No se puede empezar la construcción de una casa sin poner antes unos cimientos sólidos. La construcción de ciudades en el espacio pasa por una serie de etapas que serían necesarias antes de que pueda hacerse realidad.

Etapa 1: Puerto Espacial Alfa

Cuando se decidió la construcción de una estación espacial, se presentaron tres propuestas que se denominaron Alfa, Beta y Gamma. La propuesta ganadora fue la primera y durante mucho tiempo se denominó Estación Alfa.

Con la participación en el proyecto de las agencias espaciales rusa, europea y japonesa se quiso internacionalizar el nombre de la estación por lo que se le dio su nombre actual, Estación Espacial Internacional.

Este puerto será prefabricado en la Tierra en módulos que sean fácilmente manejables.

Se enviarán en sucesivos viajes de la lanzadera hasta una órbita baja, unos quinientos kilómetros de altura, y serán ensamblados por la tripulación de la lanzadera.

 Posteriormente un equipo de diez personas permanecerá allí para montar el resto de los elementos del puerto espacial conforme vayan llegando.

El diseño de este puerto espacial tendría bastante parecido con la Estación Espacial Internacional que actualmente se está construyendo en el espacio, aunque ésta está orientada a tareas de investigación y el Puerto Espacial Alfa debe estar pensado más como una estación de tránsito a donde asciendan las lanzaderas y cohetes que suban desde la Tierra.

Una vez allí, la lanzadera aparcará y el pasaje y la carga podrán pasar al puerto.

Cuando finalice la construcción se lanzarán desde la Tierra varios elementos que tendrán su base permanente en el puerto espacial:

Como primera etapa de un proyecto espacial es suficiente con eso, no hará falta gran cosa más así que podría realizarse en poco más de un par de años y a un coste muy inferior a los 17.000 millones de dólares que costará la Estación Espacial Internacional.

Otra ventaja adicional es que si más adelante se desea ampliar el puerto o añadirle módulos de investigación científica la infraestructura desarrollada permitirá hacerlo a un coste muy inferior que el actual.

Etapa 2: Hábitat Espacial

Conforme se iban realizando viajes y más viajes para la construcción del puerto espacial, en cada viaje se ha utilizado un tanque de combustible de unos cuarenta y siete metros de largo por ocho de diámetro.

En las misiones que actualmente llevan a cabo las lanzaderas este depósito es soltado y dejado caer a tierra poco después del despegue. No costaría mucho (sí, costaría mucho, pero no tanto como para que sea imposible) hacer que los depósitos, una vez agotado el combustible, siguieran su camino hacia el espacio y fueran dejados bien sujetos en algún lugar que no estorbe y que no esté demasiado lejos de Alfa.
Una vez terminada la construcción tendremos unos treinta depósitos vacíos de combustible.

Lo primero que haremos será abrir agujeros en ellos y colocar pasillos y escotillas que comuniquen unos depósitos con otros formando dos racimos de siete depósitos cada uno.

En el extremo del depósito central del racimo acoplaremos un pasillo de unos dos metros de diámetro y cincuenta de longitud construido con paneles prefabricados en la Tierra.
Del extremo de los otros depósitos saldrán unos cables, también de cincuenta metros de largo que serán los que sujeten el peso de los tanques.

Tanto el pasillo como los cables van a dar a un depósito en el que se habilitarán escotillas para salir al exterior y que hará las veces de vestuario: en él se dejarán los trajes espaciales cuando los obreros hayan terminado su trabajo en el exterior.

Una vez todo sujeto, la estación se pondrá a rotar en el plano de la elíptica, al principio a dos rotaciones por minuto.

Con esta velocidad de rotación los objetos pesarán la mitad que en la Tierra, por lo que no será tarea difícil terminar de acondicionar el interior de los depósitos para hacerlos habitables.

El diseño interior de cada depósito puede quedar como un reto a los decoradores de interiores. Al fin y al cabo se trata de un cilindro de ocho metros de diámetro por casi cincuenta de alto, a ver qué diseñador acepta el reto de fabricar muebles que se adapten a paredes curvas.

Sean como sean los muebles que pongamos, se pueden habilitar varias plantas (en el dibujo de la izquierda se pueden distinguir siete) de cincuenta metros cuadrados cada una. Si multiplicamos esta cantidad por los doce depósitos externos (supondremos que en los dos internos están los servicios comunes, como cocinas, gimnasios, escaleras y salas de ocio) tendremos un total de 4.200 m² habitables.

Un portal de vecinos típico de nuestras ciudades suele tener cinco plantas de cuatro pisos de unos ochenta metros cuadrados. Eso hace un total de 1.600 m² para unas sesenta o setenta personas.

Según esa proporción, en Alfa podrían vivir cómodamente unas doscientas personas, pero no sería conveniente saturar la estación.
Más bien pienso que las personas que trabajen en el espacio acabarán muy cansados, y después de darse una ducha y comer una hamburguesa con Coca-Cola, (no olvidemos que, al menos al principio, la mayoría serán estadounidenses) querrán relajarse y olvidarse del duro trabajo realizado. Si no pudieran disfrutar de las pocas horas de ocio que tengan, los nervios y las tensiones se irán acumulando hasta provocar conflictos interpersonales.

