02 junio 2008

Investigación, industria y política en el sector espacial

El pasado 8 de abril, el presidente de Boeing Jim Albaugh dio un interesante discurso sobre el sector espacial dentro del Simposio Nacional del Espacio. Interesante más que nada no porque dijera algo nuevo o sorprendente, sino porque dijo cosas muy claritas sobre la situación actual y sobre cuál debería ser el camino a seguir en el sector. Unas declaraciones que, disculpad que me siga mirando el ombligo (parece que últimamente no hago otra cosa) coinciden con lo que llevo diciendo por aquí desde que se anunció la nueva política espacial de Bush; de forma resumida, que si de verdad queremos avanzar en materia espacial, lo que hay que hacer es invertir masivamente en ciencia y tecnología básicas que nos permitan, sobre todo, abaratar el coste del acceso al espacio. Justo lo contrario de lo que se está haciendo.

Bueno, sin más preámbulo, paso a detallar los fragmentos que me han parecido más reveladores del discurso del presidente de Boeing (alguien que, sin duda, sabe de lo que habla cuando hace referencia a la industria aeroespacial) (Por cierto: sí, ya sé, a menudas horas escribo esta entrada, si el discurso es de hace dos meses… pero es que he estado a tope, y las lecturas más intemporales, como ésta, las he ido dejando aparcadas hasta que he tenido un rato para dedicárselo). Os dejo con Jim Albaugh:

(…) ¿Dónde están las innovaciones que nos permitirán dar el siguiente gran salto hacia delante? ¿Por qué no estamos invirtiendo en investigaciones y tecnologías de alto riesgo con grandes beneficios potenciales? ¿Dónde están los innovadores de nuestro tiempo? Me temo que no están trabajando en nuestra industria. Me temo que están trabajando en negocios donde se les recompensa por sus innovaciones y sus ideas… y no tan sólo por sus años de servicio.

Nos guste o no, la industria espacial actual es principalmente una mezcla de recién llegados con poco capital, fabricantes de satélites que van sobreviviendo como pueden, y compañías aeroespaciales tradicionales que tienen que confiar en el gobierno para liderar la inversión en investigación y tecnología.

La nuestra es una industria en la que las grandes compañías tienen cada vez más aversión al riesgo, escrutadas por unos accionistas y analistas de mercado que pueden ser unos jueces muy severos, y donde las visiones a largo plazo sucumben ante los beneficios a corto.

En el gobierno, los presupuestos crediticios y otras prioridades lógicamente condicionan a los legisladores para hacerlos reacios a financiar investigación y desarrollo de alto riesgo. Y, tristemente, para la industria el posible beneficio de invertir en tecnologías de alto riesgo sin aplicaciones y retornos claros nunca ha sido determinante. (…)

Por supuesto, existen emprendedores que están volviendo a los viejos días de aquellos hombres dispuestos a empeñar sus empresas en arriesgadas iniciativas: Burt Rutan, los promotores del X-Prize, o SpaceEx son algunos ejemplos. Excitantes e inspiradores, sí, pero difícilmente el tipo de proyectos que capturan la atención mundial como en su día lo hizo ir a la Luna.

Nuestra industria debe elegir entre ser simples incrementalistas, contentos con usar las mismas viejas tecnologías de siempre para subir a una órbita terrestre baja, o convertirse en innovadores, creando el siguiente gran salto adelante que marque los inicios de una verdadera era espacial.

Y debemos recordar que el camino para volver a la Luna no está pavimentado con iniciativas bien intencionadas pero posteriormente abandonadas, como el Nacional Aerospace Plane, el X-33, la Space Launch Initiative, o la Next-generation Launch Technology [JC: proyectos de investigación de gran alcance encaminados a dar respuesta al gran problema del coste del acceso al espacio, abandonados todos ellos a medio camino habitualmente por problemas presupuestarios]. El camino de vuelta a la Luna se pavimentará con compromiso, liderazgo e innovación; y con un gobierno dispuesto a dar un paso al frente y financiar la innovación espacial a niveles que no hemos visto en décadas. [enfatizado en el original]

(…) La industria aeroespacial puede definir el siglo XXI, si la transformamos para que inspire innovación. Esta transformación de nuestra industria será imposible sin una fuerte inversión en investigación y tecnología.

En el punto culmen del programa Apollo, el presupuesto de la NASA era el 4% del presupuesto federal. En la actualidad sólo es una fracción de esa cifra [JC: exactamente el 0,57% en 2008, como dije
aquí]. En aquellos días, cuando los ingenieros trabajaban para traer a casa al maltrecho Apollo 13, Gene Kranz declaró: “El fallo no es una opción”. Con las realidades presupuestarias de hoy, aquellos niveles de financiación no son una opción.

