Ingenio español sostenible: agricultura lunar, energía solar espacial o una minería de asteroides que podría superar a toda la inversión global existente en la Tierra

Así en 2020 se desplegaron un total de 466 naves espaciales, de las cuales el 51% pertenecían a compañías privadas, y 85 países han tomado parte en la carrera espacial. La NASA contó con un presupuesto de 23.300 millones de dólares, según revela el informe `La carrera espacial: comercializando el camino´ , elaborado por BDO, una organización de referencia. Se calcula que el sector espacial mundial alcanzará el billón de dólares en 2040, y la iniciativa privada marcará el paso. Ya en 2020, el sector generó 385.000 millones de dólares .

A ese porvenir lleno de potencial mira la empresa española Zero2 Infinity , fundada en 2009 por el ingeniero aeroespacial José Mariano López Urdiales . «Mi padre es profesor de investigación del CSIC, y desde pequeño veía que las naves espaciales se podían hacer de forma más barata y sostenible. Tengo dos patentes que tienen que ver con cómo hacer una cápsula ligera, con ventanas panorámicas, para llevar personas, y luego, la otra es un lanzador de satélites usando un globo para salir de la atmósfera. Nuestra propuesta espacial es la única, en el mercado actual, que supone cero emisiones. Lo único que emiten es helio, un gas noble que no tiene ningún impacto ambiental porque no reacciona con nada de la atmósfera», señala.

Zero 2 Infinity tiene tres líneas principales de negocio, una de ellas es Bloostar . Es un lanzador de globos que lleva satélites a la órbita baja. La primera etapa del ascenso se hace con un globo hasta alcanzar los 30 km, donde la plataforma del cohete se enciende y se separa del globo para situar una carga útil en órbita. Otro vértice de negocio es Bloon , una nave transportada por globos para vehículos tripulados; ahí es donde entra el turismo espacial. Y por último, el proyecto Elevate transporta cargas útiles al espacio con fines de conectividad, vigilancia de las condiciones atmosféricas y monitorización de actividades desarrolladas en la Tierra que necesitan tener ojos en el cielo. Un ejemplo de ello es un proyecto que tine con Indonesia para colocar un sistema de detección temprana de incendios.

Poner satélites en órbita usando misiles contamina y cuesta muy caro. Por eso los globos, más económicos, van a ser claves en esta democratización del espacio. En cuanto a la experiencia del viaje tripulado supone observar la Tierra azul y el horizonte curvo. Urdiales detalla: «se ve básicamente lo mismo que lo que ven los astronautas de la Estación Espacial Internacional (EEI), orbitando sobre España. La salida es desde Jaén porque reúne las mejores condiciones para este tipo de vuelos y es una de las zonas con menos viento de Europa. Ves todos los paisajes a la vez, desde bosques a desiertos, ríos y mares». Y desde su experiencia explica que el país sigue con el chip puesto en el espacio antiguo. «Tienen que dar el paso al New Space. La economía espacial se ve como un gasto y no como algo en lo que se invierte para generar más riqueza . Se necesita concebir un espacio moderno, competitivo, con valores y métodos del siglo XXI» apunta.

Ese es el espíritu del proyecto andaluz Green Moon Project , que ha supuesto la colaboración entre numerosas entidades. José María Ortega-Hernández , coordinador general del programa e ingeniero aeronáutico, señala que aunque parezca ciencia ficción la agricultura espacial ya se está desarrollando. Empezaron en una competición universitaria en 2016, ‘Lab to Moon’ . La idea era superar el reto del crecimiento de una planta bajo el efecto de una gravedad lunar, que es seis veces inferior a la terrestre. La hipótesis era a menor gravedad el crecimiento iba a ser mayor en el mismo intervalo temporal. Posteriormente el equipo ha ido crecido con investigadores del Instituto de Geociencias de la Complutense de Madrid , el Centro de astrobiología del CSIC y el socio empresarial Innoplan . También cuentan con el apoyo del Cabildo de Lanzarote . Y el interés por parte de entes públicos y privados ha supuesto atraer la atención de Blue Origin con Jeff Bezos o Space X de Elon Musk .

Hernández especifica que "todo el mundo está yendo en la dirección de invertir en el espacio y establecer asentamientos humanos en la Luna supone preguntar cómo se van a sostener esas comunidades. Eso pasa por entender el cultivo sujeto a cuestiones como la radiación, humedad o temperatura. Así como filtrar la radiación cósmica para mantener las condiciones adecuadas en futuros invernaderos espaciales ». Si bien parte de esas condiciones las pueden simular en la Tierra, el tema de la gravedad supone tener que hacer experimentos en la Luna. Ahí es donde entra el hito ocurrido en enero de 2019 en el que la misión china Chang’e 4 a la Luna consiguió hacer germinar una planta de algodón en el espacio. Eso ha supuesto que el grupo andaluz de dedicara a la fabricación de pequeños invernaderos que una misión llevará a la Luna, según un acuerdo firmado con Centro de Exploración Espacial (COSE) del Ministerio de Educación en la Universidad de Chongqing en China.

