la programación del lanzamiento de un satélite será lo tan fácil como reservar un vuelo de aerolínea. Mientras tanto, otro equipo de aire a órbita, Virgin Orbit , planea usar un Boeing 747-400 modificado como plataforma para su cohete LauncherOne, que impulsará los satélites a la órbita.
Tubo de lanzamiento elevado
Varios otros conceptos, incluso más exóticos, aún permanecen en la mesa de dibujo. James R. Powell , el co-inventor a mediados de la década de 1960 de la propulsión superconductora de levitación magnética para trenes, y su colega de ingeniería George Maise , han estado abogando durante años para que la tecnología también se utilice para el lanzamiento de naves espaciales.
En lugar de una plataforma de lanzamiento, el Proyecto Startramusaría un tubo de lanzamiento elevado masivo. "Piense en un tren levitado magnéticamente (maglev) en un túnel de vacío", explica Powell por correo electrónico. "Sin aire que frene el vehículo y sin necesidad de transportar grandes cantidades de propulsor a bordo (como es el caso de los cohetes), es relativamente fácil alcanzar velocidades orbitales de 18.000 millas por hora (2.900 kilómetros por hora) o Cuando el vehículo sale del túnel a gran altura (por ejemplo, en la cima de una montaña alta), el vehículo iría tan rápido que básicamente se desliza hasta la altitud orbital, donde se usa un pequeño cohete para circularizar la órbita. También hemos diseñado varios mecanismos para mantener intacto el vacío en el túnel cuando el vehículo sale del túnel, de modo que el túnel se pueda reutilizar rápidamente para lanzar el siguiente vehículo.Todos los componentes principales del sistema StarTram ya existen y se comprenden bien ".
Powell comenzó a contemplar el uso de levitación magnética superconductora para el lanzamiento de naves espaciales por sugerencia de un colega de la NASA en 1992. Inicialmente, él y Maise desarrollaron un concepto para un sistema de $ 100 mil millones adecuado para lanzamientos espaciales tripulados, en el que un tubo sería levitado con cables superconductores masivos. (Aquí hay una patente que se les otorgó en 2001 para ese sistema). También diseñaron un sistema de tubos solo para carga, a escala reducida, que se extendería por 62 millas (100 kilómetros) y subiría al menos 13,123 pies (4,000 metros) por la pendiente. de una montaña alta. Ellos estiman que el sistema de carga solamente podría construirse por $ 20 mil millones, menos que el costo de desarrollar el nuevo cohete de lanzamiento pesado de la NASA.
Pero una vez construido, Startram podría transportar 100,000 toneladas (90,718 toneladas métricas) de carga al espacio cada año, muchas veces lo que transportan actualmente los lanzamientos de cohetes, y poner equipos en órbita terrestre baja por un costo de aproximadamente $ 50 la libra (0,45 kilogramos). Powell dice. Eso sería una fracción de los miles de dólares por libra que cuesta actualmente la carga espacial, según este artículo de Bloomberg de 2018 .
"El mayor desafío técnico es la ventana de salida del tubo de lanzamiento", explica Powell. "El tubo debe permanecer en vacío, por lo que cuando el vehículo sale del tubo de lanzamiento durante el lanzamiento, debemos evitar la entrada de aire de la atmósfera". Startram mantendría el aire afuera mediante el uso de chorros de vapor para reducir la presión del aire fuera de la salida y empleando una ventana magnetohidrodinámica, que usaría un fuerte campo magnético para alejar el aire continuamente.
El ascensor espacial
Otra idea que ha existido durante años es la construcción de un ascensor espacial . Este artículo de 2000 en el sitio web de la NASA describe cómo una torre de base alta cerca del ecuador de la Tierra estaría unida por un cable a un satélite en órbita terrestre geosincrónica, 22,236 millas (35,786 kilómetros) sobre el nivel del mar, lo que actuaría como un contrapeso. De cuatro a seis vías de ascensor se extenderían hasta la torre y la estructura del cable, yendo a plataformas en varios niveles. Los vehículos de propulsión electromagnética se elevarían sobre las vías, haciendo el viaje al espacio orbital en aproximadamente cinco horas, mientras proporcionaban una vista impresionante en el camino.
El concepto se remonta a 1895, cuando el científico ruso Konstantin Tsiolkovsky sugirió la construcción de un "castillo celestial" que estaría unido a una estructura similar a la Torre Eiffel en París. Un investigador de la NASA escribió este artículo de 2005 sobre qué tecnologías se necesitarían desarrollar para construirlo.
Desde entonces, los seguidores de los ascensores espaciales han seguido promocionando el concepto, como detalla este artículo de IEEE Spectrum de 2015 , y han formado una organización, el Consorcio Internacional de Ascensores Espaciales , que organiza conferencias y publica informes técnicos. La viabilidad de un ascensor espacial, sin embargo, se vio afectada en 2016 cuando investigadores chinos publicaron un artículo que detalla sus hallazgos de que los nanotubos de carbono, el material en el que los defensores de los ascensores espaciales han depositado sus esperanzas, eran vulnerables a una falla que podría reducir significativamente su fuerza .
Otras ideas que han surgido a lo largo de los años han incluido el envío de cargas útiles girando alrededor de una pista de acero en espiral antes de lanzarlas a la órbita terrestre baja y el uso de aeronaves como plataformas de lanzamiento .
Eso es interesante
El concepto del ascensor espacial fue popularizado por primera vez por el autor de ciencia ficción Arthur C. Clarke en su novela de 1979 " Las fuentes del paraíso ".
