Apogeios, el concepto de ciudad espacial construido con materiales lunares
– Noticias del 15 de septiembre de 2019 –
Apogeios es un concepto de ciudad espacial imaginado por Olivier Boisard y Pierre Marx. Su enfoque es interesante en más de una forma. No solo imaginaron una arquitectura funcional, sino que también pensaron en cómo se podría construir su proyecto. La idea general se basa ampliamente en la filosofía del trabajo de Gerard O’Neill. Para colonizar el espacio, construir hábitats espaciales es al menos tan interesante como establecerse en la superficie de un planeta. Su proyecto de ciudad espacial es mucho menos enorme que las visiones cilíndricas de Gerad O’Neill, pero es mucho más pragmático.
El proyecto se basa en un hábitat espacial capaz de albergar a 10.000 habitantes. Se ensamblaría en el punto L5 Lagrange del sistema Tierra-Luna. Esta es una ubicación ideal ya que la mano de obra y los robots serían traídos de la Tierra, mientras que las materias primas serían traídas de la luna. De esta manera, los costos de transporte son limitados para un proyecto tan grande. Esto presupone una industrialización previa de la Luna, pero hoy podemos ver los comienzos.
La ciudad espacial en sí está estructurada en torno a tres módulos de vivienda colocados en un triángulo alrededor de una zona industrial y agrícola en el centro. El conjunto es giratorio, lo que permite generar una gravedad artificial de tipo terrestre para los hábitats. Cada uno de estos hábitats consta de cuatro esferas con una longitud total de 400 metros cada una. En este triángulo, hay un círculo formado por invernaderos esféricos. Permiten cultivar un área de 30 hectáreas. En el centro de la ciudad espacial hay un puerto espacial y una zona industrial construida principalmente con materiales lunares.
Apogeios tendría una masa de 750 mil toneladas, alrededor de 75 toneladas por habitante. Esta relación no está muy lejos de la masa por habitante de la estación espacial internacional porque cuando recibe a seis miembros de la tripulación su masa es de 67 toneladas por habitante. Esta solución tiene el mérito de permitir que la humanidad se extienda de manera sostenible fuera de la Tierra a un costo relativamente moderado. Hasta ahora, dicho concepto va más allá de nuestras capacidades industriales, pero quizás algún día podamos explotar los recursos lunares. Quizás nuestros descendientes echen un vistazo al proyecto Apogeios.
¿ Qué es una ciudad espacial ?
Cuando imaginamos un futuro para la humanidad fuera del planeta Tierra, solemos pensar en otros planetas, y ante todo en Marte. Pero existe otra opción, la fabricación de hábitats para la especie humana, ya sea en órbita alrededor de la Tierra o alrededor de otros objetos celestes. Por el momento, sigue siendo ciencia ficción, pero el tema ha sido estudiado muchas veces por personas muy serias. La idea de una colonia humana flotando en el vacío del espacio vino primero a Konstantin Tsiolkovsky. En 1903, se dio cuenta de que un cilindro rotativo podía usarse para simular la gravedad de la tierra por medio de fuerzas centrífugas. Muy rápidamente, a principios del siglo XX, los conceptos se multiplican a medida que descubrimos y entendemos las condiciones del entorno espacial. Se imaginan soluciones para permitir que el ser humano viva allí. Por ejemplo, Wernher von Braun imagina una rueda de 76 metros en órbita baja. En 1952, esta idea de hábitat espacial en forma de rueda se popularizó con la película de Stanley Kubrick, «2001 A Space Odyssey». Desde la década de 1960, los vuelos espaciales se hicieron realidad. Las grandes potencias lanzan las primeras estaciones espaciales para estudiar la estancia prolongada de los humanos en el espacio. Con los primeros resultados, se finalizan los modelos de hábitat espacial.
La ciudad espacial imaginada por el físico estadounidense O’Neill
En la década de 1970, la NASA comenzó a estudiar seriamente el tema. La Administración Espacial de los Estados Unidos encarga estudios de viabilidad de algunos físicos, incluido el Dr. Gerard K. O’Neill. Pasará gran parte de su carrera en la Agencia Espacial de los Estados Unidos trabajando en estos temas. El primer diseño de O’Neill para la NASA se llama «Island One», una esfera hueca. La idea es contener a la población en las caras internas de la esfera. Esta forma particular tiene la ventaja de optimizar la presión del aire y proporcionar una protección efectiva contra la radiación. O’Neill calcula que una esfera de solo 500 metros de diámetro podría albergar a una población de diez mil personas. Girándolo al nivel de su región ecuatorial, uno tendría una gravedad equivalente a la de la Tierra. Los espejos serían los responsables de llevar la luz solar a la esfera. Un poco más tarde, O’Neill imagina otra esfera de 1800 metros de diámetro, «Isla Dos», capaz de albergar una actividad agrícola e industrial. La idea es dar cierta independencia a sus habitantes con sus propios medios de producción. Con el concepto de ciudad espacial «Isla Tres», O’Neill opta por una forma cilíndrica de 8 kilómetros de diámetro y 32 kilómetros de largo. El hábitat sería teóricamente lo suficientemente grande como para tener sus propios fenómenos meteorológicos.
