Vast Space desarrollará una estación espacial de gravedad artificial
por Debra Werner
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Vast se enfoca en crear una gran estructura giratoria que crea un tirón similar al de la gravedad. Crédito: concepto del artista Vast Space |
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| Credito: lifecarstore.com |
McCaleb imagina un futuro en el que millones de personas vivan en todo el sistema solar. Dado que otras compañías están ayudando a reducir los costos de lanzamiento, McCaleb cree que el próximo paso importante será crear grandes estructuras donde las personas puedan vivir y trabajar en el espacio.
"La Tierra tiene recursos finitos, pero en el sistema solar hay una enorme riqueza sin explotar, tanto en términos de energía como de materia, que podría sustentar muchas 'Tierras'", dijo McCaleb a SpaceNews por correo electrónico. “Del mismo modo, la humanidad necesita una frontera. Toda civilización próspera ha tenido una a la que impulsarse; sin embargo, no hemos tenido una desde hace algún tiempo. Sin fronteras, el mundo se convierte en un juego de suma cero, lo que es perjudicial para la psique de una civilización. Y en términos del futuro a largo plazo de la humanidad, eventualmente tendremos que vivir fuera de la Tierra”.
McCaleb, cuya riqueza Forbes fija en $ 2.5 mil millones, inicialmente planea autofinanciar el trabajo de Vast.
"Hice muchas nuevas empresas de software y tuve un gran éxito en el mundo de las criptomonedas, lo que me dio suficientes recursos para intentar algo ambicioso en el espacio", dijo McCaleb. “Eventualmente, esperamos tener alguna forma de generación de ingresos. Me gustaría que Vast tenga una estación utilizable en el espacio para ese momento”.
A largo plazo, es probable que Vast busque inversiones externas. Sin embargo, a corto plazo, la empresa “se centrará en la misión y no se verá en deuda con los inversores”, dijo McCaleb. “Y en algún momento, nos gustaría conseguir clientes, como la NASA u otros programas nacionales”.
El mayor desafío a corto plazo de Vast es “construir un equipo de ingeniería de clase mundial que pueda atacar cualquier problema”, dijo McCaleb. “Vast vivirá o morirá según la calidad de su equipo de ingeniería”.
Actualmente, la compañía tiene alrededor de 20 empleados, incluidos Kyle Dedmon, exvicepresidente de construcción e instalaciones de SpaceX; Tom Hayford, ingeniero de sistemas que ha trabajado para Relativity Space y SpaceX; Molly McCormick, ex ingeniera de factores humanos de SpaceX y gerente del programa Honeybee Robotics; y Colin Smith, exingeniero de propulsión de SpaceX. Además, el exvicepresidente de SpaceX, Hans Koenigsmann, asesora a la empresa.
Al igual que otros multimillonarios que invierten en empresas espaciales ambiciosas, McCaleb tiene una pasión por el espacio desde hace mucho tiempo.
Hace años, McCaleb les dijo en broma a sus amigos: "Si alguna vez tengo un montón de dinero, voy a minar asteroides". Después de fundar tres firmas exitosas de criptomonedas, McCaleb se enfoca en resolver los problemas que se interponen en el camino para que las personas se adentren más en el sistema solar.
Debido a que los impactos a largo plazo de la microgravedad en la salud pueden ser graves, Vast se enfoca en crear una gran estructura giratoria que crea una atracción similar a la gravedad.
“Las innovaciones de Vast cumplirán el papel de una plataforma de investigación, que es lo que históricamente hizo la ISS”, dijo McCaleb. “Pero también queremos ser un taller mecánico donde los astronautas del sector privado y nacional puedan iterar y crear prototipos en órbita. En última instancia, nuestras contribuciones permitirán algo parecido a una estación de paso para la habitación humana que orbita la luna, tal vez incluso Marte”.
McCaleb reconoció los desafíos inherentes a la creación de estructuras giratorias, como administrar y controlar el impulso. Además, el "acoplamiento a un módulo giratorio" y las comunicaciones serán complicados, dijo.
Vast enfrenta desafíos adicionales relacionados con el transporte y las pruebas.
“Las cosas que estamos construyendo no se pueden enviar por carretera, por lo que necesitamos acceso a un puerto marítimo o aeropuerto para el envío”, dijo McCaleb. "Del mismo modo, es un desafío probar nuestros módulos sin hacerlo en el espacio: cuando se prueba en la Tierra, tenemos que lidiar con la gravedad de la Tierra".
