Captura tu propio asteroide

Los asteroides cercanos a la Tierra (NEA) suponen un peligro para nuestra civilización. Es lógico por tanto que se hayan concebido varias técnicas para evitar que colisionen con la Tierra. Pero, por otro lado, los asteroides son una fuente casi inagotable de recursos naturales. Así que si queremos matar dos pájaros de un tiro podemos capturar NEAs y llevarlos cerca de la Tierra para estudiarlos y/o explotarlos comercialmente, una idea recurrente en múltiples novelas de ciencia ficción. Pero, ¿es posible traernos a casa un asteroide con la tecnología actual?. La respuesta es, sorprendentemente, afirmativa.

Captura tu propio asteroide y llévatelo a casa (KISS).

Un reciente estudio organizado por el Keck Institute for Space Studies (KISS) con la colaboración del JPL de la NASA y el Caltech demuestra que, efectivamente, es factible capturar asteroides cercanos de 250-1300 toneladas y llevarlos hasta la órbita lunar antes de 2025. De paso, se podría enviar una misión tripulada a un NEA sin necesidad de abandonar el espacio cislunar. Si los astronautas no pueden viajar hasta un asteroide, que el asteroide viaje hasta los astronautas.

“Vale, ya, pero todo esto requerirá varios lanzamientos de un cohete gigante como el SLS”, seguro que está pensando más de uno. Pues no, porque la nave captura-asteroides tendría una masa de sólo 18 toneladas y entraría perfectamente dentro de las capacidades de un cohete Atlas V 551. Por supuesto, no todo es tan sencillo. Primero habría que desarrollar un sistema de propulsión eléctrica (iónica) mediante energía solar (SEP, Solar Electric Propulsion) con una potencia de 40 kW como mínimo. Lo ideal sería emplear un reactor nuclear para este menester, pero nadie quiere meterse en los berenjenales políticos que conlleva el uso de la energía de fisión en el espacio.

Esquema de misión de captura de un asteroide (KISS).

El siguiente problema es cómo capturar el asteroide. Un NEA de 500 toneladas tendría un diámetro de unos siete metros, dependiendo de su densidad, así que habría que idear primero alguna forma de agarrar esta enorme piedra cósmica en el espacio profundo. Además debemos tener en cuenta que muchos asteroides no son masas rígidas, sino aglomeraciones más o menos compactas de materiales. Por este motivo, no es muy recomendable usar sujeciones o arpones para capturar al asteroide como si fuera Moby Dick. Se han ideado varios sistemas alternativos muy ingeniosos, entre ellos algunos consistentes en envolver el asteroide con una gran “bolsa” inflable de unos 15 metros de diámetro.

Nave captura asteroides con la bolsa desplegada (KISS Institute).
La nave con la bolsa plegada (KISS Institute).
Detalles de los propulsores iónicos de efecto Hall de la nave (KISS).
Instrumentos científicos de la nave (KISS).
Configuración de lanzamiento en un Atlas V 551 (KISS).
Datos técnicos de la nave (KISS).
El empleo de SEP es necesario para reducir la masa de la misión hasta niveles prácticos (KISS).

Otro escollo digno de mencionar es la dificultad a la hora de encontrar un objetivo que valga la pena. Asteroides hay miles, y NEAs también hay muchos. Pero NEAs de pequeño tamaño y con una órbita adecuada no se conocen tantos. Principalmente, porque todavía no hemos estudiado en detalle la población de asteroides cercanos a la Tierra y, segundo, porque los NEAs con órbitas demasiado excéntricas requerirían mucha más energía para ser capturados. Pero no será por falta de candidatos, ya que se estima que deben existir millones de NEAs con un diámetro mayor de diez metros y miles de millones (!) con un tamaño superior a los dos metros. Por contra, los datos recientes del telescopio infrarrojo WISE han permitido estimar que el número de NEAs con un diámetro superior a los cien metros es menor del que se creía hasta la fecha y debe rondar los 20500, de los cuales apenas hemos descubierto una cuarta parte.

Estimaciones de la masa de varios asteroides en función de su densidad (KISS).

¿Y qué se puede encontrar en un asteroide de 500 toneladas? Depende del tipo, pero un asteroide de Tipo C (condrita carbonácea) podría contener hasta 200 toneladas de volátiles (100 toneladas de agua y 100 toneladas de compuestos del carbono), 200 toneladas de silicatos y 90 toneladas de metales (83 toneladas de hierro, 6 toneladas de níquel, una tonelada de cobalto y cantidades varias de elementos metálicos menos comunes). El agua podría ser el compuesto más importante a largo plazo, ya que permitiría mantener de forma autónoma una base espacial tripulada en órbita lunar gracias al oxígeno y al combustible obtenidos de un asteroide.

