La nueva carrera espacial (NCE) está en marcha a partir de la década del 2000 y aún no es claro que bloque saldrá victorioso: Estados Unidos y sus socios en el NASA Artemis Program o China y Rusia con la Estación Internacional de Investigación Lunar / International Lunar Research Station (ILRS) de la CNSA y Roscosmos; que, debido al conflicto en Ucrania, China abrió sus misiones lunares a la participación internacional. No obstante, una cosa es segura, la competencia está impulsando de manera intensiva la innovación y conduciendo a importantes avances en la exploración espacial hacia el espacio profundo.
Aun cuando no está registrada una fecha específica en la que se pueda identificar el inicio de la NCE, los siguientes son algunos eventos considerados hitos importantes: China lanzó su primera nave espacial tripulada Shenzhou 5 (2003), la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó la sonda espacial Venus Express (2005), la empresa privada SpaceX realizó el primer lanzamiento exitoso de un cohete propulsado por combustible líquido (2006), India lanzó su primera sonda lunar Chandrayaan-1 (2007), la NASA lanzó el Mars Science Laboratory con el Rover Curiosity a Marte (2011, que aterrizó en agosto de 2012). Estos acontecimientos marcaron el comienzo de una nueva era en la exploración espacial (la NCE), caracterizada por la participación de un mayor número de países y empresas privadas, un enfoque con el objetivo de establecer una presencia humana sostenible en la Luna y Marte y, el desarrollo de nuevas tecnologías espaciales, como la propulsión espacial avanzada y los sistemas de soporte vital regenerativos. Hay que decir también que, esta vez -a diferencia de la carrera espacial acontecida en el contexto de la Guerra Fría, en el enfrentamiento ideológico entre los EU y la Unión Soviética-, no solo se trata de llegar a la Luna. Los países, sus agencias y las empresas privadas están compitiendo por colonizar Marte, asteroides y otros cuerpos celestes e incluso establecer una presencia humana más allá, en el espacio profundo.
En este complejo escenario, los movimientos estratégicos de EU y China se extienden a ámbitos tales como los sistemas de soporte vital, la biotecnología, la utilización de recursos in situ (ISRU), la robótica e impresión 3D, la inteligencia artificial, el cómputo cuántico, los semiconductores, así como los sistemas de defensa espacial y ciberseguridad (capacidades contra espaciales), donde ambas potencias se disputan la supremacía científico-tecnológica.
Sistemas de soporte vital, la colonización de la Luna representa un desafío de grandes dimensiones, crear un entorno artificial que sostenga la vida humana en un ambiente hostil y carente de las condiciones que encontramos en la Tierra no es cosa sencilla. Para lograr este objetivo, se requiere desarrollar sistemas de soporte vital (SSV) altamente eficientes y confiables que deben proporcionar los elementos esenciales para la supervivencia humana tales como:
Aire respirable, que incluye la extracción de oxígeno (existen diferentes técnicas para extraer oxígeno del regolito lunar, como la electrólisis o la reducción por carbono); la eliminación de CO2 (los sistemas de absorción de CO2 o filtros químicos son necesarios para eliminar el dióxido de carbono exhalado por los colonos lunares y/o marcianos) y el control de la presión y la temperatura (se debe mantener una atmósfera presurizada con una temperatura adecuada para sustentar la vida humana). Actualmente, la empresa Moon Express está trabajando en un sistema de extracción de oxígeno del regolito lunar.
Agua potable, que incluye la extracción del agua (el hielo de agua presente en los polos lunares puede ser una fuente vital para la obtención de agua potable); reciclaje de agua (el reciclado de agua residual y orina es crucial para minimizar la necesidad de reabastecimiento del vital líquido desde la Tierra) y la purificación de agua (se requiere un efectivo y potente sistema de purificación para eliminar contaminantes y garantizar la seguridad del agua potable). La NASA desarrolla el Sistema de Soporte Vital Regenerativo (RASS) para reciclar agua y aire en la Estación Espacial Internacional (EEI).
