Más propuestas del NIAC para estudiar el sistema solar

Cada año, el grupo de conceptos avanzados e innovadores de la NASA, NIAC, sorprende a propios y extraños al financiar varios proyectos muy ambiciosos que suelen generar una cascada de titulares durante días y meses. Antes de pasar a ver los proyectos de este año, conviene recordar que el NIAC no es ‘la NASA’, sino un pequeño grupo de investigación adscrito a la agencia espacial. Por este motivo debemos ser prudentes y no caer en el sensacionalismo de ‘la NASA va a financiar tal o cual proyecto’, porque se trata de simples estudios de viabilidad que contarán con niveles de financiación prácticamente irrisorios. Sea como sea, pasemos a ver los proyectos más curiosos que este año han pasado a la Fase I del NIAC:

Un 'robot calamar' para estudiar Europa ().
Un ‘robot calamar’ para estudiar Europa (atentos a la estrella de mar en el fondo) (NASA/NIAC/Cornell Univertsity).

Un calamar para estudiar Europa

Vale, esta propuesta ha acaparado toda la atención de todos los medios. Y es fácil de entender por qué. Se trata de desarrollar un vehículo para explorar el subsuelo de lunas y planetas que no use partes rígidas. El robot, con una apariencia de calamar, se introduciría por cuevas y orificios fácilmente, una característica que resulta ideal a la hora de explorar el océano subterráneo de Europa. En vez de usar energía nuclear, el robot generaría hidrógeno y oxígeno a partir del hielo de Europa y lo almacenaría en el interior de su cuerpo. El calamar robótico se propulsaría quemando hidrógeno e incluso podría moverse sobre la superficie de un mundo rico en hielo. El ‘calamar’ sería también capaz de nadar en el interior del océano europano y echaría mano de iluminación electroluminiscente para estudiar el entorno acuático ¿Veremos algún día robots flexibles que usen ‘locomoción a gas’ corretear por otros mundos?

Triton Hopper

Se trata de un concepto muy curioso. La propulsión nuclear térmica de toda la vida se basa en un reactor nuclear que calienta un fluido propelente, pero el COMPASS Conceptual Design Team ha decidido sustituir el reactor nuclear por un generador de radioisótopos (RTG). Evidentemente, la eficiencia de este tipo de motor es muy inferior a la que tendría un motor de propulsión nuclear tradicional, pero podría ser suficiente en cuerpos de baja gravedad, como por ejemplo Tritón, la luna de Neptuno, u otros objetos del cinturón de Kuiper. ¿Y por qué estos astros y no los asteroides o la Luna? La idea es que puesto que las sondas que se dirijan al sistema solar exterior van a tener que ir equipadas con un RTG sí o sí, pues mejor usarlo también como sistema de propulsión. Otra ventaja es que se usarían los hielos de la superficie de estos cuerpos como propelente (nitrógeno, metano o monóxido de carbono), por lo que la sonda no tendría que llevar su combustible para saltar por la superficie de estos mundos.

El avión dual (DAP), surfeando en la atmósfera de los planetas

El DAP (Dual-Aircraft Platform) consiste en dos aeronaves aladas unidas por un fino cable ultrarresistente de un kilómetro de longitud. Como si fuera un kite-surfer, el avión superior o ‘vela’ proporcionaría la sustentación, mientras que el inferior, o ‘tabla’, transportaría los instrumentos científicos y también generaría impulso para evitar descender en la atmósfera. Según los creadores del concepto, estos aviones podrían estar volando años en la estratosfera sobre la misma zona, de ahí que se les denomine ‘satélites atmosféricos’.