Y aquí no puedes desahogarte dando un portazo al salir, así que es mejor mantener una población menor, quizás hasta cien habitantes, y ofrecer más espacios de esparcimiento, relajación y ocio.

Así pues, construidas por fin las habitaciones, habilitadas las cocinas y los aseos, los gimnasios y las discotecas, con las jardineras plantadas de hermosas flores, ha llegado la hora de habitar en él.

La velocidad de rotación se aumentará hasta tres rpm. con lo que en la planta baja, a cien metros del eje de rotación, pesarás lo mismo que pesabas en la Tierra.
Conforme subieras por las escaleras del cilindro central irías pesando cada vez menos y, en la planta superior pesarías poco más de la mitad, si en la Tierra pesabas 80 Kg, allí solo pesarás unos 45 ó 50.

Ahora tienes que subir cincuenta metros por una escalera de mano.
Esto son veinte pisos, una barbaridad, desde luego y nadie en su sano juicio se plantearía algo así de forma habitual.

Pero por cada escalón que subes pesas un poquitín menos. Al subir veinticinco metros pesas 25 Kg. así que en vez de estar cada vez más cansado resulta que te sientes más y más ligero conforme subes.

Llegará un momento en que empezarás a usar sólo las manos, sin necesidad de apoyar los pies en los escalones, aunque eso será ya a punto de entrar en el módulo central de la estación.

Para bajar, en cambio, se puede seguir un procedimiento similar al de los bomberos, una barra por la que se deslice la gente. Al bajar iremos aumentando de peso pero sólo pesaremos la mitad que en la Tierra al llegar a la primera planta (permitidme establecer una convención que me parece bastante lógica: en todas las estaciones orbitales de tipo torre centrífuga que se construyan, las plantas se numerarán desde arriba hacia abajo).

Al llegar al centro de la torre te encuentras en otro depósito que ha sido acondicionado como vestuario. Las paredes están cubiertas de paneles donde se guardan los trajes espaciales y a cada extremo de la sala hay una esclusa.

Aquí tenemos un par de diseños, uno de ellos compuesto por un solo depósito a cada extremo de una torre centrífuga, y otro, más complejo, formado por dos anillos de doce tanques cada uno. 

A medida que se realicen nuevos viajes, los depósitos vacíos que sigan llegando se acondicionarán para usarlos como laboratorios o para formar parte de nuevos habitáculos.

En cualquier caso, estos hábitats no pueden ser permanentes. La falta de blindaje adecuado hace que sólo puedan ser usados para estancias cortas, de pocos meses de duración, y debiendo refugiarse en una cámara blindada en el centro de la estación, cuando se prevean radiaciones solares más intensas de lo habitual.

Etapa 3: Satélites de Energía Solar

La idea de instalar satélites solares en el espacio no es nueva, ya hace muchos años que fue planteada y Gerard K. O'Neill, al desarrollar sus ideas en los años setenta, contaba con que éste fuese el motivo principal que podría atraer las inversiones de gobiernos y empresas privadas.

Por desgracia, en la época en que O'Neill hizo su estudio, el coste de lanzamiento era muy superior a lo que es hoy en día y el riesgo de accidente era muy superior al actual, por lo que la idea fue aparcada hasta que las condiciones económicas lo permitieran.

Y las condiciones económicas parecen estar a punto.

Japón, país en el que las inversiones a largo plazo son mucho más habituales que en ningún otro sitio, ha hecho sus cuentas y tiene casi a punto el primer satélite de energía solar que será lanzado seguramente en el transcurso de los próximos años.

Será un modelo pequeño, pero será el prototipo de los que vengan a continuación.

Un satélite solar de un Km² de superficie puede producir energía eléctrica suficiente para abastecer a una ciudad de un millón de habitantes, pero no vamos a hacer nada tan grande, para empezar será suficiente con unos diez mil metros cuadrados, es decir un cuadrado de cien metros de lado.

Para construirlo será preciso lanzar todas las piezas al espacio, ocupando el volumen de varias lanzaderas. Al llegar a Alfa se ensamblarán las piezas, se colocarán los paneles y se situará en órbita.

A partir de ahí sólo hay que mantenerlo perpendicular a los rayos solares y la antena emisora de microondas apuntando hacia la Tierra.

Sería conveniente que la órbita fuese geoestacionaria, al menos al principio, cuando sólo va a haber una antena receptora en la superficie terrestre, de tal forma que el satélite siempre esté situado sobre la antena receptora.

En el centro o en una esquina del satélite hay un módulo de mando y un sistema de giróscopos que mantendrán los paneles siempre orientados al sol.

Toda la energía captada por los paneles solares es convertida en un rayo de microondas que se mantendrá siempre apuntando a una antena receptora que habrá en la superficie terrestre.

En la imagen de la izquierda podemos ver un prototipo construido por los japoneses para demostrar el funcionamiento del satélite solar que planeaban lanzar en los próximos años.

En la parte superior están los paneles fotovoltaicos que transforman la luz en electricidad.