Alimentos, incluye el cultivo de alimentos (utilizando técnicas de hidroponía o aeroponía para cultivar plantas en un ambiente controlado); producción de carne (la cría de animales en la Luna presenta grandes desafíos, pero la producción de carne artificial o sintética cultivada en laboratorios -elaborada a través de células madre de músculos de animales y que ya es un gran negocio en la Tierra- es una alternativa viable) y el suministro de alimentos desde la Tierra (se requerirá un sistema de transporte eficiente para enviar alimentos frescos asiduamente desde la Tierra hasta la base lunar y/o marciana).
Energía, la energía solar es una fuente abundante y renovable que será utilizada para generar electricidad; la energía nuclear es una opción para proporcionar energía constante durante la noche lunar; el almacenamiento de energía requiere de sistemas efectivos para garantizar un suministro constante de energía durante las fases lunares sin luz solar. La empresa Tethers Unlimited desarrolla un sistema de energía solar espacial para proporcionar energía constante a las futuras bases lunares.
Protección contra la radiación, los hábitats lunares modulares deben estar diseñados para proteger a los colonos de la radiación espacial y los micro meteoritos. Los trajes espaciales son necesarios para realizar actividades fuera de los hábitats y proteger a los colonos del vacío lunar.
La biotecnología (uso de organismos vivos o sus procesos para desarrollar productos o servicios). Es un campo en rápido crecimiento con un amplio rango de aplicaciones, que incluye la medicina, la agricultura y la industria espacial. En la NCE, la biotecnología se está utilizando para desarrollar: nuevos alimentos espaciales biotecnológicos y materiales para astronautas. La biotecnología se utiliza para producir alimentos nutritivos, de larga duración, fáciles de almacenar y transportar (la NASA financia un proyecto que desarrolla un biorreactor para producir alimentos frescos en el espacio); así como para desarrollar materiales ligeros y resistentes para trajes espaciales y naves espaciales. Nuevos métodos de exploración espacial, la biotecnología se utiliza para desarrollar robots y biosensores que puedan explorar entornos espaciales hostiles, también es útil para desarrollar biocombustibles que puedan sustentar naves espaciales. Los sistemas de soporte vital regenerativos, la biotecnología se utiliza para desarrollar sistemas que reciclen el aire, el agua y los desechos en hábitats espaciales; esto permitirá a los astronautas vivir y trabajar en el espacio profundo durante períodos prolongados sin depender de la Tierra para obtener suministros.
La utilización de recursos in situ (ISRU), una tecnología espacial emergente, basada en la práctica de utilizar los recursos que se encuentran en un cuerpo celeste para apoyar las actividades espaciales. Esto en la NCE incluye el uso de agua, minerales u otros materiales para producir combustible, propulsores para viajar a Marte, materiales de construcción y alimentos. La ISRU tiene el potencial de revolucionar la exploración espacial al prácticamente eliminar la necesidad de transportar materiales desde la Tierra, lo que conducirá a misiones espaciales más baratas y sostenibles, al utilizar recursos que se encuentran en el espacio en lugar de gastar los recursos de la Tierra.
El uso de la ISRU incluye la generación de misiones espaciales más flexibles al permitir a los astronautas producir los recursos que necesitan en el espacio. En contraparte, los desafíos que deben abordarse para poder usarla ampliamente, se requiere desarrollar nueva tecnología para extraer, procesar y utilizar la ISRU, se deben desarrollar nuevos métodos de logística para transportar y almacenar esos recursos y se requieren nuevas regulaciones para normar el uso de la ISRU. A pesar de estos desafíos, la ISRU se volverá cada vez más importante para permitir la exploración y colonización sostenible del espacio, a medida que la tecnología espacial continúa desarrollándose. Entre los avances actuales destacan que la NASA está desarrollando un sistema de extracción de agua del hielo lunar, la empresa privada Moon Express trabaja en un robot para recolectar minerales de la Luna y la ESA desarrolla un sistema para producir propulsores a partir de la ISRU.