Una vez identificado el NEA, el sistema de propulsión SEP nos permitiría alcanzarlo en menos de cuatro años. Antes de traerlo a la Tierra, la nave estudiaría su composición y características superficiales, para luego capturarlo mediante una bolsa inflable de 10 x 15 metros. A continuación se procedería a la fase crítica del frenado de la rotación del asteroide usando el sistema SEP, fase que duraría unos tres meses, dependiendo del periodo de rotación. La nave tendría una masa en seco de 5500 kg y transportaría hasta 13 toneladas de xenón para el sistema de propulsión iónico. El viaje de ida tardaría entre 1,6 y 2,2 años, mientras que el de vuelta se situaría entre los 2 y los 6 años, según la masa y el periodo de rotación del asteroide (cuanto más rápido gire, más combustible habrá que gastar para frenarlo). Antes de alcanzar el punto L2 del sistema Tierra-Luna, la nave con el asteroide sobrevolaría nuestro satélite para frenar su velocidad hiperbólica y permitir su captura por la gravedad de nuestro planeta. Con el fin de mantener al asteroide en su posición sería necesario utilizar una nave adicional que se acoplase con el conjunto cerca de la Luna.

Orientación de la nave para la captura del asteroide y posterior frenado de la rotación (KISS).
Ejemplo de una misión de captura con el asteroide 2008HU4 (KISS).
Trayectoria de inserción en órbita terrestre tras sobrevolar la Luna (KISS).

Muy bien, pero hablemos de cuánto costaría esta aventura, que es lo que separa los “proyectos Power Point” de los reales. El presupuesto de una misión de prueba se estima en 2600 millones de dólares, más o menos lo que viene saliendo una sonda tipo flagship de la NASA. Pero no cantemos victoria aún, porque el coste total de las operaciones de traslado al punto L2 del sistema Tierra-Luna y la explotación del asteroide podría superar los 20 000 millones de dólares. Un pelín caro, sin duda, ¿pero quién dijo que capturar asteroides fuese barato?. Ah, y por si alguien se pregunta por la seguridad del asunto, tranquilos, que un asteroide de siete metros de Tipo C no sobreviviría intacto una entrada atmosférica, así que no hay peligro de que caiga sobre alguna ciudad por accidente (otra cosa muy distinta es si fuera de Tipo S, por ejemplo).

En definitiva, capturar asteroides pequeños y traerlos hasta la Tierra es tecnológicamente posible. Otra cosa es que sea económicamente rentable o políticamente aceptable hacerlo. Pero no podemos negar que el “factor molón” de la propuesta es altísimo. Capturar asteroides, un concepto de ciencia ficción hecho realidad.

Concepto de una misión tripulada a un NEA (KISS).

Referencia:



43 Comentarios

  1. El nombre KISS, me hizo acordar a “KEEP IT SIMPLE STUPID” :).
    Que difícil que debe de ser capturar una asteroide que gira sobre sus tres ejes con mucha velocidad angular.
    Tantas cosas que se pueden intentar hacer con la tecnología actual y siempre lo mismo, no se hace nada interesante ni desafiante(o muy pocas).

    1. A mi hizo pensar en KISS my ASSteroid esta propuesta descabellada , posiblemente pensada un momentos de vagancia mental o bajo los efectos de algún alcaloide.

    1. Pues prácticamente emulando la trayectoria y rotación sobre uno de sus ejes supongo, lo que seria interesante es que si una sola nave pudiese capturar por ejemplo 5 asteroides, por la composición que a descrito Daniel saldría rentable, que al fin y al cabo es el problema de la carrera espacial, su “rentabilidad”.

  2. Siento quizás ser un poco “arriesgado” en mis ideas, pero, porfavor, decidme si sería posible:

    Que un país “malo” incapaz de desarrollar por su cuenta o ante presión internacional armas nucleares para “tirárselas” al vecino… bien podría realizar una proeza técnica como la que en el artículo se describe… sin tener que “violar” tratado armamentístico alguno…

    … y al final siendo “trogloditas” espaciales: un asteroide de 500 o 1000 Tm “bien tirado” desde la órbita contra objetivos en tierra creo que sería algo, cuando menos, serio.

