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Con Tesla empujando baterías en lugar de fuel cells en lo automotriz, y SpaceX usando metano para ir a Marte, podría parecer para el observador casual que el hidrógeno y VASIMR podrían no tener futuro. Pero si miras lo que está ocurriendo, te enteras de que el motor VASIMR podría volverse una necesidad urgente en un futuro no tan lejano.

FIEBRE SATELITAL

En este momento un negocio que ha probado ser viable es el de los satélites que sirven de wifi, cámara de CCTV, y antena para el mundo. Y parece haber un frenesí por lanzar satélites para empujar el flujo de caja de las empresas aeroespaciales.  

  • Ya SpaceX ha lanzado muchos satélites exitosamente (SpaceX Launch Manifest).
  • Blue Origin ya tiene su primer cliente para su primer satélite.
  • Richard Branson se lanza en pos de lanzar satélites para financiar su sueño aeroespacial.
  • Airbus tiene su propia compañía satelital.

SSTL is the world's leading small satellite company, delivering operational space missions for a range of  applications including Earth observation, science, and communications.  The company designs, manufactures and operates high performance satellites and ground systems for a fraction of the price normally associated with space missions.  Based in Guildford UK, SSTL is an independent company within the Airbus Group. - Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL)

Ya en la conferencia UNOOSA 2016 que no estaba abierta al público se concluye al analizar la coyuntura de la actividad privada, que los satélites son unafórmula conocida para generar ingresos.

UN PROBLEMA DE BASURA ESPACIAL

Pero a como metes más y más objetos en el espacio, aumentas la oportunidad de colisiones, lo que con el tiempo incrementa exponencialmente aumenta la cantidad de basura espacial.  Y las velocidades orbitales son hipersónicas, por lo que un grano de arena tiene el poder destructivo de una granada de mano, y a esas velocidades los objetos sólidos impactados se portan como si fuesen líquidos.

El problema viene porque a distintas alturas el tamaño de los objetos monitoreables desde tierra varía.  Las pequeñas partículas son indetectables, pero objetos de varios centímetros ya son detectables en órbita baja. Significa que puede haber objetos que no sabes que andan por allí y que pueden perforar como si fuera una bala, por lo que al enviar tu satélite allá arriba, lo envías a una galería de tiro que se va llenando de potenciales balas.

El peor escenario posible es el "síndrome Kessler" que es cuando los choques son tan frecuentes que es imposible detenerlos, creando una nube creciente de partículas que se multiplica sin control, evitando que los vehículos espaciales puedan cruzar la lluvia de balas de manera segura, sin volverse otra colección de balas extra que se suma al problema.

Una orbita es un óvalo, donde uno de los focos está más o menos en el centro de la Tierra.  Las distintas órbitas cruzan el mismo punto pero con inclinaciones diferentes, y como sabrás, los planos orbitales se intersecan.  Si las órbitas secruzan en esa intersección a la misma altura, ocurre una colisión.  El sol y la luna y otros factores, perturban las órbitas de los satélites, haciendo que la órbita cambie con el tiempo.  Un día la basura espacial se volverá un problema urgente a como sigan llenando el espacio con satélites.

VASIMR

¿Cómo haces para recoger esa basura en órbita?  Necesitas un camión de basura en órbita.  Aunque la recogida presenta sus desafíos, el mayor problema no es el sistema recolector, sino la propulsión.  Los motores químicos son prohibitibamente caros, porque cambiar de inclinación orbital es indecentemente caro en consumo de combustible, sólo comparable con un viaje al sistema solar exterior.  Los motores iónicos son muy eficientes, pero tienen muy poco empuje y usan propelentes exóticos.

Hay una posible opción de camino, que todavía está en el proceso de I+D, y se llama el motor VASIMR o motor de plasma.  Cuando Intel o AMD desarrollan microchips, tardan muchos años, y normalmente no nos cuentan nada porque ellos mismos financian el proyecto.  Pero con VASIMR no es así, por lo que el publico se da cuenta de cuando avanza o se detiene por falta de dinero, porque el I+D no avanza con palmaditas motivacionales en el hombro.

UN MOTOR QUE ESTÁ EN I+D

¿Qué significa que está de camino?  La NASA tiene una escala muy bien definida de etapas que deben cumplirse para desarrollar tecnologías, llamada Technology Readiness Level o TRL para abreviar.  Entonces un invento avanza desde TRL1 hasta TRL9.  Antes de TRL9 es un invento en proceso de I+D.  Ya el VASIMR ha sido probado en vacío en Tierra y ha dado resultados muy interesantes.  En la conferencia espacial de UNOOSA 2016 presentaron los resultados de pruebas hasta la fecha y el VASIMR entrega un empuje muy superior a otros motores iónicos.  falta efectuar algunas pruebas en Tierra y luego en el espacio.

