Cualquiera puede consultar en la web o en su tienda lo que cuesta enviar un paquete a cualquier lugar del país o del extranjero. Pero… ¿Y si quisiéramos ir más allá? ¿Tal vez subir una caja con instrumentos científicos a la órbita baja terrestre? ¿A la Luna? ¿A Marte? Podemos por una vez dejar volar la imaginación y llegar a un futuro no muy lejano en el que se pueda escribir en la etiqueta de la caja: «Destino: Samuel Bell, apartamento 101, Base Minera Sarang, Luna (Tierra)».
Para hacernos a una idea de cuánto cuesta actualmente y cuánto costará en el futuro consideraremos «cálculos de servilleta», algo a lo que era muy aficionado el físico Enrico Fermi: podemos hacer algunos números con unos parámetros y suposiciones razonables para obtener una respuesta. No será exacta, solo aproximada. Pero es mejor que nada. La pregunta podría ser: ¿cuánto nos costaría enviar un paquete de 1 kg a distintos lugares del espacio? Curiosamente el CubeSat, un diseño estándar de nanosatélite, pesa como máximo 1,3 kg en un simple cubo de 10 × 10 × 10 cm) y por sus posibilidades técnicas lo utilizan países de todo el mundo.
El problema principal de esta «misión de reparto espacial» es que alejarse de la Tierra y su «pozo gravitatorio» resulta carísimo en términos de combustible. El físico Tsiolkovski lo definió con una ecuación que lleva su nombre. Según Tsiolkovski, para lanzar un cohete hay que elevar el peso del cohete y también el peso del propio combustible que va a consumir más adelante el cohete (sobre todo si ha de llegar a algún sitio y volver, como a la Luna o Marte). Es como intentar recorrer con un coche que tiene una autonomía de 500 km con su depósito de 50 litros un trayecto por el desierto de 1000 km si no hay estaciones en las que repostar. La única solución sería cargar 50 litros de combustible extra en bidones para rellenar el depósito a medio camino. Pero llevar 50 litros extra de carga supone añadir un peso, de modo que el coche consumiría un poco más y su autonomía se reduciría a, quizá, 490 km. Nos quedaríamos a algunos kilómetros del punto de destino. Pero aunque esto sea un problema, puede superarse; de hecho ya hemos ido y vuelto a la Luna en el pasado.
Envíos a las órbitas terrestres
Para poner satélites en órbita se emplean cohetes relativamente pequeños. Tan sólo necesitan acelerar hasta llegar una velocidad de 8 km/s para «escapar» de la gravedad terrestre hasta las zonas donde orbitan los satélites, que son tres. Hay vehículos lanzadores que pesan 2.300 kg y pueden subir entre 400 y 2.000 kg de carga útil a la órbita baja (LEO, Low Earth Orbit) a distancias entre 200 y 2.000 km de la Tierra. Según los cálculos de la Marspedia, que cita a la Moon Society y la Mars Foundation y datos recogidos de la NASA estadounidense y la Roscosmos rusa, los «precios» –por llamar de algún modo a los costes divididos por la carga útil– varían entre los 450 y los 30.000 dólares por kg, según los tipos de cohete. Alguien con ese dinero –y ciertas credenciales– podría ir, pedir cita y «poner en órbita» su satélite o «paquete» de 1 kg. De hecho las agencias espaciales estatales –y más las privadas– lo harían encantadas.
Para las órbitas media (2.000-35.000 km) y alta (más allá de la órbita geosincrónica de 35.000 km) se utilizan vehículos lanzadores más grandes y hay calendarios más apretados y otras limitaciones como tener que esperar a que el cohete esté «completo» para aprovechar el lanzamiento. El coste varía entre los 3.000 y los 11.000 dólares por kg y es más barato porque son capaces de llevar muchos satélites a la vez: entre 4 y 10 toneladas de carga útil. No obstante, en todos estos años el coste no ha disminuido mucho: cada kg subido en la lanzadera espacial costaba unos 22.000 dólares; con la cápsula Cygnus de Orbital Science, unos 17.000 dólares.
Naturalmente aquí podemos intuir otro de los problemas en esos costes: no se puede enviar al espacio cualquier cosa ni se considera suficiente una caja de cartón: si se trata de un CubeSat la cosa es más o menos fácil, pero desarrollarlo, integrarlo y hacer todas las pruebas necesarias tiene un coste que habría que añadir a la «misión de envío» de la que se encarga la empresa u organización que lance el cohete con el paquete dentro.
Algo más que enviar saludos a la Estación Espacial Internacional
El primer lugar habitado en este viaje de cálculos de servilleta es la Estación Espacial Internacional (EEI), situada a unos 400 km de altitud en órbita sobre la Tierra. Habitada por un puñado de astronautas continuamente, es habitual hacer envíos de suministros cada poco tiempo: desde lo más vital como combustible, agua, y aire (aunque luego se recicla una buena parte) a comida, piezas de repuesto, ropa, equipos electrónicos, nuevos experimentos… Un envío típico incluye varias toneladas de materiales subidas con un cohete lanzador y una cápsula; casi la mitad del peso de lo que se transporta corresponde a combustible para la EEI y agua.
