5 Tecnologías Verdes Para El Viaje Espacial Interplanetario

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Las tecnologías verdes contribuyen a la eficiencia energética de los viajes espaciales. ¿qué tecnologías verdes son esenciales para los viajes espaciales?

El 20 de julio de 1969, cuatro días después de lanzarse al espacio, el módulo de servicio y comando del Apolo 11, Columbia, aterrizó en la luna de la Tierra. La gente miraba televisores y sintonizaba 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 regresar a la Tierra de manera segura fue un desafío.

El Columbia regresó a salvo a la Tierra el 21 de julio de 1969. Toda la misión duró 195 horas, 18 minutos y 35 segundos, un poco más de ocho días. La distancia de la Tierra a la Luna en julio de 1969 fue de aproximadamente 222.663 millas (358.342 kilómetros). Eso podría hacer que su viaje diario parezca insignificante, pero aún así es solo un salto, un salto y un salto en comparación con una visita a un planeta vecino.

Un viaje a Venus, el planeta vecino más cercano de la Tierra, requeriría que cruces 0.6989 unidades astronómicas de espacio en promedio. Eso es un 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 en el 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 idear sistemas eficientes que usen 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 enumeradas en ningún orden en particular, que podrían ayudar a los humanos a alcanzar el sorprendente objetivo de poner un pie en otro planeta.

5. combustible verde

Una cámara criogénica diseñada para probar propelentes.

Una cámara criogénica diseñada para probar propelentes.

Se necesita una gran cantidad de recursos para poner un vehículo en el espacio. No todos esos recursos son inofensivos. La hidracina, utilizada en el combustible de cohetes, es un poderoso propulsor. Pero también es tóxico y corrosivo. Organizaciones como la NASA ahora están buscando alternativas de propelente verde a la hidracina.

Idealmente, el nuevo propulsor sería menos peligroso de manejar que el actual combustible para cohetes, reduciendo los costos de organizar un viaje espacial. También debe descomponerse en componentes inocuos, eliminando el riesgo de contaminar el medio ambiente.

Desear una alternativa verde a la hidracina no hace aparecer mágicamente un nuevo propulsor. Es por eso que la NASA ha invitado a empresas y organizaciones a presentar demostraciones tecnológicas de propelentes alternativos. En febrero de 2012, la NASA anunció que aceptaría propuestas hasta fines de abril. Una propuesta ganadora podría ganar hasta $ 50 millones.

Reducir el impacto ambiental de los lanzamientos es un gran trabajo. Para lanzar un transbordador espacial a la órbita, la NASA usó dos propulsores sólidos de cohetes, cada uno con 1 millón de libras (453,592 kilogramos) de propelente. La propia lanzadera transportaba medio millón de galones adicionales (1.9 millones de litros) de combustible líquido [fuente: NASA].

4. Ascensores espaciales

Un elevador espacial puede convertirse en una alternativa para lanzar cohetes a la atmósfera.

Un elevador espacial puede convertirse en una alternativa para lanzar cohetes a la atmósfera.

Enumerar todos los desafíos relacionados con el transporte de seres humanos de manera segura a otro planeta podría llenar uno o tres libros. Pero uno de los problemas más difíciles de resolver tiene todo que ver con el peso. Cuanto más pesada es una nave espacial, más combustible necesita para escapar de la gravedad de la Tierra.

Un viaje a otro planeta duraría varios meses. Suponiendo que vaya a instalarse en un nuevo planeta o planee un viaje de regreso, necesitará muchos suministros para mantenerse vivo. Esos suministros tienen peso y volumen, y requieren más combustible para subir al espacio en primer lugar.

Una posible solución a este problema es construir un elevador espacial. Así es como funciona: ponemos algo con mucha masa en órbita geosincrónica alrededor de la Tierra, lo que significa que permanecerá en órbita sobre 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 como ciencia ficción, pero muchos ingenieros y científicos están trabajando en la construcción de ascensores espaciales. Comparado con lanzar un cohete al espacio, un elevador espacial es una ganga. El ascensor podría llevar equipo e incluso humanos al espacio. Una vez allí, podríamos ensamblar las piezas de la nave espacial y construir una nave en el espacio mismo. No hay necesidad de lanzar la nave desde la Tierra porque ya estará en órbita.

3. Fusion

Una vez que esté en el espacio, ya sea lanzando un cohete o saliendo 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 llevar 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 se chocan entre sí y forman helio. El hidrógeno tiene un solo protón y el helio tiene dos de ellos. Durante este proceso en el que dos átomos de hidrógeno se fusionan se produce una liberación de neutrones y energía.

Pero hay un gran problema: no hemos descubierto cómo usar la fusión para generar energía de manera confiable 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 alcanzar un punto en el que podamos iniciar la fusión y mantener el proceso en marcha mientras recolectamos energía. Aún no estamos allí.

