¿Es posible construir una estación espacial esferoide de 160 KM de diámetro capaz de alojar y mantener con vida a aproximadamente a un millón de personas? O sea: ¿Es posible para la humanidad del S.XXI - no la de hace mucho tiempo en una galaxia muy lejana - construir una Estrella de la Muerte?
La hipotética construcción de una Estrella de la Muerte es un proyecto que hemos contemplado un grupo de trabajo de profesoras, profesores y una ex-alumna en un
articulo plublicado en la Revista ReVisión(1), para poner a prueba lo que llamamos la Matriz de Sostenibilidad de los proyectos de Ingeniería.
Los ingenieros resolvemos problemas que se definen a partir de requisitos, que normalmente relativos a la función, el rendimiento y a aspectos económicos. Y, como bien sabemos hoy en día se omiten aspectos relativos al impacto en la sociedad o al medio ambiente. Por ello hemos creado esta matriz, para facilitar un análisis y reflexión sobre todas las dimensiones y etapas del ciclo de vida de un proyecto. Esta matriz se inspira en la
Matriz de la Economía del Bien Común.
La Estrella de la Muerte
Para ilustrar la aplicación de la Matriz de Sostenibilidad a un proyecto de ingeniería hemos escogido como proyecto La Estrella de la Muerte, la famosa estación de combate popularizada en la saga Star Wars por George Lucas. Hemos seleccionado este proyecto por varias razones. En primer lugar, se trata de un proyecto enormemente ambicioso, probablemente el más ambicioso que jamás haya emprendido la humanidad (en el supuesto de que se pusiera en marcha, claro). En segundo lugar, se trata de un proyecto transversal, conocido por una gran parte de los estudiantes/ingenieros y que por lo tanto no es necesario explicar previamente. En tercer lugar, es un proyecto multidisciplinar con grandes efectos sobre la sociedad y el medio ambiente. Difícilmente otro proyecto podría tener en un futuro próximo un impacto tan grande en la humanidad y en el propio planeta Tierra. Finalmente, se trata de un proyecto suficientemente atractivo como para que los estudiantes de ingeniería (y algunos de sus profesores) se tomen el tiempo de leer este artículo, lo que constituye el primer paso para que puedan aplicar la Matriz de Sostenibilidad a sus proyectos.
A continuación os pongo algunos de los argumentos expuestos en el articulo que pueden ser de interés.
¿Es sostenible la Estrella de la Muerte?
Como puede entenderse fácilmente, no es posible realizar una estimación precisa ni del coste económico ni del impacto ambiental o social de la construcción de la Estrella de la Muerte (en adelante, EM), por lo que nos centraremos en el impacto general que tendría su construcción y valoraremos las consecuencias de su hipotético diseño y posterior construcción.
En noviembre del año 2012, 34 435 ciudadanos americanos solicitaron al gobierno de EEUU que en 2016 comenzase la construcción de la EM con el objetivo de generar puestos de trabajo en la construcción y en la ingeniería de la exploración del espacio, además de reforzar la defensa nacional. La respuesta del gobierno fue que el coste de la estación de combate, estimado en 850 ×1015 dólares, lo hacía inviable, además de indicar que la administración Obama no apoyaba la construcción de armas capaces de destruir planetas, especialmente si estaban diseñadas de tal modo que un solo hombre con un pequeño caza de combate era capaz de destruirla.
Pero los ciudadanos no se rindieron, y tras el rechazo de la petición, decidieron recaudar fondos a través de una plataforma de crowdfunding para financiar con capital privado la construcción de la EM. Para reducir el coste apostaban por usar plataformas de software abierto como LiNuX o Android. Se marcaron como objetivo inicial para poner en marcha el proyecto conseguir 23,2 millones de euros. Aquellos que daban 1 € recibían el agradecimiento de los promotores y conseguían su propia satisfacción al saber que estaban colaborando para tener un planeta más seguro. Los que donaban al menos 10 € verían además su nombre impreso en uno de los androides de mantenimiento MSE-6 de la EM. El proyecto consiguió en la plataforma de crowdfunding poco más de 380 000 € y fue cerrado el 1 de abril de 2013 por no recaudar el mínimo necesario preestablecido para su puesta en marcha.
