Mientras la humanidad se acerca a las estrellas, la economía espacial en el futuro está a punto de alcanzar los 1,8 billones de dólares en 2035. Si bien es posible que todavía no estemos construyendo la Enterprise de Star Trek, las innovaciones que están surgiendo hoy transforman los sueños de ciencia ficción en realidades prácticas. En este sentido, Foro Económico Mundial presenta doce tecnologías que darán forma al futuro espacial. Estas son:
Sistemas avanzados de observación de la Tierra
La moderna observación de la Tierra se ha convertido en el sistema de diagnóstico de nuestro planeta, y más del 50 % de los datos climáticos proceden ahora de satélites. Los sistemas más nuevos combinan cientos de bandas espectrales con una resolución espacial sin precedentes, utilizando imágenes hiperespectrales sofisticadas.
Estos sistemas se complementan con algoritmos de aprendizaje automático para el análisis de datos en tiempo real, lo que permite la detección inmediata de eventos que van desde fugas en tuberías hasta enfermedades de los cultivos.
La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) ha sido pionera en gran parte de este trabajo, con su programa GOSAT que acumula «15 años de variación de datos de dióxido de carbono estacional y globalmente», como señaló el presidente de la JAXA, Hiroshi Yamakawa.
La tecnología ahora se acerca al tipo de monitoreo planetario que alguna vez se imaginó en la ciencia ficción, combinando sensores cuánticos y técnicas avanzadas de fusión de datos para rastrear todo, desde los gases de efecto invernadero hasta la actividad geológica.
Según un análisis del Foro Económico Mundial, estas capacidades podrían ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en hasta dos gigatoneladas anuales en los próximos cinco años, el equivalente a retirar 400 millones de automóviles de las carreteras.
BioSuit: movilidad espacial de próxima generación en el futuro
El BioSuit del MIT Media Lab hace que los trajes espaciales hinchados tradicionales parezcan tan anticuados como los robots toscos de la ciencia ficción de los años 60. Desarrollado bajo la dirección de la doctora Dava Newman, este sistema revolucionario emplea contrapresión mecánica, utilizando materiales elásticos calibrados con precisión para mantener una presión constante contra el cuerpo del astronauta.
El elegante y elegante traje reduce la masa aproximadamente en un 60 % en comparación con los modelos actuales y proporciona una movilidad sin precedentes. Su construcción modular permite una rápida reparación en el campo, mientras que los biosensores avanzados monitorean continuamente los signos vitales y las condiciones ambientales.
Cuando finalmente los humanos lleguen a Marte, estos trajes podrían marcar la diferencia entre sobrevivir y prosperar en el planeta rojo.
Energía solar basada en el espacio (SBSP, por sus siglas en inglés)
Imagina tener un sol en miniatura en órbita, que emita energía limpia en cualquier lugar de la Tierra las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Eso es esencialmente en lo que trabajan los prototipos SBSP de JAXA, utilizando enormes paneles solares que se extienden por varios kilómetros y logrando eficiencias de conversión superiores al 45 %, transmitiendo energía a través de rayos de microondas dirigidos con precisión a estaciones receptoras en la Tierra.
El Proyecto de Energía Solar Espacial de Caltech demostró una transmisión de energía inalámbrica exitosa en el espacio a principios de 2024, acercándonos al sueño de la energía limpia ilimitada desde el espacio.
Una sola instalación podría entregar 2 gigavatios de energía, suficiente para abastecer a aproximadamente 1,5 millones de hogares, a cualquier lugar de la Tierra. De hecho, con China, Europa y el Reino Unido trabajando también en proyectos para liberar energía limpia ilimitada del espacio, este sueño podría convertirse pronto en realidad.
Megaconstelaciones de satélites avanzados
La próxima generación de redes de satélites, desarrollada por empresas como Kuiper de Amazon, Starlink de SpaceX, OneWeb de Eutelsat y Guowang de China, utiliza enlaces láser entre satélites capaces de transmitir datos a velocidades superiores a los 100 gigabits por segundo.
Como señaló el capitalista de riesgo Zack Bogue al Foro Económico Mundial, «el costo de lanzamiento se ha reducido al menos diez veces… y probablemente se producirá otra reducción diez veces mayor en la próxima década». Los costos cada vez más bajos harán que sea más factible lanzar miles de satélites para crear redes de megaconstelaciones.
Estas redes incorporan cifrado cuántico de vanguardia junto con sistemas automatizados de prevención de colisiones y tecnologías de mitigación activa de desechos. Las constelaciones avanzadas contarán con capacidades de mantenimiento en órbita, lo que permitirá actualizaciones de hardware y software sin necesidad de reemplazar satélites. Considéralo como la mejor visita de soporte técnico a domicilio, solo que en el espacio.
Fabricación en el espacio
Aunque todavía no hemos llegado al punto de fabricar naves espaciales en gravedad cero, el entorno de microgravedad del espacio ofrece condiciones únicas para procesos de fabricación imposibles de replicar en la Tierra. Las instalaciones actuales a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) están produciendo fibras ópticas ZBLAN con una pérdida de señal 100 veces menor que las fibras de sílice tradicionales.
Las empresas farmacéuticas están utilizando la cristalización en microgravedad para desarrollar tratamientos más eficaces para enfermedades como el Alzheimer y varios tipos de cáncer. La próxima generación de fábricas espaciales contará con sistemas robóticos autónomos para la producción continua, instalaciones avanzadas de impresión 3D para estructuras a gran escala y capacidades de fabricación biológica que, algún día, podrían imprimir órganos humanos.
Sistemas de eliminación activa de escombros
Si WALL-E tuviera un primo espacial en el futuro, podría parecerse a los sistemas de eliminación de escombros modernos, otra de las tecnologías que darán forma al futuro.
