José Luis Suárez Romero

Conceptos avanzados de la NASA para estudiar el Sistema Solar

Posted by: Miguel Avalos In: NASA | comment : 0 comentarios

El grupo de conceptos avanzados e innovadores de la NASA (NIAC) lleva años proponiendo proyectos basados en tecnologías revolucionarias que podrían abrirnos las puertas del Sistema Solar. El NIAC no estudia proyectos atrevidos, sino que va más allá. Su campo de acción son ideas que parecen sacadas directamente de una novela de ciencia ficción. Cada cierto tiempo la NASA aprueba algunos proyectos preliminares del NIAC para otorgarles financiación adicional y comprobar si estas tecnologías son realmente viables o pertenecen al ámbito de la fantasía. Los ganadores de los premios NIAC del año 2013 son doce proyectos avanzados que recibirán cien mil dólares durante un año. Algunos de estos proyectos de la Fase I pasarán a la Fase II, donde recibirán medio millón de dólares durante dos años. ¿Pero cuáles son estos proyectos que podrían revolucionar la conquista del Sistema Solar? Veamos los más destacados:

Sondas bidimensionales: una idea muy atrayente. Usar una serie de láminas con circuitos e instrumentos para montar sondas de muy bajo coste que puedan estudiar la superficie de otros mundos. Usando esta técnica se podrían construir cientos o miles de sondas baratas capaces de cubrir grandes áreas de otros planetas y lunas. Por ejemplo, una pequeña armada de estas sondas sería capaz de recoger datos meteorológicos en cientos de puntos de la superficie de Marte. La principal limitación de estas sondas 2D es cómo instalar en ellas los sistemas de comunicación y baterías necesarios para que funcionen, por no hablar de la cantidad y calidad de los datos recibidos, que obviamente estarán seriamente limitadas.

Sondas bidiomensionales para el estudio de planetas (NASA).

Hábitat marciano de animación suspendida: esto sí que parece ciencia ficción pura y dura. ¿Quién no ha visto 2001 y se ha preguntado por qué los astronautas no pueden permanecer hibernados en cápsulas durante el transcurso de una misión prolongada? Eso sí, este proyecto no va a investigar técnicas de criogenización o hibernación, tecnologías que hoy por hoy son auténtica ciencia ficción cuando a seres humanos se refiere, sino técnicas de animación suspendida. Más concretamente, estados de sueño profundo inducidos con un ritmo metabólico inferior al normal. Este proyecto pretende crear un módulo hábitat para cuatro o seis astronautas que pueda ser usado en una misión tripulada a Marte. Al permanecer la mayor parte del tiempo dormidos, la masa del hábitat será de tan sólo 5-7 toneladas y 20 metros cúbicos, en vez de las 20-50 toneladas y 200 metros cúbicos requeridos para un módulo normal.

Hábitat de animación suspendida para una misión marciana (NASA).

Cubesats a la conquista del Sistema Solar: un cubesat es, como su nombre indica, un pequeño satélite de forma cúbica (10 x 10 x 10 cm, para ser exactos). Su diseño estándar y su bajo coste hacen de este tipo de satélite el candidato ideal para proyectos universitarios o de organizaciones sin mucho presupuesto. No obstante, debido a las limitaciones técnicas inherentes a estos satélites los cubesats solamente se lanzan a la órbita baja y tienen vidas útiles muy limitadas. El proyecto del NIAC consiste en hacer de estos pequeños satélites exploradores robóticos de pleno derecho. ¿Cómo? Pues dotándolos de un sistema de propulsión doble. Se usaría propulsión térmica de baja eficiencia -bajo impulso específico (Isp)- para las maniobras que requiriesen un impulso mayor -inserción en órbita, por ejemplo- y propulsión eléctrica -iónica (de alto Isp)- para alcanzar objetivos lejanos. La fuente de energía sería un generador de radioisótopos (RTG), que calentaría el propelente para la propulsión térmica y alimentaría al mismo tiempo una batería de motores eléctricos. El objetivo es mandar un cubesat 3U (de tres unidaddes) de 10 kg a Europa, la luna de Júpiter.