En realidad, el coste de la EM indicado por el gobierno de EEUU estaba mal estimado. De hecho, probablemente ni siquiera hicieron ningún cálculo. Se limitaron a usar la información que encontraron en una página web publicada por un grupo de estudiantes de economía de la Universidad de Lehigh, Pennsylvania. Estos estudiantes supusieron que la EM sería construida con acero, y calcularon la cantidad de acero que se necesitaría para construir una estación espacial como la EM de 140 km de diámetro1 en el supuesto de que la densidad fuese similar a la de un moderno portaviones. Determinaron que se necesitarían 1,08 billones de toneladas de acero, que con el coste del material en 2012 suponía un precio de 852 ×1015 dólares, equivalentes a unas 13 000 veces el producto interno bruto mundial. Además, calcularon también que con los niveles de producción de 2012 se tardarían 833 315 años en extraer todo ese acero y que obtener semejante cantidad sólo sería posible si se sacase del núcleo de la Tierra, donde hay acero suficiente para construir al menos 2000 EM de esta densidad. Esto parece un poco peligroso porque podría desestabilizar la rotación del planeta.
Como puede observarse, el cálculo no tiene en cuenta otros elementos imprescindibles para construir la EM, como por ejemplo otros materiales, la mano de obra, las fuentes de energía, los sistemas de navegación y control, los sistemas de soporte vital, el armamento o el transporte al espacio todos los materiales y humanos implicados en el proyecto. Para que nos hagamos una idea, la NASA cobra aproximadamente 95 millones de dólares por poner una tonelada de material en el espacio, aunque este coste se ha reducido enormemente en los últimos años gracias a la innovación disruptiva en el sector que SpaceX - una de las empresas de Elon Muck. Poner 1 billón de toneladas de acero en el espacio costaría, a precio de la NASA, 13 ×1015 dólares. Por otra parte, habría que rellenar la EM con aire respirable a una presión de una atmósfera. Eso supone algo más de 8 ×1012 metros cúbicos de nitrógeno y 1,5 ×1012 metros cúbicos de oxígeno.3 Más o menos, el 0,005% del nitrógeno y el 0,002% del oxígeno disponible en la atmósfera de la Tierra. Si se comprime el gas, sólo sería necesario transportar 21 ×109 metros cúbicos de nitrógeno y casi 2 ×109 metros cúbicos de oxígeno.
Si incluimos los costes de transporte de los contenedores obtenemos un coste adicional, sólo del transporte del acero y el aire, de más de 13 ×1015 dólares. Y no estamos contabilizando el probablemente más alto de los costes: el armamento. Un moderno caza de combate como el Eurofighter Typhoon cuesta algo menos de 9 ×107 €. La EM debería contar con miles de estos cazas (que además deberían ser capaces de desplazarse en el vacío interestelar) y cientos de cruceros de combate cuyo precio no nos atrevemos a estimar en este artículo.
El «diseñador de páginas web, pensador estrafalario y especialista de Apple» Ryszard Gold, estima que construir la EM costaría más de 15 ×1024 dólares, aunque usando materiales alternativos como aluminio, titanio o grafeno en lugar de acero, y disponiendo de una planta de fabricación en la luna para reducir gastos de transporte, entre otras alternativas, podría reducirse el coste a la mitad.
Teniendo en cuenta que el valor de la economía mundial ronda actualmente los 14 ×109 dólares, la EM costaría 1,11 ×1015 veces la cantidad de dinero disponible en el mundo, y se necesitaría el espacio equivalente a 10,3 EM para almacenarlo. Ante estos desoladores datos, parece que la construcción de la EM no es viable económicamente (y por lo tanto, no es sostenible). Sin embargo, vamos a tratar de demostrar que sí que lo es, y a evaluar la sostenibilidad del proyecto.
Es posible. Es necesario.
En la década de los 60 del siglo XX nadie sabía en la NASA cómo llevar un ser humano de ida y vuelta a la Luna. Pero tampoco lo sabían los rusos que estaban ganando en la carrera espacial con el Spuntkink y Yuri Gagarin ensalzando el modelo comunista ante el mundo. Por eso Kenedy apostó por un objetivo a medio plazo en el que la NASA tuviera alguna opción de llegar antes que los rusos.
