Espacio

Aplicaciones de la industria espacial.

Aplicaciones de la industria espacial.

Presentación de las 10 principales aplicaciones de la industria espacial: manufactura, investigación, observación, comunicación, defensa, minería, exploración, farmacia, turismo y lanzaderas.

A continuación detallamos las 10 principales aplicaciones que se están desarrollando en la industria espacila:

1.- Manufactura en el Espacio

En el espacio se dan varias condiciones que en la Tierra son imposibles, en especial la microgravedad, que permite cosas como fabricar productos sin que necesiten los soportes que serían necesarios en la Tierra, lo que deja optimizar su forma, e incluso darles formas imposibles bajo la gravedad terrestre. La microgravedad también permite que los materiales se mezclen de forma más uniforme, lo que reduce sus impurezas, impurezas que se ven aún más reducidas si la fabricación se hace en el vacío. Así, se han fabricado muestras de fibra óptica, cristales de proteínas, o incluso aleaciones metálicas en un pequeño horno eléctrico a bordo de la Estación Espacial Internacional, por citar algún ejemplo.

El ejemplo más práctico hasta ahora quizás sea el de Made in Space, la compañía estaounidense que ha fabricado la Additive Manufacturing Facility, que para entendernos es una impresora en 3D instalada en la Estación Espacial Internacional que permite tanto fabricar piezas como hacer pruebas de nuevas ideas y conceptos en cuanto a la manufactura en microgravedad. Pero sus planes son  bastantemás ambiciosos, y está trabajando junto con Northrop Grumman y Oceaneering Space Systems en el desarrollo de Archinaut, un módulo que se montaría en el exterior de la EEI capaz de fabricar, ensamblar y reparar estructuras y máquinas, pues además de imprimir en 3D estará dotado de tres brazos robot capaces de manipular las piezas que fabrique.

El problema principal es que es que todavía es caro poner en órbita las materias primas, así que por ahora es difícil justificar estos procesos. Aunque en el futuro, con el abaratamiento de los lanzamientos espaciales y –más a largo plazo aún– con la explotación de materiales que se puedan extraer de asteroides la cosa podría cambiar.

Según el IDA en su estudio sobre el mercado de una Estación espacial comercial, la manufactura en el espacio podría alcanzar unos 320 millones de € al año, aunque es muy tentativa porque en realidad se ha hecho muy poco todavía. De hecho esta cifra corresponde a la hipótesis de la puesta en órbita de una posible estación espacial privada que pudiera estar en funcionamiento a mediados de los 2020 y en adelante.

¿Cómo puede la industria espacial solucionar los problemas de mañana?

Conferencia de Jason Dunn, Cofundador y Director de Made in Space, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

Jason Dunn reflexiona sobre cómo ha cambiado la tecnología y el ritmo de crecimiento y se pregunta cómo puede la industria espacial solucionar los problemas de mañana y no sólo los de hoy o los de ayer.

2.-Investigación

Desde el día uno de la era espacial estamos investigando cosas acerca del espacio y en el espacio. El Sputnik 1 permitió estudiar la densidad de las partes más altas de la atmósfera por los efectos que el rozamiento con ella tenían en la órbita del satélite; la propagación de las señales de radio que emitía sirvió también para estudiar la ionosfera. Así que esta es probablemente una de las aplicaciones más comunes de la industria espacial a la hora de fabricar satélites, sondas espaciales y los instrumentos y sistemas que van a bordo de ellos.
 
Hasta ahora los clientes han sido fundamentalmente agencias gubernamentales –incluyendo las agencias espaciales– e instituciones como universidades y grandes laboratorios que investigan en prácticamente todos los campos como por ejemplo astronomía, ciencia de materiales, biología, etc.

Pero gracias a la popularización de los CubeSat, unos microsatélites que se fabrican con componentes estándar, lo que les da un precio muy asequible para tratarse de satélites, y al abaratamiento de los lanzamientos, hay cada vez más empresas que se están animando a lanzar sus propios experimentos al espacio ya sea para desarrollar nuevas tecnologías que vender a otras empresas o hacer sus propias investigaciones. Empresas como NanoRacks, que ayudan a instituciones y otras empresas en el proceso de diseñar sus propios experimentos y satélites y en el de ponerlos en órbita están abriendo aún más este segmento del mercado. 

