Abordar los desafíos de la ciencia

Dale a la NASA una verdadera misión que estamos lanzando dinero en las cosas equivocadas. por Gregg Easterbrook Marco de tiempo: Abierto | Grado de dificultad: sorprendentemente difícil | Barrera: la NASA en sí misma La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio necesita una nueva misión. El programa de transbordadores espaciales ha terminado. La estación espacial parece ser el elefante blanco más caro de la historia. Incluso […]
Abordar los desafíos de la ciencia

Dé a la NASA una verdadera misión

Estamos tirando dinero a las cosas equivocadas.

Marco de tiempo: abierto | Grado de dificultad: sorprendentemente duro | Barrera: La propia NASA

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio necesita una nueva misión. El programa del transbordador espacial ha terminado. La estación espacial parece ser el elefante blanco más caro de la historia. Incluso las convenciones de nomenclatura de la NASA carecen de visión: «Estación Espacial Internacional» fue lo mejor que la agencia podía pensar. Su problemático proyecto de telescopio espacial avanzado, cuyos costos han aumentado siete veces, no es nombrado por un gran astronauta, científico o explorador, sino por el ex administrador de la NASA James Webb. Hizo un trabajo sólido, pero una organización que nombra un proyecto como un burócrata es una organización sin imaginación.

  • Proporcione a las personas las partes del PIB
  • Doble hacia abajo en Start-ups
  • Asociarse con China en Afganistán
  • Inscribir el mundo en universidades con fines de lucro
  • Dé a la NASA una verdadera misión
  • Declarar el 20% de los océanos fuera de los límites
  • Electrifica el fondo de la pirámide
  • Morir de la manera que quieras
  • Pagar a las empresas para mantener a la gente fuera de prisión
  • Cultiva más manzanas y menos maíz
  • Dejar de vincular el pago al rendimiento
  • Reseñas de gestión de Crowdsource
  • Dejar de recopilar datos de clientes

¿No podría el presidente Obama darle a la NASA una nueva misión inspiradora de enviar gente a Marte? Aunque técnicamente posible, viajar a Marte sería increíblemente caro ahora mismo. Si hubiera una manera asequible de llegar a la órbita, podría abrir innumerables oportunidades de negocio en el espacio. Por el momento esas oportunidades son pocas. SpaceX, una start-up dirigida por el fundador de PayPal, Elon Musk, está trabajando en cohetes totalmente privados, pero hasta ahora el único cliente es el gobierno, que necesita la entrega de carga a la estación espacial. Algún día recursos como el helio 3 pueden ser minados en la luna, pero ese día es muchas décadas de distancia. El turismo espacial ha recibido mucha atención, pero hasta la fecha todos los proyectos en ese reino buscan construir máquinas voladoras que no hacen más que navegar brevemente por la atmósfera superior. Esencialmente, están desarrollando aviones de muy alta altitud.

La razón por la que Marte y el negocio espacial están fuera de su alcance es que nadie ha resuelto todavía un problema fundamental: el costo de impulsar el peso a la órbita. A los ingenieros les gusta decir que la órbita terrestre baja está «a medio camino de cualquier destino en el sistema solar». La energía necesaria para superar la gravedad de la Tierra y colocar un objeto a 200 millas sobre el nivel del mar es aproximadamente la misma que la requerida para enviarlo desde allí a cualquiera de los planetas. Pero el costo de entrar en órbita es extremo. Necesitamos una forma de propulsión de bajo costo para hacer realidad sueños como Marte viajar.

Los motores de cohetes han cambiado sorprendentemente poco desde la década de 1960. Todos los diseños actuales para naves espaciales emplean métodos de propulsión muy similares a los utilizados durante la carrera lunar. Y los cohetes existentes menos costosos cuestan alrededor de $10,000 por libra de carga útil entregada en órbita.

