Carlos Pérez Casas

Escritor de ciencia ficción y fantasía

Ascensor espacial

Ascensor espacial: la alternativa al transbordador

Como escritores de ciencia ficción siempre estamos a la caza de conceptos y artefactos que enriquezcan nuestras novelas. No lo hacemos solo por motivos estéticos sino porque su misma existencia nos proporciona nuevas líneas argumentales y conflictos que ofrecer a nuestros personajes. Hablo, cómo no, de worldbuilding. Hoy os traigo una de esas maravillas de la ingeniería que aún no se ha hecho realidad. Pero confío en que terminará por llegar. Se trata del ascensor espacial, una obra de infraestructura mucho más realista de lo que parece y que os expongo a continuación.

¿Qué es un ascensor espacial?

En las novelas de ciencia ficción es habitual encontrar puertos espaciales donde diferentes mercancías se descargan. El comercio interplanetario parece un negocio muy lucrativo, como ya expuse en el artículo sobre minería espacial. Sin embargo, llega un momento en el que esas mercancías tienen que ir a un planeta, pues no todo puede ser consumido en las estaciones. Y nuestra enemiga la logística entra en escena.

El coste de ascender mercancías a la órbita es muy elevado a consecuencia del gasto de combustible. Podrías recurrir al clásico “la nave tiene un motor Karpesky de fusión fría y puede alcanzar la órbita en ochenta segundos”, pero puedes dejar eso a un lado y buscar una alternativa enriquecedora como es un proyecto para construir un ascensor espacial.

Ascensor espacial

Os presento el ascensor espacial

Así que, ¿qué es un ascensor espacial? Un mecanismo elevador, construido con materiales como grafeno y nanotubos de carbono que permite el transporte barato de mercancías y pasajeros entre la superficie de un planeta y su órbita. Menuda explicación para un sencillo “es un ascensor que llega hasta el espacio”. Pero todo tiene su miga. El concepto no es complejo en absoluto pero su ejecución plantea severos problemas ya que necesita la presencia de un satélite orbitando el planeta. Ah, y un cable muy largo. Ya que la altura del proyecto de ascensor espacial (en la Tierra) es de 36.000 kilómetros. Casi nada.

Reentrada versus ascensor espacial

¿Por qué hace falta un ascensor espacial? La necesidad básica que viene a satisfacer este artilugio es la de abaratar el viaje entre la superficie de un planeta y su órbita. Cuando se quiere enviar algo al espacio hay que cargarlo en un cohete, gastar millones en combustible y rezar para que nada explote mientras llega a su destino. Por ello un sistema elevador que solo consuma electricidad resulta muy atractivo de cara al comercio interplanetario.

Otra de las ventajas sería la eliminación de basura espacial. Con cada lanzamiento a órbita más y más componentes se desechan. Incluso con los cohetes reciclables de Elon Musk. Todas esas piezas errantes se acumulan en la órbita y en algún momento supondrán un problema para las misiones espaciales. Cierto es que algunos de esos pedazos terminan por desintegrarse en la atmósfera al carecer de medios para ajustar su órbita, pero mucha basura sigue ahí. Eso no sucedería con un ascensor espacial. Ecología de gravedad cero, podríamos llamarlo.

Esto no pasa con un ascensor espacial

La que armó Sandra Bullock para volver a casa. Fuente

Sin embargo, el modelo clásico de viaje espacial tiene una ventaja innegable: la velocidad. Enviar un cohete al espacio o hacer una reentrada es mucho más rápido que cualquier otro sistema de elevación que se pueda diseñar. Los cohetes deben ser rápidos para poder alcanzar la velocidad de escape (aquella que puede vencer a la fuerza de gravedad y que se calcula en 40.000 kilómetros/hora) y son rápidos al reentrar porque son arrastrados por la atracción planetaria. Es por ello que no deberías ignorar esta posibilidad en tu novela. En caso de que tus personajes necesiten viajar realmente rápido.

Diferentes modelos de ascensor espacial

La verdad es que no esperaba que el tema se explayara en este aspecto. Sin embargo, he llegado a la conclusión de que cuanto más investigas algo más ramificaciones le encuentras. Así son las cosas en el oficio de la ficción especulativa. Desde el ascensor espacial de HALO a los modelos especulativos de ciudades flotantes. De modo que, en lugar de exponer qué es un ascensor espacial, toca hablar de los distintos formatos que conozco. Son cuatro.

La torre espacial

Si quieres llegar hasta el espacio sin necesidad de volar lo primero que se te ocurre es construir un edificio tan alto que llegue hasta allí. Este tipo de estructuras han aparecido mucho en la ciencia ficción (en los mundos colmena de Warhammer 40.000, por ejemplo) porque son muy simples y permiten solucionar el problema de llegar hasta el espaciopuerto.

