¿Cuáles son algunas formas de disminuir los costos de lanzamiento?

Lanzarse al espacio siempre ha sido muy costoso. Un costo de lanzamiento típico es de $ 5,000 - $ 10,000 USD por libra de carga útil. Por lo tanto, lanzar un satélite de 1,000 lb (450 kg) puede costar más de $ 10 millones de dólares. Desde que comenzamos a lanzar cosas al espacio, los científicos han estado pensando en formas de reducir los costos de lanzamiento para abrir esta frontera a más empresas, gobiernos e individuos. Sin embargo, se han realizado pocos progresos hasta la fecha.

Un componente del costo de un lanzamiento espacial es el combustible. Por cada libra de carga lanzada en órbita terrestre baja, se requieren de 25 a 50 libras de combustible. Los cohetes típicos son alimentados por una combinación de hidrógeno líquido y oxígeno, que deben mantenerse a temperaturas muy bajas utilizando muchas toneladas de equipos de enfriamiento criogénico. Piense en un cohete como un refrigerador muy caro del tamaño de un edificio alto.

Para reducir los costos de lanzamiento, un enfoque es construir un cohete más grande. Gracias a las economías de escala, los cohetes más grandes tienden a costar menos por libra que los cohetes más pequeños. Sin embargo, esto solo va tan lejos. Los cohetes más grandes pueden reducir el costo de lanzamiento por libra en un factor de dos o tres, pero no mucho más que eso.

Las rutas más prometedoras para reducir sustancialmente el costo de lanzamiento implican soluciones en las que la carga útil no necesita llevar combustible durante el ascenso. Este es uno de los elementos más caros de un lanzamiento de cohete convencional: un cohete necesita transportar suficiente combustible no solo para impulsar la carga útil, sino también el combustible restante en el camino. El fondo de la atmósfera es el más denso y costoso en términos de energía para navegar, pero aquí también es donde el cohete es más pesado, y necesita tanques de combustible muy grandes.

Hay varias propuestas para lanzamientos espaciales sin combustible o con poco combustible. Una es utilizar un motor de respiración de aire (ramjet) para la primera etapa de ascenso, utilizando oxígeno atmosférico como oxidante en lugar de oxígeno a bordo. Este fue el enfoque utilizado por SpaceShipOne, la primera nave espacial construida por una empresa privada. Otro enfoque más futurista sería construir un acelerador electromagnético, o cañón de riel, para disparar una carga útil tan rápido que llegue a la órbita. Desafortunadamente, la mayoría de las cargas útiles disparadas a la órbita desde un cañón de riel experimentarían aceleraciones de al menos 100 gravedades, lo suficiente como para matar seres humanos. Por lo tanto, si se construye un acelerador electromagnético para lanzamientos espaciales, es probable que solo se use para enviar suministros, como agua o acero, en lugar de astronautas o satélites.

Un enfoque aún más futurista para reducir el costo de lanzamiento sería construir un elevador espacial, una correa que se extiende desde el ecuador hasta un contrapeso que orbita a 36.371 km (22.600 millas) sobre la Tierra. El único material lo suficientemente fuerte como para ser utilizado para tal ascensor sin colapsar bajo la fuerza de la gravedad serían los nanotubos de carbono. Actualmente, los nanotubos de carbono cuestan alrededor de $ 25,000 USD por kilogramo, o $ 25 millones USD por tonelada. Crear incluso un elevador espacial de semillas requeriría alrededor de 20 toneladas, lo que a los precios actuales costaría $ 500 millones de dólares. Esto es bastante costoso, pero los precios de los nanotubos están cayendo, y muchos científicos creen que construir un ascensor espacial podría ser económicamente factible para 2020.