Fabrica tu combustible en el espacio

El combustible es el principal factor limitante en el espacio. La energía la puedes obtener del Sol o de un reactor nuclear, pero el combustible -bueno, el combustible y el oxidante- hay que llevarlo con uno mismo. Esta propuesta se basa en técnicas ISRU (In-Situ Resource Utilization), o lo que es lo mismo, usar el material que uno puede encontrar en asteroides o planetas para fabricar combustible. Propuestas que hacen uso de la atmósfera o el hielo de Marte hay muchas, pero esta intenta crear combustibles almacenables a temperatura ambiente partir de los materiales que podemos encontrar en asteroides cercanos. Los propergoles almacenables a temperatura ambiente suelen ser tremendamente tóxicos, como es el caso de la hidracina (tetrahidruro de dinitrógeno) y el tetróxido de dnitrógeno. Aunque el oxígeno y el hidrógeno se puede sacar del hielo que abunda en los asteroides, ambos compuestos están formados de nitrógeno, un elemento que no abunda en estos astros precisamente. Una opción es usar combustibles almacenables basados en sustancias orgánicas. Al fin y al cabo, el carbono es más que abundante en los asteroides.

APIS, sacándole el agua a los asteroides

APIS (Asteroid Provided In-Situ Supplies) es otra propuesta ISRU muy prometedora que promete recolectar cien toneladas de agua a partir de un asteroide cercano a la Tierra usando, atención, un único lanzamiento de un cohete Falcon 9 v1.1. Para lograr este objetivo se emplearía una misteriosa técnica denominada minería óptica, consistente en rodear un asteroide dentro de una bolsa hermética -como en los planes iniciales de la misión ARM de la NASA- y posteriormente usar la luz solar para fragmentarlo y extraer los volátiles. El agua sería almacenada por la sonda como hielo sólido. Hasta 120 toneladas de agua se podrían sacar de una tajada en una única misión. Luego la sonda con su preciosa carga se dirigiría hacia uno de los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna para ser usada en algún proyecto de exploración, tripulado o no.

CRICKET, explorando los polos de la Luna en busca de agua

Esta es otra propuesta ISRU. Básicamente se trataría de desplegar un enjambre de pequeños robots en las zonas del polo sur de la Luna que están permanentemente en sombras y donde se sabe que existe hielo mezclado con el regolito. Y cuando digo enjambre, es literalmente, porque los robots estarían organizados en una ‘colmena’ móvil con un robot reina y todos ellos se basarían en tecnología de cubesats. Los ‘grillos’ (crickets) serían los zánganos encargados de estudiar una zona determinada mediante espectrómetros infrarrojos y ultravioleta, espectrómetros de masa y una lámpara de xenón. También llevarían ‘bigotes’ y ‘trompas’ para olfatear el regolito en busca de hielo. Evidentemente, estamos ante una propuesta muy genérica pero que sería aun más interesante si supiéramos cuál es su fuente de energía.

DARN, viajando a las estrellas gracias a los faros cósmicos

La navegación de vehículos espaciales es un tema complejo que dio muchos dolores de cabeza durante los comienzos de la era espacial. Aunque todos los satélites y sondas disponen de sensores estelares y solares, entre otros, para conocer su orientación con respecto a la bóveda celeste, resulta mucho más difícil calcular la posición y trayectoria de un vehículo espacial que viaje entre astros. Este es el motivo que explica por qué el principal sistema de navegación en la actualidad sigue siendo el análisis de las señales de radio emitidas por la nave espacial. Esto está muy bien si tienes en tierra un equipo con ordenadores que calcule tu posición y trayectoria por ti, pero si lo que buscas es una navegación autónoma, bien porque la misión va a estar fuera del contacto con la Tierra (quizá te interese ahorrar tiempo de conexión con las estaciones terrestres), bien porque está muy lejos (fuera del sistema solar), necesitas un sistema fiable. Desde hace décadas se ha sugerido hacer uso de faros cósmicos naturales para este propósito, como es el caso de cuásares, máseres o púlsares, todos ellos objetos que emiten profusamente en radio. La propuesta DARN (Differential Deployable Autonomous Radio Navigation) pretende pulir estas técnicas, lo que incluye la realización de un catálogo de fuentes máser para ser usadas por futuras sondas interplanetarias e interestelars.

WindBots, explorando los cielos de Júpiter

Los WindBots explorarían los cielos de Júpiter y Saturno gracias a la energía de los vientos y del campo magnético (especialmente intenso en Júpiter). La propuesta no da muchos detalles sobre cómo conseguir esta hazaña, así que no podemos discutirla en profundidad.

Paredes sedientas

Se trata de desarrollar un sistema de soporte vital similar a los usados en los submarinos, pero que no tenga que depender de la gravedad para funcionar. La idea no es mala, pero su aplicación a una nave espacial es realmente compleja.