Cubesat de propulsión dual para viajar al sistema solar exterior (NASA).

Cartografía del interior de los cuerpos del Sistema Solar mediante rayos cósmicos: un concepto genial. Consiste en usar las partículas secundarias -muones y piones principalmente- del choque de rayos cósmicos galácticos, los más energéticos. Los muones en concreto pueden atravesar hasta un kilómetro de roca fácilmente, convirtiendo estas partículas en auténticas sondas para el estudio de asteroides y cometas. Si se logra desarrollar la tecnología necesaria para aplicar esta técnica a la exploración de cuerpos menores del Sistema Solar tendríamos una herramienta muy potente a nuestro alcance.

Imágenes obtenidas a partir de los rayos cósmicos (NASA).

Crear biomateriales a partir del aire: ¿te imaginas fabricar comida o tejidos humanos artificialmente? Pues eso es precisamente lo que pretende este proyecto. Nada más y nada menos que imprimir en tres dimensiones todo tipo de sustancias orgánicas creadas por algas a partir, por ejemplo, del dióxido de carbono de la atmósfera marciana o el regolito lunar. Huelga decir que este proyecto se encuentra en una fase muy temprana, pero si tiene éxito promete revolucionar los sistemas de soporte vital de las futuras naves espaciales.

Biomateriales a partir del aire (NASA).

Propulsión plasmónica: este proyecto pretende emplear propulsión plasmónica para maniobrar naves espaciales de forma más eficiente que los sistemas de propulsión actuales. Este prometedor sistema de propulsión concentra la luz del Sol en un metal con una estructura en la escala nanométrica de tal forma que se crean fuerzas ópticas capaces de acelerar nanopartículas (unos 100 nm) dentro del metal a una velocidad enorme, partículas que a su vez generarían un empuje minúsculo para maniobrar un vehículo espacial. La teoría es sencilla. Otra cosa es que se pueda aplicar con éxito en la realidad.

Propulsión plasmónica (NASA).

TransFormers planetarios: no, no hablamos de los famosos robots alienígenas que se transforman en todo tipo de vehículos, pero casi. Este proyecto pasa por crear sondas planetarias capaces de modificar su forma según la misión. El objetivo es hacer robots que puedan desplegarse para iluminar el fondo de cuevas o cráteres en la superficie de otros mundos. Suena un poco raro, pero no cabe duda de que es interesante.

Transformers planetarios (NASA).

Sistema de propulsión mediante pulsos de fisión-fusión (PuFF, Pulsed Fission-Fusion): básicamente se trata de crear una bomba termonuclear controlada que sirva para la propulsión espacial. Todas las bombas termonucleares de fusión usan mecanismos de fisión para iniciar y reforzar la explosión, así que, ¿por qué no hacer lo mismo con una nave? Suponiendo que uno esté lo suficientemente loco para llevarlo a cabo, el fundamento es el siguiente: los neutrones procedentes de las reacciones de fusión son capaces de crear a su vez reacciones de fisión en uranio o torio, creando energía adicional que puede ser usada para confinar el plasma de deuterio y tritio donde tiene lugar la fusión. La energía procedente de ambos tipos de reacciones nucleares podría canalizarse una tobera magnética para generar empuje. Si los motores de fusión aún son una fantasía, este concepto lo es aún más, pero al menos cuenta con el mejor nombre posible.

PuFF (NASA).

Concepto de nave basada en PuFF (NASA).

Cámaras planas: el complemento ideal a tanto proyecto de sondas de pequeño tamaño y bajo coste. Se trata de un concepto de cámara plana diferente al tradicional diseño de lente telescópica y sensor en el plano focal. En este caso, circuitos integrados fotónicos (PICs) serían la base de una cámara de  gran apertura y muy poco peso a una fracción del coste de las cámaras tradicionales. Otra cosa es que este tipo de cámaras sea tecnológicamente viable.

Cámaras planas PICs (NASA).

Sin duda, si algunos de estos proyectos demuestran su viabilidad podrían cambiar nuestra visión del Sistema Solar por completo. El tiempo dirá.