Colonias espaciales: El proyecto de O’Neill

Aunque todavía estamos lejos de poder pensar (de manera realista) en poner nuestros pies en la superficie de otro objeto celeste del Sistema Solar, la Humanidad lleva mucho tiempo dándole vueltas a posibles soluciones que nos permitan vivir en el espacio. Tarde o temprano, tendremos que colonizar el espacio… Por suerte, tenemos alguna que otra idea sobre como podrían ser las colonias espaciales del futuro.

La construcción seguramente sea inevitable

Fotografía de Gerard O'Neill. Autor: Stewart Brand

Fotografía de Gerard O’Neill.
Autor: Stewart Brand

Ya sea por nuestra ansia de exploración, o bien para intentar garantizar nuestra supervivencia, o por algún otro motivo, tarde o temprano tendremos que afrontar, como civilización, la construcción de una colonia espacial que pueda albergar a millones de seres humanos. Son muchos desafíos, y muchos de ellos inimaginables a día de hoy (en cierto modo, también similares a los que se nos plantea si pensamos en cómo colonizar la Luna). Necesitamos dominar la construcción en el espacio, aprender cómo crear una atmósfera artificial, crear gravedad de manera artificial, encargarnos de los residuos, y transportar comida y alimentos…

Pongámonos en situación para poder entender mejor cómo hemos llegado hasta este punto. En 1976, el físico americano Gerard O’Neill propuso que, en el siglo XXI, el ser humano tenía que colonizar el espacio, utilizando los materiales extraídos de la Luna (inicialmente) y de los asteroides (en una fase posterior). Con la ayuda de sus estudiantes (impartía clases de física en la universidad de Princeton), a este apasionado del espacio se le ocurrieron tres soluciones que podrían permitir que los seres humanos pudiesen instalarse en colonias permanentes en el espacio exterior.

Los beneficios de una colonia espacial

Recreación de los cilindros de O'Neill vistos desde el espacio. Crédito: Rick Guidice NASA Ames Research Center

Recreación de los cilindros de O’Neill vistos desde el espacio.
Crédito: Rick Guidice NASA Ames Research Center

En un mundo cada vez más poblado, no es descabellado pensar que el concepto de un lugar habitable en el espacio sería muy atractivo. Tenemos material de sobra en el Sistema Solar, y podríamos crear colonias espaciales que permitiesen dar cobijo a miles de millones (e incluso billones) de personas. Tendríamos un espacio virtualmente ilimitado para expandirnos, así como para cultivar nuestros alimentos (y establecer granjas) y la producción de energía no sería un problema, al contrario, dispondríamos de la luz casi continua del Sol.

Pasando al espacio, tendríamos acceso (con el paso del tiempo) a todos los recursos de los que disponemos en el Sistema Solar. Los asteroides contienen casi todos los elementos estables que podemos encontrar en la tabla periódica (sí, eso incluye metales preciosos como el oro) y su transporte y extracción serían sencillos en un entorno en el que no hay gravedad. Es decir, con un poco de paciencia, hasta podríamos convencer a los grandes magnates del planeta de que una colonia espacial es lo que necesitamos…

Así que con esa idea en mente, el bueno de O’Neill propuso tres diseños para una colonia espacial, a los que llamó islas. No se rompió mucho la cabeza a la hora de ponerles nombre: las llamó Islas Uno, Dos y Tres. Si tenemos en cuenta que también destacó en el campo de la Física de alta energía y que, en parte, es culpable también de que hoy tengamos los aceleradores de partículas que tan buenos resultados nos han dado… probablemente se lo podemos disculpar.

La esfera de Bernal

Recreación artística del interior de una esfera de Bernal. Crédito: Rick Guidice - NASA Ames Research Center

Recreación artística del interior de una esfera de Bernal.
Crédito: Rick Guidice – NASA Ames Research Center

La Isla Uno era, en realidad, una modificación de un concepto anterior. Algo a lo que llamamos esfera de Bernal, que fue propuesta por el científico John Bernal en 1929. El diseño original, de Bernal, proponía la creación de una esfera hueca (llena de aire), de 16 kilómetros de diámetro, que podría albergar una población de entre 20 y 30.000 personas. Ese diseño fue modificado por O’Neill, resultando en una esfera mucho más pequeña. La versión revisada planteaba la creación de una esfera de sólo 500 metros de diámetro, que diese 1,9 vueltas por minuto (para simular la gravedad de la Tierra) en el ecuador de la esfera, en los polos la sensación de la gravedad sería prácticamente cero.

El paisaje interior de una construcción así puede ser un tanto difícil de imaginar, pero sería un valle enorme que se extendería a lo largo del ecuador de la esfera. Podría proporcionar un espacio habitable para una población de unas 10.000 personas, incluyendo una sección reservada para la agricultura. La luz del sol llegaría al interior de la isla uno por medio de la ayuda de espejos externos que la redirigiesen a través de ventanas gigantes cerca de los polos. La elección de una esfera no es accidental: tiene la capacidad óptima para contener la presión del aire y es la más eficiente (en relación a la masa necesaria) para proporcionar protección contra la radiación y los rayos cósmicos.

La Isla Dos

La segunda isla propuesta por O’Neill no era más que una versión más grande de la Isla Uno. En este caso, la esfera tendría un diámetro de 1.800 metros, que daría como resultado una circunferencia de unos seis kilómetros y medio. El tamaño no es accidental. Se determinó en base a la economía: lo suficientemente pequeño para permitir que el transporte fuese eficiente dentro de la colonia, y lo suficientemente grande como para permitir sostener una base industrial.

