Bloomberg — Una vez que Elon Musk decidió construir una nave espacial reutilizable para llevar a cabo sus sueños de colonización de Marte, los ingenieros de SpaceX supieron que necesitarían un motor especial para el cohete más potente del mundo.
La Starship, nombre que recibió la nave, requería un motor de combustión escalonada de flujo total.
Para aprovechar al máximo el combustible de cohete, se necesitaba una máquina capaz de controlar la explosión con precisión, una y otra vez; fracasar en esa misión significaba recuperar sus restos del océano.
El diseño era tan complejo que nunca se había utilizado: los soviéticos construyeron una y la probaron en tierra en la década de 1960, pero nunca la enviaron al espacio.
Musk contrató a Jeff Thornburg, un ingeniero aeroespacial veterano, para liderar el desarrollo del motor.
Anteriormente, Thornburg había trabajado en un proyecto del gobierno estadounidense llamado Integrated Powerhead Demonstrator, donde ingenieros de la NASA y la Fuerza Aérea de EE.UU. colaboraron con contratistas para construir y demostrar el hardware de un motor cohete de combustión por etapas de flujo completo.
En 2012, cuando SpaceX comenzó a construir su propia versión de ese motor, Thornburg y sus ingenieros se dirigieron a un almacén gubernamental en el desierto de California y trajeron de vuelta un camión lleno de equipo experimental sobrante del proyecto.
SpaceX aún tenía mucho trabajo por delante: para que cualquier demostración tecnológica sea lo suficientemente fiable para su uso operativo, se requieren extensas pruebas y ajustes.
Raptor, como la compañía denomina a su motor, utiliza un combustible diferente al del proyecto IPD, lo que implicó nuevos diseños y experimentos. En 2019, SpaceX se convirtió en la primera organización del mundo en realizar un vuelo con este tipo de motor.
Cuando Starship y su cohete propulsor Super Heavy despegaron el 13 de octubre, fue una prueba de la experiencia de SpaceX, pero también del sistema estadounidense de innovación público-privada que actualmente se enfrenta a su mayor prueba de resistencia en años.
“El Raptor no tendría el aspecto que tiene sin el programa IPD”, dice Thornburg. “IPD no solo allanó el camino para muchas cosas que están sucediendo con el Raptor y otros motores, sino que el mismo proceso fue fundamental para el éxito de SpaceX con el Falcon 9 y el Merlin”.
De hecho, los motores Merlin que impulsan el Falcon 9 de SpaceX —el vehículo de lanzamiento reutilizable líder en el mundo que sentó las bases para muchos de los éxitos de la compañía— también se originaron como un proyecto de la NASA, llamado Fastrac.
Y la innovadora capacidad de SpaceX para aterrizar su cohete verticalmente se inspiró en otro proyecto conjunto de la NASA y la Fuerza Aérea de EE.UU., llamado Delta Clipper, que demostró la capacidad de un vehículo para mantenerse en vuelo estacionario en la década de 1990.
Aprovechar estos hallazgos permitió que el propulsor Falcon 9 de SpaceX pudiera volar repetidamente, reduciendo costos y permitiendo a la compañía lanzar su lucrativa red de satélites Starlink.
Esfuerzo intenso en I+D
Mientras los técnicos de SpaceX preparaban la Starship para su último lanzamiento, comenzaron a filtrarse noticias sobre una nueva oleada de despidos en la NASA.
El gobierno de Trump, que ha propuesto recortes drásticos a la principal agencia espacial del mundo, ahora planea eliminar más puestos, incluso después de que casi 4.000 empleados, más de una quinta parte de su plantilla, se marcharan o fueran despedidos este año.
Con pocos expertos espaciales en la Casa Blanca, la visión del gobierno para la NASA prioriza las misiones tripuladas a la Luna y Marte dirigidas por contratistas privados, al tiempo que recorta la financiación para el desarrollo tecnológico, la ciencia climática y la exploración robótica.
Los éxitos de SpaceX y su aparente ventaja sobre la NASA en la construcción de cohetes y naves espaciales han avivado el debate sobre el papel del gobierno y el sector privado en la creación de nuevas tecnologías.
