{"id":1172,"date":"2016-07-24T16:58:45","date_gmt":"2016-07-24T15:58:45","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/?p=1172"},"modified":"2016-07-24T17:15:22","modified_gmt":"2016-07-24T16:15:22","slug":"materiales-para-un-ascensor-espacial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/2016\/07\/24\/1172\/","title":{"rendered":"Materiales para un ascensor espacial"},"content":{"rendered":"

Por\u00a0Patricia Mu\u00f1oz<\/span>, Ingeniera de Materiales<\/p>\n

A\u00fan no disponemos de los materiales que permitan construir un ascensor espacial para conectar la superficie de la tierra con una \u00f3rbita geoestacionaria.<\/div>\n
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Es una idea que investigadores de todo el mundo han tenido en mente desde hace tiempo, sin haber encontrado a\u00fan una soluci\u00f3n pr\u00e1ctica para llevarlo a cabo. En 1895, Konstantin Tsiolkovski, en su libro \u201cEspeculaciones sobre la Tierra y el cielo\u201d, calculaba que en extremo de una torre cuya altura fuese unos 36000 km los cuerpos parecer\u00edan no tener peso, como ocurre con los astronautas en el interior de estaciones que orbitan la Tierra. La altura de 36000 km corresponde a la de las \u00f3rbitas geoestacionarias, en las que se sit\u00faan la mayor\u00eda de sat\u00e9lites. En 1960, el ingeniero ruso Yuri Artsutanov, en un art\u00edculo titulado \u201cAl espacio en una locomotora el\u00e9ctrica\u201d explicaba que los astronautas usar\u00edan una nave de propulsi\u00f3n el\u00e9ctrica que subir\u00eda en d\u00edas al espacio, guiada por un cable como si fuera un ra\u00edl aunque reconoc\u00eda que la resistencia a la tracci\u00f3n que deb\u00eda tener el material utilizado para su construcci\u00f3n hac\u00eda imposible su realizaci\u00f3n pr\u00e1ctica.<\/div>\n
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Art\u00edculo de 1960 de Yuri Artsutanov proponiendo ascensor espacial (1).<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Esta idea es recurrente en ciencia ficci\u00f3n. Aparece por ejemplo en la franquicia de videojuegos \u201cHalo\u201d y en el libro \u201cLos viajes de Tuf\u201d del escritor de \u201cCanci\u00f3n de hielo y fuego\u201d, George R. R. Martin.<\/p>\n

Un ascensor espacial tendr\u00eda una masa contrapeso a una altura mayor de la \u00f3rbita geoestacionaria, lo cual permitir\u00eda mantener de forma estable el cable, evitando que se enrollara sobre la Tierra debido al movimiento de rotaci\u00f3n de nuestro planeta. Para mantener el equilibrio de la estructura, se situar\u00eda el anclaje en alg\u00fan punto lo m\u00e1s cerca posible del ecuador, para minimizar los efectos de tensi\u00f3n por la diferencia entre la rotaci\u00f3n de la Tierra y la \u00f3rbita geosincr\u00f3nica del ascensor. Una vez instalado el cable en su lugar, podr\u00edan subir y bajar por \u00e9l naves y cargas a un coste relativamente m\u00e1s barato que el que supone actualmente el lanzamiento de una nave.<\/p>\n<\/div>\n

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Esquema de un ascensor espacial.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Existe un informe publicado por la Academia Internacional de Astron\u00e1utica (IAA) en el que se expone que los ascensores har\u00edan m\u00e1s viable y segura la exploraci\u00f3n espacial. Las cabinas ascender\u00edan por el cable a una velocidad de unos 200 kil\u00f3metros por hora, por lo que ser\u00edan necesarios unos siete d\u00edas para recorrer la distancia total del ascensor. Menos tiempo y m\u00e1s barato que propulsar una nave hasta la ISS.<\/p>\n

El problema infranqueable lleg\u00f3 al buscar un material que pudiera resistir la fuerza de tracci\u00f3n que aparecer\u00eda en el cable. Se ha estimado que la tensi\u00f3n podr\u00eda ser de unos 50 GPa, muy superior a la resistencia de los materiales estructurales actuales. Con el descubrimiento del grafeno y el desarrollo de los nanotubos de carbono se pens\u00f3 que se podr\u00eda haber encontrado el candidato perfecto. La resistencia de una malla de nanotubos de carbono, de un \u00e1tomo de espesor, es de 100 GPa.<\/p>\n

\"Formaci\u00f3n<\/a>
Nanotubos de carbono con defectos (2).<\/figcaption><\/figure>\n

El problema al pensar en emplear estos materiales a base de carbono para construir un cable es que un peque\u00f1o defecto en la malla de \u00e1tomos puede reducir las propiedades considerablemente (2). Este mismo a\u00f1o, se ha publicado en la revista ACS Nano un estudio de la Universidad Polit\u00e9cnica de Hong Kong donde han introducido defectos en una estructura de nanotubos de carbono y han observado ese detrimento en las propiedades (3).<\/p>\n

De momento, podemos conformarnos con proyectos de empresas como Thoth Technology que ha patentado un modelo de ascensor que llegar\u00eda hasta 20 km sobre la superficie de la Tierra con una estructura parcialmente inflable (4).<\/p>\n

M\u00e1s informaci\u00f3n sobre ascensores espaciales en la ref. (1).<\/p>\n

Referencias y enlaces:<\/p>\n

1.\u00a0www.spaceward.org<\/a>.<\/div>\n
2. Manuel Elices 2012<\/a>, \u00abNanomateriales (3): la fibra ideal\u00bb, Blog materiales al d\u00eda<\/div>\n
3.\u00a0Liyan Zhu, Jinlan Wang, and Feng Ding 2016<\/a>,\u00a0\u00abThe Great Reduction of a Carbon Nanotube\u2019s Mechanical Performance by a Few Topological Defects\u00bb,\u00a0ACS Nano, 2016, 10 (6), pp 6410\u20136415.<\/div>\n
4. Ver noticia en\u00a0http:\/\/thothx.com\/news-2\/<\/a>.<\/div>\n<\/div>\n
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Por\u00a0Patricia Mu\u00f1oz, Ingeniera de Materiales A\u00fan no disponemos de los materiales que permitan construir un ascensor espacial para conectar la superficie de la tierra con una \u00f3rbita geoestacionaria. Es una idea que investigadores de todo el mundo han tenido en mente desde hace tiempo, sin haber encontrado a\u00fan una soluci\u00f3n pr\u00e1ctica para llevarlo a cabo. En 1895, Konstantin Tsiolkovski, en su libro \u201cEspeculaciones sobre la Tierra y el cielo\u201d, calculaba que en extremo de una torre cuya altura fuese unos 36000 km los cuerpos parecer\u00edan no tener peso, como ocurre con los astronautas en el interior de estaciones que orbitan\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":187,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[16841,2399,14000],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1172"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/users\/187"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1172"}],"version-history":[{"count":14,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1172\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1188,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1172\/revisions\/1188"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1172"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1172"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1172"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}