De todos modos lo más previsible es que en el futuro, y en especial si hablamos de investigación básica, siga dominado por las inversiones realizadas por gobiernos, que en la actualidad rozan los 73.000 millones de Euros anuales y que para 2040 se estiman en unos 160.000 millones de Euros, aunque hay que tener en cuenta que este dinero también es el que financia la exploración espacial.

Los beneficios del espacio para la investigación científica

Entrevista a Álvaro Giménez, Director Fundación CSIC, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio

Álvaro destaca la capacidad de las empresas españolas para encontrar nuevas oportunidades en el espacio. En opinión de Álvaro, la comercialización del espacio permitirá hacer más ciencia con la misma inversión.

3.- Observación

Es otro campo en el que están activas las distintas agencias espaciales casi desde el principio de la era espacial. De hecho el primer satélite meteorológico fue el TIROS-1 de la NASA, lanzado en 1960. Luego le siguieron más satélites de este tipo y otros dedicados a observar otros parámetros como la cobertura vegetal del planeta, el nivel y temperatura de mares, ríos y lagos, el grosor de la capa de hielo de los polos, la presencia de gases de efecto invernadero y contaminación atmosférica. Los datos obtenidos por este tipo de satélites también se usan para la prevención y mitigación de desastres naturales y creados por el hombre.

Pero la mayoría, sino todos, los satélites e instrumentos de observación terrestre que están en órbita hoy en día han sido financiados con dinero público, por lo que los datos que obtienen están disponibles gratuitamente. Así que aquí el negocio está en el procesado de esos datos y en ofrecer servicios basados en ellos que permitan cosas como aconsejar a los agricultores a la hora de explotar sus campos a estudiar patrones de crecimiento de las ciudades para decidir dónde construir un futuro centro comercial y luego estudiar el índice de ocupación de su aparcamiento, siempre que no sea subterráneo, para tener una idea de cómo le va, o utilizar imágenes de la cobertura de icebergs en el océano para optimizar rutas de barcos, por citar algunos ejemplos.

De todas formas en los últimos años, y una vez más gracias al abaratamiento de los lanzamientos y de la construcción de los satélites, han aparecido empresas como DigitalGlobeImageSat International o Planet Labs que están lanzando sus propias flotas de satélites para recoger ellos mismos los datos que luego venden. Planet Labs, por ejemplo, es capaz de fotografiar toda la superficie de la Tierra cada día con su constelación de satélites, y esa información diaria puede ser muy valiosa.

Es un mercado cuyo valor se estima en unos 22.000 millones de dólares en la actualidad y que presenta una tasa anual de crecimiento que ronda el 18%

Las oportunidades de la observación terrestre

Conferencia de Marco Brancati, Director de Tecnología del Telespazio Group, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

Marco explica la evolución que ha tenido el campo de la observación terrestre y las oportunidades que ésta ofrece.

4.- Comunicación

Es otro de los campos tradicionales de aplicación de la tecnología espacial. Señales de teléfono, radio, televisión y, cada vez más, de datos, son enviadas a través de satélites, lo que permite establecer enlaces sin necesidad de instalar cables de comunicaciones, aunque es de resaltar el hecho de que los cables submarinos que interconectan el mundo son los responsables de llevar la mayor cantidad de tráfico de este tipo. En cualquier caso su uso es especialmente importante a la hora de hacer llegar este tipo de servicio a zonas remotas a las que de otra forma resultaría inviable llevarlos por el coste de instalar infraestructuras de comunicación terrestres. 

Es un campo en el que las compañías tradicionales de telecomunicaciones siempre han estado activas, y de hecho el primer satélite de telecomunicaciones propiamente dicho, el Telstar 1, era propiedad de la operadora AT&T. Pero cada vez hay más empresas nuevas dispuestas a hacerse un hueco en este mercado y lanzar su propia constelación de satélites para llevar el acceso a Internet a zonas remotas o vehículos en el aire o alta mar que de otra forma estarían desconectados. El abaratamiento de los lanzamientos y de la fabricación de los satélites necesarios para dar el servicio son, también en este ámbito de la industria espacial, dos factores fundamentales a la hora de abrir la puerta a nuevas empresas.

Las previsiones son además que la demanda de transmisión de datos crezca cada vez más con el uso cada vez más intensivo de dispositivos móviles, coches autónomos y dispositivos conectados a la Internet de las cosas, así que es uno de los campos en los que se prevé mayor crecimiento en los próximos años.

Los satélites tendrán un papel fundamental en conectar a los ‘no conectados’

Conferencia de Antonio Abad, Director Técnico y de Operaciones en HISPASAT, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

Antonio Abad explica el importante papel de los satélites para conectar a internet a los no conectados.