Aún así, McCaleb sigue comprometido con la creación de una estación de gravedad artificial.
“Todavía anhelamos nuevas fronteras, y muchos de nosotros pasamos la vida anticipando el momento en que se desbloqueará el espacio para nosotros”, dijo McCaleb en un comunicado. “Al empujar nuestras fronteras y expandir nuestro hábitat en la inmensidad del espacio, en realidad podemos preservar la Tierra durante miles de años y las generaciones venideras”.
La carrera para reinventar la estación espacial
La NASA está financiando a empresas estadounidenses para que construyan reemplazos comerciales para la pionera Estación Espacial Internacional.
por Peggy Hollinger, Clive Cookson e Ian Bott
A finales de agosto llegó un paquete del espacio exterior para una pequeña empresa de biotecnología con sede en Connecticut llamada LambdaVision. Dentro del paquete del tamaño de una caja de zapatos había muestras de una película a base de proteínas que la compañía espera que algún día sea la base de una retina artificial para restaurar la vista a las personas ciegas por la edad o una enfermedad genética.
La película se creó a unos 420 km sobre la Tierra, en la Estación Espacial Internacional, donde el entorno de microgravedad permite que LambdaVision produzca capas de proteínas más consistentes y uniformes. Las retinas aún están en desarrollo, pero Nicole Wagner, directora ejecutiva de LambdaVision, cree que en unos años la empresa podría producirlas a escala en estaciones espaciales comerciales.
"Es muy prometedor continuar haciendo este trabajo en un entorno de microgravedad", dice ella. “Pero la ISS es un laboratorio de investigación. Las estaciones espaciales comerciales tendrán más capacidades. Se diseñarán pensando en el futuro”.
La carrera para delinear ese futuro ya está en marcha. Las empresas estadounidenses, incluidas Blue Origin de Jeff Bezos, Sierra Space, Northrop Grumman, Axiom Space, Lockheed Martin y Nanoracks, han sido impulsadas por una competencia financiada por la NASA para diseñar reemplazos de propiedad privada para la ISS cuando sea desmantelada a fines de la década.
Ya se han adjudicado cuatro contratos iniciales y el ganador o los ganadores, que serán seleccionados por la NASA alrededor de 2025, podrían esperar unos ingresos anuales estimados de mil millones de dólares de la agencia estadounidense para prestar servicios a la estación espacial.
Pero los contendientes esperan un premio aún mayor: convertirse en la plataforma de referencia para una economía espacial que emerge rápidamente y abarca la investigación, la fabricación, el turismo, el entretenimiento y más.
La ISS ha sido pionera, la mayor colaboración global en la historia de la tecnología. Durante 22 años de habitación continua, ha albergado a 258 astronautas y cosmonautas de 20 países y miles de experimentos innovadores. “Investigación realizada a bordo de [la] ISS . . . ha abarcado todas las principales disciplinas científicas”, según un informe de transición preparado para el Congreso de los Estados Unidos a principios de este año por la NASA.
El trabajo en la estación espacial ha ayudado al desarrollo de medicamentos para el cáncer, el Alzheimer y la distrofia muscular de Duchenne. Incluso los artículos para el hogar, como el suavizante de telas, se han mejorado gracias a la investigación espacial, lo que ha dado lugar a tres patentes registradas por la empresa de bienes de consumo Procter & Gamble.
Si bien la estación espacial se acerca al final de su vida útil, en la Tierra, las consideraciones de costos y las tensiones geopolíticas hacen que sea más difícil mantener la notable colaboración internacional entre cinco agencias espaciales (las de EE. UU., Rusia, la UE, Canadá y Japón) que lo ha mantenido en el aire durante mucho más tiempo del previsto.
La ISS ha costado más de 159.000 millones de dólares durante su vida útil y unos 3.000 millones de dólares al año para operar, aproximadamente un tercio del presupuesto anual de la NASA para vuelos espaciales tripulados. La transición a plataformas comerciales podría liberar unos 1800 millones de dólares al año para 2033, según el informe de la NASA, fondos que podrían utilizarse para una nueva era de exploración espacial.
"A medida que las agencias gubernamentales más grandes se enfocan en el objetivo más grande de regresar a la Luna y crear una presencia sostenida allí, y luego a Marte, esperan ahorrar tiempo y dinero al hacer que los proveedores comerciales ayuden a mantener una presencia en la órbita terrestre baja". dice Dhara Patel del Centro Espacial Nacional del Reino Unido.