Cubesats sismómetros y nanosensores

El concepto es simple y bien podría llevarse a cabo en un futuro no muy lejano. Pasa por usar un conjunto de cubesats (satélites muy pequeños) para estudiar el interior de cometas y asteroides a través de las ondas sísmicas. O sea, lo mismo que hemos hecho en la Tierra y en la Luna (en Marte habrá que esperar a la misión InSight), pero en cuerpos menores. Por si alguien se está preguntando dónde está la fuente de ondas sísmicas, la respuesta es que una vez la red de cubesats estuviese desplegada, un proyectil chocaría contra la superficie del astro. Hablando de cubesats, otra propuesta aprobada por el NIAC consiste en diseñar nanosensores para cubesats a base de nanotubos de dióxido de titanio -un material nada exótico que se usa en pinturas- para detectar hasta 74 elementos distintos en concentraciones mínimas (del orden de ppb, o sea, partes por mil millones).

No cabe duda de que la mayoría de estas propuestas se quedarán en nada, pero puede que alguna de ellas se convierta en la próxima tecnología milagrosa que nos permita explorar el sistema solar. Quién sabe.

Referencias:

  • http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/index.html
  • http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/home/index.html

17 comentarios

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Daniel Fernandes Daniel Fernandes

120 toneladas de agua (combustible) con un Falcon 9 v 1.1?!

Y cómo no se ha lanzado ya? Yo lo pondría en máxima prioridad.

metz metz

vendria a la par con la propuesta anterior WRANGLER para capturar un asteroide y anular su rotacion con una bolsa, aunque si cambiaron el sistema ARM supongo que no fue un concepto muy prometedor

Jordi Jordi

Eso de que el calamar se colaria por orificios y cuevas “facilmente” tiene guasa… y la estrellita de mar tambien 🙂

Más allá de su aplicabilidad, todo lo que tiene que ver con las técnicas ISRU vale la pena investigarlo, yo me quedo con el proyecto CRICKET y sus robotijos en enjambre olfateadores de regolito XD

Agüimense Agüimense

Se cree que la corteza de hielo de Europa tiene un grosor de entre 10 y 30 km. Osea, a buscar una grietita de +-20 km. O a llevar una perforadora que perfore ésa profundidad, y despuès, echar el calamarcito por el bujero. Suerte… Yo creo que es más fácil una misión tripulada. Saludos.

Pedro Pedro

No entiendo la propuesta de propulsión para el “calamar” de Europa. Vale, combina hidrógeno y oxígeno y eso produce energía pero ¿de dónde demonios saca la energía para generar el hidrógeno y el oxígeno? 😐

Alfon Alfon

Estando en el agua con RTG, pero para sacar el suficiente combustible del hielo (que a esa temperatura es duro como la piedra) apuesto a que gastaría más energía para sacarlo de la que obtiene.

Alfon Alfon

Este grupo trata de hacer la ciencia ficción ciencia… y no es que esté mal meter diseños extravagantes para hacer avanzar los conceptos y el desarrollo, pero vayamos paso a paso…
¿Cómo se supone que va a llegar el calamar ese al océano? Reptando por un géiser a que se yo cuantos bares de presión seguro que no. ¿Conseguir combustible del entorno? En el agua puede (¿electrolisis by RTGs?) en el hielo habría que verlo ¬¬, rascar el suficiente combustible de una superficie dura como la roca psss.
Lo de sacar agua del asteroide otra de lo mismo…
Los demás tampoco son nada del otro mundo, bien podrían realizarse a corto plazo.

Santiago Balea Santiago Balea

Ola, interesantes proyectos todos ellos ( en especial el calamar) que abren otras posibilidades combinando imaginación con tecnología punta e imitando a la madre Naturaleza en sus “soluciones”…

Aunque de momento casi parezca ciencia ficción, recordemos que tambien lo era ir a la Luna en tiempo de Jules Verne…

Txemary Txemary

Me quedo con Triton Hopper. molaría muchísimo y me parece de las más útiles en cuanto a exploración se refiere. También me gusta la de los polos lunares, me parece un paso lógico para desarrollar técnicas ISRU y de paso investigar zonas de la Luna que no conocemos bien.

