¿Podemos construir un ascensor al espacio?

El concepto es engañosamente sencillo. Del mismo modo que utilizamos ascensores para no desfallecer cuando hemos de subir una veintena de pisos ¿Por qué no usamos un ascensor espacial para reducir la cantidad de combustible gastado en propulsar esas enormes cápsulas metálicas a las que llamamos cohetes? Podríamos calmar nuestra curiosidad dando la pregunta por absurda, pero estaríamos cayendo en un error. La idea no consiste en construir torres de más de 100 kilómetros con cabinas de ascensores atadas a poleas y contrapesos. Lo que se propone es lanzar un cable monstruosamente grande entre la tierra y el cielo. Un cable sobre el que ascenderían y descenderían cápsulas que sacarían todo tipo de cargo fuera de órbita. De repente, la tecnología de la ciencia ficción parece confundirse con el truco de magia de uno de esos faquires de fantasía que, tocando la flauta, hacen que una cuerda salga de una cesta de mimbre para perderse entre las nubes. En otras palabras ¿A qué pretendemos anclar esta cuerda?

La pregunta es de lo más pertinente y es precisamente la que muchos espectadores se han hecho viendo los primeros episodios de la serie Fundación que Apple TV acaba de estrenar. Más o menos inspirados en la famosa saga de novelas de Isaac Asimov, la serie muestra Trantor, un planeta completamente urbanizado, capital delImperio Galáctico. Entre sus muchas adaptaciones a la civilización galáctica, Trantor ha desarrollado uno de estos ascensores estelares y, a simple vista, su física puede parecer tan contraintuitiva como la cuerda del faquir: un grueso cable que cruza las nubes para quedarse flotando, atado a nada en medio del espacio. Sin embargo, todo esto tiene una explicación muy sencilla que tan solo precisa de un cable y tu mano.

De la Torre Eiffel a la Luna

La construcción de un rascacielos mediante que soporte descomunales fuerzas de compresión (debido al enorme peso que implicaría una estructura tan alta) no parece plausible, sin embargo, así surgió la inspiración. Era 1895 y el ingeniero aeroespacial ruso Konstantin Tsiolkovsky estaba estudiando la Torre Eiffel cuando tuvo una idea. Había sido terminada 8 años antes y su altura de 300 metros era toda una hazaña arquitectónica. Durante 41 años no hubo ingenio humano más alto que ella, pero ¿y si pudiera haberlo? Tsiolkovsky soñó con una estructura que se perdía entre las nubes, capaz de llevarnos fuera de este mundo.

Con unos cálculos absolutamente básicos, el ingeniero llegó a la conclusión de que aquella torre debería llegar a los 35.786 kilómetros para que la fuerza de atracción de nuestro planeta dejara de ejercer un efecto significativo sobre aquello que quisiéramos lanzar al espacio, esta distancia era, precisamente, el radio de la órbita geoestacionaria, donde situamos satélites para que giren en torno a la Tierra una vez al día, sincronizándose con nosotros y haciendo así que mantengan una misma posición respecto a la superficie terrestre.

El truco del faquir

Dando esta propuesta por imposible, tuvieron que pasar 64 años hasta que, otro ingeniero, esta vez soviético, sugirió una alternativa. Su nombre era Yuri Artsutanov y había dado con la icónica imagen que presenta la serie de Fundación. Yuri se había dado cuenta de que la estructura, en lugar de trabajar bajo fuerzas de compresión, podía ser sometida a una tracción que, precisamente, contribuiría a mantenerla erguida. La idea de Yuri implicaba uno de esos satélites geoestacionarios de los que hablábamos. En principio, eran estructuras que mantenían su posición relativa con respecto a la superficie de nuestro planeta, por lo que, si un cable pendiera de ellas hasta el suelo, este no parecería moverse, viajaría con nuestra superficie.

El problema es que el peso del cable arrastraría a un satélite lejos de su órbita geoestacionaria, hundiéndolo en la atmósfera, haciendo que perdiera su sincronía y que, finalmente, chocara con nosotros. La solución que propuso Artsutanov fue realmente sencilla y elegante. Si un cable tiraba hacia abajo del satélite con su peso, haría falta un contrapeso que lo alejara de la Tierra, extendiéndose hacia el Cosmos. Si todavía no lo visualizamos, podemos imaginarnos agarrando una cuerda, un cinturón, una cadena, o cualquier objeto suficientemente alargado y “flexible”. Si tratamos de ponerlo en equilibrio sobre nuestra mano, posiblemente fallemos, pesa demasiado para su estructura. Sin embargo, si comenzamos a hacerlo girar con nuestras manos como si fuera un molino, veremos que su estructura se yergue tratando de escapar de nosotros. Salvando las distancias (kilométricas), esta es la idea que hay tras los ascensores espaciales.