La idea de que las empresas privadas están mejor posicionadas para este trabajo forma parte de los argumentos de Trump para recortar el presupuesto de la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de la Salud.
Los recortes presupuestarios están acelerando una tendencia ya existente: los programas de la NASA para desarrollar robots móviles espaciales, transferir combustible en el espacio y construir motores de cohetes nucleares han sido relegados a un segundo plano mientras las empresas espaciales privadas avanzan con paso firme.
Si bien la subcontratación de tecnología pública a ingenieros del sector privado (y su capital) ha demostrado ser una forma eficaz de resolver problemas de ingeniería complejos, la atención centrada en productos finales espectaculares puede eclipsar la cadena de inversiones que los respalda.
Los gobiernos no solo proporcionan financiación y crean demanda para las empresas tecnológicas; también aportan el arduo trabajo de investigación y desarrollo.
Akhil Rao, execonomista de la NASA y cofundador de la firma de investigación y consultoría Rational Futures, señala que se estima que la I+D gubernamental no relacionada con la defensa en agencias como la NASA, los NIH y el Departamento de Energía representa aproximadamente una quinta parte del crecimiento de la productividad del sector empresarial en Estados Unidos tras la Segunda Guerra Mundial.
Las políticas que ignoran estas contribuciones podrían dejar a los fundadores de la próxima startup tecnológica estadounidense sin los recursos iniciales necesarios.
Fred Block, profesor de sociología en la Universidad de California en Davis, sostiene que, a pesar de las quejas sobre el predominio del neoliberalismo, Estados Unidos aún cuenta con un Estado desarrollista “oculto” que aprovecha el poder gubernamental para sentar las bases del éxito comercial. Las mismas fuerzas que impulsaron al Departamento de Defensa a sentar las bases de internet ahora se aplican a tecnologías como las vacunas de ARNm y los coches eléctricos.
“El éxito de Tesla (TSLA) no surgió del genio de Elon Musk”, me dice Block. “Surgió del hecho de que durante 20 o 30 años hubo inversión federal en el desarrollo de vehículos eléctricos”.
SpaceX es un ejemplo paradigmático de esta relación. La empresa ha dependido de la NASA y el Pentágono no solo para financiar el desarrollo de su tecnología y adquirir los productos terminados, sino también para obtener conocimientos técnicos a través de programas como IPD, Fastrac y Delta Clipper.
El problema, claro está, es que todos esos programas fueron cancelados —víctimas de cambios de prioridades, recortes presupuestarios y fallos experimentales—, al igual que muchos otros programas tecnológicos públicos prometedores (y no tan prometedores).
En un informe de alto nivel publicado el año pasado, el exdirector ejecutivo de Lockheed Martin Corp., Norm Augustine, advirtió que la NASA no estaba invirtiendo lo suficiente en tecnología fundamental y que sus ingenieros podrían perder los conocimientos necesarios para comprender el hardware que adquieren del sector privado.
Thornburg y cientos de ingenieros gubernamentales como él se fueron a trabajar a empresas como SpaceX porque era su mejor oportunidad de construir algo que realmente viajara al espacio. Ahora, los planes espaciales estadounidenses podrían estar inclinándose demasiado en esa dirección.
“Me preocupa un poco que el gobierno se haya desviado un poco del camino”, dice Thornburg, ahora director ejecutivo de la empresa emergente Portal Space Systems, que desarrolla naves espaciales de alta maniobrabilidad. “La NASA y la Fuerza Aérea intentan conseguir financiación para este tipo de proyectos y se encuentran con la respuesta en el Capitolio: ‘Si SpaceX va a hacer esto, ¿por qué tenemos que financiarlos a ustedes?’ Es necesario un cambio de mentalidad, un impulso a la I+D gubernamental”.
Avances en la ciencia fundamental
Con Starship, SpaceX busca superarse una vez más, creando no solo un cohete propulsor, sino una nave espacial capaz de regresar del espacio y volar de nuevo con facilidad.