En la misma estructura se encuentra una emisora que envía un rayo de microondas a la antena receptora que se ve en la parte inferior de la fotografía.

En esta antena el rayo de microondas es vuelto a convertir en energía eléctrica que se envía a la red eléctrica convencional.

Se puede apreciar la separación entre la antena y el terreno, que permitiría la agricultura y ganadería bajo ella.

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Un Anillo Alrededor de la Luna

La empresa Shimizu Corporation ha estudiado y desarrollado la idea de construir un Anillo Lunar de paneles solares alrededor del ecuador de la Luna. Desde allí la energía sería enviada a la Tierra mediante rayos concentrados de microondas.

 El concepto es similar al que se expone en esta página. Sólo varía la colocación de los paneles en el ecuador lunar en vez de en el espacio.

Pienso que es mejor en el espacio puesto que en la luna la mitad de los paneles estarían siempre en el lado nocturno. Y de la mitad diurna, sólo la cuarta parte recibiría más de 1000 vatios por m². El resto, al recibir la luz del Sol con bastante inclinación, recibiría bastante menos energía mientras más cerca esté del amanecer o atardecer lunar.

En el espacio se conseguiría la misma cantidad de energía con menos de la cuarta parte de superficie de paneles.

Además, por muy precisa que sea la emisión de un rayo de microondas desde la distancia lunar (385 Megametros), siempre será mucho más precisa desde una órbita geosincrónica (36 Mm) o aún más cercana (hasta 3 Mm).

Etapa 4: Antenas Receptoras de Energía

En la superficie de la Tierra, en zonas despobladas pero cerca de ciudades, se instalarán antenas receptoras que capten microondas y las conviertan en energía eléctrica.

Estas antenas tendrán varios kilómetros cuadrados de superficie pero su aspecto sería el de una malla de alambres con varios metros de separación entre sí sujetos por un bosque de postes similares a los de teléfonos.

Los alambres serían simples cables que captarían los rayos de microondas y los convertirían en energía eléctrica. Bajo las antenas el suelo podría ser usado sin problemas para el cultivo de plantas. Ni siquiera los animales o las personas se verían afectados por las microondas que se reciben del espacio.

De hecho, algunos ingenieros han sugerido que se podrían construir invernaderos cubriendo una gran extensión de desierto y usarlos para el cultivo intensivo.

Las partes metálicas de los tejados funcionarían como antenas mientras que los cristales estarían armados con malla de alambre con lo que se conseguiría que fuesen totalmente opacos a las microondas.

Y bajo ellos, las plantas podrían crecer sin dificultad y las personas trabajar sin correr ningún peligro.

Fin de la Primera Fase

Tras esta primera fase hemos conseguido una infraestructura espacial capaz de mantener un grupo de trabajadores que realicen diversas tareas en el espacio.

También hemos construido un satélite solar de unos diez mil metros cuadrados que producirá dos megavatios de potencia.

Parte de esta energía se usará en Alfa, el resto será enviado a la Tierra o allá donde se necesite.

A pesar de todo, la energía producida sigue siendo cara ya que se basa en el lanzamiento desde la Tierra de todo lo que haya que construir, y si tenemos en cuenta el coste de lanzamiento (miles de dólares por cada kilo de masa), poner en órbita este pequeño satélite solar ha resultado extremadamente caro. De hecho, si tuviéramos que recuperar la inversión realizada tendríamos que pagar mil veces más de lo que actualmente nos cuesta el kWh en la factura de la luz.

Entonces ¿para qué hemos hecho esto?

¿Por qué nos hemos tomado la molestia y nos hemos gastado tanto dinero para conseguir una cosa que ya tenemos muchísimo más barata en la Tierra?

Porque en realidad no pretendíamos construir satélites solares, esto no ha sido más que un subproducto de lo que realmente pretendíamos. Los satélites solares serán la solución para los problemas energéticos de la Tierra, pero tan solo cuatro o cinco años más tarde vamos a poder construirlos más grandes y más rápido a un coste mil veces menor.

Pero gracias a ellos ahora tenemos un equipo de trabajadores experimentados en realizar duras tareas en el espacio, un equipo del que se extraerán los capataces de las siguientes tandas de trabajadores que se envíen al espacio.

También tenemos un puerto espacial y un hábitat con capacidad para alojar un centenar de personas y fácilmente ampliable. Y gracias a este hábitat, los trabajadores de Alfa podrán pasar la mayor parte de su tiempo en un ambiente que simularía la gravedad terrestre con lo que se librarán de casi todos los efectos perniciosos de la ingravidez.

Y por último, pero no menos importante, habremos construido varias estructuras en el espacio, cada vez más complejas, y nos habremos enfrentado con problemas que sólo habíamos imaginado en el papel y otros que ni siquiera habíamos imaginado.

Ahora ya no trabajaremos sobre cálculos, hipótesis y posibilidades, sino sobre la sólida realidad de los pernos, tuercas y soldaduras.

El futuro ya no es un sueño, es una realidad.

 

 

Escrito y Publicado el 2 de Julio de 1999
Ultima modificación el 27 de Mayo de 2015