Unobtainium, el material con el que están hechos los sueños

El gran problema de esta solución es que no es una solución completa. La idea está, sabemos que es plausible, pero depende de que encontremos materiales suficientemente ligeros y resistentes a la tracción como para construir una bestia de este calibre. Algunas estimaciones hablan de que, sumando el cable que va del satélite geoestacionario hasta la superficie terrestre y el que mantiene unido al contrapeso, podríamos hablar de unos 100.000 o 140.000 kilómetros. Dejando a un lado el reto de construir una estructura así, que no es nada trivial, el material de las ensoñaciones de Artsutanov podría ser más difícil de encontrar de lo que en un primer momento parece.

El acero, por ejemplo, se partiría bajo su propio peso y, aunque existen alternativas modernas como compuestos con kevlar y/o nanotubos de carbono (tremendamente ligeros comparados con su gran resistencia), todavía no estamos completamente seguros de si serán suficientes o cederán ante algún imprevisto que aún no estemos tomando en cuenta. Por ahora, podríamos decir que los cables de los ascensores espaciales de las series y novelas son de unobtainium, ese material comodín que la ciencia ficción ha inventado para justificar sus más salvajes ensoñaciones.

¿Cómo alimentar a la bestia?

Cómo propulsar la cabina también es un problema abierto y, de hecho, el MIT organiza periódicamente competiciones para que distintos grupos de investigación estudien propuestas que traten de resolver este aspecto. Se ha hablado de emplear láseres en el caso de que triunfe el cable de nanotubos de carbono, pero todo es altamente especulativo hasta ahora. De hecho, a esto se suma un viejo enemigo, el mismo que empujó a algunos ingenieros a coquetear con los ascensores espaciales ¿cómo alimentar energéticamente a esta estructura?

La idea de tener ascensores como estos busca abaratar los viajes espaciales reduciendo el combustible, pero ¿cómo podemos asegurar la energía para una cabina que ha de ascender 35.786 kilómetros. ¿Debería llevar baterías en su estructura? ¿Podemos usar láseres disparados desde tierra? ¿Hay que electrificar toda la estructura? Ahora los problemas se multiplican, pero también lo hicieron cuando, en su momento, quisimos construir los primeros cohetes capaces de llevarnos a la Luna. Puede que los ascensores espaciales estén condenados a quedarse solo en nuestra imaginación, pero es pronto para saberlo y, pese a todas las dificultades aparentemente insalvables, todavía hay algunos motivos para mantener la esperanza (desde un sano escepticismo). Mientras tanto podemos consolarnos imaginando planetas que, como faquires de roca y agua, elevan cuerdas de carbono en la oscuridad del espacio.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Mucha gente piensa que los ascensores espaciales nacieron de la ciencia ficción, pero solo la han alimentado. En contra de la creencia popular, la primera conceptualización de uno de estos elevadores no surgió de la imaginación de Arthur C. Clarke. En su novela “Las fuentes del paraíso”, de 1979, describe un larguísimo cable que se alza desde un pico de una isla ficticia llamada Taprobane. Aquella novela dio a conocer los ascensores espaciales entre el público general, sin duda, pero no fue su origen. A pesar de ello, la fortísima asociación establecida entre aquella futurible tecnología y la novela fue tan fuerte que se volvió símbolo de esta, ilustrando las portadas de muchas ediciones con imágenes de ascensores

REFERENCIAS (MLA):

• PEARSON, JEROME. “The Orbital Tower: A Spacecraft Launcher Using The Earth’S Rotational Energy”. Acta Astronautica, vol 2, 1975, Accessed 9 Oct 2021.
• Penoyre, Zephyr, and Emily Sandford. “The Spaceline: A Practical Space Elevator Alternative Achievable With Current Technology”. Arxiv.Org, 2021, https://arxiv.org/abs/1908.09339#:~:text=The%20Spaceline%3A%20a%20practical%20space%20elevator%20alternative%20achievable%20with%20current%20technology,-Zephyr%20Penoyre%2C%20Emily&text=In%20its%20many%20forms%2C%20the,extending%20from%20Earth%20to%20orbit.