Estos escenarios son cada vez más comunes al ser impulsados por figuras como Jeff Bezos que ha firmado con Sierra Nevada Corporation la creación de una estación espacial privada que va a tener invernaderos en microgravedad, y un sistema de soporte vital que ayuda a la eliminación de co2 y generación de oxígeno. «De la misma manera que la agricultura fue el gran salto de nuestros antepasados para la evolución de la humanidad, ahora nos permitirá seguir expandiéndonos», detalla el ingeniero. Para el desarrollo de la cápsula también trabajaron con la empresa malagueña DHV Technology que hace pequeños paneles solares para microsatélites y la Universidad de Málaga .

Los cultivos serían de tomate, rábano, zanahoria o lechuga porque tienen un ciclo de crecimiento rápido. El pequeño invernadero que llevarán a la Luna transporta cuatros tipos de suelo , uno terrestre, otro desarrollado por la NASA y otros dos son los suelos desarrollados por el Instituto de Geociencias para testearlos bajo condiciones lunares. Y también contarán con una serie de leds rojos y azules para generar una fotosíntesis artificial. Hernández señala que cada vez más se habla en el ámbito espacial de la utilización de los recursos in situ. Esto también puede ser trasladable a la Tierra y a un panorama donde las temperaturas aumentarán y el acceso al agua será limitado, por eso los Emiratos Árabes han contactado con el equipo español.

Todo este proyecto se forja con una especial colaboración con el parque de Lanzarote, porque su suelo basáltico es muy parecido al de la Luna. Y tiene tubos de lava similares a los de la Luna que supondrían uno de los mejores espacios para los huertos espaciales, ya que así se protegerían de la radiación cósmica. «De hecho la Asociación de geólogos españoles se nos ha aproximado para entender cómo llevar a cabo la repoblación sobre las coladas volcánicas en la isla de La Palma »

Precisamente intentar solventar todos los desafíos que supone la vida en el espacio es lo que ha hecho que la NASA busque mejorar la gestión de los residuos que se generan en la Estación Espacial Internacional en misiones espaciales largas. De ahí que un grupo de ingenieros alicantinos esté colaborando en una misión con nanotecnología capaz de purificar la orina y transformarla en energía. Es un proyecto en el que trabajan la Universidad de Alicante (UA), la Universidad de Puerto Rico y la NASA. José Sola Gullón , químico de la UA detalla: «Estudiamos en la electrooxidación de amoníaco que permite eliminar el amoníaco y obtener agua potable». Otros aspectos interesantes de este logro sería producir hidrógeno a partir de agua o la eliminación electroquímica de CO2 o metano, mediante el uso de nanomateriales. Lo que significaría que también tienen proyección en la Tierra para obtener combustibles alternativos especialmente codiciados.

El tratamiento de residuos es también el objetivo de la Universidad Carlos III y la empresa Sener para combatir el creciente problema de la basura espacial . Lorenzo Tarabini , de Sener Aeroespacial, especifica que la gravedad de la situación supone hablar, según la ESA, de unas 9200 toneladas de basura espacial y unos 34.000 objetos de tamaño mayor a 10 centímetros. Por eso, han puesto en marcha un laboratorio de aviónica dentro del consorcio europeo de E.T.PACK, basado en una nueva tecnología conocida como amarra espacial electrodinámica. El proyecto permitirá retirar los satélites al final de su vida útil , en lugar de su actual abandono en órbita.

Este es el vídeo del proyecto E.T.PACK:

Tarabini especifica «Los satélites que orbitan la Tierra se mueven con velocidades muy altas, del orden de 8 kilómetros por segundo. La velocidad de un proyectil lanzado desde un tanque no llega a 2 kilómetros por segundo. Por ello, en caso de colisionar con otro objeto, producen un gran daño y, en general, una nube de metralla muy peligrosa para el resto de satélites. Por ejemplo, en el año 2009, el satélite ruso inoperativo Kosmos-2251 chocó con el satélite estadounidense operativo Iridium 33 generando más de 2.000 fragmentos de más de 10 cm de tamaño. Los ensayos con misiles antisatélites, como el que realizó China en 2007 o el realizado recientemente por Rusia, también producen nubes de metralla».

También detalla que varios estudios han demostrado que la población de basura espacial se encuentra actualmente bajo lo que se conoce como síndrome de Kessler , «es decir, sabemos que hemos superado el umbral crítico de densidad de basura espacial que da lugar a un crecimiento incontrolado del número de objetos en órbita. Aunque mañana se decidiera dejar de lanzar satélites, lo cual no sucederá por razones económicas evidentes, el número de objetos artificiales en órbita aumentará porque la población de basura espacial se va a fragmentar como resultado de las colisiones en órbita. En el medio plazo las operaciones de los satélites serán más caras y se tendrá que realizar una maniobra evasiva, lo cual consumirá combustible y acortará la vida del satélite ».