Asociaciones desgastadas
La ISS ha sido el ejemplo más visible de una asociación de trabajo exitosa entre Moscú y Occidente en el dominio espacial. Pero la invasión rusa de Ucrania este año ha llevado esa relación al punto de ruptura. En julio, Yuri Borisov, el nuevo director de la agencia espacial rusa Roscosmos, reiteró la amenaza del país de abandonar la estación “después de 2024”.
No todos creen que Rusia se irá. El país ha expresado su ambición de construir su propia estación espacial, lo que “llevaría cinco, seis o siete años como mínimo”, dice David Parker, director de exploración humana y robótica de la ESA, la Agencia Espacial Europea. “Los rusos no quieren que sus cosmonautas les den patadas en los talones”. . . por lo que es importante para ellos mantener la capacidad operativa en la ISS”.
Pero la amenaza repetida de la salida anticipada de Rusia ha intensificado la presión sobre los socios de la ISS para encontrar una manera de mantener una presencia humana continua en órbita. No solo queda investigación por completar para cumplir con la ambición de las principales agencias como la NASA y la ESA de Europa de ir a la Luna y Marte. El acceso al espacio también se considera una cuestión de competitividad y seguridad nacional.
"No queremos tener una brecha en Leo [órbita terrestre baja]", dice Robyn Gatens, director de ISS en la NASA. “Queremos hacer la transición de todos nuestros usuarios, ya sean gubernamentales, comerciales o universitarios sin problemas”.
Los gobiernos occidentales son muy conscientes de que China está a punto de completar su propia estación espacial, Tiangong, y la está abriendo a empresas y aliados. “Es imperativo para el gobierno de EE. UU. que ninguno de sus aliados o amigos solo pueda acceder al espacio a través de la estación espacial de China”, dice un ejecutivo que ha discutido el tema tanto con la NASA como con el Departamento de Defensa de EE. UU.
Hace tres años, la NASA comenzó los preparativos para la transición relajando las restricciones a la actividad comercial en la ISS. La ESA también está haciendo un cambio notable hacia el uso comercial del espacio.
Un mayor acceso y la caída de los costos de lanzamiento al espacio están alimentando la demanda de la ISS. “Tenemos un programa muy ocupado de actividades científicas”, dice Parker. “Tenemos una idea sustancial de lo que haremos durante los próximos seis o siete años y estamos empezando a pensar en cómo se podría usar la infraestructura científica en otras plataformas”.
En lugar de asumir el costo de una sola y enorme estación sucesora, la estrategia liderada por la NASA ha sido promover una pequeña cantidad de plataformas de propiedad y operación privadas. Se espera que estén operativos para 2028, dando a los usuarios dos años para la transición antes de que la ISS sea clausurada en 2030.
La agencia ya asignó $550mn para el desarrollo de cuatro modelos diferentes. En 2020, Axiom Space, con sede en Houston, ganó un concurso para conectar un módulo a la ISS, que se expandirá gradualmente hasta que finalmente se separe en una órbita independiente cuando se desmantele la estación. Su objetivo es albergar una variedad de actividades, desde investigación hasta turismo y entrenamiento de astronautas.
En diciembre de 2021, la NASA adjudicó tres contratos de diseño más para estaciones espaciales de vuelo libre en la segunda etapa de la competencia. Un consorcio liderado por Nanoracks, la empresa de servicios espaciales propiedad de Voyager Space, propone Starlab, un parque científico inflable diseñado por Lockheed Martin. Blue Origin y Sierra Space están ofreciendo el proyecto Orbital Reef, un “ecosistema” de 30.000 pies cuadrados de diferentes hábitats y servicios para la industria, la investigación y el turismo.
Finalmente, Northrop Grumman tiene como objetivo construir una plataforma que pueda usarse para proyectos de capacitación o ciencia, pero aún está buscando un operador. “Somos fabricantes”, dice Andrei Mitran, director de estrategia de Northrop. “No estamos comprometidos a poner en órbita algo que seremos dueños”.
No todos los proyectos pasarán al corte final, que se espera alrededor de 2025, cuando la NASA acuerde acuerdos de servicio firmes con los candidatos elegidos. La viabilidad comercial de los modelos de negocio será una condición importante. “Estamos refinando nuestro pronóstico de lo que queremos comprar en cuanto a servicios”, dice Gatens. “Pueden tomar eso y mezclarse con clientes que no sean de la NASA y crear su propio plan de negocios. Queremos ser uno de tantos clientes”.