Así que, ¿cómo alcanzaremos las revolucionarias innovaciones de alto riesgo del futuro? Debemos empezar identificando las tecnologías que nos permitirán –con compromiso y apertura hacia las nuevas ideas- dar los próximos grandes pasos.

En mi opinión, la propulsión es la gran clave. Debemos reducir el coste y la eficiencia de la propulsión espacial. Nuestra tecnología de propulsión no ha progresado mucho desde que Robert Goddard lanzaba cohetes en Nuevo México en los años 30. Desde el desarrollo de los SSME en los 70, sólo ha existido un gran motor cohete de propulsión líquida desarrollado en este país: el RS-68.

¿Dónde están las nuevas tecnologías? ¿Quién está invirtiendo en ellas? ¿Y a qué nivel? Para desarrollar la próxima generación de satélites, ¿qué vamos a hacer para mejorar varios órdenes de magnitud en eficiencia y reducciones de peso? Identificar estas y otras tecnologías y centrarnos en ellas dependerá de una duradera colaboración entre industria y gobierno. (…
)

Como decía al principio, no puedo estar más de acuerdo con sus palabras. Construir ahora un cohete Ares I y un vehículo Orión que son poco más que una copia algo mejorada de los vehículos que nos permitieron ir a la Luna a finales de los años 60, no parece un avance revolucionario, eso desde luego. Y difícilmente nos ayudarán a mantener una presencia tripulada seria en el espacio, con los costes de lanzamiento manteniéndose a niveles similares a los de aquella época. Recordemos que el programa Apollo se terminó porque no era posible (bueno, digamos mejor que no se quería, aunque en el fondo es lo mismo) mantener ese nivel de gasto; ¿por qué va a ser distinto ahora? Si no atacamos el verdadero problema, el del coste del envío de un kilogramo de masa al espacio, la situación no va a cambiar. Seguiremos anclados a la órbita terrestre, para desarrollar aquellas actividades que sean más económicas o que tengan mayor beneficio inmediato; pero olvidémonos de la exploración a gran escala, olvidémonos de adentrarnos de verdad en el espacio, más allá del envío de alguna sonda robótica de vez en cuando. Quien no lo vea así, creo que necesita gafas.

Y para cambiar esta situación, para alcanzar niveles de eficiencia energética tales que nos permitan reducir drásticamente este coste de lanzamiento, se necesitan grandes inversiones en ciencia y tecnología básicas. Investigación de alto riesgo, sí, como reconoce el presidente de Boeing, porque nadie nos asegura que logremos resultados en un plazo razonable, por mucho que invirtamos; ahora bien, la posible ganancia es tan grande, los posibles resultados podrían ser tan revolucionarios para el sector, que es una investigación que realmente merece ser llevada a cabo. Pero lo que él dice también está muy claro: la industria no va a llevar a cabo por su cuenta esta investigación. Por mucho que los políticos se llenen la boca hablando de potenciar la I+D+i en la industria, no se debe permanecer ciego a una evidencia: la industria investigará en aquello en lo que vea una posible aplicación y beneficio a corto o medio plazo. La investigación de alto riesgo y a largo plazo sólo puede llevarla a cabo una administración con visión también de largo plazo; algo que, con el sistema parlamentario de elecciones cada pocos años, a veces también es difícil de conseguir a nivel político (no es que esté en contra del sistema democrático, todo lo contrario; pero hay que reconocer que la atención que los políticos ponen en las próximas elecciones más que en la próxima generación, dificulta a menudo que realicen una política de largo plazo).

En fin, poco más que añadir. Todo está dicho, y redicho. Lamentablemente, parece que aún no ha sido oído. O al menos, aún no ha hecho mella en quien debería hacerla… ¿Quizás necesitamos que otro presidente norteamericano lance un reto a largo plazo y luego muera asesinado, para que la persecución de dicho reto se convierta en un objetivo nacional? ¿Quizás lo que necesitamos es otra Guerra Fría, para que el deseo de aparecer tecnológicamente superior frente el contrario ante la opinión pública mundial impulse ese desarrollo tecnológico? Qué tristes son las motivaciones de nuestra sociedad… En fin, habrá que seguir intentándolo.

12 comentarios:

Ambros dijo...

Un resumen muy claro. Deprimente pero muy cierto. Si tendría que resumirla diría que nos faltan ganas. O nos faltan sueños.

Como dice el texto tal vez lo único que nos quede sea utilizar una motivación que ya tenemos. La avaricia que impulsa el turismo espacial. O los sueños militares que buscan proteger o destruir los satélites de los que dependemos cada vez mas.

Y si. Es triste.

Anónimo dijo...

Cuando tanto tú como el presidente de Boeing os referís a grandes avances que abaraten el coste de acceso al espacio ¿De qué tipo de avances se trata? ¿Puedes dar una idea aproximada de qué se debería mejorar para abaratar el acceso al espacio? Porque creo yo que se seguirá usando cohetes convencionales con combustible líquido y/o sólido. ¿Qué tipo de avances pueden ser?