Además, la ESA ha financiado la primera misión de retirada de basura espacial de la empresa suiza ClearSpace que se desarrollará en 2025 y en la que también está involucrada la pequeña empresa española Deimos. Todo ello conlleva un contrato de 90 millones de euros, y es que el negocio de la basura espacial ya baraja cifras de cientos de millones de euros y es un mercado creciente.

Tal y como indica Gonzalo Sánchez-Arriaga profesor de la UC3M y Coordinador del proyecto E.T.PACK :«La ventaja entre las tecnologías convencionales y las amarras espaciales es cómo navegar entre dos puntos. Podemos usar un barco con un motor a combustible fósil o podemos hacerlo con un velero que aproveche los recursos naturales como el viento y las corrientes marinas. Gracias a los fondos aportados por la Comisión Europea, tendremos una primera versión a nivel de laboratorio a final del año 2022».

La solución aportada por Sener y UC3M también permite hablar del uso de renovables en el espacio como el campo geomagnético, el plasma ionosférico y la radiación solar. En esta línea, un proyecto pionero del Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU. promete revolucionar la manera en la que se genera y distribuye la energía en el mundo mediante un panel solar situado en el espacio que podría dar energía a cualquier parte de la Tierra. Y también hay que contar con la energía eólica del viento solar, que sería una manera inagotable y limpia de propulsar naves espaciales.

Una idea incipiente es también la minería espacial, una actividad esencial, tal y como ponía de relieve un estudio de 2018 de la Universidad de París-Saclay que calculaba que un kilogramo de platino minado en el espacio implica unos 150 kilos de CO2 para la atmósfera. Mientras que en la Tierra, por cada kilo de platino se producen 40.000 kilos de CO2. Esta minería se investiga en la Escuela de Minas de la Universidad de Oviedo a través del Grupo de Modelización Matemática Aplicada (MOMA) al frente de la cual está el ingeniero de minas Francisco Javier de Cos . Básicamente hacen dos cosas: la caracterización mineralógica de asteroides con el objetivo de seleccionar los más adecuados para su futura explotación y una caracterización morfológica determinante para saber como acercarse al asteroide.

Y ahora están investigando qué técnicas extractivas serían las más idóneas. El problema a resolver tiene que ver con una maquinaria de extracción minera que es muy pesada, lo que genera un problema de transporte. Cos especifica «ha habido algunos intentos de China que mandó una sonda para extraer algunas muestras, pero ni siquiera se posó, inyectó aire comprimido para que se levantarán piedrecitas y las capturó». Unos de los planteamientos es llevar al espacio impresoras 3D, de tal forma que aprovechando los recursos minerales del asteroide se construya el instrumental necesario in situ. Pero lo que más preocupa es la obtención de energía, por eso se busca que todos los asteroides que se vayan a explotar tengan agua . Es lo más codiciado como fuente de energía al contener hidrógeno y es un recurso necesario para un asentamiento de futuros mineros espaciales.

En cuanto a los minerales más abundantes se pueden distinguir que hay dos grandes taxonomías de asteroides: de origen carbonoso , donde se puede extraer materiales que en principio podrían parecer de menor valor añadido. Son los asteroides en los que están buscando el origen de la vida . Este es un proyecto que tuvieron hace poco con la NASA. Luego están los asteroides de origen metálico , el mineral parece ser de mayor valor como titanio, litio, materiales que no son abundantes en la Tierra, y tienen la ventaja de que reflejan mejor la luz, con lo que se ven mejor.

Para Cos la minería espacial es fundamental para proteger la Tierra y al ser humano como especie, todo lo que hagas fuera no lo tienes que hacer dentro. «Ahora tenemos una demanda de recursos minerales cada vez más alta, con un potencial de crecimiento brutal porque la India y China están superpoblados . Eventualmente vamos a tener que afrontar el potencial minero y energético que tenemos en el espacio y que no estamos aprovechando. La NASA estimó que el potencial económico del cinturón de asteroides que hay entre Júpiter y Marte supera a toda la economía global», indica el ingeniero. El potencial de este sector es enorme, así en el Espacio hay Tritio de forma abundante que no abunda en la Tierra, y para la siguiente generación de centrales nucleares es fundamental.

Conocer estos proyectos deja entrever que España puede tener músculo y audacia para resultar competitiva . Porque recurriendo de nuevo a Kennedy, «el ritmo de la evolución crea nuevos males a la vez que disipa los antiguos: nueva ignorancia, nuevos problemas, nuevos peligros. Sin duda, las vistas que se abren al espacio prometen costes elevados y grandes penurias, así como enormes recompensa».