Para ello, debe soportar temperaturas de 1427 °C (2600 °F) al reingresar en la atmósfera terrestre. Esto representa un gran desafío: las baldosas cerámicas que aíslan la estructura metálica de la nave de la capa de plasma sobrecalentado son frágiles y difíciles de mantener en su lugar.
El transbordador espacial de la NASA se enfrentó al mismo problema y lo resolvió con un laborioso proceso de reacondicionamiento que incluyó más de un millón de procedimientos.
Los ingenieros de la agencia finalmente dejaron en tierra la nave, en gran parte debido a la incertidumbre en torno a los delicados sistemas de protección térmica, que fallaron durante la tragedia del Columbia en 2003, provocando la muerte de siete astronautas.
Al igual que el transbordador espacial, Starship está diseñado para ser reutilizable, pero SpaceX quiere acelerar aún más su reutilización.
La NASA está pagando a la compañía casi US$3.000 millones para desarrollar Starship como módulo de aterrizaje lunar, lo que requeriría más de una docena de reabastecimientos en órbita (una técnica que SpaceX aún no ha demostrado).
Los costos de este esfuerzo son viables si las naves Starship pueden reacondicionarse rápidamente para su próximo vuelo; los ingenieros de SpaceX afirman que su objetivo es lograrlo en “horas, no días”. Pero si el proceso lleva semanas o más, llegar a la Luna podría resultar más caro de lo que SpaceX y la NASA prevén.
Ahora, la NASA teme que Starship se retrase varios años respecto al alunizaje previsto para 2027, lo que podría significar que China lleve humanos a la Luna antes del regreso de los estadounidenses.
El lunes, el administrador interino de la NASA, Sean Duffy, anunció que abriría el contrato del módulo de aterrizaje a otros competidores, incluyendo Blue Origin, la compañía de Jeff Bezos. Esta noticia provocó que Musk se quejara de “Sean Dummy” en su red social X.
Chris Combs, profesor asociado de la Universidad de Texas en San Antonio que estudia la aerodinámica de alta velocidad, dice que no está claro si SpaceX ha resuelto el problema de la reentrada lo suficientemente bien como para reutilizar su nave espacial tan rápido como espera la compañía, un área de investigación que “crónicamente subfinanciamos”.
“SpaceX no se dedica a realizar avances científicos fundamentales”, dice Combs. “Estamos llegando a un punto en el que deben plantearse si existe algún descubrimiento científico sobre materiales que no esté ya a su alcance. ¿Quieren ustedes dar un giro y dedicarse a la investigación básica? ¿O prefieren esperar 20 años a que alguien encuentre la respuesta?”.
SpaceX confía en poder resolver por sí misma el problema del escudo térmico. “Este es un ámbito en el que estamos innovando”, declaró Bill Gerstenmaier, ingeniero sénior de SpaceX y ex ejecutivo de la NASA, durante su intervención en el Simposio de Tecnología Espacial Glenn en septiembre, al describir una nueva técnica de “envoltura explosiva” para la instalación de las losetas.
La última prueba de vuelo sugiere que la compañía está progresando: la nave no sufrió daños tan evidentes como en vuelos anteriores. Sin embargo, Gerstenmaier también afirmó que SpaceX está construyendo una fábrica para producir 30.000 losetas de escudo térmico al día, suficientes para una nave completa. Esta impresionante hazaña de fabricación sugiere que la compañía podría necesitar reconstruir el escudo térmico completo de la Starship después de cada aterrizaje, lo que difícilmente facilita su reutilización rápida.
Tecnología compartida
El impacto de los recortes estadounidenses en el desarrollo de tecnología pública dependerá de la capacidad del sector privado para suplir la demanda.
La idea de que los modelos de inteligencia artificial son una solución rápida para este problema es exagerada —un estudio ampliamente citado que respaldaba esta idea fue retirado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts—, pero esta suposición en sí misma malinterpreta la naturaleza del problema. Lo que está en riesgo no es solo la innovación, sino también el interés por el intercambio abierto.
John Scott, profesor emérito de Dartmouth College especializado en políticas de innovación, afirma que el reto consistirá en replicar las estructuras existentes que reúnen a investigadores públicos y privados.