Anónimo dijo...

Los que tenemos mas de 30 años y seguimos la evolucion de la astronautica desde nuestra tierna infancia, tenemos la sensacion de lentitud de los avances en el sector espacial, pasos conservadores, sin riesgo, sin unificacion de inversiones, sin objetivos claros, y sobre todo creo que falta en los politicos el "espiritu de Colon", es decir la apuesta por el riesgo y la aventura de la exploracion, aun a costa de la propia vida, en beneficio de la humanidad, aunque suene un poco a Star Trek creo que lo que le falta a la astronautica es el espiritu humano como motor de la misma.....

Javier Casado Pérez dijo...

Respondiendo a la pregunta sobre qué tipo de avances serían esos que nos llevarían a abaratar drásticamente el coste de acceso al espacio... Bueno, evidentemente no es fácil de responder, si supiera cuáles son esos avances primero los patentaría y luego intentaría vendérselos a Boeing o alguna gran empresa aeroespacial ;-) Pero desde luego, ese hipotético futuro no pasa por lanzadores más o menos convencionales con propulsantes líquidos o sólidos, como comentas.

La primera cuestión clave creo que es la reutilización. Fabricar un vehículo tan tremendamente complejo y caro como es un lanzador espacial para darle un solo uso es claramente un derroche. Y sin embargo, el primer lanzador parcialmente reutilizable de la historia, el Shuttle, ha resultado ser un desastre desde el punto de vista económico. ¿Por qué? Pues por varias razones, pero la principal es por el enorme coste de mantenimiento que presenta. Ahí hay mucho que avanzar, en el diseño de sistemas robustos capaces de resistir múltiples misiones con un mantenimiento mínimo. ¿La forma? Eso es lo complicado, pero habría que actuar en múltiples frentes: nuevos materiales, sistemas de autochequeo automatizados, materiales "inteligentes" (con sensores embebidos que monitorizan su estado), etc.

Por otra parte, en cuanto a propulsión también hay posibilidades de avances. El X-33 investigó el "aerospike", un nuevo concepto de toberas con una geometría radicalmente diferente a las actuales, capaces de adaptarse de forma "natural" en función de la presión exterior, mejorando así notablemente la eficiencia del motor. En cuanto a todos los sitemas internos del motor, todavía hay mucho potencial de mejora en el sistema de bombas, turbinas, refrigeración, etc, de modo que se aligere peso y se reduzca coste y complejidad. En cualquier caso, estos no serían avances revolucionarios, sino mejoras de lo ya existente. ¿Cuál sería un avance revolucionario? Pues, por ejemplo, dar con un tipo de motor que tenga el impulso específico (eficiencia) de un motor iónico, pero con la capacidad de empuje de uno de propulsante líquido. ¿Es posible? Sinceramente, no lo sé, pero el ingenio humano es asombroso, así que no lo descarto...

Otros avances más o menos revolucionarios podrían ser el desarrollo de los famosos "aviones espaciales", o vehículos que despeguen y aterricen como un avión, con propulsión a reacción más o menos convencional (sólo más o menos, ya que probablemente tendrían que incluir estatorreactores de combustión supersónica, o "scramjets") con paso a propulsión cohete una vez fuera de la atmósfera. Esto, teóricamente, permitiría eliminar mucho peso en oxígeno líquido, al tomar de la atmósfera el oxígeno necesario durante las primeras fases del vuelo; además, la primera fase sustentadora, con alas, aprovecharía el poder de elevación que nos da "gratis" la atmósfera sin tener que usar la fuerza bruta para ganar altura en vertical, como hacen los lanzadores actuales. Un segundo paso podría ser la propuesta india "Avatar", consistente en no cargar nada de oxígeno líquido al despegue, y generar en vuelo el necesario para la fase cohete, tomándolo de la atmósfera a gran altura y licuándolo en el interior del vehículo. Tampoco son propuestas tan revolucionarias en cuanto al concepto, que existe desde los años 40, se trata más que nada de hacerlo tecnológicamente viable.

En fin, como decía al principio, yo no tengo la respuesta mágica a cuáles serían esos avances necesarios para abaratar el acceso al espacio, pero ideas hay muchas, y probablemente hay otras muchas más que aún ni siquiera se han propuesto. Con el dinero, el tiempo y el ingenio necesarios, se podrá ver si alguna de estas ideas es viable o no; pero si nos limitamos a ir a lo fácil, nuestros nietos seguirán viendo subir al espacio los mismos tipos de cohetes que pusieron en órbita al Sputnik hace 50 años.

Ambros dijo...

Una sugerencia interesante que leí en su día era utilizar cohetes baratos, poco fiables pero producidos masivamente y en serie para cargas fáciles de sustituir.