    De nuevo, disculpas si lo propuesto parece un “desvarío”. Ilustrarme sobre si es o no posible. Gracias.

    1. Ja ja, a mi también se me ha pasado por la cabeza. Pero bueno es casi imposible. Las armas nucleares en principio necesitan una tecnología mas sencilla que la necesaria para aerocapturar un asteroide a cientos de miles de km. Pero podría ser un buen argumento para mandar a James Bond de vuelta al espacio.

    2. Es mas facil desarrollar la fision que capturar un asteroide. De hecho son varios los paises con la bomba atomica y ninguno tiene su asteroide particular.

    3. Amén de que capturarlo es una cosa… ponerlo en trayectoria de colisión sería algo muuuy lento y fácilmente detectable, es probable que el resto del mundo se mosquease y advirtiese seriamente al país “malo” de que, o se está quietecito o su único meteoríto será contestado con un número de bombas atómicas tendente a infinito…

  3. Tardaría como pone el articulo del orden de 6 años para tirar uno contra un objetivo, calcular la ventana de entrada para dar en el blanco,etc..
    La tecnología armamentística nuclear es mas asequible que la tecnología espacial, el que no pueda conseguir su propia bomba atómica que se olvide de lanzar naves espaciales, le sale mas rentable torear a la comunidad internacional

  4. Me he preguntado si una aventura así podría salir económicamente rentable, y haciendo algunos números sencillos he visto que no: si suponemos (por redondear) que al asteroide tipo C objetivo se le pudiera sacar una tonelada de iridio (será bastante menos), a los precios actuales sacaríamos 32 millones de dólares. Ni siquiera si las 500 toneladas del asteroide fueran iridio puro se ganaría dinero con una aventura así, a los precios actuales.

    Puede parecer descorazonador, pero ya hemos visto tecnologías que han superado barreras de rentabilidad mayores en las últimas décadas. A ojo, calculo que el agotamiento de recursos naturales clave nos lanzará a hacer minería asteroidal a gran escala en menos de un siglo, y probablemente veremos el primer proyecto piloto en 50 años. 100% robótica, por supuesto…

    1. bueno pero para, al menos el/los primeros que se capturen existirá el factor novedad.
      La venta en fragmentos del asteroide para el estudio en instituciones científicas, museos e icluso “merchandaising” del tipo, tu colgante proveniente del espacio!!! podría mitigar el sobrecoste inicial, ahora calcular eso ya es bastante más complicado…

  5. Hola Daniel.
    Me ha gustado el artículo; supongo que el futuro de la astronautica( a largo plazo)pasa por la elaboracion de naves y insumos a partir de factorias espaciales nutridas por material de origen asteroidal, será posiblemente la forma mas economica de vencer el costo de poner en orbita material proveniente de los pozos gravitacionales ¿no?; pero me preguntaba si existe ya algún modelo teórico de factoría espacial que sea capaz de procesar el asteroide, es decir ¿ existen las técnicas para para extraer los materiales?, ¿ necesitan intervención humana? ¿ se pueden automatizar?, ¿alguna idea de costos?.
    Gracias.

  6. Es un buen proyecto de investigación/explotación minera sobre el papel, sin embargo el factor rentabilidad (coste del proyecto/tiempo hasta la explotación tras el inicio de la misión) hacen de esta “space opera” un proyecto muy comprometido a todas luces. Habria que reducir el tiempo hasta su captura y mejorar la ergonomía y la diversificación de posibles instrucciones o capacidades que pudiera tener la nave de captura. Es posible que si fuera una “nave-factoría” esta podría ser recogida a su paso por la órbita terrestre y transportada directamente a tierra con su carga por una nave de servicio. En fin hay muchos pasos que dar aún y sobre todo mejorar ciertas tecnologías y plazos que hoy por hoy hacen de este sueño solo eso, un sueño.

    Ahora bien: Silverbeg, Haldeman, Dick, Pohl, Arthur C. Clarke y otros grandes autores de space-sci ya han puesto su granito, ellos sí que han plasmado el sueño sobre el papel. Ojalá lo veamos algún día hecho realidad.

