sábado, 10 de marzo de 2012

Razones por las que creo que el ascensor espacial no será factible



Realmente es porque nunca el ascensor espacial será el método predominante para acceder al espacio en la Tierra. Quizás se construya uno, pero supondrá algo anecdótico en lo que se refiere al porcentaje de masa que se eleva al espacio. Y será descartado rápidamente por otras opciones.

Mis razones.

La longitud del cable sería de 36.000 km si esta anclado en el extremo superior a una masa lo suficientemente elevada, sino resultaría mucho más largo. Seré conservador y me quedaré con este valor de longitud. Consideraré un diámetro del cable de más a menos un metro.

Siendo la densidad de los nanotubos de carbono alrededor de 1400 kg/m3, obtengo que la masa del ascensor es de 5*10E10 kg.

73 millones de toneladas fueron las emisiones de CO2 de España durante el 2011, que son 2*10E10 kg de carbono puro. Se necesitaría el doble de carbono que el emitido por todas las emisiones en España.

Actualmente el precio de los nanotubos de carbono es de 50.000$/kg, pero no voy a ser malo y consideraré que se puede reducir ese valor. El precio de la fibra de carbono es de alrededor de 20$/Kg. Seré optimista e imaginare que el precio de los nanotubos puede descender incluso a 10$/kg mediante procesos industriales que usen una química convencional. Por lo tanto un ascensor espacial costaría 500.000 millones. Que es superior a 25 años de presupuesto completo de la NASA.
Eso uno solo.

La actividad aérea mundial es de 93.000 vuelos diarios desde 9.000 aeropuertos, con más de dos millones de pasajeros al año.



Si queremos un nivel de acceso al espacio comparable deberíamos tener muchos ascensores. Realmente muchos

Un ascensor es como tener solo un aeropuerto, para dos millones de pasajeros.

Viajando a la velocidad del sonido un pasajero tardaría más de un día y medio en llegar a orbita.

Cuantos ascensores seria necesarios para que dos millones de personas viajasen al espacio al año?

Podríamos imaginar un mundo con nanotecnología molecular, donde construir ascensores espaciales fuese realmente barato y fácil, pero entonces también podríamos construir miles de SSTO(como el Skylon de la imagen) de forma muy barata y con un $/kg también muy barato, poniéndonos a la altura del numero de vuelos aéreos, despegando desde cualquier punto del planeta, y en minutos, por lo que un ascensor espacial no tendría sentido.

8 comentarios:

How dijo...

Esto es todo suponiendo que se emplee la tecnología descrita.

Acuerdate de la relaccion entre la ingenieria electronica y la aeroespacial, hubo un tiempo donde ni se pensaba en colonizar otros planetas porque para llegar a la luna se tubo que utilizar las formulas de Newton en vez de Einstein porque ocupaban menos espacio en la memoria del microcontrolador y eran suficientemente aproximadas.

De haber extrapolado el caso antaño, una memoria de un mega en la época habria costado millones, imaginar reducir su presupuesto al de un componente similar producido en masa en la época, el transistor, hubiera sido dejarlo igualmente en millones. De haberse aplicado dogmaticamente Intel hoy no existiria. Hoy en dia el McDonnals regala jugetes con microprocesadores mas avanzados que aquel que llego a luna.

Y si mañana se masifica el grafeno como hoy el sicilio y el costo es irrisorio? y para cargas muy pesadas? Y que hay de usarlo como central energetica (sin atmosfera los paneles reciben mas energía), una vez financiado el coste de subir cosas sera 0$/Kg.


Si si, hoy por hoy y con la filosofia capitalista-neoliberalista sale mas a cuenta mandar 3000 naves con 3000l de combustible cada una, con un peso de 30000kg cada una, para subir 80kg de persona cada una.

Pero como una vez le hoy a punset refiriendose a los coches: ¿porque gastamos energia en mover 1000kg para desplazar de lugar tan solo 80Kg?

Pues eso, aunque tu vision es realista y factible, viola el sentido comun de cualquier ingeniero.

Dinorider d'Andoandor dijo...

No suena rentable comparando con otras maneras de llegar arriba

Anónimo dijo...

Hola:
Me destrozas, yo que soñaba con ascensores espaciales, que incluso calculaba la tension del cable, y un simple estudio inicial lo descarta..

De todas formas, si puedo hacer una defensa del concepto, creo que si en vez de una seccion constante utilizas una seccion creciente, puedes ahorrar mucho material, y no es una opcion tecnologicamente descartable.

Anónimo dijo...

Primero, no todos los usuarios de aeropuerto quieren viajar al espacio, mas bien ninguno.
Segundo, el carbono, se puede sintetizar del aire, y asi, de paso, nos limpian la atmosfera, lo que les cueste, ya lo veran ellos.
La te4cnologia para que una maquina trepe por el cable, enviando la energia por un haz de luz, ya casi esta.
No veo mas impedimento que la rentavilidad y el retorno de la inversion. Que con las tecnicas que usamos en España para los aeropuertos, seguro que montamos uno en el Teide en la proxima decada XDD.