Caminos a la transición
A la NASA aún le preocupa si el mercado comercial será lo suficientemente grande para sustentar las estaciones privadas. “La NASA está promocionando varias estaciones espaciales porque no quieren todos los huevos en una sola canasta”, dice Patel del Centro Espacial Nacional del Reino Unido. “No hay necesariamente una demanda comercial ahora porque las industrias a las que esperan atender, como la fabricación espacial y el turismo, no están maduras”.
El banco de inversión Citi estima un mercado para toda la economía espacial tan grande como $ 1 billón al año para 2040. Pero el pronóstico de ventas anuales para estaciones espaciales comerciales se estima en solo $ 8 mil millones, compuesto por servicios como entrenamiento de astronautas, investigación y nueva industria. actividades que incluyen la logística espacial y la minería.
Otros son más pesimistas. Un estudio granular de cinco mercados potenciales para estaciones espaciales comerciales, que van desde la fabricación hasta el montaje y mantenimiento de satélites; entrenamiento de astronautas para nuevas naciones con capacidad espacial; y entretenimiento y turismo: estimó que el mercado estaría entre $ 455 millones y $ 1,2 mil millones en ingresos anualizados para 2025.
Ese estudio, publicado en 2017 por el Instituto de Políticas de Ciencia y Tecnología con sede en Washington DC, calculó los costos de operación de una estación entre $ 463 millones y $ 2,25 mil millones por año. Llegó a la conclusión de que solo en los escenarios de costos e ingresos más optimistas podrían las estaciones ser comercialmente viables sin el apoyo sostenido de la agencia espacial.
Desde que se escribió el informe, dice el autor principal Keith Crane, "la demanda del sector privado de bienes y servicios del espacio no se ha materializado realmente". Además, dice Carissa Christensen, directora ejecutiva de la consultora BryceTech, "La NASA ayuda a las empresas a acceder a la ISS y, a veces, incluso ofrece peleas y tiempo de astronauta gratis, particularmente para lo que considera usos precomerciales". No está claro qué nivel de ayuda recibirían los clientes del sector privado en las estaciones comerciales.
Tal cautela no ha disuadido a los aspirantes a la NASA. La construcción de infraestructura permanente en el espacio, abierta a todos, es “el comienzo de la revolución industrial más profunda que la humanidad jamás haya visto”, dice Tom Vice, director ejecutivo de Sierra Space.
“Para fines de la década de 2020, preveo varias estaciones operando en órbita”, dice Dylan Taylor, director ejecutivo de Voyager Space, parte del consorcio Nanoracks.
Los candidatos son reacios a detallar sus planes de negocios mientras negocian con clientes potenciales. Pero la mayoría está de acuerdo en que construir una estación costará entre $ 2 mil millones y $ 3 mil millones, lo que significa que cualquier proyecto que elija la NASA tendrá que recaudar fondos sustanciales para llegar a su finalización. Vice de Sierra Space dice que espera que los costos operativos sean una quinta parte de los de la ISS.
Todos los competidores coinciden en que el modelo solo funcionará con la NASA como cliente ancla al principio. “Tomará tiempo construir una industria sólida”, dice Taylor de Voyager.
Pero, en una señal de la demanda sin explotar de los servicios del sector privado, el fundador de Axiom Space, Mike Suffredini, dice que su empresa ya ha obtenido unos 2.000 millones de dólares en ingresos a través de misiones espaciales privadas a la ISS, un contrato de la NASA para desarrollar un traje espacial y proyectos de investigación privados.
Al igual que sus rivales, Axiom apunta a países con ambiciones espaciales que no han desempeñado un papel significativo en la ISS.
“Cualquier nación espacial emergente obtendrá acceso a servicios en órbita terrestre baja que antes no podíamos pagar, porque programas como la ISS requerían una gran inversión inicial continua”, dice Sarah Al Amiri, presidenta de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos. “Ahora países como los Emiratos Árabes Unidos podrán acceder a los servicios que necesitamos”.
Fabricación en microgravedad
El entorno de "microgravedad" ingrávido de una estación espacial tan útil para las películas basadas en proteínas de LambdaVision ha sido un atractivo para muchas empresas. La microgravedad afecta el comportamiento de sólidos, líquidos, gases y tejidos vivos. Esto permite a los científicos ejercer un mayor control sobre muchos procesos físicos, químicos y biológicos, desde el crecimiento de cristales y células hasta la mezcla de fluidos y la transferencia de calor.