El proyecto Apolo fue desarrollado por un equipo humano con una media de edad inferior a los 30 años
que no sabía que no se podía conseguir. La inversión e ilusión de todo EEUU volcada en el programa espacial consiguió hacer, en menos de 10 años, lo que nadie sabía cómo hacer. Esa inversión revirtió en las siguientes décadas de forma multiplicada en forma de un enorme impacto económico, conocimiento científico y desarrollo de nuevas tecnologías que hoy disfrutamos, como el velcro o la cinta americana que salvó la vida a los amigos de Tom Hanks en Apolo 13.
De hecho, ese efecto sigue produciéndose actualmente: se estima que cada euro invertido en la actividad espacial reporta a la economía de un país entre 4 y 20 veces su valor.
El pensamiento científico avanza exponencialmente cuando se dedican recursos suficientes. Cuando se aplican tecnologías que se rigen por patrones de crecimiento exponencial, misiones imposibles se convierten en asumibles. Construir un artefacto como la EM es un proyecto imposible si se usa un pensamiento lineal: es preciso utilizar el pensamiento exponencial. A principios de los años 90 del siglo pasado se estimaba que el genoma humano sería secuenciado totalmente para el año 2050. Esta estimación estaba basada en una visión lineal del progreso de principios de los 90. En 1998, sin embargo, ya se había conseguido secuenciar completamente el genoma. Hoy (2015) se prevé que en menos de 5 años se pueda analizar el genoma de un individuo en pocos minutos con un coste asumible para el presupuesto de la clase media.
El estudio (superficial) de coste presentado unos parrafos antes está basado en un pensamiento lineal y, por lo tanto, equivocado. Pensamos que si la humanidad se lo propone y se coordina, es posible construir una estación espacial como la EM en los próximos 100 (o 50) años a partir de la tecnología actual y de sus previsibles avances.
Para empezar, existe una cosecha de billonarios (en billones anglosajones) salidos de Silicon Valley, la mayoría con edades entre treinta y cuarenta y pocos años, que se ha propuesto revivir la carrera espacial.
Elon Musk, cofundador de Paypal, ha creado SpaceX, una empresa que ha reducido el coste de poner un kilo de material en órbita de casi 100 000 dólares a 1400 dólares en menos de 10 años. Ha reducido el coste al 1,4%. Este ahorro lo han hecho a partir de un diseño de sus cohetes nuevo con tecnologia del S.XXI y no del año 1960 como la competencia - hasta hace muy poco los astronautas subían a la Estación Espacial Internacional en cohetes rusos construidos en los 60's extraídos de misiles intercontinentales reciclados, por ejemplo imprimen en 3D algunas piezas de sus motores porque son demasiado complejas para hacerlas con moldes, y porque trabajan de forma integrada verticalmente - o sea, construyen y diseñan TODO su hardware y software - y no siguen la rueda de 3, 4 y hasta 5 subcontratas por cada pieza que encarece la construcción un 10.000% . Seguramente en 2016 SpaceX iniciará sus vuelos en cohetes reutilizables que reducirán todavía más el coste. Para saber mucho más:
http://waitbutwhy.com/2015/08/how-and-why-spacex-will-colonize-mars.html
La NASA contrata actualmente los cohetes de SpaceX para llevar material a la Estación Espacial Internacional. Con costes de órdenes de 10e15 o 10e24, una reducción de dos órdenes de magnitud puede representar poco, pero el cambio es significativo a pequeña escala. A 1400 dólares el kilo, enviar aparatos experimentales al espacio ya no está exclusivamente en manos de la NASA o de agencias similares. Estos costes están al alcance de startups como las que han creado más de 1.000 000 de apps para smartphones en menos de 5 años.