Sin embargo, para cumplir este propósito sería necesario un material de resistencia extremadamente elevada, ya que los cimientos estarían sustentando el peso de 408 kilómetros de edificio (la altura a la que se encuentra la Estación Espacial Internacional). Eso suponiendo que te conformes con una órbita baja. Quizá el famoso grafeno no sea suficiente para aguantar ese peso. Además, una obra de esas magnitudes no sería ni barata ni sencilla de realizar, pero puedes utilizarlo sin problemas. Es tu novela. La tecnología puede haber avanzado mucho en tu trasfondo como para proporcionar los medios para construirla.

Ascensor espacial

Torres espaciales. Fuente

Una variante de la torre es la que no necesita llegar hasta el espacio. Solo acortar la distancia entre el punto de lanzamiento y el destino. El diario Cinco Días recoge una noticia sobre una torre hinchable que permitirá reducir el gasto de combustible de los lanzamientos al eliminar una de las etapas de ascenso. Un ascensor espacial hinchable, conviene tenerlo en mente.

Ascensor espacial

El clásico. Consiste en la unión de una plataforma y un punto de la superficie terrestre mediante un cable hecho de nanotubos de carbono. Los contenedores, impulsados por sus propios mecanismos o, más probablemente, arrastrados por la maquinaria del extremo superior, recorrerán el cable hasta llegar a su destino. Durante el primer tramo tendrán que superar la atracción gravitatoria del planeta pero a medida que alcancen altura la fuerza G irá disminuyendo. En el trayecto de descenso será necesario reducir la velocidad para que el contenedor no se desintegre en la atmósfera (como consecuencia de una reentrada). Un ascensor, no hay que salirse demasiado del concepto.

Ascensor espacial

El clásico. Fuente

Noria espacial

Esta fue mi elección para El Señor es mi pastor. No estoy seguro de que se haya especulado sobre las características de esta variante, pero a mí me pareció lógico que si una plataforma se estaba elevando se podría aprovechar ese mismo cable, u otro paralelo, para descender otra plataforma. Y no le veo impedimentos a que haya varias plataformas ascendiendo y descendiendo de forma simultánea. Así se me ocurrió la idea de la noria, una hilera de contenedores que viajan al espacio, cargan, descargan y regresan a la superficie. Un círculo de intercambio de mercancías.

Un artefacto de estas características permite economizar el ascensor espacial. El tiempo de viaje sigue siendo el mismo que en un ascensor estándar, pero al contar con más de una plataforma permite aumentar el volumen comercial. Recordemos que este aparato se ha construido para abaratar el transporte de mercancías.

Catapulta de caída libre

No es exactamente un ascensor espacial, pero es apropiado incluirlo aquí. Lo descubrí leyendo Luna Nueva de Ian McDonald. Consiste en elevar un contenedor hasta liberarlo de la atracción gravitatoria y después catapultarlo hacia su destino (tal vez con magnetismo), sirviéndose de la ausencia de gravedad (caída libre) para que llegue a su destino. Allí habrá algún tipo de mecanismo de frenado y recogida del contenedor. La imagen que me viene a la cabeza es la de un montón de pelotas yendo de mano en mano. Pero esas pelotas están repletas de mercancías, o personas, y flotan por el espacio, con la esperanza de ser recogidas. No me negaréis que da una buena idea para una novela.

Construir un ascensor espacial

En este apartado voy a centrarme en el ascensor espacial y en la noria, porque estoy más familiarizado con ellos. Y prefiero hablar de lo que sí conozco. A la hora de planificar, los elementos a tener en cuenta son los dos extremos del ascensor espacial, el cable que los mantiene unidos y el equipo necesario para mantenerlo en funcionamiento.

Esquema de un ascensor espacial

Esquema de un ascensor espacial. Fuente

Contrapeso

Es el extremo superior del ascensor espacial, situado a 36.000 kilómetros (distancia para Tierra, su longitud puede variar en función de la masa y fuerza gravitatoria) describiendo una órbita geoestacionaria respecto al planeta. Debido a que este contrapeso tiene que mantener tenso el cable necesita una masa considerable, así que no estamos hablando de un objeto menor. El mejor candidato para contrapeso es alguno de los objetos cercanos a la tierra (Near Earth Orbit en inglés), en concreto los que están atrapados en el Punto L4. Habría que situarlo en la posición que nos interesa y dotarlo de algún tipo de mecanismo de propulsión para pequeñas correcciones de rumbo. Una vez allí, ya podemos perforar su interior para construir las instalaciones necesarias.

