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La nave espacial de SpaceX podría impulsar la investigación en el espacio

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El miércoles, la compañía espacial comercial de Elon Musk, SpaceX, puso en órbita a cuatro astronautas como parte de Inspiration4, la primera misión de vuelo espacial totalmente civil. Volverán a la Tierra tres días después, habiendo hecho historia. Sin embargo, aparte de recopilar datos para agregar a un sólido cuerpo de investigación sobre la salud humana y el rendimiento en el espacio, el valor de Inspiration4 como misión de investigación es cuestionable.

Si bien los ojos estarán puestos en la tripulación y la misión, el cambio de juego a observar puede ser un proyecto de SpaceX en curso en el fondo: Starship, que la compañía prevé será un sistema de transporte totalmente reutilizable. En mayo, Starship SN15 se convirtió en el primer prototipo de este sistema en lanzar 10.000 metros sin que nada saliera desastrosamente mal. El exitoso vuelo orbital inaugural de Starship podría llegar a fin de año, y un sobrevuelo de la luna utilizando el sistema está programado para 2023.

Si todo sale según lo planeado, el sistema Starship reduciría los costos de lanzamiento exponencialmente y marcaría el comienzo de una nueva era de espacio comercial. De hecho, como escriben los autores de un documento técnico de 2021 para el Estudio Decadal de Ciencia Planetaria y Astrobiología, “El sistema SpaceX Starship cambia fundamentalmente el paradigma de la ciencia, el desarrollo y las pruebas de tecnología de la NASA y la exploración humana del espacio”.

La promesa de Starship tiene mucho que ver con su tamaño y potencial de reutilización. SpaceX dice que la nave espacial de 120 metros de altura podrá transportar una carga útil de 100 toneladas métricas, con el mayor volumen de cualquier lanzador existente. Y a diferencia de cualquier otro sistema de lanzamiento orbital, Starship sería completamente reutilizable, y Musk ha dicho que esto podría reducir los costos de lanzamiento a aproximadamente $ 2 millones por pop.

Lanzar un gran telescopio al espacio puede costar más de $ 100 millones, y reducir ese precio en dos órdenes de magnitud tendría un inmenso impacto en la teledetección, dice Waleed Abdalati, director del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales de la Universidad de Colorado. Roca. El depósito de cargas útiles de telescopios y satélites en órbita ayudaría a la ciencia climática de dos maneras, dice: Primero, reponiendo dispositivos que típicamente]] Si tienen una vida útil de tres a cinco años, Starship podría crear una forma más barata de realizar observaciones sostenidas de nuestro planeta. En segundo lugar, podría permitir misiones científicas más ambiciosas como parte del programa Earth System Explorer, que limitó el costo de cada uno a 350 millones de dólares.

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“Si su vehículo de lanzamiento consume $ 60 millones de ese [$350 million] o más, ya tiene un límite bastante significativo de recursos para su misión real ”, dice Abdalati. “Si Starship puede reducir ese costo de lanzamiento, hay más que se puede dirigir hacia la misión científica en sí”. Los astrónomos tienen esperanzas similares: al menos un telescopio propuesto de la NASA de próxima generación ya ha sido examinado por SpaceX para un posible futuro lanzamiento de Starship.

Indirectamente, Starship podría beneficiar el estado de la ciencia suborbital y orbital al traer los desechos espaciales de regreso a la Tierra. La basura espacial presenta peligros para los vehículos de lanzamiento y los orbitadores operativos. Y cualquier solución para reducir el hacinamiento en los cielos sería “tremendamente importante”, según Abdalati. Tal misión de limpieza podría incluso ver a Starship recuperando satélites muertos en el sistema Starlink de SpaceX a medida que crecen en número, aunque los críticos podrían señalar que, en este caso, la compañía estaría limpiando su propio desorden orbital y que eliminar los satélites Starlink desaparecidos no alivia los dolores de cabeza que la mega constelación está causando a los astrónomos terrestres.

Depositar cargas útiles y recuperar otras en órbita es una ventaja adicional al objetivo declarado de Starship, que es transportar carga y eventualmente tripulaciones a la Luna y Marte. Según el informe técnico reciente, cuya lista de autores incluye investigadores afiliados a la NASA y SpaceX, la compañía actualmente planea lanzar múltiples misiones Starship sin tripulación a Marte cada dos años, cada vez aprovechando una alineación planetaria particularmente favorable para el viaje. Sin tripulación, escriben los autores, existe un gran potencial para descargar carga en Marte, así como para traer muestras del planeta. Y existen oportunidades similares para el transporte hacia y desde la luna de la Tierra. En este sentido, especialmente, el gran tamaño de Starship es una ventaja. “Debido a que Starship puede devolver decenas de toneladas de carga útil desde la superficie de la Luna, la masa de muestra de retorno de muestras lunares de una sola misión empequeñecería la masa total combinada de retorno de todas las muestras lunares de todas las misiones de retorno de muestra hasta la fecha”, los autores escribir.

