LunA-10, la iniciativa de DARPA para sostener una base lunar

Por Daniel Marín, el 31 mayo, 2024. Categoría(s): Artemisa • Astronáutica • Luna • Sistema Solar ✎ 126

En la próxima década Estados Unidos quiere establecer una base permanente en el polo sur lunar. Y no solo estamos hablando de la NASA. El compromiso con la nueva fiebre lunar va más allá de la agencia civil y ha llegado al Pentágono. La famosa agencia militar DARPA ha puesto en marcha el estudio LunA-10 (10-Year Lunar Architecture [Capability Study]), de siete meses de duración, para «desarrollar tecnologías que operen conjuntamente para ofrecer servicios comerciales a futuros usuarios lunares». O sea, tecnologías que permitan mantener una presencia humana en la Luna a largo plazo, como por ejemplo sistemas de transmisión de energía, comunicaciones y transmisión de datos, navegación, plantas para fabricar elementos de una base lunar a partir del suelo lunar, etc.

Planta para fabricar oxígeno a partir del regolito (Sierra Space).

La DARPA ha elegido catorce empresas para el estudio LunA-10, entre las que se encuentran algunas tan conocidas como SpaceX, Northrop Grumman, Blue Origin, Sierra Space o Firefly Aerospace. Una de las tecnologías más interesantes relacionadas con LunA-10 es la que tiene que ver con los sistemas de transmisión de electricidad. Una base tripulada en el polo sur necesitará paneles solares especiales en disposición vertical que puedan girar para seguir al Sol o reactores nucleares de fisión. Y estos últimos, por consideraciones de seguridad, deberán estar bastante lejos de los elementos habitados de la base. Por tanto, para distribuir electricidad sería ideal disponer de algún sistema que no requiera de largos cables y complejas instalaciones. ¿Existe algo así? Pues sí, los sistemas de transmisión de energía mediante láseres o microondas.

Tecnologías y empresas involucradas en LunA-10 (Blue Origin).
Módulo lunar Blue Moon Mark 1 de Blue Origin con paneles solares y sistemas de transmisión de datos y de energía a distancia (Blue Origin).
Un módulo lunar en las regiones polares puede dar cobertura de energía y datos a una gran superficie (Blue Origin).

Blue Origin y PowerLight están estudiando las capacidades de esta tecnología para una base lunar. Usando el módulo lunar no tripulado de Blue Origin, el Blue Moon Mark 1, la empresa de Jeff Bezos quiere llevar paneles solares que generen más de 10 kilovatios de electricidad. Como decíamos, los paneles serán verticales para poder girar y seguir así al Sol, que en las regiones polares está cerca del horizonte. Con los paneles desplegados, la altura del módulo será de 30 metros. El módulo usará un sistema de láseres para enviar un kilovatio hasta una distancia de más de 10 kilómetros. Otras empresas de la iniciativa también han estudiado esta tecnología para una base lunar.

Mástil de transmisión de energía y datos LION (Lunar Infrastructure Optical Node) (Fibertek).
Mástil LUNARSABER de transmisión de datos y energía de Honeybee (Honeybee Robotics).
Red de transmisión óptica de datos en el espacio cislunar (Fibertek).

SpaceX también propone el envío de energía y datos aprovechando los 55 metros de altura del módulo lunar HLS. Junto con la transmisión de energía, otra tecnología recurrente para mantener una base lunar es la fabricación de oxígeno a partir del regolito (el regolito lunar contiene grandes cantidades de oxígeno susceptibles de ser liberadas tras calentarlo a altas temperaturas). Sierra Nevada propone la reducción carbotérmica del regolito para esta tarea, empleando metano y calor para extraer el oxígeno de los óxidos metálicos de las rocas lunares. Otras empresas se han centrado en estudiar la viabilidad de construir elementos de la base a partir del regolito. Por ejemplo, Blue Origin quiere extraer silicio del regolito para los paneles solares. Northrop Grumman, mientras, sugiere instalar una red ferroviaria para moverse por las distintas partes de la base. Como lo oyes, un auténtico tren lunar.

Tren lunar de Northrop Grumman (Northrop Grumman).
Elementos del tren lunar (Northrop Grumman).
El tren sería una buena opción para conectar los elementos de una base lunar (Northrop Grumman).

Otras propuestas de LunA-10 van más allá de la superficie lunar. Por ejemplo, Firefly desea desarrollar una serie de naves y tanques orbitales para recarga de propelentes en los alrededores de la Luna. Como la mayoría de estudios de DARPA, LunA-10 es probable que no genere sistemas reales y operativos, pero puede sentar las bases para el desarrollo de estas tecnologías. Muchas de estas propuestas se remontan en realidad a los años 60 y 70, así que es interesante saber cómo ha influido el desarrollo tecnológico de este último medio siglo en la viabilidad de estos conceptos.

