¿Puede el Cañón Espacial Longshot Impulsar una Economía Orbital?

¿Reducir los Costos de Lanzamiento sin Cohetes?

Desde el lanzamiento del primer satélite artificial, Sputnik, en 1957, nos hemos familiarizado con la visión de cohetes para alcanzar el espacio exterior. Pero los cohetes son inherentemente costosos, ya que deben quemar mucho combustible para transportar su propio peso (y el peso del combustible), además de contar con reactores capaces de soportar las condiciones extremas creadas por la combustión del combustible.

Recientemente, los costos de lanzamiento para alcanzar la órbita han disminuido drásticamente, gracias a los cohetes reutilizables de SpaceX (SPCX ). Y estos costos podrían seguir bajando a $100‑200/kg si se construye y tiene éxito una gran flota de naves espaciales.

Fuente: Ark Invest

Sin embargo, esto es muchas órdenes de magnitud más caro que cualquier otro medio de transporte. Por lo tanto, cualquier proyecto a gran escala en el espacio parece condenado a seguir siendo muy costoso.

Hasta ahora, las únicas alternativas que se han imaginado pueden agruparse en una de dos categorías:

• Megaproyectos costosos dependientes de tecnologías no probadas como impulsores de masa o ascensores espaciales. Esto es algo que exploramos en profundidad en “Infraestructura Espacial – Construyendo Escaleras al Cielo”.
• Producción in situ, utilizando recursos extraídos de la Luna o asteroides para construir equipos espaciales con recursos espaciales, eliminando la necesidad de levantarlos desde la Tierra.

Ambas son, desafortunadamente, una apuesta bastante lejana por ahora, con probablemente décadas antes de que se conviertan en una realidad.

Pero tal vez haya una tercera vía, con una alternativa para enviar enormes cantidades de materiales desde la Tierra a la órbita y luego fabricarlos allí. Este es el plan revelado por Longshot Space, que está desarrollando cañones espaciales literales.

Cañones Espaciales

Curiosamente, los cañones masivos pueden ser el primer método imaginado para alcanzar el espacio exterior, con la novela proto‑ciencia ficción de Jules Verne “De la Tierra a la Luna”. En la novela de 1865 (y su secuela “Alrededor de la Luna”), los protagonistas utilizan un cañón masivo para viajar a la Luna, ya que en ese momento las nociones de cohetería eran prácticamente inexistentes.

Fuente: Nation Air And Space Museum

El concepto se exploraría mucho más tarde con el High Altitude Research Project  (HARP) y Super High Altitude Research Project  (SHARP).

HARP

El proyecto HARP, financiado por el Centro de Investigación y Desarrollo del Ejército de EE. UU., utilizó un cañón naval sobredimensionado de 120 pies de largo (36 metros) y 200 toneladas para intentar colocar satélites en órbita.

Logró lanzar proyectiles de prueba a hasta 80 km de altura, y luego a 180 km con el Yuma Gun (la EEI orbita la Tierra a 408 km de altura).

Fuente: Astronix

Desafortunadamente, la escasa financiación y la lucha política descarrilarían el programa.

En un giro curioso de los acontecimientos como de una película de espionaje, la mente detrás de HARP, el experto canadiense en artillería Gerald Bull, trabajó más tarde en el Proyecto Babilonia para Saddam Hussein, una idea similar, hasta el asesinato de Bull en 1990.

SHARP

Este diseño del Ejército de EE. UU., operativo en 1992, no dependía de la propulsión explosiva directa sino de metano y luego gas hidrógeno comprimido mediante una serie de detonaciones. Utilizó una longitud total del cañón de 425 pies (129 metros).

Fuente: Astronix

Se esperaba que fuera el primer paso antes de un “Lanzador Jules Verne”. Pero la etiqueta de precio de $1 mil millones para este lanzador provocó que no se produjera.

De manera similar, Quicklaunch, una spin‑off universitaria del proyecto SHARP, intentó construirlo con fondos privados pero finalmente cerró en 2005.

El Cañón Espacial de Longshot

Longshot también basa su diseño en la compresión de gas, convirtiéndose en el último de una larga serie de intentos de desarrollar cañones espaciales.

En última instancia, el diseño de Longshot es una iteración del primer prototipo hipersónico, el V3 de la era de la Segunda Guerra Mundial, con múltiples inyectores de gas instalados sucesivamente. Sin embargo, resultaría difícil apuntar a diferentes objetivos con él, y fue destruido en una incursión de bombardeo aliado.