La robótica e impresión 3D son dos tecnologías que desempeñarán un papel importante en la NCE por la Luna. La robótica se utiliza para realizar tareas peligrosas o repetitivas, como construir infraestructura y recolectar recursos, lo que reduce el riesgo para los astronautas humanos. La impresión 3D se utiliza para crear piezas y herramientas personalizadas, lo que puede ayudar a reducir los costos y aumentar la eficiencia. Varias empresas y agencias espaciales ya utilizan robótica e impresión 3D en sus proyectos lunares. La NASA desarrolló el robot VIPER que explorará el polo sur de la Luna en busca de hielo de agua, utilizando un taladro robótico para recolectar muestras de regolito, para ser analizadas por científicos. Parte la nave espacial Starship de SpaceX -que será capaz de transportar humanos y carga a la Luna- se está imprimiendo en 3D con acero inoxidable, lo que ayuda a reducir el costo y el tiempo de producción. Ambas tecnologías permiten construir estructuras permanentes en la Luna, extraer recursos del regolito lunar y enviar humanos a Marte y más allá.
Algunos beneficios de utilizar robótica e impresión 3D en la futura exploración espacial están relacionados con la seguridad, la eficiencia, la escalabilidad (la robótica y la impresión 3D se pueden escalar para su uso en misiones de cualquier tamaño y alcance) y sostenibilidad, ambas tecnologías se pueden utilizar para crear estructuras y sistemas sostenibles en la Luna y otros planetas.
La inteligencia artificial (IA) es un elemento crucial para la colonización lunar debido a que juega un papel fundamental en el desarrollo de tecnologías en áreas con un impacto significativo:
Exploración y construcción. La IA permite desarrollar robots capaces de realizar tareas de forma autónoma, como la exploración de la superficie lunar, la búsqueda de recursos minerales indispensables en la construcción de infraestructuras; perfeccionar la impresión 3D de estructuras y hábitats lunares, utilizando materiales locales como el regolito lunar (ISRU), así como mejorar los sistemas de navegación para Rovers y naves espaciales en el entorno lunar, utilizando técnicas como el reconocimiento visual y la planificación de rutas. La NASA desarrolla un sistema de IA que permitirá a los Rovers lunares navegar de forma autónoma utilizando cámaras y sensores y la empresa Lunar Outpost está utilizando IA para desarrollar robots que puedan construir hábitats lunares utilizando ISRU.
Soporte vital y seguridad. La IA apoya la gestión de recursos optimizando el uso de recursos limitados como el agua, el oxígeno y la energía; ayuda en el control ambiental de la temperatura, la atmósfera y la calidad del aire dentro de los hábitats lunares, así como en el monitoreo de la salud, ya que puede detectar y diagnosticar problemas de salud en los colonos lunares, brindando asistencia médica a distancia.
Ciencia e investigación. La IA ayuda a procesar y analizar grandes cantidades de datos científicos recopilados en la Luna, a identificar patrones y anomalías en datos, lo que facilita nuevos descubrimientos científicos, permite crear simulaciones realistas del entorno lunar, lo que ayuda a planificar misiones y a entrenar a los astronautas.
Comunicación Tierra-Luna. La empresa Blue Origin trabaja en un sistema de IA que permitirá a los astronautas comunicarse con la Tierra en tiempo real, incluso cuando no haya una línea de visión directa.
Como puede observarse la IA -sin duda- revolucionará la exploración espacial y hará realidad los asentamientos humanos en la Luna, se trata de una herramienta poderosa y disruptiva que está ayudando a superar los desafíos de la colonización lunar, su capacidad para automatizar tareas, optimizar recursos y analizar datos será esencial para establecer una presencia humana sostenible en la Luna, porque además permite reducir los costos de las misiones espaciales, aumentar la seguridad de los astronautas y acelerar el ritmo de la exploración espacial.