La microgravedad puede eliminar defectos en el carburo de silicio utilizado para la producción de semiconductores. También hay un entusiasmo creciente por producir cables de fibra óptica ultra puros, aunque estos se limitarán a usos específicos.
Hasta ahora, los investigadores biomédicos y farmacéuticos han hecho el mayor uso de la microgravedad en la ISS. Los astronautas han sido durante mucho tiempo conejillos de Indias para los estudios sobre los efectos a largo plazo de la microgravedad en el cuerpo humano, lo que puede convertirse en un factor limitante importante al enviar personas a establecer bases lunares y luego visitar Marte. Las personas que permanecen en el espacio durante un período prolongado, por ejemplo, muestran “manifestaciones de envejecimiento acelerado”, dice Danilo Tagle, director de iniciativas especiales del Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales de EE. UU.
Para estudiar estos efectos, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. están enviando "chips de tejido" a la ISS. Estos pequeños modelos tridimensionales de tejidos humanos, que incluyen pulmón, médula ósea, intestino, corazón, riñón y músculo, crecen mejor en microgravedad que en la Tierra.
Entre las compañías farmacéuticas, Merck de EE. UU. ha liderado el camino bajo el liderazgo de su investigador científico Paul Reichert. Los experimentos en la ISS produjeron suspensiones cristalinas superiores en Keytruda, el tratamiento contra el cáncer más vendido de Merck, dice.
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| El entorno ingrávido de "microgravedad" de una estación espacial permite a los científicos ejercer un mayor control sobre muchos procesos físicos, químicos y biológicos © NASA |
Reichert está entusiasmado con el uso de estaciones comerciales, pero es cauteloso con la producción de medicamentos para el mercado espacial. “El problema no es solo la logística sino también la escala”, dice. “Las terapias con anticuerpos monoclonales se fabrican en toneladas. Es difícil imaginar cómo se podría ampliar tanto. Me gusta el modelo [donde] usamos el espacio como laboratorio y [aplicamos los resultados para] mejorar los procesos en la Tierra”.
Josh Western, cofundador de la empresa emergente de fabricación espacial Space Forge, cree que es posible producir grandes volúmenes en el espacio y devolverlos a la Tierra de forma económica, pero solo si los productos son relativamente pequeños y de muy alto valor. Su empresa, cuyo objetivo es fabricar semiconductores, aleaciones y compuestos en el espacio, ha cuantificado su mercado en más de 100.000 millones de dólares en los próximos 15 o 20 años.
Sin embargo, no planea reservar un lugar en ninguna de las estaciones que se proponen a la NASA, que tienen que soportar tripulación humana. “No queremos estar cerca de los humanos”, dice. “En la ISS tienes astronautas moviéndose. Cada vez que agarran un mango tienes una vibración . . . eso podría interferir con tu cristal.
La mayoría de las estaciones propuestas también volarán en órbitas subóptimas para la fabricación más pura, dice. “Debido a que Leo no está tan lejos, todavía tienes algunas limitaciones de la Tierra. Partes de la atmósfera interferirán con las condiciones de vacío”. En cambio, Space Forge está desarrollando sus propias fábricas y transportes espaciales autónomos que, como máximo, se acoplarían a una estación privada para reabastecerse o descargar carga.
Los operadores de estaciones espaciales comerciales ofrecerán estaciones autónomas, el equivalente a las fábricas oscuras aquí en la Tierra, dice Mike Gold, vicepresidente ejecutivo de Redwire, parte del consorcio Orbital Reef.
A medida que la ISS reduce sus actividades, la NASA comienza a pensar en cómo se debe preservar su legado, dice Gatens: "No podemos derribarlo todo y convertirlo en un museo; ojalá pudiéramos". Hay otra opción. “Si algunas estaciones espaciales comerciales quisieran proponer tomar una pieza para usarla, lo consideraríamos”, dice ella.
Hasta el momento no ha habido ofertas. A menos que alguien intervenga, la ISS entrará en la atmósfera de la Tierra en enero de 2031, donde arderá al volver a entrar y se hundirá en el Pacífico Sur. Taylor, de Voyager, será uno de los millones que llorarán su fallecimiento. “La ISS debería ganar un Premio Nobel”, dice. “Es una de las mejores cosas que los humanos han hecho”.
Modificado por orbitaceromendoza
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