    1. Fíjate que al empujar el asteroide, se podría calcular tanto su masa como su volumen y esto nos dará una idea de la cantidad de minerales que lleva el asteroide, con esta información la compañia podría vender anticipadamente este mineral en el mercado años antes de recibirlo en la tierra, ahora habría que bajar ese material que para mí es la parte más dificil, quizá algún tipo de escudo hinchable que al mísmo tiempo que sirva para aerofrenar permita que el material flote en el oceano y desde allí recogerlo en barco. En fin una infraestructura muy cara.
      Luis RJ

    2. Entiendo que este proyecto tiene como objetivo la captura de asteroides para estudios científicos y en caso de ser por motivos comerciales (entendemos que como explotación de recursos), el material seria muy posiblemente empleado en el propio espacio o enviado a instalaciones en la Luna, no creo que la explotación minera espacial pueda llegar a ser justificada por la demanda en nuestro planeta (es mas fácil reciclar los materiales que ya tenemos aquí que explotarlos de un asteroide).

    3. Si, no tiene sentido gastar dinero en explotar un asteroide cuando por un precio mas bajo puedes extraer ese tipo de material aquí en La Tierra, siendo sobre todo la cercanía e inmediatez en la extracción (y por tanto la cantidad) las ventajas más visibles. Este tipo de proyectos serán necesarios y por tanto factibles desde el punto de vista logístico cuando los yacimientos terrestres empiecen a escasear y las potencias espaciales busquen “fuera” las materias primas que necesitan, o que necesitan otros para luego vendérselas. En otras palabras, desde el punto de vista minero a gran escala hasta dentro de “X” muchos años esto seguirá estando en formato Powerpoint como dijo Daniel.

  7. Hace tiempo leí un post tuyo que enumeraba diversos modos de atrapar un asteroide y desviarlo de su órbita. El método que más me gustó fue el de atracción gravitatoria por parte de una nave remolcadora, manteniendo una distancia determinada en función del impulso de sus motores.

    La idea de la bolsa no parece mala, especialmente si se pretende usar la masa del asteroide como propelente. Creo que sería el mejor uso.

    ¿Hay algún proyecto de emplear reactores de fusión tipo Tokamak en el espacio aprovechando las partículas de viento solar?.

    1. Sobre lo del Tokamak… No creo que haya proyectos mas allá de algunos papers totalmente superficiales, tengamos en cuenta que todavía no se ha probado ningún reactor de este tipo a nivel comercial (ni experimental).

      Si el que están montando en el ITER es del tamaño de un edificio, dudo que se sepa a ciencia cierta cuanto se podrá miniaturizar el reactor al nivel que están los RTGs ahora. Además, tengamos en cuenta que el Tokamak busca crear un reactor que gaste poco reciclando su combustible (teniendo en cuenta que siempre hay que introducir cierta cantidad de nuevo combustible al circulo). Ni que decir tiene las instalaciones que harán falta para reciclar ese combustible para reintroducirlo en el reactor. (Creo que la estructura necesaria para captar esas particular solares es mas aprovechable si se usa para un panel solar)

      En definitiva, el día que un Tokamak se ponga en marcha en el espacio, los RTGs(Con avances como ASRG) y reactores “ordinarios” serán de uso común en misiones espaciales. Eso si, el día que lo consigamos sostenidamente puede que “partamos la pana”, XD.

    2. En el espacio y en órbita de la Tierra la energía no es el principal problema. Solo con la luz solar creo que llegaría (placas fotovoltaicas para generar luz, espejos para concentrar la luz del sol por ejemplo para fundir materiales, …).

  8. Creo que se os ha escapado que 1000kg de simple agua puesta en el espacio está por encima de 10 millones. Si a esto le añadimos (y es posible la metalurgia) los materiales de construcción, el negocio puede ser rentable. La llave está en solo tener que subir “””carne humana””” y algunas cosas exóticas.

    Lo más complicado a mi juicio es encontrar un candidato válido en posición y composición (y para esto creo que son necesarias sondas, que como ventaja se pueden fabricar en serie). Por supuesto que como estoy soñando el motor de iones o similar ya existe y una fuente de energía para el mismo, también.

    Como he comentado otras veces, que bien nos vendría un Phobos o un Deimos en una órbita estable y accesible (y con unos millones de toneladas de agua). Tendríamos la mitad del trabajo hecha para la conquista del sistema solar.

    1. A medio plazo la minería para abastecer la tierra no es rentable, pero los primeros miles de toneladas de metales y piedras extraterrestre del espacio, tendrán un valor brutal en el mercado por su exclusividad.

      Imaginad lo que puede valer un Space Rolex, las joyas con piedras y metales del espacio se pueden cotizar muy alto.

