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Ciencia y Espacio

¡Subamos! Ascensor cósmico podría llegar al espacio en un cable hecho de diamantes

Por Sebastián Jiménez Valencia

Por Peter Shadbolt, para CNN

(CNN) -- ¿Quieres viajar al espacio en un elevador? Mientras la idea ha estado presente durante más de 100 años, un gran avance en la nanotecnología podría lograr que viajemos al espacio en un cable hecho de diamantes.

El mes pasado, científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos dieron a conocer un trabajo de investigación que mostraba el camino a seguir para la producción de "nanohilos de diamantes" ultra delgados que tienen una resistencia y rigidez mayor a la de los nanotubos y polímeros más fuertes de hoy en día.

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John Badding, profesor de química en la Universidad Estatal de Pensilvania, le dijo a CNN que su equipo había hecho el descubrimiento mientras examinaba las propiedades de las moléculas de benceno, y que les tomó 18 meses de estudio entender lo que el equipo había estado viendo.

"Es como si un increíble joyero hubiera enhebrado los diamantes más pequeños posibles para hacer un largo collar en miniatura", dijo Badding. "Debido a que el corazón de este hilo es de diamante, esperamos que resulte extraordinariamente rígido, extraordinariamente fuerte y extraordinariamente útil".

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Descubrimiento en relación al benceno  

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Como parte de los experimentos, el benceno (un líquido) fue puesto bajo compresión para formar un material sólido.

"Lo que encontramos fue que debido a que nuestro experimento comprimió el benceno de forma mucho más lenta que antes, se formaron estos nuevos materiales", dijo.

"Todos pensaron que las moléculas de benceno se unirían de forma desorganizada, como un material vidrioso y amorfo".

"En cambio, lo que llamó nuestra atención fue que nuestros experimentos nos dijeron que había orden en el benceno, y ese fue el impacto", dijo.

El hecho de que todo esto ocurriera a temperatura ambiente fue otro impacto para el equipo de investigación.

Bajo presión

Él dijo que los científicos trabajaron para probar la hipótesis de que cuando las moléculas de benceno se separan bajo una presión alta, sus átomos quieren aferrarse a algo más, pero no pueden hacerlo porque la presión elimina el espacio entre ellos.

"Entonces, este benceno se torna altamente reactivo de manera que, cuando liberamos la presión muy lentamente, ocurre una reacción ordenada de polimerización, que forma el nanohilo de núcleo de diamante", dijo.

El resultado es el material más rígido y fuerte que la ciencia conoce, pero también se trata de un material bastante ligero.

"Uno de nuestros mayores sueños para los nanomateriales que estamos desarrollando es que éstos se utilicen para hacer los cables súper fuertes y ligeros que harían posible la construcción de un 'ascensor espacial'. Ésta es una idea que hasta ahora, solo había existido en la ciencia ficción", dijo Badding.

Próxima parada... el espacio exterior  

La constructora japonesa Obayashi ya está investigando la viabilidad de un ascensor espacial; ellos prevén una estación espacial anclada al Ecuador por un cable de 96.000 km hecho de nanotecnología de carbono.

La estación espacial orbitaría la Tierra en una posición geoestacionaria, y el cable se mantendría tenso por medio de la fuerza centrífuga de la rotación de la Tierra. Esto se compara a la forma en la que un atleta que practica el lanzamiento de martillo le da vuelta al martillo en las Olimpíadas.

A los vehículos robóticos con motores magnéticos les tomaría siete días para llegar a la estación espacial; así, podrían transportar cargas y personas al espacio por una fracción del costo actual.

Según el Consorcio Internacional del Ascensor Espacial (ISEC, por sus siglas en inglés), las cargas útiles espaciales costarían solo cientos de dólares por kilogramo en lugar de la actual cantidad de 20.000 dólares por kilogramo que cuesta la tecnología de cohetes.

La clave está en la pequeña escala  

La parte central del proyecto es la nanotecnología que haría que los cables de un material fueran más fuertes y resistentes que cualquier otro tipo de cable que se encuentre actualmente en la Tierra.

Un cable de 6,3 cm de grosor hecho a partir de la nanotecnología de carbono podría levantar el equivalente a tres estaciones espaciales internacionales por día en órbita, según ISEC.

"La resistencia a la tracción es casi cien veces más fuerte que los cables de acero, así que es posible", dijo a Australian Broadcasting Corporation Yoji Ishikawa, gerente de investigación y desarrollo en Obayashi.

"Ahora mismo, no podemos hacer que el cable sea lo suficientemente largo. Solo podemos hacer nanotubos de 3 centímetros de largo, pero necesitamos mucho más ... creemos que para 2030 vamos a lograrlo".

Adiós, hombre cohete  

Un ascensor espacial no es la única tecnología sin cohetes que está siendo investigada como medio para transportar objetos hechos por el hombre al espacio.

En el pasado, la NASA ha examinado todo, desde artillería de alta velocidad, hasta proyectos de levitación magnética lanzados por rieles como medio para trasladar objetos al espacio.

El físico Stanley Starr del Centro Espacial Kennedy de la NASA dijo que por ahora, el énfasis de la NASA está en desarrollar tecnologías de exploración que se utilizarán en cuanto haya una nave en el espacio.

"Y existen muchos desafíos en esa área", le dijo Starr a CNN.

No obstante, la agencia espacial continúa buscando sistemas (algunos de ellos bastante extraños como el Slingatron) que puedan ponerse en órbita sin la necesidad de usar sistemas de cohetes que consuman combustible.

"El ascensor espacial es un concepto interesante, pero requerirá un gran avance en cuanto a materiales o será necesario añadirle un concepto totalmente nuevo para hacer que funcione. No puedo concebir que un ascensor espacial funcione mientras viva", dijo Starr.

"Estudié brevemente el concepto de Slingatron y no creo que sea posible".

Cuando la física se interpone  

Ciertos problemas de la aerodinámica y la física, dijo, persisten a pesar de los avances tecnológicos. Mientras que algunos de los conceptos que utilizan altas velocidades, como la súper artillería, podrían funcionar, aún se debe equilibrar las fuerzas aerodinámicas mayores con problemas de calefacción.

"Por ejemplo, si lanzas directamente un pequeño satélite de un cañón con la velocidad suficiente para ponerse en órbita, el proyectil probablemente será destruido por el calor y el estrés", dijo. "Si no es así, la mayor parte de tu masa está dedicada a la estructura y no tanto a la carga de trabajo".

Aún así, dijo que la NASA no ha abandonado la idea de hacer un lanzamiento sin cohetes.

"Creo que la NASA finalmente invertirá en tecnología avanzada de lanzamiento sin cohetes, pero no creo que sea muy pronto", dijo Starr.

"Me gustaría crear un grupo de la NASA, preferiblemente conectados en red a partir de una serie de centros de la NASA, que busque activamente nuevas tecnologías de lanzamiento y la formulación de recomendaciones para nuevas investigaciones".