Anclaje terrestre

En un modelo de construcción ideal el ascensor tendría su base en el ecuador del planeta. De este modo el ángulo que describe con el contrapeso sería de 90º, lo cual facilitaría el mantenimiento de una órbita geoestacionaria. Sin embargo, sería posible hacer algunas desviaciones debido a intereses comerciales o económicos. Singapur siempre me ha parecido una opción muy atractiva para el punto de inicio.

Esta sección necesitaría de una infraestructura de caminos, almacenes y comunicaciones para poder abastecer la importación-exportación de productos. Con la consecuente mano de obra y mecanización necesaria para obtener rendimientos óptimos.

Cable

Por encima de cualquier otro elemento, el ascensor espacial necesita un cable que conecte ambos extremos. Y aquí entra el quebradero de cabeza de los ingenieros. La tensión que tiene que soportar esta conexión supera a los materiales conocidos hasta ahora. Ni superaleaciones metálicas, ni polímeros ni mucho menos fibras naturales. Nada. Es aquí donde ellos han tenido que entrar en el terreno de la especulación y sugerir el diseño de nanotubos de carbono que puedan aguantar semejante presión. Solo podemos desearle suerte en su intento mientras nosotros nos limitamos a decir “plastiacero” o “menzano” y solucionar el problema. Hay veces que sí da gusto ser escritor de ciencia ficción.

El cable del ascensor espacial

Nanotubo para el cable. Fuente

Uniendo los extremos

Existen dos posibilidades. En ambas el proceso es muy sencillo sobre el papel pero, como todo en la ingeniería, termina por complicarse. La primera opción es la de extender el cable desde la plataforma espacial hasta que alcance la superficie terrestre. La segunda es la de enviar un cohete al espacio que arrastre el cable.

Hacer que el cable caiga a Tierra tiene la ventaja de que se puede fabricar en el propio espacio, tal vez utilizando algún exótico material extraído en la minería interplanetaria, e ir empujándolo hasta la superficie. Habrá que tener presente la rotación terrestre, por lo que es probable que en algún momento haya que “agarrar” el cable en la atmósfera y acoplarlo a la base del ascensor. Ciertamente, lo veo complicado.

Por otro lado, construir el cable en el planeta y lanzarlo al espacio parece la opción más sencilla. Solo necesitas el cable y un cohete. Una vez en el espacio basta con llevarlo hasta la plataforma superior.

Mantenimiento

Debido a la enorme cantidad de recursos que se han invertido en el ascensor espacial o debe extrañar que haya una importante labor de mantenimiento asociada a esta estructura. Además de los equipos situados en ambos extremos, cuya labor es velar por el funcionamiento de la maquinaria, habrá que pensar en algún tipo de naves de corto alcance que puedan acudir a comprobar y arreglar posibles desperfectos. O rescatar pasajeros atrapados en algún contenedor.

Porque lo peor que puede suceder es que se rompa el cable. Las consecuencias pueden ser catastróficas. No es broma. Si el cable se rompiera la atracción gravitatoria de Tierra lo arrastraría, haciendo que cayera sobre la superficie terrestre a lo largo de la línea del ecuador (y las inmediaciones). Adicionalmente, como la longitud del cable es de 36.000 kilómetros, golpearía el 90% de la circunferencia del planeta. Por fortuna, casi todo es agua en esa zona; sin embargo Kenia, Congo, Brasil, Ecuador, Indonesia… Más vale prevenir que curar.

La gestión del ascensor espacial

Piensa en el canal de Panamá. La cantidad de tráfico comercial que alberga, los empleos que proporciona, la riqueza que genera. Una versión multiplicada es lo que supone completar esta colosal estructura. Un ascensor espacial es un valioso recurso para cualquier gobierno, no importa cuál sea su configuración. Y tratará de conseguir el máximo beneficio posible de él con el mínimo coste. Así que ten presente factores económicos, políticos y sociales, porque tu pequeño juguete tiene vida propia y es tu trabajo demostrarlo.

Tiempo de tránsito

Recorrer la totalidad del ascensor no debería ser algo inmediato. Recuerda que aquí estamos tratando temas más o menos realistas, por lo que el tiempo es un factor a tener en cuenta. Cierto es que podrías ofrecer la posibilidad de que, una vez alcanzada la órbita, un contenedor pudiera desacoplarse del cable. Depende de ti. Pero en cualquier otra circunstancia, la carga y el pasaje hará el trayecto completo hasta el extremo superior. Cinco días es el tiempo que yo consideré adecuado para mi ascensor en El Señor es mi pastor. No es tan rápido como una entrada, pero eso es algo que ya había advertido.