    2. LOL parece ser que el gramo de meteorito se cotiza a 1140€/g. Hay alrededor de 50 cazameteoritos en el mundo que se dedican a buscarlos comprarlos y venderlos (buscadores de meteorítos hay muchos más pero no se dedican a su explotación).
      Y lo más sorprendente es que hay demanda, incipiente, reducida pero… la hay. Y lo mejor es que no depende de “qué” sea el meteorito si no símplemete que lo sea

    3. Pues por lo que he leido si puedes demostrar que su origen es extraterrestre (aunque suene un poco chungo) y encuentras el comprador adecuado…

  9. podría crear una Luna artificial terraformada, podría ser similar a la Tierra , pero tendrían que pasar millones de años para ser habitable

  10. ¿Como es posible que un asteroide en una órbita terrestre (muy excéntrica ya es otra cosa, porque se pasaría la mayor parte del tiempo en la zona exterior) pueda tener una cantidad tan alta de volátiles?
    ¿No se evaporarían rápitamente?
    ¿Dentro del asteroide quizás? ¿O se mantiene muy frío porque el hielo es muy reflectante y por tanto se mantiene congelado incluso en nuestra órbita?

    1. No, en todo caso se sublimarían xD. Ya es lo que pasa en los cometas (menuda cola que tienen). Imagino que depende de una combinación amplia de factores, pero la corteza estará reseca ya tras millones de años de exposición a la radiación solar. Pero a cierta profundidad naturalmente que pueden seguir ahí, y seguirán.

  11. Hace algùn tiempo tuve esta idea, pero la explotaciòn del asteroide se hacìa en el sitio y asì se ahorrarìa el costo del acarreo, el problema està en ela dificultad de explotaciòn en el espacio exterior.

  12. Para que este proyecto saliese adelante seria necesario tres cosas:

    1) Una guerra fría
    2) Convencer a los políticos de que es posible lanzar el asteroide contra las ciudades del enemigo
    3) Convencer a los políticos de que el enemigo esta desarrollando este proyecto.

  13. Hay como una fijación con la energía nuclear y me temo que a corto plazo nos va a dar tal cantidad de problemas que incluso va a salpicar bastante el concepto de progreso tecnológico, que está relativamente inmaculado por ahora. Puede que diga una burrada, pero para operar en el entorno de la órbita terrestre no creo necesaria la energía nuclear, existen alternativas (lo que no sé es si más baratas), incluyendo pulsos de microondas desde colectores en órbita y demás.

    Discrepo en lo de capturar asteroides: puede vender, y mucho. A no mucho tardar vamos a tener serios problemas de suministro de materias básicas, en parte nos tendremos que arreglar reciclando la inmensa montaña de basura que hemos creado (lo cual estará bien), pero determinados elementos vamos a tener que ir a buscarlos ahí arriba.

    Y un offtopic como una casa, pero no se me ocurre otro blog ni foro donde plantearlo (flores al autor xD) que me den una respuesta veraz y con conocimiento. El concepto de la ya difunta lanzadera de la NASA (Space Shuttle), ¿podría ser empleado con menores modificaciones para volver a llegar a la Luna? Quiero decir, equipar en su bodega de carga con un módulo de desembarco lunar similar al del proyecto Apolo (limitado a la capacidad de carga y volumen), y modificar de alguna manera la lanzadera para que pueda efectuar una órbita de transferencia LEO-LMO, o como se diga (y vuelta, naturalmente).

    Supongo que en trazos generales no serviría, dado que la creación de una base permanente lunar requerirá el envío de mucho material, pero a nivel de curiosidad, ¿es factible incluyendo los términos económicos, o es un disparate?

    1. El principal problema de basarse en el shuttle para salir de LEO (órbita baja) es que no habría nada (o muy poco) en que basarse, porque habría que hacer unas modificaciónes enormes sobre un diseño ya con graves deficiencias como la falta de sistema de escape durante el lanzamiento. Habría que darle más empuje a la lanzadera… puf que no, que costaría mucho menos empezar de cero.

      Por otro lado utilizar cápsulas es mucho menos costoso.

  14. Hola Daniel, consulta, esto relacionado con lo que leí por ahí respecto a una empresa minera de asteroides a ser fundada por James Cameron y gente de Google?. Sabes algo de esto?. Excelente Blog. Un abrazo.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 22 abril, 2012
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar • sondasesp