Planetary Resources, fundada por Peter H. Diamandis en 2010, cuenta con inversores como Larry Page, Erich Smith, Richard Branson o Ross Perot entre otros, y tiene como objetivo establecer minas en asteroides para explotar sus recursos. Se han identificado asteroides (C-type) con una composición del 20% de agua que pueden aportar hidrógeno (combustible para cohetes) y oxígeno (elemento crucial para la vida tal y como la conocemos) en el espacio. Otros asteroides (X-type) contienen metales pesados escasos en la tierra como el niobio y el tantalio, que en la Tierra se extraen del coltán y generan en la República Democrática del Congo uno de los peores desastres sociales de nuestro planeta. Uno de los asteroides objetivo de Planetary Resources, por poner un ejemplo, contiene más platino del que jamás se ha obtenido en la Tierra.
La estrategia de Planetary Resources para obtener estos recursos es combinar dos tecnologías exponenciales: la robótica y la impresión 3D. Su idea es utilizar naves robotizadas equipadas con impresoras 3D que, una vez lleguen a un asteroide, dispongan de la capacidad de imprimir y ensamblar duplicados de sí mismas: tecnologías exponenciales combinadas en una aproximación exponencial. Además, Planetary Resources tiene un plan de negocio viable por sí mismo solamente con la comercialización de las tecnologías que está creando en la Tierra. La abundancia de recursos que presumiblemente provocará el desarrollo de la tecnología de Planetary Resources va a cambiar muy pronto las cosas en nuestro planeta. Operaciones mineras nada éticas y desequilibrios políticos causados por la escasez de ciertos recursos (platino, uranio, coltán, etc.) pueden tener sus días contados.
En menos de diez años, Planetary Resources o alguna de las empresas que compiten en la carrera de explotar los recursos de los asteroides conseguirán establecer una flota robotizada de minadores de asteroides. Una vez esto suceda, todo se va a acelerar -igual que sucedió con Internet en el año 1995-, y construir algo como la EM sólo va a depender de nuestra voluntad e imaginación. Es cuestión de tiempo, de poco tiempo.
Pero no sólo las empresas privadas están apostando por el futuro interplanetario. La NASA tiene previsto llevar un humano a Marte en los próximos 20 años, y para ello ha definido 15 áreas de nuevas tecnologías en las que se debe invertir:
sistemas de propulsión en el lanzamiento;
tecnologías de propulsión en el espacio;
producción y almacenamiento espaciales de energía;
robótica y sistemas autónomos;
sistemas de comunicaciones y navegación, así como de seguimiento de basura espacial;
salud y sistemas de soporte de la vida humana y habitacionales en el espacio;
sistemas de exploración humana en los destinos;
instrumentos científicos, observatorios y sensores;
sistemas de entrada, descenso y aterrizaje;
nanotecnología;
tecnologías de la información, modelización, simulación y proceso de datos;
materiales, estructuras, sistemas mecánicos y fabricación;
sistemas de lanzamiento y de seguimiento en Tierra;
sistemas térmicos y
aeronáutica.
Como puede comprobarse, estas áreas están perfectamente alineadas con la construcción de la EM. Pero no solamente es posible. Es necesario, sino imprescindible, que la humanidad aborde la construcción de un proyecto como la EM - o como quiera hacer Elon Musk llevar 1.000.000 humanos a Marte -para garantizar la supervivencia de la especie. En primer lugar, esto puede conseguirse gracias a que la EM nos permitirá convertirnos en una especie interplanetaria. En segundo lugar, las características de la EM contribuirán a conseguir la paz mundial, como veremos más adelante. Finalmente, el objetivo último de esta obra de ingeniería es mejorar la vida de todos los habitantes de la Tierra. Esto no sólo se conseguirá mediante la generación de millones de puestos de trabajo de calidad, sino también desarrollando las tecnologías que contribuyan a ello, como veremos en las siguientes secciones.
Si os habéis quedado con ganas de más os recomiendo que leáis el articulo completo. Nuestro diseño de la Estrella de la Muerte está en el apartado 5. Que lo disfrutéis.
(1)
Fermín Sánchez, Jordi Garcia, Eva Vidal, David López, Jose Cabré, Helena García, Marc Alier y Carme Martín, ¿Es Sostenible la Estrella de la Muerte?, ReVisión Vol8, nº3 (2015) LINK