Fuente: Longshot Space

Los múltiples inyectores significaban que podían fabricarse con materiales económicos que no estaban diseñados para soportar altas temperaturas o presiones (a diferencia de los núcleos de los reactores de cohetes).

En palabras del equipo de Longshot “Los cohetes son buenas armas pero costosos, los cañones espaciales son malas armas pero baratos”.

Fuente: Longshot Space’s X account

De manera similar a HARP y SHARP, planean usar gas hidrógeno, ya que la ligereza del gas permite la velocidad máxima posible.

Fuente: Longshot Space

Pero esta vez, el objetivo es aún más ambicioso, con un cañón aún más largo que permite mayor velocidad y aceleración.

Al extender la longitud del cañón a más de 500 metros y añadir más propulsores, Longshot podrá acelerar cargas útiles de hasta 100 kg a Mach 5+ con cargas de aceleración que tu teléfono móvil puede soportar, y a precios significativamente más bajos que los sistemas aceleradores basados en cohetes actuales.

Problemas de los Cañones Espaciales

Aunque los cañones espaciales se han probado varias veces, hasta ahora no han tenido éxito comercial.

Entonces, ¿son realistas los planes de Longshot? Bueno, tal vez, siempre que logre manejar lo que mató a los proyectos anteriores de cañones espaciales.

Aceleraciones

Lo primero que hay que entender es que los cañones espaciales probablemente nunca se usarán para transportar personas o cualquier cosa remotamente frágil, contrariamente a la idea inicial de Jules Verne.

Esto se debe a que el diseño impone fuerzas de aceleración de hasta 100 G sobre la carga útil, al menos 3 veces más de lo que el cuerpo humano puede soportar.

Incluso los satélites tendrían que ser reforzados para que el lanzamiento pueda sobrevivir a una aceleración tan brutal.

Trayectoria

Otro problema es que, por la propia naturaleza del lanzamiento, un cañón espacial no es capaz de colocar objetos en una órbita estable. Caerán de nuevo a la Tierra o escaparán del pozo gravitatorio del planeta.

Por lo tanto, todas las cargas útiles necesitarán realizar algún tipo de corrección de trayectoria para alcanzar una órbita estable.

Carga útil

Otra limitación del proyecto anterior es que, en última instancia, buscan lanzar solo unos pocos kilos de material al espacio. Si bien esto era aceptable para los satélites de la época, y comparado con la carga útil de los cohetes de entonces, los próximos 100‑200 toneladas de carga útil del Starship han cambiado esto.

Así que, en realidad, se necesitarán al menos decenas o cientos de kilos de carga útil para los cañones espaciales, así como un programa de disparos muy regular para igualar lo que los últimos cohetes de SpaceX pueden lograr.

Complejidad del Sistema

Desde los años 80 y 90, se ha avanzado mucho en muchas tecnologías fundamentales como la electrónica de potencia, la computación, la ciencia de materiales, la producción de energía, etc.

Esto significa que los detalles de la ingeniería de los cañones espaciales pueden realizarse hoy más barato y/o mejor que hace 40 años. Por ejemplo, modelado computacional preciso, energía solar para crear hidrógeno, inyecciones de gas en el momento exacto, sistemas de guía electrónica capaces de soportar 100 G, etc.

Preparación del Mercado

Hasta hace poco, el mercado de lanzamientos orbitales estaba compuesto mayormente por gobiernos, algunos satélites de telecomunicaciones y algunas misiones científicas. Esto está cambiando rápidamente con el turismo espacial, bases planificadas en la Luna y quizá incluso la colonización de Marte.

Esto altera por completo la economía que enfrenta una empresa de cañones espaciales y podría abrir el camino a mucho más financiamiento hasta que la tecnología madure, algo que ha matado a todos los programas anteriores.

Una economía basada en el espacio también abriría un gran mercado total direccionable, algo algo ausente en los años 90.

Progreso Espacial de Longshot

Línea de Tiempo de Longshot

En todos los aspectos, Longshot Space encaja con el arquetipo de startup ingeniosa, construida en un garaje.

Comenzó con financiación de amigos y familiares en 2020, estuvo casi en bancarrota en el tercer trimestre de 2021 y había construido un prototipo que alcanzó una velocidad de Mach 1.8.