YAG YAG

Triton Hopper es estupenda. Si se diseña bien, sería una sonda operativa durante décadas explorando algunos pequeños mundos. Es una forma de ahorrar dinero a lo grande (con una gran inversión inicial).

También me parece interesante la fabricación de combustible en el espacio.

Txemary Txemary

De hecho si se englobase en un programa más ambicioso se podría hacer un diseño único para hacer una primera exploración de muchas Lunas/Cuerpos…

Vipondiu Vipondiu

Estos si que saben hacer brindis al Sol… Salvo DARN que es la única misión factible, todo lo demás lo veo infinitamente más allá de lo práctico.

Un hopper en Marte siempre lo he visto extravagante pero dentro de lo posible (un rover que comprime o congela dióxido de carbono de la atmósfera)… pero hacer lo mismo con materiales sólidos mezclados en una superfície inexplorada y tan criogénicamente fría como Tritón… A ver, Philae no pudo siquiera aterrizar (posarse) correctamente y llevaba todas las tecnologías pensables para anclarse. Las cosas en el espacio no son faciles… Lo de un hopper-minero en Tritón dejemoslo para…no sé, 2070…

APIS; primero quiero ver la bolsa hermética y su sistema de despliegue, no vaya a ser más fácil hacer una vela solar que esto….

¿Y el calamar en Europa? (supongo que usa RTG para recoger el hielo, fundirlo y hacer la electrólisis para luego almacenar a presión ambos propelentes) ¿Que tiene de malo un motorcillo eléctrico y una hélice? ¿y Para qué tiene que ser flexible? ¿que tiene de malo un submarino-tubo de toda la vida?

El enjambre en la Luna (tengo la ligera sospecha que esta gente ha abierto un libro de zoología antes de ponerse a trabajar) no le veo el sentido…Sabemos que hay hielo en los polos, hay que ponerse a estudiarlo. ¿Porque no un Curiosity buscahielos? ¿que ventajas tienen muchos robots pequeños?

Los aviones explorando mundos con atmósfera tiene sentido aunque no es nuevo (como el hopper), pero ¿porqué tiene que ser 2 e ir unidos? ¿que hay de malo con el avioncillo típico para sobrevolar Venus?

Una cosa es ser original, poco ortodoxo, “thinking outside the box”, y lo otro es pasarse tres pueblos. Me gustan las ideas de sondas “extrañas” como esa propuesta de una sonda lunar que se desplazaba rodando como un bicho-bola, pero mientras sea extraño porqué se busca simplificar y hacer MÁS factible el diseño, no complicarlo gratuitamente…. No me sorprende que cuenten con niveles de financiación irrisorios desde luego…

Vipondiu Vipondiu

Me olvidaba el enjambre de nanobots sismógrafos, una idea bastante similar a la de los sóvieticos para estudiar la estructura interna de Venus. Un enjambre de sondas Venera con sismógrafo y detonar una bomba atómica en Venus para generar el impulso (algo que a pesar de que es demasiado “cowboy” para hoy día, le veo el sentido).
Aquí si que le veo sentido a usar un enjambre, pero primero mejor logramos aterrizar/posar un Philae en un asteroide y luego ya lanzaremos el enjambre entero y jugamos a los dardos con la roca y todo eso.

Alfon Alfon

En primer lugar yo tampoco entiendo que financien a esta gente xDDD
(esa pasta estaría mucho mejor invertida en mí… ejem, ejem, codazo, codazo)
Más allá de lo práctico la mayoría son factibles tecnológicamente (el calamar NO! xD)
La ventaja de los enjambres es obtener muchas mediciones y poder confirmar descubrimientos.
Si Cury encontrase “vida” en Marte, la comunidad científica diría que no está confirmado, que el resultado se basa en un único instrumento expuesto a determinadas condiciones. Si 20 Curys dicen que la hay, cambia la cosa ^^.
A parte de la obvia mayor covertura del terreno.

anonimo anonimo

El proyecto CRICKET parece otro mas del monton, tal ves su fuente de energia podria ser una bobina tesla

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