Con más de 35 000 piezas de escombros rastreadas que amenazan a los satélites y las misiones, estos recolectores de basura tecnológicos combinan múltiples tecnologías: brazos de captura robóticos con sistemas avanzados de visión impulsados por inteligencia artificial (IA), amarres electromagnéticos para la manipulación de escombros sin contacto y sistemas innovadores de «velas de arrastre» que pueden sacar de órbita múltiples piezas de escombros simultáneamente.
Estos sistemas están siendo equipados con propulsión iónica para maniobras precisas y sistemas de medición de distancia por láser para un seguimiento preciso de los escombros. La tecnología podría potencialmente eliminar hasta 5-10 objetos de escombros grandes por año por vehículo.
Sistemas de hábitat lunares y marcianos
Los hábitats planetarios de próxima generación ya están ampliando los límites de lo posible. El Proyecto Olympus de ICON está desarrollando sistemas autónomos de impresión 3D que utilizan regolito local para construir estructuras protegidas contra la radiación capaces de soportar variaciones extremas de temperatura e impactos de micrometeoritos.
Estos hábitats incorporan sistemas avanzados de soporte vital que pueden reciclar hasta el 98 % del agua y el oxígeno, al tiempo que utilizan sistemas biorregenerativos que combinan el procesamiento de desechos con la producción de alimentos.
Si bien los modelos de negocio seguramente evolucionarán, hay algo que sigue avanzando: la tecnología. Las estructuras cuentan con materiales autorreparadores que reparan automáticamente los daños menores, mientras que la protección inteligente contra la radiación adapta sus propiedades en función de la actividad solar.
Monitoreo de la salud e investigación biomédica
Las operaciones actuales a bordo de la ISS realizan aproximadamente 250 misiones científicas durante cada rotación de tripulación de seis meses, con una parte significativa dedicada a la investigación biomédica. Los experimentos de crecimiento de cristales de proteínas de JAXA en microgravedad producen cristales excepcionalmente bien formados que permiten un mejor análisis de las estructuras de las proteínas, acelerando los procesos de diseño de fármacos.
Si bien esta investigación continuará llevándose a cabo en la órbita terrestre, también se llevará a cabo potencialmente en futuros hábitats lunares.
Propulsión espacial de próxima generación en el futuro
Los avances en propulsores magnetoplasmadinámicos (MPD) ofrecen el potencial tanto de un alto empuje como de una alta eficiencia, mientras que los nuevos sistemas de impulsos específicos de variables permiten un rendimiento optimizado en las diferentes fases de la misión.
Esto es increíblemente innovador para las transferencias «entre órbitas» cerca de casa, pero ¿qué se está haciendo para ampliar los límites de la exploración del sistema solar?
Si bien el motor de curvatura y el hipermotor pueden aún estar relegados a la ciencia ficción, el futuro de la propulsión espacial parece cada vez más futurista. Los sistemas de propulsión térmica nuclear que actualmente están desarrollando la NASA y la DARPA prometen reducir los tiempos de tránsito de Marte en un 40 % en comparación con los cohetes químicos.
Los sistemas avanzados de propulsión iónica, que utilizan nuevos propulsores y paneles solares de mayor potencia, están logrando niveles de empuje que antes se creían imposibles para la propulsión eléctrica.
Utilización de recursos de asteroides
Los conceptos modernos de minería de asteroides van mucho más allá de la simple recolección de metales preciosos. Las tecnologías del futuro permiten procesar materias primas directamente en el espacio, con refinerías autónomas capaces de producir combustible, materiales de construcción e incluso bienes manufacturados complejos.
Los sistemas avanzados de prospección combinan múltiples tecnologías de detección, incluida la espectroscopia de neutrones, la espectroscopia de ruptura inducida por láser y el radar de penetración profunda, para caracterizar con precisión la composición y la estructura de los asteroides.
Zack Bogue enfatizó cómo la disminución de los costos de lanzamiento está haciendo que estos ambiciosos proyectos sean cada vez más factibles. La tecnología podría potencialmente acceder a recursos valorados en billones de dólares y, al mismo tiempo, proporcionar materiales críticos para la fabricación en el espacio y la producción de propulsores.
Los titulares recientes de los medios han destacado el trabajo de las agencias espaciales para detectar, rastrear y pronosticar las futuras órbitas de asteroides potencialmente peligrosos, a medida que equilibran las futuras actividades de recursos con la seguridad del planeta.
Infraestructura de servicio orbital
El campo emergente del servicio en órbita está evolucionando desde misiones simples de extensión de vida a capacidades integrales de mantenimiento y actualización. Los vehículos de servicio modernos combinan robótica sofisticada con autonomía impulsada por IA, capaces de realizar reparaciones y modificaciones complejas en órbita.
Las nuevas capacidades incluyen ensamblaje en órbita de grandes estructuras, reparaciones a nivel de componentes utilizando tecnología de impresión 3D y la capacidad de actualizar los sistemas de hardware y software del satélite.
Estos servicios están respaldados por sistemas de diagnóstico avanzados que pueden predecir posibles fallas antes de que ocurran, y nuevas interfaces estandarizadas que facilitan las operaciones de servicio de rutina.
Generación de gravedad artificial
La investigación actual en sistemas de gravedad artificial se extiende más allá de los enfoques simples basados en la rotación. Los nuevos diseños incorporan zonas de gravedad variables que se pueden ajustar para diferentes requisitos fisiológicos, mientras que los sistemas magnéticos avanzados muestran promesas para el control localizado de la gravedad.
Esta tecnología podría permitir la presencia humana indefinida en el espacio y, al mismo tiempo, eliminar muchos de los riesgos para la salud asociados con la exposición a la microgravedad que han limitado la exploración espacial humana anteriormente y en el futuro.
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