Mike dijo...

Me temo que yo también discrepo con Gouki.

Gouki dijo:
"Consideraré un diámetro del cable de más a menos un metro."

Realmente, no necesita ser tan espeso. En LiftPort indican que el cable sería del grosor de un papel y con 5m de ancho, has tus cuentas. En otro sitio, encontré que un cable de 90cm de ancho, 0.5cm de espesor y 100,000 km de largo tendría una masa de 800 toneladas y sería capaz de transportar 20 toneladas, 7 del trepador y 13 de carga útil. Y sí, llegaría a la órbita geoestacionaria en una semana.

Gouki dijo:
"La actividad aérea mundial es de 93.000 vuelos diarios desde 9.000 aeropuertos, con más de dos millones de pasajeros al año."

"Si queremos un nivel de acceso al espacio comparable deberíamos tener muchos ascensores. Realmente muchos"

"Un ascensor es como tener solo un aeropuerto, para dos millones de pasajeros."


Estoy de acuerdo en que pretender que un único ascensor sirva como espaciopuerto resulta absurdo. De hecho, me sorpresnde que en SpaceLift consideren la remota posibilidad de contruir 2 (o_O). La verdad, no veo motivos por los que un mismo puerto no tenga decenas, si no es que cientos de ascensores operando al mismo tiempo; aún suponiendo que requieran estar alejados entre sí por varios kilómetros, no creo que sea por cientos o miles de kilómetros.

Gouki dijo:
"Podríamos imaginar un mundo con nanotecnología molecular, donde construir ascensores espaciales fuese realmente barato y fácil, pero entonces también podríamos construir miles de SSTO(como el Skylon de la imagen) de forma muy barata y con un $/kg también muy barato, poniéndonos a la altura del numero de vuelos aéreos, despegando desde cualquier punto del planeta, y en minutos, por lo que un ascensor espacial no tendría sentido."

A todos nos gustan los aviones, más los aviones espaciales, y si funcionan con algún motor de plasma, mejor. Pero incluso con espaciopuertos con cientos de ascensores, no hay motivo para que no se construyan y mucha gente tenga acceso a ellos. Así como los aviónes no desplazaron a los barcos, no hay motivo por el cual uno excluya al otro.

How dijo:
"Si si, hoy por hoy y con la filosofia capitalista-neoliberalista sale mas a cuenta mandar 3000 naves con 3000l de combustible cada una, con un peso de 30000kg cada una, para subir 80kg de persona cada una.

Pero como una vez le hoy a punset refiriendose a los coches: ¿porque gastamos energia en mover 1000kg para desplazar de lugar tan solo 80Kg?"


Estoy completamente de acuerdo con How. En vez de seguir quemando petróleo a lo bestia, danzando alrededor del fuego como si fuéramos Homo erectus, deberíamos utilizar el petróleo y el carbón que queda como materias primas para desarrolllar toda una industria alrededor de los nanotubos de carbono y el grafeno.

How dijo:
"Y si mañana se masifica el grafeno como hoy el sicilio y el costo es irrisorio? y para cargas muy pesadas? Y que hay de usarlo como central energetica (sin atmosfera los paneles reciben mas energía), una vez financiado el coste de subir cosas sera 0$/Kg."

De hecho, se está estudiando el uso del grafeno para construir páneles solares más eficientes ;D

Imagina una serie de ascensores que no levantan carga, sino que su único propósito es sostener inmensos páneles solares de cientos de kilómetros cuadrados. Hechos a su vez de grfeno y nanotubos de carbono, serían miles de veces más ligeros que los que se hacen ahora con silicio y acero. Producirían muchisima más energía al año que todo el petroleo y el carbón del planeta. (*o*)

Lamentablemente, toda esta infraestructura requiere mantenimiento, y el mantenimiento requiere intervención humana, así que costo de llevar cargas y personas al espacio nunva va a ser de $0, pero con que sea unos $10 DLS por kilogramo, va saliendo más o menos lo mismo que viajar en avión... sólo que llegando mucho más lejos ;D

Mike dijo...

Las esferas de bernal, los cilindros de o'neill; e incluso, tal vez, los anillos de bishop y los de McKendree se podrían construir con materiales extraídos de aquí, de la Tierra. Serían mucho más baratos de construir y más gente tendría acceso a ellos, puesto que no tendríamos que esperar a minar asteroides, ni buscar la manera de armar una infraestructura espacial a control remoto para construir estas colonias. Podríamos estar presentes, en instalaciones muy superiores a la ISS, construyendo algunas primeras esferas de bernal pequeñas, y una vez terminadas, ahora sí ¡que vengan los asteroides!

