¿En qué tipo de tecnologías verdes podemos confiar para llevarnos a planetas distantes? Vea más imágenes de ciencia verde. iStockphoto / Thinkstock El 20 de julio 1969, cuatro días después de su lanzamiento al espacio, El módulo de servicio y comando del Apolo 11, Columbia, aterrizó en la luna de la Tierra. La gente miró televisores y sintonizó estaciones de radio para seguir el dramático aterrizaje. Fue la culminación de años de arduo trabajo y entrenamiento. Diseñar un vehículo capaz de transportar humanos a la luna y de regreso a la Tierra de manera segura fue un desafío.
El Columbia regresó sano y salvo a la Tierra el 21 de julio. 1969. Toda la misión duró 195 horas, 18 minutos y 35 segundos, eso es un poco más de ocho días. La distancia de la Tierra a la Luna en julio de 1969 era de aproximadamente 222, 663 millas (358, 342 kilómetros). Eso puede hacer que su viaje diario parezca insignificante, pero sigue siendo solo un salto salto y un salto en comparación con una visita a un planeta vecino.
Un viaje a Venus El planeta vecino más cercano a la Tierra, requeriría cruzar 0.6989 unidades astronómicas de espacio en promedio. Eso es poco menos de 65 millones de millas o alrededor de 104,5 millones de kilómetros. Y las condiciones en Venus no son ideales para una escapada:la temperatura de la superficie del planeta es de 460 grados Celsius (860 grados Fahrenheit). Una mejor apuesta de vacaciones es un viaje a Marte o una de sus lunas, pero están aún más lejos.
Con estas vastas distancias en mente, es importante crear sistemas eficientes que utilicen la menor cantidad de recursos posible. De lo contrario, despegar del suelo podría convertirse en un problema. Por su propia naturaleza, Los viajes interplanetarios deben ser ecológicos para funcionar. Tenemos cinco tecnologías no enumerados en ningún orden en particular, que podría ayudar a los humanos a alcanzar el asombroso objetivo de poner un pie en otro planeta.
Una cámara crrogénica diseñada para probar propulsores Cortesía de la NASA Se necesitan muchos recursos para poner un vehículo en el espacio. No todos esos recursos son inofensivos. Hidracina, utilizado en combustible para cohetes, es un potente propulsor. Pero también es tóxico y corrosivo. Organizaciones como la NASA ahora están buscando alternativas de propulsores ecológicos a la hidracina.
Idealmente, el nuevo propulsor sería menos peligroso de manejar que el combustible actual para cohetes, Reducir los costos de organizar un viaje espacial. También debería descomponerse en componentes inofensivos, eliminando el riesgo de contaminar el medio ambiente.
Desear una alternativa ecológica a la hidracina no hace que aparezca mágicamente un nuevo propulsor. Es por eso que la NASA ha invitado a empresas y organizaciones a presentar demostraciones tecnológicas de propulsores alternativos. En febrero de 2012, La NASA anunció que aceptará propuestas hasta finales de abril. Una propuesta ganadora podría generar hasta 50 millones de dólares.
Reducir el impacto medioambiental de los lanzamientos es un gran trabajo. Para poner en órbita un transbordador espacial, La NASA usó dos propulsores de cohetes sólidos, cada uno con 1 millón de libras (453, 592 kilogramos) de propulsor. El propio transbordador transportaba medio millón de galones (1,9 millones de litros) adicionales de combustible líquido [fuente:NASA].
Un ascensor espacial puede convertirse en una alternativa a la explosión de cohetes en la atmósfera. Cortesía de LiftPort Group Enumerar todos los desafíos relacionados con el transporte de humanos de manera segura a otro planeta podría llenar uno o tres libros. Pero uno de los problemas más difíciles de resolver tiene que ver con el peso. Cuanto más pesada es una nave espacial, cuanto más combustible necesita para escapar de la gravedad de la Tierra.
Un viaje a otro planeta duraría varios meses. Suponiendo que se instalará en un nuevo planeta o planificará un viaje de regreso, necesitará muchos suministros para mantenerse con vida. Esos suministros tienen peso y volumen, requiriendo más combustible para subir al espacio en primer lugar.
Una posible solución a este problema es construir un ascensor espacial. Así es como funciona:colocamos algo con mucha masa en órbita geosincrónica alrededor de la Tierra, lo que significa que permanecerá en órbita por encima de un punto fijo en la superficie del planeta. Luego conectamos un cable entre la masa en órbita y un punto de anclaje en la Tierra. ¡Ahora todo lo que tenemos que hacer es construir un ascensor que pueda subir el cable al espacio!
Suena a ciencia ficción pero muchos ingenieros y científicos están trabajando en la construcción de ascensores espaciales. En comparación con el lanzamiento de un cohete al espacio, un ascensor espacial es una ganga. El ascensor podría llevar equipos e incluso humanos al espacio. Una vez ahí, podríamos ensamblar piezas de naves espaciales y construir una nave en el espacio mismo. No es necesario lanzar la nave desde la Tierra porque ya estará en órbita.
Una vez que estás en el espacio ya sea lanzando un cohete o partiendo de una estación espacial, necesitará alguna forma de impulsar su nave espacial hacia su destino. Eso puede requerir que lleve una fuente de combustible a bordo. Idealmente, tendrá un sistema eficiente para que no tenga que dedicar demasiado espacio para transportar combustible. Una posible solución es la fusión.
Fusión es el método por el cual el sol genera energía. Bajo intensa presión y calor, Los átomos de hidrógeno chocan entre sí y forman helio. El hidrógeno tiene un solo protón y el helio tiene dos. Durante este proceso en el que dos átomos de hidrógeno se fusionan, hay una liberación de neutrones y energía.