La computación cuántica aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, pero ya está teniendo un impacto en la nueva carrera espacial. En 2019, China lanzó el primer satélite cuántico del mundo, el Micius, que utilizó para realizar experimentos en comunicación cuántica y distribución de claves cuánticas. Las computadoras cuánticas son mucho más potentes que las tradicionales y pueden usarse para romper el cifrado que protege las comunicaciones en línea, así como un método de comunicación segura, basado en los principios de la mecánica cuántica. En 2021, EU anunció una inversión de 1.200 millones de dólares en computación cuántica, para desarrollar nuevas tecnologías a través de la NASA y apoyar la investigación en aplicaciones de computación cuántica relacionadas con nuevos materiales para naves espaciales, hábitats espaciales, trajes espaciales y el diseño de sistemas de propulsión espacial más eficientes. La ESA está utilizando la computación cuántica para desarrollar un nuevo sistema de navegación espacial. La carrera por desarrollar computadoras cuánticas útiles en la NCE está en marcha, las agencias y empresas de todo el mundo compiten por el liderazgo y el resultado tendrá un impacto significativo en el futuro de la exploración espacial; la empresa IBM está trabajando en una computadora cuántica que se usará para descubrir nuevos planetas.
Los semiconductores. Imprescindibles e insustituibles en la NCE, son la base fundamental de la electrónica actual. A medida que las naciones y empresas privadas compiten por explorar y colonizar el espacio, la demanda de semiconductores avanzados se incrementa exponencialmente, pero ¿Por qué son tan importantes los semiconductores?, la respuesta es simple: Permiten el funcionamiento de los sistemas electrónicos en satélites, naves espaciales, robots y otros equipos espaciales, son esenciales para la comunicación, la navegación y el procesamiento de datos en el espacio y contribuyen a la miniaturización y eficiencia de los dispositivos espaciales, lo que es crucial para el éxito de las misiones lunares y marcianas.
Los semiconductores también son importantes para desarrollar sistemas de propulsión espacial más eficientes, fabricar robots espaciales más inteligentes y autónomos y construir hábitats espaciales más duraderos y confortables. El futuro de la exploración espacial está intrínsecamente ligado al desarrollo de semiconductores cada vez más avanzados. Algunos ejemplos de cómo se están utilizando los semiconductores en la NCE los encontramos en la NASA que está desarrollando un nuevo tipo de memoria flash que puede resistir la radiación espacial, SpaceX está utilizando chips de computadora de última generación en sus cohetes Falcon 9 y Starship, igualmente, empresas privadas como Blue Origin y Virgin Galactic están utilizando semiconductores para desarrollar sus propios vehículos espaciales.
Entre los avances más significativos en la tecnología de semiconductores, se están desarrollando nuevos materiales más resistentes a la radiación y a las temperaturas extremas, se están utilizando técnicas de nanotecnología para crear semiconductores más pequeños y eficientes y se está utilizando IA para optimizar el diseño y la fabricación de semiconductores espaciales. Los principales desafíos en la NCE se encuentran en desarrollar semiconductores que puedan resistir las hostiles condiciones del espacio, además de la radiación, las temperaturas extremas y el vacío, miniaturizarlos aún más para que ocupen menos espacio y hacerlos más ligeros, así como aumentar su eficiencia energética para que consuman menos energía en el espacio. En general, los semiconductores son un componente fundamental de la NCE por lo que los avances en esta tecnología serán esenciales para el éxito de la eventual colonización de la Luna y Marte, así como de las futuras misiones al espacio profundo.
Los sistemas de defensa espacial. A medida que la competencia se intensifica, también aumenta la necesidad de sistemas de defensa efectivos como la Fuerza Espacial (USSF), a pesar de que el Tratado del espacio ultraterrestre de 1967 prohíbe la militarización y el emplazamiento de armas en el espacio. Los sistemas de defensa espacial están diseñados para proteger a los activos espaciales de EU y sus socios de amenazas tales como los desechos espaciales (piezas de basura espacial, como satélites no operativos y cohetes desmantelados, que pueden dañar o destruir satélites en funcionamiento y naves espaciales), armas antisatélite, diseñadas para destruir, inutilizar o suplantar satélites del oponente, ataques cibernéticos dirigidos a satélites y otros sistemas espaciales para causar estragos, espionaje o sustraer datos. Los tipos de sistemas de defensa espacial más comunes que ya hemos analizado en colaboraciones previas, incluyen: Sistemas de defensa cinética, que utilizan proyectiles para destruir o desviar amenazas espaciales; sistemas de energía dirigida, que utilizan láseres o microondas de alta potencia para destruir o inutilizar amenazas espaciales; sistemas con capacidades contra espaciales y contramedidas cibernéticas, diseñados para proteger los sistemas espaciales de los ataques cibernéticos.
