Nanotecnología
al servicio
del ansiado ascensor espacial
La nanotecnología es sinónimo de máquinas microscópicas y tiene que ver con la manipulación de las estructuras moleculares y sus átomos, donde los elementos comunes pueden mostrar propiedades realmente extraordinarias. Apoyándose en ello y tratando de controlar con la suficiente precisión átomos individuales y moléculas, la NASA pretende diseñar máquinas del tamaño de una molécula, electrónica avanzada y materiales "inteligentes".
No obstante, actualmente de lo que más se habla es de los cables de alta resistencia y bajo peso necesarios para el esperado ascensor espacial, los cuales serían fabricados a partir de nanotubos, cúmulos de infinitesimales de átomos de carbón mucho más fuertes que el acero.
Lo más seguro es que hayas escuchado que la nanotecnología nos conducirá hacia una segunda Revolución Industrial en el siglo XXI. Y que supondrá importantísimos avances para muchísimas industrias y nuevos materiales con propiedades realmente extraordinarias.
De hecho, en laboratorios de todo el mundo se están llevando a cabo trabajos y experimentos para construir máquinas y robots microscópicos, capaces de reciclar desechos, fabricar nuevos materiales o, incluso, adentrarse en los confines del cuerpo humano.
Y
es ahí justamente donde radica el futuro de lo que se conoce como nanotecnología,
que se define como "la manipulación de la materia a partir de elementos
de la tabla periódica (átomos y moléculas a escala de nanómetros,
es decir, un milésimo de un millonésimo de un metro)". En
otras palabras, se utiliza para describir cualquier cosa mesurada en una escala
nano, lo que permite trabajar y manipular las estructuras moleculares
y sus átomos.
Suena un poco complicado. Sin embargo, existe todo un propósito por detrás: descifrar con exactitud el funcionamiento de átomos para luego manipularlos y reordenarlos. La idea es establecer la ubicación y el diseño exacto de los átomos.
Y es que a nanoescala los átomos funcionan en el ámbito de la física cuántica, donde los elementos comunes pueden mostrar propiedades extraordinarias, como alta resistencia, tolerancia a la temperatura, diferentes colores, reactividad química o conductividad eléctrica, entre otras; características que serían totalmente "descabelladas" a escalas micro o macro para esos mismos elementos.
Nanotecnología en la exploración espacial
Los laboratorios de la NASA apoyan la nanotecnología. La idea es poder controlar con la suficiente precisión átomos individuales y moléculas para diseñar máquinas del tamaño de una molécula, electrónica avanzada y materiales "inteligentes".
La nanotecnología podría llevar al espacio robots del tamaño de la yema de los dedos, o ayudar a crear trajes espaciales autorreparables y ascensores espaciales. Eso sí, el desarrollo cabal de cada una de estas cosas podría llevar más de 20 años, pero otras ya están tomando forma en los laboratorios.
Uno ejemplo de ello es el nanotubo de carbono. En estado natural el carbono aparece como grafito - el blando y negro material usado habitualmente en la mina de los lápices - y como diamante. La única diferencia entre los dos es la organización de los átomos de carbono. Cuando los científicos colocan los mismos átomos de carbono en un modelo de "red metálica" y los enrollan en minúsculos tubos de tan sólo 10 átomos de diámetro, los "nanotubos" resultantes adquieren algunas características extraordinarias. Así, los nanotubos son cúmulos de infinitesimales de átomos de carbón mucho más fuertes que el acero.
Toma
nota: tienen 100 veces la resistencia del acero, pero sólo 1/6 de su
peso; son 40 veces más fuertes que las fibras de grafito; conducen la
electricidad mejor que el cobre; pueden ser conductores o semiconductores (como
los microprocesadores del computador), dependiendo de la colocación de
los átomos; y son excelentes conductores de calor.
Actualmente la mayor parte de la investigación mundial en nanotecnología se centra en estos nanotubos. Los científicos han propuesto usarlos en un amplio abanico de aplicaciones. No obstante, actualmente de lo que más se habla es de los cables de alta resistencia y bajo peso necesarios para un ascensor espacial, para lo cual la NASA está invirtiendo grandes cantidades de dinero, y así esto sea realidad dentro de tan solo 15 años.
Se trata de un ascensor hipotético que conecta la superficie de un planeta con el espacio. Básicamente es una estación espacial en una órbita geosincrónica con la Tierra, y de la que parte un cable de más de 3.600 km. de largo, que llega hasta el suelo y que puede tener forma de riel. La idea, en palabras más simples, es conectar una estación espacial a la Tierra mediante un cable lo suficientemente largo que permita colocar en órbita naves de transporte. Se trataría de una forma más barata y más segura de viajar al espacio, ya que este ascensor podría, eventualmente, transportar exploradores a otros planetas.
Para construirlo, la idea es hacerlo a base de casi 40.000 mil kilómetros de nanotubos de carbono, y sería capaz de transportar hasta 20 toneladas al espacio sin emplear motores. Esto, debido a las características de los nanotubos, capaces de soportar hasta 100 veces más peso que el acero. Para elevar el ascensor se emplearía un sistema de propulsión electromagnético.
El cable tendría un grosor de 0,91 m., sería más fino que un pedazo de papel, pero capaz de transportar una carga de hasta alrededor de 13 toneladas. La base del dipositivo estaría sobre una plataforma marina móvil, en el Océano Índico, a 70 grados de longitud este, al sur de la India. Acá los vientos son suaves y el vuelo de aviones comerciales es menor. La plataforma móvil permitiría desplazar el cable para no obstaculizar el paso de satélites en órbita.
La idea del ascensor espacial nació en el año 1966 en la imaginación del ingeniero ruso Yuri Artsoutanov, antes de que fuera desarrollada por el oceanógrafo estadounidense John Isaacs. Sin embargo, se hizo famosa de la mano del escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke, que se inspiró en ella para dos de sus novelas: "Las fuentes del paraíso" (1978) y "2061, odisea III" (1988).
Con el uso de la nanotecnología, uno de los principales problemas a los que se enfrenta la tecnología espacial quedaría solucionado: la ausencia de materiales lo suficientemente resistentes para diseñar el cable. De paso, el ascensor sería la solución para el problema del costo que tiene actualmente la puesta en órbita de cualquier tipo de objeto o nave. Mientras que, con los sistemas de propulsión actuales en órbita, un kilo cuesta 22 mil dólares, el ascensor lo haría por algo meno de 1,5 dólar por kilo.