Considere que los tres astronautas ahora a bordo de la estación espacial reciben dos litros de agua dulce al día. Así que cuesta alrededor de 125.000 dólares poner en órbita los seis litros de agua que beben los astronautas diariamente. ¡Salud! Y eso es sólo para mover agua embotellada a 200 millas. Una misión tripulada en Marte podría ser una propuesta de billones de dólares. (Véase «Espacio: La Frontera Cara».) Todos los presidentes desde Ronald Reagan han visto los números. Es por eso que nadie ha respaldado nada más que el estudio de los viajes a Marte.

Abordar los desafíos de la ciencia

Una advertencia: No está claro que se pueda inventar una forma fundamentalmente nueva de propulsión espacial. Muchas ideas no han surtido, incluyendo combustible «densificado» y un motor «aerospike» que cambia las propiedades técnicas a diferentes altitudes. Los intentos realizados en los decenios de 1980 y 1990 de construir vehículos «de una sola etapa en órbita» que pudieran volar al espacio como aeronaves no arrojaron frutos. La propulsión nuclear podría trabajar, pero sólo una vez en el espacio. Obtener objetos en las primeras 200 millas sigue siendo el problema. Las «velas solares» sufren el mismo problema.

Las ideas excéntricas también han sido golpeadas alrededor. Uno es usar láseres para transmitir energía a un cohete ascendente. El favorito de la ciencia ficción es el «skyhook», un contrapeso en órbita alta, conectado a un cable que atraería objetos al espacio. Por casualidad no sabes qué materiales podrían usarse para fabricar un cable de 23,000 millas de largo, ¿verdad?

Aun así, el hecho de que la propulsión sea un difícil desafío científico e ingeniero no significa que la NASA no deba intentarlo. Desde que comenzó el programa de transbordadores, demasiado del énfasis de la agencia ha estado en mantener subsidios a los actuales contratistas y distritos del Congreso. Se ha puesto muy poco énfasis en la búsqueda de nuevas ideas. En la década de 1960, el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Alabama desarrolló los revolucionarios motores y la estructura del cohete lunar Saturno V. En las últimas décadas, Marshall ha retocado principalmente los diseños existentes. La NASA no ha hecho de la búsqueda de avances en propulsión una prioridad.

Ahora mismo el cuerpo de astronautas tiene poco que hacer. ¿Por qué no desviar $1.000 millones o $2 mil millones al año del financiamiento para viajes espaciales tripulados a la investigación de propulsión, digamos, la mitad del dinero a los centros de ingeniería de la NASA y la mitad a contratistas privados? El entrenamiento de astronautas podría ser puesto en espera o reducido a un nivel mínimo para liberar el dinero necesario.

Cualquier gran futuro en el espacio requerirá una manera más económica de llegar allí. Encontrar formas fundamentalmente nuevas de llegar a la órbita pondría a la NASA en camino hacia un mañana útil. Cuando llegue el avance de la propulsión, el cosmos seguirá allí.

Gregg Easterbrook es un editor que contribuye a la Atlántico y el Nueva República. Su libro más reciente es Boom sónico (Random House, 2009).

Declarar el 20% de los océanos fuera de los límites

Aquí hay una gran manera de salvar el pescado y la industria pesquera.

Marco de tiempo: antes de desaparecer el bacalao | Grado de dificultad: sorprendentemente fácil | Barrera: burocracia nacional e internacional

Estamos consumiendo peces más rápido de lo que pueden reproducirse, desnudiendo el océano. Las soluciones convencionales, como la reducción de la capacidad pesquera, la reducción de las subvenciones a la industria y la imposición de cuotas sostenibles para las capturas, han resultado difíciles de aplicar a nivel mundial.