El Cilindro de O’Neill

Recreación artística de cómo sería el interior de un cilindro de O'Neill. Crédito: Rick Guidice, NASA Ames Research Center

Recreación artística de cómo sería el interior de un cilindro de O’Neill.
Crédito: Rick Guidice, NASA Ames Research Center

Pero el diseño realmente popular es el que O’Neill llamó Isla Tres. En realidad, no se trata de un cilindro, si no de dos, que rotan en direcciones opuestas (para anular el efecto giroscópico). Cada cilindro tendría una longitud de 32 kilómetros y 8 kilómetros de diámetro, con 6 tiras a lo largo de su recorrido (3 ventanas y 3 superficies habitables). Los procesos industriales y las zonas de recreo estarían en el eje central de la construcción, que sería una zona de gravedad cero.

Al igual que en el caso de la esfera de Bernal, necesitamos crear gravedad artificial. Es algo de lo que se encarga la rotación de los dos cilindros. La fuerza centrípeta crea la aparición de gravedad (es el mismo concepto que en la esfera). El cilindro sólo necesitaría rotar 28 veces por hora para simular una fuerza similar a la de nuestro planeta (aunque algunas variantes dicen que debería rotar 40 veces por hora). En ambos casos, la velocidad de rotación es lo suficientemente lenta como para que nadie notase el movimiento.

Además, se planeó que la colonia tuviera una presión atmosférica de la mitad de la que experimentamos a nivel del mar en nuestro planeta y que se controlase la cantidad de gases en la atmósfera. Esa diferencia de presión provocaría que sus habitantes respirasen de manera algo diferente, pero la ventaja es que se necesitaría mucho menos gas y no sería necesario recurrir a muros extremadamente gruesos para soportar la presión de la atmósfera artificial. Como el volumen de aire en el interior del cilindro sería gigantesco, proporcionaría protección contra los rayos cósmicos y, al parecer, es posible que el cilindro de O’Neill fuese lo suficientemente grande como para crear pequeños sistemas atmosféricos, que podrían ser manipulados alterando la composición de la atmósfera o la cantidad de luz que se refleja desde el Sol.

Recreación artística del interior de un cilindro de O'Neill, en el que se puede apreciar la curvatura de la superficie. Crédito: Donald Davis - NASA Ames Research Center

Recreación artística del interior de un cilindro de O’Neill, en el que se puede apreciar la curvatura de la superficie.
Crédito: Donald Davis – NASA Ames Research Center

De momento, nos habríamos quitado de encima dos de los problemas necesarios para hacer el espacio habitable. El tercero es la necesidad de expulsar el calor que recibe (y genera) el cilindro. Para ello, O’Neill propuso que se acoplasen espejos a cada una de las tres secciones de ventanas. Con ellas se podría dirigir la luz del sol al interior del cilindro, para simular el día y calentar el aire, y moverlos para simular la noche y permitir que se pudiese ver la oscuridad del espacio desde el cielo. Ese período de noche permitiría que la colonia pudiese radiar el calor acumulado en la infraestructura, así como el calor biológico (exactamente de la misma manera que lo hace nuestro planeta cada noche).

Aunque tres de las secciones serían ventanas, en realidad estarían compuestas de muchas secciones muy pequeñas. Es la única manera de poder evitar que la colonia sufra daños catastróficos, y también para permitir que sean los marcos de aluminio y acero los que soporten la mayor parte de la presión de la atmósfera artificial, en lugar de las ventanas. De cuando en cuando, algún meteorito puede romper uno de estos paneles, que provocaría que se perdiese parte de la atmósfera, pero no sería una emergencia, ya que el volumen de aire total en el interior sería enorme.

Es uno de los conceptos más populares de la ciencia ficción

Como seguramente ya habrás visto, los cilindros de O’Neill son muy populares en la ciencia ficción, en donde aparecen en numerosas ocasiones (con diferentes diseños, pero un concepto muy similar) como el posible lugar de residencia de una población humana en el espacio exterior. En la ciencia real, por ahora, no hay ningún plan ni a medio ni a largo plazo para construir una colonia espacial, ni tenemos la tecnología como para poder pensar en su construcción.

Quién sabe, quizá algún día (dentro de unos cuantos siglos, con toda probabilidad) la primera colonia espacial que construya la humanidad sea un cilindro de O’Neill. A fin de cuentas, nuestros descendientes ya tendrán la parte teórica cubierta…

Referencias: From Quarks to Quasars, Wikipedia

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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8 Respuestas

  1. Aborash dice:

    Me parece curioso que simplemente por hacer que algo gire, se genere gravedad… pero sí, lo hace.

  2. Bonderman dice:

    Hace poco me vi una serie que hablaba precisamente sobre colonias espaciales. Se llama Mobile Suit Gundam, y te la recomiendo.

  1. 9 noviembre, 2015

    […] hablado con anterioridad de los desafíos de colonizar Marte, de construir colonias espaciales, y hasta de construir bases lunares. En realidad, todo son soluciones a un mismo planteamiento: […]

  2. 15 marzo, 2016

    […] actual nos hace imaginar a seres humanos reubicándose en gigantescos hábitats especiales llamados colonias espaciales o en asentamientos, abiertos o cerrados, en Marte; los asentamientos abiertos dependerán de […]

  3. 1 agosto, 2016

    […] artística de cómo sería el interior de un cilindro de O’Neill.Crédito: Rick Guidice, NASA Ames Research […]

  4. 28 noviembre, 2016

    […] una nave así como una solución razonable, no sólo para llegar a otras estrellas, si no como una superficie habitable […]

  5. 10 mayo, 2017

    […] he hablado de cómo podríamos colonizar la Luna, de cómo hemos imaginado la vida en colonias espaciales, pero no de cómo podríamos vivir en el lugar en el que, ahora mismo, sí estamos poniendo todo […]

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