En 2011 un conocido activista pro-viaje a Marte en un vergonzoso arranque emocional organiza una actividad donde cuestionaba al VASIMR, y le trataba como si fuese un TRL9, cuando en realidad no lo era.  Es como si tomaras un microchip a medio proceso de I+D y organizas una actividad para decir que el microchip es un fracaso y que no va a servir, una chorrada para la posteridad.  Si hay dificultades técnicas por superar en un I+D, eso es normal porque sino fuese así, ya sería TRL9.  Pero el I+D fue avanzando sólidamente cumpliendo requerimientos para cada etapa, y eso es lo que importa a la NASA. Y por eso NASA toma VASIMR en serio.  Los chismes malintencionados no son algo que la NASA tome con seriedad.

¿Qué hace ese futuro VASIMR tan importante?  Da mayor empuje que otros motores iónicos y es muchísimo más eficiente que un motor químico, y además usa hidrógeno, la sustancia más abundante en el universo.  Y si bien un fuel cell no parece tan buena idea para un coche de baterías en virtud de la eficiencia energética, en el espacio lo que importa es el "power to weight ratio" donde el fuel cell le gana a la batería de litio, por lo que en el espacio tendrías fuel cells, y del fuel cell se obtiene hidrógeno que es lo que necesita VASIMR como propelente para funcionar.  El resto para el VASIMR es energía, que obtienes de páneles solares.  Boeing y Tesla tienen páneles solares.  ¿Cuál de los dos construirá el camion de basura?

USOS PARA EL VASIMR

El camión de basura espacial está en órbita con sus dos motores VASIMR.  El cambio de inclinación orbital se daría gradualmente con largos encendidos de motor en dirección normal y antinormal (perpendiculares al plano orbital de la nave) para cambiar la inclinación orbital, hasta que la órbita de la nave y la de la basura son coplanares, están en el mismo plano orbital.  El resto es encontrarse con la basura que es máscosade tiempo que de propelente.

Debido a las características que se perfilan para VASIMR, se encuentra en un punto medio entre los motores iónicos y los motores químicos, en cuanto a empuje, pero en un nivel muy superior en economía respecto de combustibles químicos, y el VASIMR no usa propelentes exóticos, sino que puede usar la sustancia más abundante en el universo, el hidrógeno. 

Debido a esa economía de combustible, el envío de carga podría abaratarse.  Aunque se crea que viajar rápído es la clave del modelo de negocios, en realidad no es así.  Y eso lo puedes ver en las budget airlines.

VIDEO: Why Planes Don't Fly Faster

Los potentes cohetes químicos de SpaceX te permiten llegar rápido a Marte, reduciendo tiempos de exposición a radiación, gastando montones de combustible.  Pensarías que una nave que acelera más lentamente de manera extremadamente económica en uso de combustible puede empezar a trazar trayectoria en espiral alrededor de la Tierra para llegar a Marte de manera muy económica pero lenta, pero no es así.

La aceleración es pequeña pero constante.  El cohete químico hace un potente encendido en la "transmartian injection" y después de ello viaja con motor apagado, como una piedra que se lanza hacia lo alto.  El VASIMR aceleraría lentamente, pero con un encendido larguísimo, y según estimaciones, se espera que reduzca el viaje de 7 meses a 39 días el viaje (Viaje a Marte en 39 días).  

Es como si hicieras un viaje por el desierto.  

  • Un coche químico arranca con la primera marcha a todo motor hasta agotar el tanque y luego atraviesa el desierto con el impulso obtenido.  
  • El coche VASIMR de al lado acelera con suavidad en sexta marcha y parece quedarse rezagado al inicio, pero sigue acelerando lenta pero constantemente, y como el cuento de la liebre y la tortuga, llega primero la tortuga.

Fuente: Vasimr Plasma Rocket Missions to the Moon, Mars and Jupiter

No debe despreciarse lo que hace SpaceX, porque su cápsula Dragón 2 parece sumamente adecuada para ir por todo el sistema solar.  El plan de SpaceX es hacer todo el viaje sin escalas.  Con un motor VASIMR la carga útil debe trasladarse del cohete que viene desde la Tierra, para acoplarla a la nave VASIMR orbital reutilizable.  Es una nave que no deja la órbita, ni en la Tierra, ni en Marte.

Cohete químico (de la superficie de la Tierra a la órbita) --> Nave VASIMR (órbita de la Tierra a órbita de Marte) --> ??? (de la órbita Marciana a la superficie de Marte)

Cohete químico (de la superficie de la Tierra a la órbita) --> Nave VASIMR (cambio de inclinación para recoger basura) --> Recoger basura

Por supuesto, VASIMR aún no es TRL9, por lo que no podemos decir que el microchip esté listo, invento no ha terminado su I+D.  

  • Sólo podemos aspirar a que esté listo para que empiece la carrera espacial a Marte.  
  • Lo que sí me queda más que claro es que gane quien gane la carrera a Marte, para recoger basura espacial que parece empujar problemas con la fiebre satelital, el único motor viable para recoger basura parece ser el VASIMR.  ¿Estaré equivocado o en lo correcto?  ¿Tu que piensas?

No me cabe duda de que las inversiones aeroespaciales que se avecinan, serán todo un examen de graduación para inversores.  Se acabó la era del inversor inculto que sin entender lo mínimo de mecánica orbital y modelos de negocios, se mete a invertir.  O se acaba esa era o verás cuando te despellejan tu dinero con ideas ridículas como remolcar un submarino con un jet supersónico.

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