Según la edición 2023 del Informe sobre las Capacidades contra espaciales globales. Una evaluación de fuentes abiertas, de la Secure World Foundation (SWF), que evalúa las capacidades actuales y futuras a corto plazo de cada país -hasta febrero de 2023-, junto con su utilidad militar potencial; el informe reseña los países que han realizado ensayos anti satélite causantes de desechos espaciales (Estados Unidos, Rusia, China, India). Los desarrollos y ejercicios de capacidades contra espaciales y sistemas de defensa espacial más conocidos son: EU probó con éxito un misil antisatélite en 2020, China desarrolla un láser espacial que puede usarse para destruir satélites y Rusia está desarrollando un sistema de guerra electrónica para interferir con las comunicaciones espaciales. Sin pasar por alto que desde 2007 China realizó con éxito su primera prueba de armas antisatélite de ascenso directo (ASAT), destruyendo uno de sus propios satélites en el espacio, prueba que provocó dudas sobre esta capacidad contra espacial desarrollada y las posibles intenciones chinas de atacar potencialmente satélites estadounidenses, además de causar preocupación internacional sobre la generación de desechos espaciales adicionales.
La NCE está impulsando el desarrollo de sistemas de defensa espacial cada vez más sofisticados y costosos pero esenciales para proteger los activos espaciales y garantizar la seguridad nacional, en los que EU está aplicando una estrategia de control espacial para mantener la superioridad militar global utilizando armas en o desde el espacio; documentos oficiales de alto nivel revelan la intención de EU de desarrollar, desplegar y utilizar armas espaciales. Las actuales condiciones de crisis y tensión en el escenario global y la percepción del poder espacial estadounidense, entre otros factores geopolíticos y disputas económicas, han influido en el veloz desarrollo del ambicioso programa espacial de China en años recientes, dando forma a lo que se ha convertido en un conflicto emergente por la preeminencia espacial con una tecnología que hoy maximiza las añejas y presentes preocupaciones. En este escenario de amenaza y riesgo a la seguridad espacial, la carrera por los sistemas de defensa espacial está impulsando una nueva era en la militarización del espacio, por lo que es urgente y necesario que las naciones cooperen para desarrollar normas y regulaciones multilaterales para el uso responsable del espacio.
Ante esta realidad inexorable, es evidente que para ambos bloques espaciales EU y China (con sus respectivos socios en Artemis e ILRS respectivamente), desarrollar e integrar estos frentes estratégicos (sistemas de soporte vital, biotecnología, ISRU, robótica e impresión 3D, IA, cómputo cuántico, semiconductores y los sistemas de defensa espacial y ciberseguridad; que no se limitan a estos ámbitos y que en el futuro se extenderán a otros campos de abierta competencia) para mantener la supremacía en el espacio será un factor crucial en el éxito de la colonización de la Luna y Marte, donde la investigación y desarrollo, la innovación y el avance tecnológico en esas áreas es fundamental para convertir el sueño de los asentamientos humanos permanentes, primero en la Luna y luego en Marte en una realidad, con el propósito de utilizar la exploración del espacio con fines económicos de explotación comercial, como ya lo hemos analizado ampliamente en colaboraciones previas, bajo la afable figura de la exploración pacífica que busca crear un futuro sostenible para la humanidad en el espacio profundo. La intensidad de esta confrontación sigue su curso -en un momento en que la tensión internacional se incrementa- y solo el tiempo revelará que potencia predominará en estos sectores y liderará la NCE, confiemos en que los conflictos actuales no escalen al espacio. Por ahora, el pulso entre ambas sigue marcando el rumbo de la innovación, el poder económico, militar y espacial global.
*“Los artículos firmados son responsabilidad exclusiva de sus autores y pueden o no reflejar el criterio de A21”*
Facebook comments