Si alguna vez llegamos allí, la fusión puede ser una buena opción para impulsar una nave espacial. Podríamos cosechar una gran cantidad de energía de una cantidad comparativamente pequeña de combustible. Fusion podría generar la potencia necesaria para operar los propulsores para permitir ajustes en vuelo mientras nos dirigimos al próximo planeta. Pero queda por ver si la fusión es una opción práctica.

Eso es frio hombre

Incluso más esquivo que un reactor de fusión en funcionamiento es uno que operará a temperaturas relativamente bajas. El consenso científico es que la fusión fría no es práctica y puede ser imposible [fuente: Park].

2. Velas solares

Un sistema de vela solar de cuatro cuadrantes y 20 metros se implementó completamente durante las pruebas en las instalaciones de Plum Brook del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Sandusky, Ohio.

Un sistema de vela solar de cuatro cuadrantes y 20 metros se implementó completamente durante las pruebas en las instalaciones de Plum Brook del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Sandusky, Ohio.

Otra alternativa a volar hacia planetas distantes que usan 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 ultrafino que se extiende sobre un área grande. Cuando los fotones golpean el espejo, ejercen una fuerza y ​​empujan contra la vela. La vela es alcanzada por miles de millones de fotones, lo suficiente para empujar la vela y cualquier cosa que pueda estar arrastrando a través del espacio.

Al principio, viajar en un vehículo tirado por una vela solar sería bastante aburrido. No tendrías una gran cantidad de empuje inicial como con un cohete. Pero el poder de esos fotones no se puede negar, y su nave espacial continuaría acelerando mucho más allá del punto que un propulsor podría manejar. No solo no tiene que preocuparse por alimentar su nave espacial para viajes interplanetarios, ¡también llegará a su destino más rápido!

Las velas solares podrían funcionar bien en el espacio, pero no están diseñadas para sacar una nave de la superficie de un planeta. Para eso, todavía tendríamos que usar cohetes o construir la nave espacial en órbita. Y una vela solar podría llevarnos a otro planeta, pero sin otros medios para abandonar nuestro nuevo mundo estaríamos atrapados allí. Pero para un viaje de ida a otro planeta, una vela solar podría ser lo que necesita, y nunca debe preocuparse por quedarse sin combustible.

1. Reciclaje de agua

Skylab 3 piloto Jack R. Lousma toma un baño caliente. Esta agua tendría que ser reciclada para un uso adicional para conservar los recursos y el espacio de almacenamiento.

Skylab 3 piloto Jack R. Lousma toma un baño caliente. Esta agua tendría que ser reciclada para un uso adicional para conservar los recursos y el espacio de almacenamiento.

Impulsar una nave espacial para llevarnos a otro planeta es solo un desafío. Otro es asegurarse de que tengamos los recursos para mantenernos vivos a bordo de nuestra nave espacial mientras nos dirigimos a nuestro destino. Incluso una visita a un planeta cercano requeriría meses de viaje. Con el peso y el espacio tan elevados, ¿cómo determina la cantidad de agua que lleva y cómo la maneja?

Decir que cada gota de agua a bordo de una nave espacial es preciosa es una subestimación. 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 usarse repetidamente, reduciendo la necesidad de enviar más agua desde la Tierra.

Eso significa agua gris - el agua residual producida después de limpiar platos, ropa o incluso personas - puede convertirse nuevamente en agua potable. ¡Pero eso no es todo! Incluso el sudor y, sí, la orina se procesan. Todo se filtra y solo queda agua pura.

El agua residual se mueve en un destilador. El destilador gira para simular la gravedad; de lo contrario, los contaminantes del líquido no se separarían. El agua pasa a través de un sistema de filtración que utiliza materiales como el carbón y los compuestos químicos para unirse a los contaminantes, dejando que solo pase 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 parte de esa tecnología puede incluso encontrar su camino en los sistemas aquí en la Tierra.

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Nota del autor: 5 tecnologías verdes para viajes espaciales interplanetarios

La tecnología verde y los viajes espaciales interplanetarios pueden parecer una combinación extraña, pero tiene sentido. La tecnología ecológica se trata de encontrar formas ecológicas y eficientes para alcanzar los objetivos. Los viajes interplanetarios por necesidad requieren eficiencia y seguridad. Es divertido imaginar cruzar la galaxia en una nave espacial equipada con replicadores y holodecks, pero es una apuesta segura que nuestros primeros días de viajes espaciales tratarán más de hacer que cada esfuerzo cuente.

Wolfram Alpha. "¿Cuál fue la distancia entre la Tierra y la Luna en julio de 1969?" (28 de marzo de 2012) //wolframalpha.com/input/?i=distance+between+earth+and+the+moon+july+1969


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