Referencias:

  • https://www.darpa.mil/news-events/2023-08-15
  • https://www.darpa.mil/news-events/2023-12-05
  • https://lsic.jhuapl.edu/uploadedDocs/meetings/docs/2441-DISTRO%20A%20LunA-10%20LSIC%20Performer%20Binder.pdf
  • https://www.darpa.mil/attachments/Northrop%20Grumman_LSIC_LunA10%20Capability%20Study%20Initial%20Results.pdf
  • https://www.darpa.mil/attachments/Honeybee%20Robotics_LunA10%20Capability%20Study_LSIC%20Slides.pdf


126 Comentarios

  1. Tal cual, Fer137.

    En el fondo, con la tecnología actual el soporte energético no es uno de los problemas irresolubles en la exploración y/o explotación lunar.

    El tema de la generación por paneles solares polares, con sus limitaciones, que las tienen, y transmisión por haz, cuya viabilidad técnica depende únicamente del estado del arte de la electrónica (que creo que no se le ha dado mal a la humanidad en los últimos 40 años) es aprovechar como ventaja algunas de las características lunares, que bastante jodida es en general.

    Reactores nucleares de fisión, tu lo has dicho, operativos en submarinos y buques de superficie con necesidades especiales. Seguimos teniendo que refrigerarlo, pero en este caso no es un problema tan peliagudo, la densidad de energía ayuda a equilibrar la puñetera termodinámica, a fin de cuentas, un submarino balístico de última generación apenas calienta el mar un poco más que un pesquero grandote 😀 Para la luna me inclino más por la energía solar por un tema de oportunidad, escalado y simplificación. El reactor nuclear de un submarino clase Seawolf es cualquier cosa menos un juguete, eso sí con una potencia de salida de turbina de 2×40 MW, en números redondos.

    OFF TOPIC, de la misma manera que por las características de la Luna y el estado de la tecnología actual me inclino por la energía solar como «estandar lunar» EN GENERAL (siempre hay casos especiales, para eso nos pagan a los ingenieros), estoy firmemente convencido de que la energía de base, al menos en los paises desarrollados, debería ser la energía nuclear de fisión, eso sí con los estándares de calidad y control que se aplican en Occidente desde hace 50 años, sin perjuicio de usar otras fuentes donde y cuando sean más adecuadas.
    Lo de acotarlo a paises desarrollados no es despectivo, al contrario, el corte es la capacidad técnica y económica de implementar un programa nuclear seguro y eficaz. Un país que ahora no consideraramos al nivel de los paises occidentales, si comenzara a utilizar de forma másiva la energía nuclear con los mismos criterios y condicionantes que en los paises llamados desarrollados (y pudiera pagarlo claro, ahí está el chiste, pero es un tema de prioridades políticas) en muy poco tiempo se uniría al club de los paises ricos. Bueno, para ser justos, en el caso de España y el cierre de instalaciones que pueden seguir operando perfectamente en condiciones de seguridad y rentabilidad económica, nos adelantaría por la derecha.

  2. Me parece pesima idea enviar energia por microondas o laseres. No es que no sea posible, es que es terriblemente ineficiente.
    Lo que ahorren en cable lo gastaran diez veces en instalar mas paneles solares para compensar las perdidas del sistema.

    1. Hola Alejo, por favor, ¿Podrías razonar tu respuesta? Arriba tenemos una interesante discusión y nuevos argumentos siempre son bienvenidos.
      Para ahorrar repetir respuestas, recuerda que estamos siempre hablando en el medio ambiente lunar.

  3. Yo voy más lejos y creo que en la segunda mitad del siglo XXI, con los avances en robótica e IA, hablar de llevar humanos a la Luna para crear bases permanentes científicas como en la Antártida será algo del pasado.
    El coste de una misión tripulada es infinitamente superior en costes y complejidad a una misión robótica y no aportará en el futuro ninguna ventaja operativa. Ya ni hablamos de crear un habitat para humanos en la Luna. PROHIBITIVO
    La distancia entre la Tierra y la Luna es poco más de 1 segundo luz más o menos.
    Es decir hay en retraso en las comunicaciones pero muy pequeño.
    Me imagino un escenario en 2060 donde se envía una misión robótica a la Luna, con varios robots humanoides tipo Boston Dynamics pero más evolucionados, controlados por una IA y por humanos desde varias instalaciones de la Tierra.
    Que quieres recoger esa piedra que hay allá para examinarla, pues se lo dices a la IA para que maneje el robot o te enfundas unas gafas y un traje de realidad virtual y controlas al robot desde la Tierra como si fueses tu el que está en la Luna.
    Olvídate de crear habitats con oxigeno y presión adecuadas para mantener un puñado de frágiles humanos. Olvídate de suministros de alimentos y agua.
    Olvídate de malos rollos y conflictos entre humanos en un lugar claustrofóbico durante semanas o meses.
    El humano que a través de su traje de realidad virtual ha examinado la roca lunar, esa noche puede ir a cenar a su casa con su familia, dormir en su cama y estar fresco y espabilado el día siguiente cuando tenga que examinar otra roca. Mientras el robot puede seguir trabajando manejado por otro humano o una IA.
    El ser humano tal y como es ahora no está hecho para vivir fuera de la Tierra.

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