Pero hay un gran problema:no hemos descubierto cómo utilizar la fusión para generar energía de forma fiable y sostenible. El proceso requiere cantidades increíbles de calor y presión. Solo generar las condiciones necesarias para la fusión puede requerir una gran cantidad de energía por sí solo. El objetivo es llegar a un punto en el que podamos iniciar la fusión y mantener el proceso en marcha mientras recolectamos energía. Aún no hemos llegado.
Si alguna vez llegamos allí La fusión puede ser una buena opción para propulsar naves espaciales. Podríamos recolectar una gran cantidad de energía de una cantidad comparativamente pequeña de combustible. Fusion podría generar la energía necesaria para operar los propulsores para permitir ajustes en vuelo mientras volamos hacia el próximo planeta. Pero queda por ver si la fusión es una opción práctica.
Eso es frio HombreIncluso más difícil de alcanzar que un reactor de fusión en funcionamiento es uno que funcionará a temperaturas relativamente bajas. El consenso científico es que la fusión fría no es práctica y puede ser imposible [fuente:Park].
Un cuadrante de cuatro, El sistema de vela solar de 20 metros está completamente desplegado durante las pruebas en las instalaciones de Plum Brook del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Sandusky. Ohio. Cortesía de la NASA. Otra alternativa a volar hacia planetas distantes usando propulsores de cohetes es navegar allí. Pero, ¿de qué sirven las velas en un entorno que no tiene viento? ¡Entra en la vela solar!
Velas solares usa el sol como motor. El sol emite fotones - las unidades básicas de luz. Sabemos que los fotones actúan como ondas y partículas. Los fotones pueden parecernos insustanciales aquí en la Tierra, pero ejercen una fuerza sobre los objetos cuando entran en contacto con ellos. Esto incluye velas solares.
Una vela solar está hecha de un espejo ultradelgado que se extiende a lo largo de un área grande. Cuando los fotones chocan contra el espejo, ejercen una fuerza y empujan contra la vela. La vela es golpeada por miles de millones de fotones, lo suficiente para empujar la vela y cualquier cosa que pueda estar tirando a lo largo del espacio.
En primer lugar, viajar en un vehículo tirado por una vela solar sería bastante aburrido. No tendrías mucho empuje inicial como lo haces con un cohete. Pero el poder de esos fotones no se puede negar, y su nave espacial continuaría acelerándose mucho más allá del punto que podría lograr un propulsor. No solo no tiene que preocuparse por alimentar su nave espacial para viajes interplanetarios, ¡también llegarás más rápido a tu destino!
Las velas solares podrían funcionar bien en el espacio, pero no están diseñados para sacar una nave de la superficie de un planeta. Para eso, todavía tendríamos que usar cohetes o construir la nave espacial mientras estamos en órbita. Y una vela solar podría llevarnos a otro planeta, pero sin otros medios para dejar nuestro nuevo mundo estaríamos atrapados allí. Pero para un viaje de ida a otro planeta, una vela solar podría ser lo ideal, y nunca tendrá que preocuparse por quedarse sin combustible.
El piloto de Skylab 3, Jack R. Lousma, se da un baño caliente. Esta agua debería reciclarse para su uso posterior a fin de conservar los recursos y el espacio de almacenamiento. Cortesía de la NASA. Impulsar una nave espacial para llevarnos a otro planeta es solo un desafío. Otro es asegurarnos de que tengamos los recursos para mantenernos con vida a bordo de nuestra nave espacial mientras nos dirigimos a nuestro destino. Incluso una visita a un planeta cercano requeriría meses de viaje. Con un peso y un espacio tan importantes, ¿Cómo se determina cuánta agua traer y cómo se gestiona?
Decir que cada gota de agua a bordo de una nave espacial es preciosa es quedarse corto. A bordo de la Estación Espacial Internacional hay sistemas que reciclan el 93 por ciento del agua utilizada [fuente:NASA]. Los procesos purifican el agua para que pueda ser utilizada repetidamente, reduciendo la necesidad de enviar más agua desde la Tierra.
Eso significa agua gris - las aguas residuales producidas después de lavar los platos, ropa o incluso personas - se puede volver a convertir en agua potable. ¡Pero eso no es todo! Incluso sudor y sí, se procesan la orina. Todo se filtra y solo queda agua pura.
El agua residual pasa a un destilador. El destilador gira para simular la gravedad; de lo contrario, los contaminantes en el líquido no se separarían. El agua pasa a través de un sistema de filtración que utiliza materiales como carbón y compuestos químicos para unirse a los contaminantes. dejando pasar solo el agua.
Un vuelo espacial largo no tendrá la oportunidad de recoger más agua en el camino. Conservar cada gota posible será una necesidad. Y algo de esa tecnología incluso puede encontrar su camino hacia los sistemas aquí en la Tierra.
La tecnología verde y los viajes espaciales interplanetarios pueden parecer una combinación extraña, pero tiene sentido. La tecnología verde consiste en encontrar formas eficientes y respetuosas con el medio ambiente para alcanzar los objetivos. Los viajes interplanetarios por necesidad requieren eficiencia y seguridad. Es divertido imaginarse cruzando la galaxia en una nave espacial equipada con replicadores y holocubiertas, pero es una apuesta segura que nuestros primeros días de viajes espaciales se centrarán más en hacer que cada esfuerzo cuente.
Wolfram Alpha. "¿Cuál era la distancia entre la Tierra y la Luna en julio, 1969? "(28 de marzo de 2012) http://www.wolframalpha.com/input/?i=distance+between+earth+and+the+moon+july+1969