El gobierno puede difundir los resultados de su trabajo a numerosas organizaciones, algo que, según las investigaciones, el sector privado no hará. Por ejemplo, las subvenciones del programa de Investigación para la Innovación de las Pequeñas Empresas (SBIR, por sus siglas en inglés) generan más patentes que las empresas financiadas con capital privado.
“Este tipo de información técnica disponible públicamente puede ser especialmente valiosa para la innovación y el crecimiento económico en ámbitos con tecnologías riesgosas que tienen un alto potencial de generar beneficios indirectos más allá de su uso previsto”, afirma Rao de Rational Futures.
Musk ha declarado que desea compartir ampliamente la propiedad intelectual de SpaceX, pero si la compañía logra resolver el problema del calor durante la reentrada, ¿compartirá sus hallazgos con la competencia y sus clientes de forma gratuita? Combs, al menos, espera que la NASA o SpaceX publiquen más datos de los vuelos para validar los modelos de diseño informático.
Este tipo de intercambio es valioso porque el desarrollo de una nueva tecnología puede requerir varios intentos o el modelo de negocio adecuado antes de que realmente despegue. Empresas como Aerojet y Rocketdyne, que participaron en el programa IPD original, no lograron sacar provecho de esa tecnología antes de que SpaceX la adquiriera. Empresas como Rotary Rocket y Orbital Sciences no consiguieron comercializar Fastrac antes de que se convirtiera en la base del motor Merlin.
En SpaceX se reconoce la importancia de compartir información. En su discurso, Gerstenmaier instó a los investigadores a acelerar el ritmo de trabajo y abordar los problemas comunes que enfrentan las empresas espaciales.
Sin embargo, su descripción del papel del gobierno en el desarrollo tecnológico fue reveladora. “(En SpaceX,) obtengo lo que yo llamo una solución mínima viable; no entiendo bien por qué funciona, pero de alguna manera funciona”, afirmó. “La vamos a usar, la vamos a monetizar, la vamos a hacer funcionar. Ustedes tienen la oportunidad de ayudarme a comprender por qué funciona”.
Históricamente, no está claro cómo fluye la innovación. Estados Unidos está llevando a cabo un experimento real con este modelo, ya que la NASA recorta la financiación para todo, desde subvenciones a la investigación de pequeñas empresas hasta la investigación de aeronaves de última generación.
Las consecuencias para el próximo equipo de ingenieros que quiera convertir un proyecto tecnológico gubernamental en una empresa unicornio respaldada por capital riesgo dependerán de muchos factores, entre ellos, si el Congreso rechaza el presupuesto de austeridad científica del presidente Donald Trump.
Los exploradores espaciales pondrán a prueba este cambio de enfoque. Los científicos creen, por ejemplo, que el camino real hacia Marte requerirá energía nuclear para las naves espaciales y la exploración de la superficie.
Bhavya Lal, exdirector de los programas científicos de la NASA y defensor de esta idea, argumentó en un informe reciente que se requerirá un esfuerzo de la magnitud del Proyecto Manhattan, que aúne la experiencia del Departamento de Energía y la NASA con la de los fabricantes de reactores del sector privado.
La NASA está adoptando un enfoque distinto: encargar a una empresa privada el envío de reactores a la Luna con escaso apoyo gubernamental. Lal advierte que, sin la estructura y los recursos adecuados, la agencia corre el riesgo de exigir demasiado al sector privado. Estados Unidos podría volver a gastar cientos de millones de dólares —tanto públicos como privados— y terminar sin avances con respecto a la anterior generación de programas ambiciosos que nunca llegaron a buen puerto.
El reto, según Lal, sigue siendo combinar la ciencia gubernamental con el entusiasmo emprendedor.
“Existe una gran necesidad de que la tecnología nuclear en el espacio madure en paralelo a la financiación de un programa de vuelos espaciales”, afirmó. “Pero un esfuerzo de desarrollo tecnológico sin fecha límite ni programa de vuelos paralelo no es más que un programa de creación de empleo”.
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