Sin embargo, podrías utilizar ese tiempo para hacer un salto entre escenas o introducir nuevas tramas. Y la idea de ambientar una novela con personajes atrapados en uno de esos contenedores es muy interesante. Luchar por volver a casa. Recuerda lo espectacular que fue Gravity.

Relación entre Gravity y un ascensor espacial

¡Ups! ¿Y ahora cómo vuelvo? Fuente

Dársenas y almacenes

Una de las mayores ventajas de un ascensor espacial es la facilidad para mover los productos entre órbita y planeta, así que el comercio es una prioridad para quienes administran las instalaciones. Eso implica la proliferación de dársenas para las naves en tránsito, grúas para la carga y descarga de mercancías y toda una infraestructura destinada a que el proceso sea lo más rápido posible. Hay más naves esperando. Toda esta sección debería emanar un aura de dinamismo y mecanización al mismo tiempo, con un sinfín de brazos móviles que no se pueden oír debido a la ausencia de gravedad. Una zona de trabajo que nunca descansa para satisfacer la hambrienta boca del ascensor espacial.

Carga y descarga en un ascensor espacial

La carga y descarga es más sencilla en gravedad cero. Fuente

Este tránsito implica caras nuevas, pero ten presente que el asteroide que hace de contrapeso tiene unas dimensiones limitadas. La plataforma superior es un lugar de paso por necesidad pero no es aconsejable que existan zonas residenciales para los visitantes. Hay poco espacio. Y, desde un punto de vista económico, es más rentable utilizarlo para almacenar carga, no personas. Pero, como siempre, depende de ti.

Plataforma de defensa

No es aconsejable llenar de armas un ascensor espacial. Es una norma básica en la guerra que si disparas te van a devolver los disparos. Y bajo ningún concepto quieres que dañen tu preciado ascensor espacial. Pero claro, el enemigo también es consciente del valor de esta estructura, así que las necesidades te obligarán a dotarlo de algún tipo de mecanismo de defensa.

Como el objetivo último es la preservación de la estructura lo más probable es que haya un perímetro defensivo. Si este es lo bastante severo, solo una flota de tamaño considerable podría suponer una amenaza. Circunstancia que puede orientar la acción hacia actividades de sabotaje, por lo que también será necesario dotar al ascensor de un cuerpo policial específico.

Huelgas y disturbios

A menos que todo esté automatizado es probable que alguien vida en el propio ascensor espacial. Los trabajadores, en concreto. Y donde hay trabajadores hay campo para sembrar conflictos laborales. Ten en cuenta lo que mencioné en el artículo sobre mundos colmena y la crisis que puede suponer una paralización del comercio. Te aseguro que los trabajadores sí lo tienen presente. Y lo usarán para reivindicar derechos. Porque es raro que a los empleados se les pague bien en las novelas de nuestro género.

Disturbios en el ascensor espacial

Mal día para ser policía en la estación. Fuente

Tal vez podrían empezar con retrasos en el cargamento, o hacer que alguna carga “desaparezca”. Para luego ir a una huelga total que supone cuantiosa pérdidas económicas, que desembocarán en una respuesta violenta por parte del gobierno. O quizá todo sea más siniestros. Es posible que haya una red de contrabando que implique a señores del crimen, o a los administradores, dispuestos a dejar entrar espías y armamento en el planeta. ¡Eso es traición! Y si combinas todo lo anterior puede salir una novela muy interesante.

Novelas en las que aparece un ascensor espacial en Amazon

Si echas un vistazo por Amazon podrás encontrar buenos ejemplos de novelas que contienen un ascensor espacial. Generalmente en novelas de ciencia ficción dura, que tienen más apego a este tipo de artilugios. Además de la ya mencionada Luna Nueva quizá el más conocido sea Marte Rojo de Kim Stanley Robinson, donde tiene una gran importancia en la trama, pero también está Pórtico de Frederick Pohl. También yo recurro a uno en El Señor es mi pastor. Aunque estoy seguro de que hay más novelas.

Cubierta de El Señor es mi pastor, de Carlos Pérez Casas

Hasta aquí el artículo sobre el ascensor espacial. Habrá más. Si quieres estar al tanto de otras infraestructuras y maravillas tecnológicas no dudes en suscribirte a mi lista de avisos. Y si tienes alguna duda o quieres compartir una opinión no dudes en hacerlo en la sección de comentarios.

 

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4 Comentarios

  1. Heyven203

    Hola Carlos, me encanto el artículo, pero cuando harás sobre el de motores hiperlumínicos 🙁

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