5.- Defensa

Es otro de los campos que siempre han estado presentes en la era espacial; de hecho los primeros desarrollos de cohetes para usos civiles están basados en diseños de misiles intercontinentales. Y es que dejando aparte el asunto de que el Tratado sobre el espacio exterior prohibe armas en el espacio las necesidades militares han sido un motor claro del desarrollo de la industria espacial, en la que los gobiernos han invertido cantidades ingentes de dinsero a través de las empresas aeroespaciales tradicionales para la construcción de satélites espía como en redes de comunicaciones militares. Pero es que incluso algo que nos parece tan cotidiano como el GPS nació como un proyecto militar de los Estados Unidos para que sus fuerzas armadas pudieran disponer de un sistema que les permitiera determinar su posición y la hora en cualquier momento en cualquier lugar del mundo.

Lo cierto es que parece difícil que las empresas del «nuevo espacio» se puedan abrir un hueco aquí. Pero sin embargo hay cosas que pueden ofrecer los operadores comerciales como por ejemplo Thales Alenia en el campo de la seguridad, en especial en aquellas cosas para las que los gobiernos no tienen infraestructura.

Una de ellas puede ser la de proporcionarles datos acerca de todo lo que se va lanzando, pues el espacio está cada vez más lleno. En ese sentido una iniciativa como la Space Data Association, que comparte datos tanto acerca de las órbitas de los satélites comerciales como del uso que hacen de las frecuencias de radio puede ser de interés para los militares, que no tendrían que preocuparse de conseguirla. Esto ayuda a evitar colisiones o aproximaciones demasiado cercanas entre satélites. Otra es el uso de satélites comerciales para darles el ancho de banda del que de otra forma no disponen. Puede ser mediante la instalación de transmisores militares en satélites comerciales o mediante el alquiler de canales, transmisores, o incluso satélites enteros. De  hecho el Departamento de defensa de los Estados Unidos obtiene así el 80% de la capacidad que necesita, con una inversióin anual de unos 1.000 millones de dólares. También está el uso de pseudosatélites –aviones, globos o dirigibles que vuelan a entre 20 y 50 kilómetros de altitud– desde los que se pueden dar serviciosde comunicaciones y observación, el uso de satélites de reconocimiento privados, el control de drones vía satélites o el uso de nuevas tecnologías anti interferencias y de protección contra radiaciones nucleares desarrolladas por la iniciativa privada. 

Para 2019 unos 11.000 millones de Euros sólo para los EEUU según SpaceNews. Los ingresos fueron de 605.600 millones de Euros en todo el mundo en 2017 según Deloitte. Así que el valor total del mercado se estima en más de 22.500 millones de Euros. 

El papel de las empresas en operaciones espaciales de defensa

6.- Minería

La idea es aprovechar las materias primas disponibles en los asteroides. Pero es un poco como el turismo espacial, uno de esos viejos sueños que nunca acaba de llegar. Aunque en este caso parece que aún está más lejos porque salvo unos cientos de kilos de muestras de la Luna y algunos miligramos de partículas recogidas en el espacio, en la cola de un cometa y en un asteroide nunca hemos traído nada de vuelta a la Tierra ni tan siquiera a órbita terrestre para su procesado. Y tampoco somos capaces de establecer una planta de explotación in situ sobre la superficie o las proximidades de ningún asteroide.

De hecho Deep Space Industries y Planetary Resources, dos empresas creadas en 2012 después de que la administración Obama anunciara una misión de la NASA para estudiar la forma de redirigir un asteroide han terminado por desaparecer, absorbidas por otras compañías.

7.- Exploración

Es otra de las cosas que llevamos haciendo casi desde el principio de la era espacial, procurando ir siempre más allá de nuestro planeta… aunque nos llevó hasta el 14 de julio de 2014 llegar a Plutón, el último planeta –al menos lo era cuando se lanzó la sonda New Horizons hacia él– sin explorar del sistema solar. Eso son casi 57 años desde que la URSS pusiera en órbita el Sputnik 1.

La fabricación de sondas de todo tipo, su lanzamiento y el seguimiento de las misiones desde Tierra es lo que genera negocio en este apartado e igual que la investigación es un aspecto de la industria espacial que siempre ha dependido básicamente de la iniciativa gubernamental, que ha sido la encargada de financiar todas las misiones de exploración hasta la fecha a través de las correspondientes agencias espaciales, lo que previsiblemente seguirá siendo así.

