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La economía de la colonización espacial

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A raíz del post “Los océanos de diamantes de Urano y Neptuno” y el interesante debate que surgió en los comentarios sobre la viabilidad de la futura colonización espacial y dado que estos temas me apasionan me he decidido escribir un mini-análisis de los costes que supondría una futura colonización espacial del Sistema Solar.

Actualmente el coste de “subir” cualquier carga a una órbita baja (esto es entre 200 y 500 km de la superficie) ronda los $10.000 por kg y a una órbita geoestacionaria (a unos 36.000 km) se cotiza alrededor de $20.000 por kg. Estos costes no han variado mucho desde los años 60, a pesar que se aprecia una continua reducción de estos, especialmente desde la entrada en el mercado de los lanzamientos “low cost” por parte de Rusia y China. Sin embargo, los lanzamientos occidentales siguen siendo el 80% del mercado.

La razón de la estabilidad en los precios la podemos buscar en los altos costes de desarrollo de las lanzaderas, el bajo volumen de lanzamientos y los largos periodos de amortización, inversiones que solo pueden asumir los estados.

En un futuro mas o menos cercano(¿20 años?), si el mercado es suficientemente grande, podríamos ver una reducción de costes por la economía de escala y las mejoras tecnológicas futuras; siendo muy optimistas podemos aventurar unos precios de entre $1.000 y $2.000 por kg.

Sin embargo, la gran esperanza para la futura exploración espacial es el ascensor espacial. Gracias a él pueden esperarse costes tan bajos como $300 por kg a una órbita geoestacionaria. Este sería el límite mas optimista del coste, pues solo la energía necesaria para subir cualquier peso a la órbita geoestacionaria estaría en torno a los $200 de electricidad por kg.

Sin embargo, esto solo es para llegar a la órbita terrestre. Para ir mas lejos los costes son muy superiores. Para que os hagáis una idea os enlazo un gráfico que ejemplifica perfectamente la energía necesaria para moverse en el sistema solar, incluido el despegue desde los diversos cuerpos celestes. En él vemos que salir de la Tierra es tres veces mas costoso que despegar de Marte, pero que si nos acercamos a Jupiter y aterrizamos en uno de sus satélites, la vuelta puede ser bastante difícil. De hecho, la energía necesaria para llegar desde la órbita terrestre a la órbita de Júpiter es casi la misma que la necesaria para salir de la Tierra. Así mismo hay que tener en cuenta que en los vuelos interplanetarios la energía necesaria para acelerar es la misma que para frenar, puesto que no existe ningún medio con rozamiento, y por tanto, si queremos regresar hay que multiplicar el combustible necesario.

Este se puede disminuir bastante trazando órbitas más largas y mediante maniobras de “asistencia gravitacional”, o utilizando velas solares o propulsores de iones ser mucho más eficientes, pero con la desventaja que alargan el tiempo de viaje mucho más. Esto es un inconveniente si llevas una carga perecedera (como los seres humanos), pero puede ser una buena opción para situar depósitos de combustible en puntos intermedios del camino para repostar a naves tripuladas que precisan de tiempos de viaje lo mas cortos posible.

Esta energía extra tendría un coste superior. Hay que tener en cuenta que la cantidad de combustible necesaria aumenta exponencialmente ya que no solo debes transportar la carga útil si no que también el combustible necesario para prolongar el viaje. Con los métodos citados en el párrafo anterior optimizamos el coste de este combustible extra pero sigues necesitando gastar energía para emplazar esas gasolineras interplanetarias. Los ingenieros aeroespaciales se darían con un canto en los dientes si se consiguiera un costo energético por kg de $5000 para ir a Marte (contando con un ascensor espacial) y $20.000 para un viaje de ida y vuelta.

Obviamente todos estos cálculos “a ojo” no tienen en cuenta las tremendas inversiones necesarias que solo se amortizarían a muchos años vista.

Llegados a este punto podemos pensar en que materiales o productos ya manufacturados que vale la pena importar desde otro planeta. Obviando el propio peso de la nave espacial que realizaría el transporte el sobre-coste por transporte solo sería asumible si el material fuera muy caro en la Tierra y muy fácil de extraer en el espacio. Sinceramente, no se me ocurren muchas opciones. Es por esta razón que actualmente del espacio solo se importa información, que tiene un valor por kilogramo muy favorable 😉

En cualquier caso y siendo muy optimistas esto puede ser una realidad en el siglo XXII. Para estimar el tiempo necesario para conseguirlo tendremos que calcular el tiempo de desarrollo y fabricación de cosas como: cables de nanotubos de carbono para el ascensor espacial, desarrollar la fusión nuclear para abaratar el coste de la energía, desarrollar tecnologías de explotación minera en el espacio, bases permanentes en órbita y en la Luna, etc.