Si pudiesemos colocar en órbita baja agua, combustible y alimentos a un precio muy inferior tampoco importaría que uno de cada diez lanzamientos fallase. Serviría para cualquier material fácil de reponer.

Astronautas y satélites caros seguirían subiendo en sus sofisticados y fiables cohetes. Incluso es posible que se crease un mercado para satélites pequeños, baratos y fáciles de sustituir en órbita baja.

Javier Casado Pérez dijo...

Sí, esa propuesta también la conozco. Sólo sería aplicable en casos muy concretos, pero sería válida. En el fondo no es diferente de lo que ya se hace en muchos procesos industriales, es decir, dar la calidad justa. Hay procesos en los que es más caro optimizar el proceso para tener cero defectos, que aceptar un proceso deficiente más barato desechando los productos defectuosos; depende del producto y del proceso. En el fondo, esta propuesta es lo mismo. Pero eso no es más que una forma de optimizar lo que ya tenemos, no de avanzar hacia adelante. En el fondo, es como si lo comparamos con cuando se empezaba a introducir el automóvil o el ferrocarril: muchas cargas podía ser más económico seguir transportándolas en carro tirado por mulas. Pero eso no justificaba que no hiciera falta avanzar más en materia automovilística...

Saludos

monsieur le six dijo...

También hay proyectos alternativos como el famoso "ascensor espacial" e incluso lanzadores que "disparan" la nave después de acelerarla en un circuito electromagnético en el que va ganando velocidad, un poco recuperando la idea de Julio Verne de lanzar la nave como un proyectil. Yo no es que tenga mucha fe en estos proyectos, pero bueno, ahí están.

Creo que no es ya un tema de UNA empresa o UNA administración. También hace falta eliminar el secretismo y aceptar que todos juntos avanzamos más rápido, como se ha demostrado con la ISS. Mientras cada cual se empeñe en mantener en secreto sus propios avances, se pierden recursos. Un equipo conjunto de científicos trabajando en nuevos sistemas de propulsión, como se está haciendo con el reactor de fusión nuclear, sería muy efectivo. Pero claro, esto es un tema complicado, todos lo sabemos...

Anónimo dijo...

El problema de acceso al espacio y el viaje espacial depende de la relacion empuje/peso, y esta cuestion solo se puede resolver cumpliendo 2 premisas:
UNA,con el desarrollo de ciencia basica de nuevos materiales superligeros y superresistente (nanotubos carbono, aleaciones metalicas y compuestas,nanotecnologia aplicada, superconductividad a temperatura ambiente, y supercomputacion optica y cuantica, etc..) y DOS, desarrollo del motor de aniquilacion materia-antimateria, pasando por la producción a escala industrial de antimateria, contenedores magneticos ligeros, y toda la tecnologia que ello conlleva!

Obviamente esta tecnologia esta a 50 años vista o mas, pero creo que es la unica solucción REAL al problema del acceso masivo a espacio por la raza humana.....

zeroauriga dijo...

Me atrae bastante la idea de una nave-avion que pueda alcanzar una fraccion considerable de la velocidad orbital tomando el oxigeno del aire. A fin de cuentas, si necesita llevar un recubrimiento termico para la reentrada, tambien se puede usar para volar en hipersonico a gran altura.
Supongo que el gran problema es diseñar un estatorreactor que soporte las elevadisimas temperaturas de la friccion con el aire, pero no creo que sea imposible

Javier Casado Pérez dijo...

Sí, la idea es muy atractiva, pero no resulta sencilla. Por un lado, el escudo térmico no nos sirve tal cual, ya que las zonas que más se recalientan en vuelo hipersónico no son exactamente las mismas que lo hacen durante la reentrada (debido a la diferente dirección de incidencia del aire en cada caso), así que se requiere un escudo térmico algo mayor.

En cuanto al estatorreactor, lo más complicado es diseñar uno de combustión supersónica, es decir, uno en el cual los gases cruzan su interior a velocidad supersónica pero la combustión del combustible se mantiene; lo "normal" es que a esas velocidades la llama sea arrastrada por la gran velocidad de los gases, y el motor se apaga. No obstante, tanto norteamericanos como indios han realizado experimentos con éxito (los primeros ya en vuelo, los segundos en ensayos en tierra); supongo que los rusos también, aunque ahora de memoria no podría asegurarlo.

¡Saludos!

Javier Casado Pérez dijo...

Ah, y se me olvidaba añadir la mayor complicación: que todos estos sistemas no nos eleven la masa estructural por encima de ciertos valores que conviertan el aparato en inviable como lanzador espacial. Esto es quizás lo más crítico a día de hoy.

aergenium dijo...

He escrito un artículo relacionado con éste en el siguiente enlace aergenium: Un wiki-reto
Un Saludo.