Crear bancos de peces —reservas marinas donde nunca se puede pescar — que cubran al menos el 20% del océano es una manera audaz de abordar el problema. Cuando las zonas del océano quedan para recuperarse de la sobrepesca, los resultados son impresionantes. El número de especies marinas en bancos de peces aumenta un 21%, en promedio, y los peces crecen hasta llegar a ser un 28% más grande, según datos de 124 reservas en 29 países. La cantidad de peces por hectárea aumenta un 166%, en promedio, y la biomasa de los peces, o el peso total, dispara un 446% en los próximos 10 años. En la mayoría de los casos, la biomasa de los peces sigue aumentando durante más de 25 años.

También hay efectos de derramamiento. Debido a la mayor biomasa y a las tasas de reproducción más altas dentro de un banco de peces, las áreas adyacentes a menudo se rejuvenecen. La creación de la Reserva Marina de las Islas Columbretes en España, por ejemplo, incrementó las capturas en las pesquerías circundantes en un 10% anual. De la misma manera, después de que se establecieron cinco bancos pequeños de peces en Santa Lucía, las capturas en áreas adyacentes crecieron entre un 46% y un 90%, dependiendo del aparejo utilizado, durante un período de cinco años.

Estos efectos secundarios compensan con creces las pérdidas financieras para los pescadores causadas por la creación de zonas de exclusión pesquera. En Kenya y las Islas Salomón, los ingresos de las personas que viven cerca de las reservas marinas se duplicaron en un decenio. Las reservas atraen a más turistas, también. El parque marino de la Gran Barrera de Coral de 345.400 kilómetros cuadrados, de los cuales el 33% es una reserva marina, genera alrededor de US$5,5 mil millones anuales en beneficios económicos netos y ha creado más de 50.000 empleos a tiempo completo.

Los bancos de peces también ayudan a preservar los beneficios del ecosistema oceánico, como el secuestro de carbono. De hecho, los proyectos de «carbono azul» podrían generar ingresos adicionales para las comunidades locales a través de los mercados mundiales de carbono. Los bancos de pescado no son la única respuesta, por supuesto, pero deben ser un componente clave de la cartera de soluciones necesarias para hacer frente a la crisis actual.

Por último, los bancos de pescado son una solución económica. Se estima que el costo de crear y gestionar reservas marinas que cerrarían el 20% del océano es tan bajo como $5.000 millones al año, sólo una pequeña fracción de los subsidios que ofrecen los gobiernos a la industria pesquera, que ascendieron a más de $25 mil millones en 2003. Además, los ingresos adicionales que generan los bancos de peces deberían cubrir el costo de su gestión, haciendo que los bancos de peces se autosustenten oportunidades de negocio, no sumideros de recursos, como la gente suele percibir que son los proyectos de conservación.

Las reservas marinas podrían ser fáciles de crear si en lugar de depender de los gobiernos y las negociaciones globales, empoderamos a las comunidades locales para desarrollarlas y gestionarlas. Los encargados de formular políticas sólo tendrían que facilitar el proceso; deberían estar encantados de hacerlo.

Las asociaciones entre el sector público y el privado serían una forma eficaz de hacer que esta idea se ampliara rápidamente. Las empresas podrían estar dispuestas a invertir en bancos de pescado, cubriendo pérdidas a corto plazo con beneficios a largo plazo de capturas más grandes, más turismo y proyectos de «carbono azul». La creación de bancos de peces convertiría así a las poblaciones pesqueras de cazadores en pastores del mar, que ayudan a proteger el mayor activo de la Tierra, el océano.

Enric Sala es un explorador residente en la National Geographic Society, con sede en Washington, DC. Es coeditor de Líneas de base cambiantes: El pasado y el futuro de la pesca oceánica(Island Press, 2011).

Electrifica el fondo de la pirámide

Un poco de energía generará mucho crecimiento.