El coste de estos envíos ha variado mucho con el tiempo si se divide el coste de un lanzamiento entre los kilogramos netos transportados. Actualmente en las misiones de envíos de suministros que realiza la compañía SpaceX junto con la NASA, la revista Business Insider calculó el coste en unos 60.000 dólares por kg. ¿Por qué es más caro que en el caso de los satélites?
Hay que tener en cuenta que algunas cápsulas espaciales de suministros, como la Dragon, van y vuelven para ser reutilizadas, y normalmente con varios astronautas; son algo más que un envío de paquetes. Hay que acoplarlas con sumo cuidado a la EEI mediante un brazo robótico. Es una especie de «última milla» bastante compleja y distinta a la de los satélites, objetos que solo hay que subir y soltarlos en el momento preciso para dejarlos dando vueltas.
Eso sí: en el caso de la EEI ya podemos pensar en paquetes más o menos convencionales como los que enviamos de unas ciudades a otras: de hecho a los astronautas de la EEI les llegan objetos enviados por sus familiares siempre que estén dentro del peso máximo y las medidas de seguridad obligatorias que limitan este tipo de envíos. Un «pequeño lujo» sin duda porque el coste siguen siendo 60.000 dólares cada kilo.
Misión: la Luna
El siguiente destino interesante sería la Luna. Hemos ido allí pocas veces en persona y solo 12 astronautas han caminado por ella. Pero si algún día hay una base lunar permanente habitada, como en el caso de la EEI, habrá también que llevar y traer cosas de todo tipo. Pueden ser suministros, o pueden ser de vuelta productos de la minería lunar, que se espera sean sumamente interesantes y valiosos.
El coste de estos envíos para la NASA y otras agencias espaciales a día de hoy es bastante prohibitivo. En Quora algunos aficionados hicieron cálculos y se calcula que enviar al Apolo 11 de nuevo a la Luna costaría unos 2.150 millones de dólares a precios de hoy. Su carga útil eran 47 toneladas, así que hablamos de unos 45.000 dólares por kilogramo.
Esto coincide bastante con la situación de las compañías espaciales privadas como SpaceX, que se supone deberían disminuir rápidamente sus costes… Pero por desgracia no tienen todavía listos los cohetes apropiados o la forma de realizar la misión completa. El Falcon Heavy de SpaceX que es el único adecuado para esa misión tiene un coste de unos 120 millones de dólares y llegar, podría llegar, pero una cosa es eso y otra es frenar la carga a una velocidad razonable durante el alunizaje (y por supuesto sin vuelta, cosa que la cápsula del Apolo 11 sí podía hacer). La carga que puede transportar el Falcon Heavy son unas 2,5 toneladas, así que estaríamos hablando de unos 50.000 dólares/kg en números redondos. SpaceX trabaja en la cápsula Dragon XL, pensada específicamente llevar hasta 5 toneladas a la Luna, pero todavía es un proyecto (y no se sabe a quién se lo encargará la NASA).
Hasta Marte y más allá
Cuando hablamos de ir hasta el Planeta Rojo la cosa son ya palabras mayores. No son los 300.000 km hasta la Luna, que al fin y al cabo está casi «aquí al lado». Hablamos de una distancia media de 225 millones de kilómetros y de entre 4 y 6 meses de viaje. Hacer el seguimiento del envío sería un poco aburrido.
Hace unos días se lanzó precisamente el rover Perseverance de la NASA, que lleva instrumentos y un pequeño dron que volará por los cielos marcianos. Enviar al Curiosity, que es un rover similar, costó hace una década unos 2.500 millones de dólares (y además depende de cómo se calcule el coste de su desarrollo) y su carga útil eran sólo 1.000 kg (una tonelada), de modo que el precio se pone en 2,5 millones de dólares por kg.
Cuando se piensa a largo plazo se calcula en que todos estos costes disminuirán cuando los viajes sean más comunes y se hagan a mayor escala, haya más competencia entre compañías y las tecnologías avancen y se abaraten. Se puede pensar en disminuir a la mitad, la cuarta parte o incluso más el coste actual –como sucedió con los equipos informáticos– pero esto es ingeniería aeroespacial e históricamente ya hemos visto que no ha sido así. De modo que pensar en disminuirlo por diez, con un coste de más o menos 250.000 dólares para enviar un «paquete» de 1 kg a Marte está todavía un poco lejos. Aun así, la NASA sueña con reducir cien veces o más los costes y poder «enviar paquetes» de forma masiva a unos unos cientos dólares por kg dentro de 25 años y por decenas de dólares dentro de 40 años. Quien sabe: las ciencias avanzan que es una barbaridad y lo mismo hay alguna ingeniosa alternativa que haga que ir a la Luna o a Marte cueste sea como darse hoy en día una lujosísima vuelta al mundo.
{Fotos: NASA}
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