Son unos73.000 millones de € al año, con previsión de que crezcan hasta los 160.000 el 2040, aunque este dinero es compartido con los programas de investigación más pegados a Tierra y los satélites de observación terrestre.

El potencial de la exploración espacial es ilimitado

Entrevista a Charles Bolden, Presidente The Bolden Consulting Group y anterior Administrador de NASA, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

8.- Farmacia

Históricamente las grandes superpotencias y luego las agencias espaciales han hecho experimentos para sintetizar moléculas en órbita, lo que obtiene resultados muy diferentes a los que se obtienen en Tierra, por no hablar de que muchos de esos resultados no se pueden reproducir bajo los efectos de la gravedad.

Pero para algunas empresas como por ejemplo Space Pharma las ciencias de la vida en órbita o en microgravedad son una revolución a punto de estallar; ellos lo llaman la cuarta revolución espacial. La idea es montar laboratorios miniaturizados controlados remotamente en satélites o en estaciones espaciales en los que poder producir estas moléculas que funcionan mucho mejor que sus equivalentes terrestres. El modelo de negocio está en que son moléculas mucho más aprovechables y que a partir de un gramo de estas sustancias producidas en el espacio se puede llegar a producir un kilo de material derivado en Tierra, un retorno de 1.000 a uno.

El asunto está en ver si estas ideas pueden ser llevadas a la práctica y qué volumen de negocio pueden suponer.

Un laboratorio en el espacio para la salud en la Tierra

Conferencia de Yossi Yamin, CEO de Space Pharma, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

Yossi explica los beneficios de la microgravedad en la investigación médica, farmacéutica y biotecnológica.

9.- Turismo

La eterna promesa. Hasta el momento sólo siete personas han podido visitar el espacio, en concreto a la Estación Espacial Internacional, pagando su billete. El primero fue Dennis Tito, quien entre abril y mayo de 2001 pasó siete días a bordo. El último  hasta el momento ha sido Guy Laliberté, quien pasó allí varios días en septiembre de 2009. Estos viajes a la Estación Espacial Internacional quedaron en suspenso después de que la NASA retirara del servicio los transbordadores espaciales en 2011, pues eso dejo las cápsulas tripuladas Soyuz como la única opción para alcanzar la Estación y  desde entonces todas las plazas están ocupadas por astronautas de las agencias participantes en la Estación.


Pero 2019 puede ser el año en el que por fin el turismo espacial baje de precios de muchos millones de euros a «tan sólo» unos cientos de miles con los primeros vuelos tripulados del cohete New Shepard de Blue Origin –empresa de la que es dueño Jezz Bezos, el propietario de Amazon– y del avión cohete SpaceShipTwo de Virgin Galactic, propiedad del Richard Branson. Las dos ofrecerán breves viajes al espacio en los que los participantes experimentarán unos minutos de ingravidez antes de volver a tierra. No hay que olvidar, de todos modos, que en octubre de 2004 el SpaceShipOne alcanzaba dos veces el espacio, lo que parecía augurar que ese tipo de vuelos estaban a la vuelta de la esquina… y que 15 años después aún seguimos esperando, con un accidente mortal por medio.
 

Y aún tendremos que esperar un poco más para volver a ver turistas espaciales en órbita, ya sea en la EEI o en las estaciones espaciales privadas –podríamos pensar en ellos como hoteles espaciales– que quieren construir empresas como Bigelow Aerospace y Axiom Space. No sólo hay que construir esos hoteles espaciales –Bigelow lleva ventaja con la experiencia que ha adquirido con el Bigelow Expandable Activity Module, un módulo que lleva en la EEI desde 2016– sino porque también necesitarán naves espaciales con las que llegar a ellos.

En este sentido tanto Boeing como SpaceX están a pocos meses –si no se tuercen las cosas– de poner en servicio la CST-100 Starliner y la Crew Dragon, sus naves tripuladas con capacidad de poner astronautas en órbita. Las dos empresas tienen contratos con la NASA para llevar tripulantes a la EEI, pero nada les impide comercializar vuelos con ellas.