Marco de tiempo: 20 años | Grado de dificultad: significativos | Barrera: know-how científico

Sorprendentemente, alrededor de 1.500 millones de personas viven sin electricidad. Están fuera de la red, literalmente y figurativamente, careciendo de un recurso básico que es tan vital para el desarrollo económico y el bienestar. Pero extender la red no siempre es práctica; en muchos casos, los problemas logísticos y los altos costos hacen que todo sea imposible. La solución: crear sistemas locales, autónomos y asequibles de generación de energía y almacenamiento que puedan suministrar electricidad dondequiera que se necesite.

El gráfico de la derecha ayuda a explicar por qué es tan importante que las empresas y el gobierno inviertan en este objetivo. Se correlaciona el consumo de electricidad per cápita con el índice de desarrollo humano, una amplia medida del bienestar según la esperanza de vida, la alfabetización, la educación y el nivel de vida.

Cuanto mayor sea el consumo eléctrico de un país, mayor será el bienestar de su gente. La electricidad no causa bienestar, por supuesto. Pero es un poderoso facilitador. Cuando las personas tienen luces que les permiten estudiar y trabajar al anochecer, refrigeración para mantener frescos alimentos y medicinas, bombas y purificadores para regar tierras agrícolas y producir agua potable, y teléfonos celulares y computadoras para conectarlos con recursos comerciales, educativos y de atención de la salud, pueden participar en las actividades sociales y económicas que impulsan el desarrollo humano.

Abordar los desafíos de la ciencia

Un poco de electricidad va un largo camino. Tenga en cuenta que cuando el consumo anual aumenta de 0 a sólo unos pocos miles de kilovatios hora per cápita, los países se acercan a la cima de la escala del IDH. Argentina, con un consumo per cápita de unos 2.500 kWh, tiene un índice de IDH aproximado al de Canadá, cuyo consumo es siete veces mayor.

Las economías emergentes como India, China y Brasil tienen programas agresivos de electrificación rural. Sin embargo, han descubierto que colocar miles de kilómetros de alambre o quemar combustible diésel caro para funcionar generadores ineficientes no es necesariamente la mejor manera de llevar electricidad a comunidades remotas. Los sistemas independientes de generación de energía que utilizan recursos locales, en particular energías renovables como la energía solar, eólica, biomasa e hidroeléctrica, se ven cada vez más atractivos en estas circunstancias. Pero con las energías renovables, hay una trampa. Cuando el sol se pone o se oculta por las nubes, o cuando el viento deja de soplar, las luces se apagan. Y cuando estos sistemas producen más electricidad de la que se está utilizando en un momento dado, el excedente se pierde.

La solución es el almacenamiento. Al igual que la tecnología celular saltó líneas fijas para llevar telecomunicaciones a millones de personas en áreas remotas, los sistemas autónomos asistidos por batería podrían saltar la electrificación cableada. Imagine un panel fotovoltaico y una batería de alta capacidad y bajo costo en cada hogar de cada pueblo remoto.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de los Estados Unidos, ARPA-E, está haciendo grandes inversiones en investigación de baterías de próxima generación, apuntando a baterías de mayor eficiencia a costos significativamente más bajos. Aunque esta investigación está impulsada por las preocupaciones de las economías desarrolladas, la principal de ellas, la ampliación de la gama de vehículos eléctricos y el almacenamiento a nivel de red, baterías mejores y más baratas ayudarán a abrir vastos nuevos mercados en el fondo de la pirámide. El desafío es más complicado, por supuesto, que simplemente conseguir la ciencia del almacenamiento de poder correcto. Hay enormes obstáculos económicos y tecnológicos que superar. Pero, ¿quién habría imaginado hace 20 años que miles de millones de personas en las economías en desarrollo se unirían a la conversación global en sus teléfonos celulares? Hay una buena posibilidad de que dentro de 20 años, cientos de millones de personas que viven fuera de la red dependan de la generación local de electricidad con almacenamiento para alimentar de manera fiable las luces, los refrigeradores y los teléfonos, uniéndose de forma inalámbrica al mundo electrificado.

Arun Majumdar es el director de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada—Energía (ARPA-E).


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