Si para montar la actual estación espacial internacional hemos tardado 12 años (el primer módulo se subió en 1998 y este año se va a terminar), sin contar su fase de diseño, ni me imagino lo que se puede tardar en desarrollar un ascensor espacial o las gasolineras interplanetarias.

Para los que son aún mas optimistas que yo, solo recordarles que las guerras (aunque sean frías) pueden proporcionar un fuerte impulso a la tecnología durante un corto periodo de tiempo, pero los grandes cambios los impulsa la economía, y esta necesita expectativas de retorno a un plazo razonable. En este momento solo veo dos posibles fuentes de ingresos de interés comercial: la información (ya ampliamente explotada) y el turismo. En mi opinión insuficientes para llegar muy lejos en la colonización espacial.

Con suerte, podré ver con mis ojos el ascensor espacial, pero no más.

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Referencias: Space elevator economy – Wikipedia. Imagen vía Wikipedia



Conversación

10 comentarios

  1.    Responder

    Y yo me pregunto, un ascensor no podria anclarse a la tierra??

    vale me autorrespondo, posiblemente las tensiones romperian los pilares… Pero si se consiguiera, se podrian hacer sistemas mas sencillos para elevar peso al espacio…
    Tambien se podria amortizar el coste energético con energia solar, sin impedimentos atmosféricos que reduzcan la intensidad…

    Luego habria que tener en cuenta que para hacer una verdadera colonizacion espacial se necesitaria algo como esto
    http://es.wikipedia.org/wiki/Esfera_de_Dyson

  2.    Responder

    Opino lo mismo que Mon, un artículo de 10 sobre economía ficción-

  3.    Responder

    Que bonita entrada!

    Una opinión: yo me iría olvidando de los viajes espaciales tripulados. ¿Por qué? Respondo con otra pregunta ¿para qué?

    Los experimentos pueden ser llevados a cabo por máquinas. Mantener a un ser humano vivo exige desplazar un montón de peso (no sólo en oxígeno, agua o comida, sino simplemente en la estructura que lo mantendrá con vida).

    Y, como se menciona en el artículo, no sólo hay que pensar en llegar, tiene que quedar combustible para volver. En el caso de planetas más masivos que el nuestro, tendríamos que despegar con varios cientos de veces más combustible, lo cual me parece descabellado (también se pueden usar “gasolineras”, esa solución no la había oído).

    Pero es mucho más fácil y económico mandar una nave y, simplemente, abandonarla después que haya analizado las muestras o realizado el trabajo que se suponga que tiene que hacer.

    Claro que queda el componente sentimental, porque a todos se nos viene a la mente las carabelas de Colón o los trineos de Amundsen.

    En cuanto a lo de hacer habitable otro planeta…yo casi preferiría gastar esfuerzos en no convertir en inhabitable gran parte de éste.

    @Alnair: “Creo que es mejor invertir en educación y planificación familiar.”
    Exactamente 😉

  4.    Responder

    Hoy has unido dos de mis principales intereses.

    Que grandísimo artículo

    Pero hay que tener en cuenta que un ascensor orbital es antetodo un punto debil de una economia espacial y por tanto es un objetivo facil para el terrorismo y no dudaria ni cinco minutos.

    En una economia con fusion nuclear el coste energetico puede ser casi zero y por tanto todo el planteamiento varia.

    Y la evolución nos exige una expansión por el universo igual que por la tierra en su momento. SI existe oro en otro planeta justificaríamos el viaje ? Creo que la conquista de America es exactamente lo mismo a otra escala.

    Te sigo mucho y esta vez me has dado en el corazón 😀
    Un abrazo

  5.    Responder

    Jacko,

    ¿Exportar humanos para que? Suponiendo que hacemos hablitable Marte, si seguimos duplicando la población cada 50-100 años, en este intervalo ya lo tendríamos todo lleno …

    Creo que es mejor invertir en educación y planificación familiar.

  6.    Responder

    Ricardo,

    Un ascensor espacial es basicamente una nave espacial geoestacionaria con un cable que la sujeta a la superficie por que que se pueden subir cargas sin tener que moverlas a grandes velocidades, y por tanto energeticamente mucho mas económico. En el enlace lo explican con mas detalle.

    El problema fundamental es que no existe material para fabricar un cable tan largo que pudiera aguantar la tensión a la que se vería sometido. Se cree que los nanotubos de carbono si serían capaces de soportarlo pero hasta la fecha solo se han podido fabricar nanotubos de unos pocos centimetros.

  7.    Responder

    Economía – Ficción.

    Creo que podremos ver viajes así, pero ya sabemos que primero serán los Estados en hacer esos viajes y, en lugar de importar materiales, quizás tengamos que exportar humanos (yo no descartería posibilidades).

    La exportación de personas para abandonar el planeta sale la mitad de caro porque no hay que volver.

  8.    Responder

    Y que es eso del ascensor espacial????


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