Con todo, y dados los precios, es un mercado relativamente pequeño; las estimaciones hablan de unos 1.300 millones de dólares dentro de cinco años. Y eso suponiendo que no se tuerzan las cosas y de verdad puedan empezar a volar turistas al espacio.
Es difícil, además, que se produzcan grandes avances en los próximos años porque desarrollar naves espaciales tripuladas es caro y complicado, por lo que por mucho tiempo será un segmento de mercado intrigante pero pequeño. Sin embargo la agencia espacial rusa, Roscosmos, y la empresa estadounidense Space Adventure firmaban un acuerdo a principios de 2019 para llevar a dos nuevos turistas espaciales a finales de 2021, aunque habrá que ver si se sustancia.

Los factores que impulsan una estación espacial comercial.

Conferencia de Michael Lopez Alegría, ex piloto de pruebas de la Armada de EEUU y astronauta de la NASA, consultor y speaker, en la XXXI reunión del Future Trends Forum sobre la Comercialización del Espacio.

Michael explica los motivos por lo que se hace necesario desarrollar una estación espacial comercial.

10.- Lanzaderas

El campo de los lanzamientos espaciales tradicionalmente ha estado dominado por las grandes empresas históricas de la industria aeroespacial que básicamente fabricaban según las especificaciones de las agencias gubernamentales, aunque luego utilizaran sus cohetes para lanzamientos comerciales.

Pero es un campo que de los que más está cambiando en los últimos años junto con el de la fabricación de satélites. La disrupción principal ha venido hasta ahora por parte de SpaceX, la empresa de Elon Musk. Fundada en 2002, lleva desde 2010 utilizando con éxito su cohete Falcon 9, que entre otras características innovadoras permite recuperar su primera etapa para futuros usos. Con esto la empresa ha conseguido rebajar en un orden de magnitud el coste de los lanzamientos. Pero además ha demostrado una gran agilidad, siendo capaz de llevar a cabo ni más ni menos que 21 lanzamientos en 2018, lo que la convierte en la empresa del mundo que más lanzamientos hizo ese año. Y está también dispuesta a poner patas arriba el segmento de los lanzadores pesados con el Falcon Heavy, que está previsto que entre en servicio en 2019, y a más largo plazo con el lanzador súper pesado Starship/Super Heavy. Blue Origin, la empresa de Jeff Bezos, también está desarrollando un lanzador pesado, el New Glenn, cuya primera etapa será también reutilizable, de nuevo con la idea de ofrecer lanzamientos más asequibles, aunque no se espera que entre en servicio antes de 2021.

Por el otro extremo del mercado otra empresa que está reescribiendo las normas es Rocket Lab, que con su cohete Electrón promete lanzamientos frecuentes aunque no especialmente más baratos que los de SpaceX. En este caso la idea es que cualquier cliente que tenga un satélite de hasta unos 225 kilos para lanzarlo a órbita baja terrestre puede disponer de un Electrón para su lanzamiento de forma casi inmediata: la empresa tiene una fábrica capaz de producir un cohete a la semana. El Electrón entró en servicio en 2018 y a lo largo de 2019 el objetivo de la empresa es aumentar la cadencia de lanzamientos hasta al menos uno al mes, lo que se verá facilitado cuando entre en servicio su segundo complejo de lanzamiento en los Estados Unidos, que se añadirá al que ya tiene en Nueva Zelanda.

De hecho el segmento de los lanzadores para satélites pequeños es el que se está moviendo más, con una miríada de empresas trabajando en sus propios lanzadores, como por ejemplo PLD Space en España, cuyo Miura 5, que tiene su primer vuelo de prueba previsto para finales de 2021, ha sido escogido por la Agencia Espacial Europea como el futuro lanzador europeo para microsatélites. También hay decenas de empresas chinas trabajando en este segmento tras la liberalización de la industria espacial por parte de las autoridades.

Con un total de 114 lanzamientos orbitales en 2018 –el año con más lanzamientos desde 1990– la valoración de este segmento de la actividad espacial es de unos 27.000 millones de dólares. Y aunque los lanzamientos se estén abaratando las previsiones indican que la demanda irá creciendo porque cada vez más clientes podrán permitirse un lanzamiento que antes estaba por encima de sus posibilidades. Las estimaciones varían mucho pero están en una banda que dicen que el segmento se puede multiplicar por ocho de aquí a 2040, según lo ve Bank of America Merrill Lynch, o que puede incluso multiplicarse por algo más de dos veces según Morgan Stanley.

Las estimaciones hablan de un mercado que podría superar los 10.300 millones de Euros a finales de 2019.

https://www.fundacionbankinter.org/wp-content/uploads/2021/09/Publicacion-PDF-ES-FTF_Espacio.pdf

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