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Pero es importante cuestionar la afirmación central de SpaceX de que Starship puede reducir significativamente los costos de lanzamiento, dice Pierre Lionnet, director de investigación de Eurospace, la asociación comercial de la industria espacial europea. Lionnet, economista espacial de profesión, dice que las personas a menudo prestan una gran atención al costo de lanzamiento cuando lanzar algo al espacio genera una serie de gastos. Por ejemplo, la sonda espacial Rosetta y el módulo de aterrizaje Philae, que lograron el primer aterrizaje suave en un cometa en 2014, le costaron a la Agencia Espacial Europea casi 1.400 millones de euros (alrededor de 1.700 millones de dólares), pero su costo de lanzamiento representó menos del 10 por ciento del costo. cuenta total.

La relación entre el costo de lanzamiento y el costo total de crear y desplegar satélites, telescopios y otros dispositivos determina qué organizaciones verán la innovación de Starship como particularmente valiosa, dice Lionnet. “Para una empresa, reducir el costo de lanzamiento puede cambiar la ecuación económica de manera dramática”, agrega. “Para un programa científico, no tanto”.

Y si bien un costo de lanzamiento de $ 2 millones es llamativo, la cifra no cuenta toda la historia, dice Lionnet. SpaceX no es una empresa que cotiza en bolsa, por lo que no ha revelado los costos de todo lo que se ha invertido en Starship, desde construir más de una docena de prototipos desde cero hasta emplear un ejército de diseñadores e ingenieros. Starship tendrá que recuperar estos gastos eventualmente, dice Lionnet. Esto puede, en parte, explicar la amplitud de sus aplicaciones propuestas: SpaceX ha promovido el sistema no solo como un ferry interplanetario, eliminador de basura espacial y lanzador económico para satélites grandes, sino también como un servicio de transporte global punto a punto capaz de enviar cargas útiles o personas a cualquier lugar de la Tierra en una hora.

“Si mañana abres una hamburguesería y me dices: ‘Soy tan inteligente; mi hamburguesa costará 10 centavos en lugar de $ 1.50, ‘Me gustaría saber’ ¿Dónde vas a comprar tu carne? ¿Dónde vas a comprar pan? ¿Cómo va a pagarle a la gente que trabaja para usted? Eso es exactamente lo que está sucediendo con Elon Musk ”, dice Lionnet.

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Otros, como el ex administrador adjunto de la NASA Lori Garver, tienen una perspectiva más optimista sobre Starship. En 2010, Garver ayudó a diseñar un acuerdo de presupuesto federal que otorgó fondos a la NASA para desarrollar asociaciones con empresas espaciales comerciales. Ella dice que la tenacidad de los sueños de espacio de algunos multimillonarios a menudo supera su imprevisibilidad.

“Los multimillonarios son un poco más riesgosos que una gran empresa aeroespacial, pero no creo que haya ninguna duda de que, a la larga, todos estarán en ella”, dice Garver. “Nadie se va a rendir”.

Agrega que lo mejor para Musk es ganar contratos gubernamentales y usar Starship para ayudar con los esfuerzos de investigación a fin de compensar los costos iniciales en los que ha incurrido. Ganar esos contratos significa brindar un servicio más barato que el que una agencia como la NASA podría administrar internamente, por lo que existe un límite superior fijo a lo que SpaceX podría cobrar a un cliente federal. Al mismo tiempo, dice Garver, a medida que Starship lanza cargas útiles de manera más eficiente que nunca, el Congreso buscará reasignar los fondos previamente asignados para los costos de lanzamiento de la NASA. Si ese dinero permanecerá en la NASA depende del éxito de la agencia en la expansión a áreas de interés público, como las soluciones climáticas o la exploración espacial tripulada por humanos, agrega.

“Cuanto más podamos hacer que se conecte con los intereses nacionales, más dinero obtendremos”, dice Garver. “La razón por la que aumentamos durante el programa Apollo no fue porque ‘Oh, Dios, queremos ver de qué está hecha la luna’. No, fuimos a vencer a los rusos. Entonces, ¿cuál es nuestra búsqueda hoy? “

En su opinión, la misión declarada de Starship podría servir como esa búsqueda. Actuaciones musicales Zero-G Aparte, Musk cree en el uso de la plataforma para establecer una colonia en Marte. Si está de acuerdo con el valor de la premisa, entonces todo lo que se necesita para lograr este objetivo podría considerarse una proeza científica digna, dice Garver. Y no es un objetivo nuevo.

“Cuando trabajé en la National Space Society en la década de 1980, nuestra misión era crear una civilización espacial”, dice. “Simplemente no hace falta mucha pista para saber que no podemos sobrevivir en este planeta para siempre”.

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