La construcción de una ciudad espacial se encuentra con muchos obstáculos
La construcción de un hábitat espacial a gran escala encuentra obstáculos muy importantes, el mayor de los cuales es probablemente el costo del acceso al espacio. Incluso si se realizaran todos los proyectos de SpaceX, se necesitarían casi 70,000 lanzamientos de BFR para orbitar los materiales necesarios para construir una capacidad de vivienda de 10 millones de toneladas capaz de albergar a 10,000 personas, lo que equivale a 7 BFR per capita. Con sus cien colonos por BFR, la colonia marciana propuesta por Elon Musk parece mucho más realista. Además, al optar por no colonizar un planeta, uno se ve obligado a traer todo consigo mismo. La colonización de un planeta también proporciona la garantía de la gravedad, la presión atmosférica y algunos recursos locales. Con un hábitat que flota en el espacio, debes comenzar desde cero. Aunque muchas estaciones espaciales ya han demostrado su valía, por el momento ninguna de ellas ha podido demostrar una gravedad artificial mediante la fuerza centrífuga. Un planeta también es probable que ofrezca un campo magnético y, por lo tanto, un cierto nivel de protección contra la radiación cósmica. La ausencia de atmósfera significa además que no hay protección contra la caída de micrometeoritos. Finalmente, idealmente un hábitat espacial debería ser autónomo y así proporcionar un ecosistema capaz de funcionar. Esto implica crear y dominar un entorno que lamentablemente no se puede implementar en el planeta Tierra.
Sin embargo, la construcción de una ciudad espacial traería muchos beneficios
Si algún día podemos desarrollar métodos de construcción a gran escala en el vacío espacial, entonces la fabricación de hábitat se vuelve muy atractiva. La ausencia de gravedad es ciertamente una limitación para la vida humana, pero un activo para los viajes espaciales. Sin gravedad, un hábitat espacial se convierte en un destino mucho más eficiente en combustible que una colonia planetaria. La posibilidad de construir una ciudad espacial en órbita o cerca del planeta Tierra multiplica esta ventaja. La vida terrestre obtiene la mayor parte de su energía de la fotosíntesis o del consumo de organismos fotosintéticos. Un hábitat espacial colocado en órbita alrededor del sol podría elegir sus condiciones de sol. En sus versiones más extremas, como la esfera Dyson, un hábitat espacial recolectaría toda la luz emitida por una estrella. Un solo sistema solar, incluso sin planetas habitables, podría albergar varios billones de individuos.
Finalmente, un hábitat espacial permanente podría ser un soporte para la colonización planetaria. Si algún día la especie humana quiere convertirse en una civilización interestelar, no tiene muchas opciones: o descubre una forma de viajar a una fracción no despreciable de la velocidad de la luz, o acepta que el viaje tomará más de una generación . En este último caso, la única opción sería construir hábitats gigantescos capaces de albergar una muestra humana lo suficientemente grande como para evitar la consanguinidad. Este hábitat sería responsable de viajar durante cientos o miles de años.
Los comienzos de una ciudad espacial en el futuro cercano
En el futuro un poco más cerca, podemos suponer razonablemente que no pasaremos de la estación espacial internacional a una colonia gigante en órbita terrestre. Sin embargo, comenzamos a mirar los pasos intermedios. Por ejemplo, la compañía privada Bigelow Aerospace crea módulos inflables. Bigelow espera poder poner en órbita grandes volúmenes de módulos inflables. El más grande de estos hábitats espaciales se llama BA 2100, simplemente porque ofrece 2100 metros cúbicos de volumen presurizado. En comparación, la estación espacial internacional en su conjunto ofrece 9131 metros cúbicos de volumen presurizado. Para comparar con un BFR, debería ser capaz de poner en órbita dos BA 2100. Con 75 toneladas por módulo y 4200 metros cúbicos de volumen presurizado por lanzamiento, comienza a ser interesante, proporciona cierta comodidad a las actividades humanas en órbita.
Ya sea para la ciencia o para el turismo espacial, la construcción de megaestructuras en el espacio podría facilitarse explotando recursos de cuerpos celestes de baja gravedad como la luna o los asteroides. Esta es la solución que O’Neill imaginó. Entonces podemos pensar que la colonización de algunas estrellas del sistema solar, incluidas la Luna y el planeta Marte, podría servir como un trampolín para la colonización del espacio. Pero mientras el costo de acceso a la órbita no disminuya drásticamente, eso sigue siendo teoría. Los precios agresivos de SpaceX son muy importantes porque obligan a todo el sector a encontrar soluciones para reducir el costo del acceso al espacio. Si es poco probable que veamos rápidamente un cilindro gigante que alberga a decenas de miles de humanos, al menos podemos esperar que la primera rueda imaginada hace más de cien años aliviará la enfermedad espacial de los futuros astronautas.
Imágenes de:
Donald Davis [dominio público], a través de Wikimedia Commons
NASA en Flickr
Rick Guidice, Centro de Investigación Ames de la NASA; color-corrector desconocido [Dominio público], a través de Wikimedia Commons
capnhack.com
Olivier Boisard et Pierre Marx