How dijo:
"Acuerdate de la relaccion entre la ingenieria electronica y la aeroespacial, hubo un tiempo donde ni se pensaba en colonizar otros planetas porque para llegar a la luna se tubo que utilizar las formulas de Newton en vez de Einstein porque ocupaban menos espacio en la memoria del microcontrolador y eran suficientemente aproximadas.

De haber extrapolado el caso antaño, una memoria de un mega en la época habria costado millones, imaginar reducir su presupuesto al de un componente similar producido en masa en la época, el transistor, hubiera sido dejarlo igualmente en millones. De haberse aplicado dogmaticamente Intel hoy no existiria. Hoy en dia el McDonnals regala jugetes con microprocesadores mas avanzados que aquel que llego a luna."


Esto también me recuerda algo que leí hace algunos meses respecto a que LiftPort tuvo problemas con una de sus primeros cables de nanotubos. Algo respecto a que los nanotubos se oxidaban y se rompían.

Igualmente, estoy de acuerdo en que pretender construir un ascensor espacial con la tecnología actual, sería como tratar de construir un trasatlántico con la tecnología en hierro de hace 4,000 años.

Fué a lo largo de casi 4,000 años desarrollando materiales de hierro, mezclándolo con otros metales para hacer mejores aceros, desarrollando hornos cada vez más eficientes, que finelmente hemos construido no sólo Titanics sino cargueros de más de medio kilómetro de largo y que no se hunden ni se oxidan en décadas.

Ántes de embarcarnos en un ascensor espacial, deberíamos desarrollar toda una industria alrededor del grafeno y los nanotubos de carbono. Páneles solares, microprocesadores, superconductores, chasis para carros y aviones, puentes, islas artificiales... tanto que se puede hacer con estos materiales; igual terminamos dando con combinaciónes de nanotubos, tanto de carbono como de nitruro de boro y otros nanomateriales, capaces de resistir a la corrosión y a la erosión radioactiva. La vantaja, es que tal industria, actualmente, la podemos desarrollar unas cien veces más rápido, por lo que en 40 años o menos, podríamos tener los tipos de nanotubos más adecuados para construir el ascensor espacial.

Anonimo dijo:
"Primero, no todos los usuarios de aeropuerto quieren viajar al espacio, mas bien ninguno."

¡Yo si quiero ir al espacio! XD

Anonimo dijo:
"Segundo, el carbono, se puede sintetizar del aire, y asi, de paso, nos limpian la atmosfera, lo que les cueste, ya lo veran ellos."

Me temo que tal cosa resultaría prohibitivamente cara, especialmente si pretendes sacar material de allí para un ascensor espacial. Sin embargo, no hay impedimento para desarrollar la tecnología necesaria, aunque saque pequeñas cantidades de carbono al año. De hecho, resultaría muy útil para generar reservas a largo plazo de carbono, para cuando el carbón y otras fuentes se acaben.

Y de paso, sirve como ensayo para la planta flotante extractora de carbono en Venus que Gouki propone ;D

Mike dijo...

Anonimo dijo:
"si puedo hacer una defensa del concepto, creo que si en vez de una seccion constante utilizas una seccion creciente, puedes ahorrar mucho material, y no es una opcion tecnologicamente descartable."

Esto me suena tremendamente interesante, de hecho, sería una sección creciente hasta el punto de equilibrio (Dígase: Órbita Geoestacionaria) y más allá se volvería decreciente.

Lo que me deja duda es ¿Cómo afectaría tal arquitectura la capacidad de carga del ascensor?

Anonimo dijo:
"Me destrozas, yo que soñaba con ascensores espaciales, que incluso calculaba la tension del cable, y un simple estudio inicial lo descarta"

Perdón, pero si le hubieras pedido a un herrero de hace 300 años que te hiciera un barco, no un trasatlántico, sino un yate, igual se habría reído de tí ;D

Igualmente, hace menos de 100 años alguien (no recuerdo quien) dijo que el hombre nunca llegaría a la Luna tras descartarlo en un estudio inicial (T_T).

Una disculpa, lo tuve que dividir en 3 porque no me permite meter más de 4096 caracteres... ¡Y yo quería decir todo!

Como sea ¡Felíz año nuevo 2013!... el mundo, no se ha acabado. XD

Eduard Fornés dijo...

Me encantan el tema, aunque para mi gusto le ha faltado al autor documentarse un poco... Está claro que el cable de 36 000 Km (en ningún caso más que eso porque lo que se pretende es que el anclaje sea un satelite geoestacionario) sería muy fino, por eso se requiere que sea de nanotubos de carbono. A parte lo que dice Gouki creo que es una confusión de conceptos bastante grave: el ascensor sirve para poner objetos en órbita alrededor de la Tierra o bien expulsarlos fuera de ésta, no para transportar personas y bienes dentro del planeta, por eso estoy seguro de que un número muy reducido de ascensores espaciales será suficiente para cubrir nuestras necesidades

La vida ha colonizado cada rincón de la Tierra, ya es hora de ayudarla a colonizar todo el sistema solar.