Fue entonces cuando la Fuerza Aérea de EE. UU. le otorgó una SBIR directa a la fase 2 por $750,000. Esto validaría la tecnología de la empresa y ayudaría con la recaudación de fondos adicional. El dinero de Space Fund y Sam Altman (famoso por OpenAI) incrementó la ronda pre‑seed a $1,5 millones.

Con un nuevo prototipo en Oakland, California, alcanzaron una velocidad de Mach 4.8.

Financiación adicional de la Fuerza Aérea y recaudación de capital, incluyendo $5 M en nuevo dinero para un total de $8 M.

Esto se utilizará para construir un cañón masivo de 500 metros de largo en el desierto de Nevada para impulsar cargas útiles de 100 kilogramos a Mach 5. El traslado a Nevada aumentará la seguridad de las pruebas, así como el uso del gas hidrógeno inestable pero más potente.

El objetivo es seguir iterando a partir de aquí, con “lo siguiente es Mach 6, luego Mach 15, luego Mach 25”.

Posición Competitiva

De alguna manera, el éxito de SpaceX es tanto una bonanza como una maldición para Longshot y todas las demás startups de lanzamientos espaciales.

Por un lado, demuestra a los inversores que esto puede ser una empresa rentable, algo que se consideraba imposible incluso en 2012.

Por otro lado, implica una competencia muy dura, mientras que SpaceX solo tenía que superar a empresas como Boeing que estaban acostumbradas a un “contrato de costo más” cómodo. La barra a alcanzar ahora es mucho más alta y se vuelve constantemente más difícil.

Así que, de hecho, competir con SpaceX significa que un cohete que reduzca el costo de lanzamiento a $1 000/kg, o incluso un precio sin precedentes de $500/kg, podría no ser suficiente.

Esto también significa que la diferenciación es esencial. Mientras SpaceX puede lanzar humanos con una carga útil compleja y frágil, empresas como Longshot Space o Spinlaunch pueden apuntar a otra cosa: cargas útiles voluminosas y más simples.

Y esto es realmente necesario si queremos expandirnos en el espacio, como presentamos en “La Economía Espacial del Futuro”. Los mismos decenas de miles de materias primas serán necesarios para construir los grandes paneles solares orbitales que alimenten a toda la Tierra, como discutimos en “Soluciones Energéticas Espaciales para Energía Limpia Ilimitada”.

Aplicaciones

Reabastecimiento de Cohetes

Suponiendo que Longshot pueda lograr enviar cargas útiles a la órbita a un costo barato (<$100/kg), una aplicación parece muy directa: reabastecer Starship. Así que, una vez más, el progreso de SpaceX podría impulsar a parte de su competencia.

Por ahora, el plan de aterrizar un Starship en la Luna o Marte depende de enviar varios Starships más para reabastecer al que quedó en órbita. Dependiendo de la carga útil real del Starship, esto significa que entre 15‑30 lanzamientos en total serían necesarios para llevar un Starship a la Luna.

Esto se debe a que cada Starship llega a la órbita casi vacío, con poca capacidad de carga restante para combustible extra. Con cada lanzamiento de Starship cuyo costo se espera sea de $5 M (y más facturado a la NASA) en el mejor de los casos, esto implica que el costo total del alunizaje probablemente sea de $100‑150 M o más solo en reabastecimiento.

En su lugar, un sistema como Longshot podría enviar contenedores tipo proyectil de artillería a la órbita. Estos podrían ser capturados por una nave orbital dedicada y transportados de regreso al Starship que necesita reabastecimiento.

Así que podría ser que el reabastecimiento de misiones lunares sea el primer caso de uso práctico para los cañones espaciales, y los primeros contratos comerciales para Longshot Space.

Materias Primas

En última instancia, los cañones espaciales de Longshot podrían usarse para enviar a la órbita cualquier tipo de material lo suficientemente resistente para sobrevivir a la aceleración de 100 G.

En teoría, esto puede incluir electrónica, incluso de consumo, pero necesitaría ser probada en la práctica.

Lo que ciertamente está incluido son todo tipo de materias primas. Suponiendo un bajo costo de lanzamiento de alrededor de $10‑100/kg, esto podría hacer práctico el envío a la órbita de grandes cantidades de láminas de acero, aluminio, polisilicio, componentes electrónicos básicos e incluso agua o alimentos, etc.

Por ejemplo, se estudió que la energía solar espacial podría tener sentido económico tan pronto como el costo de lanzamiento caiga por debajo de $500/kg.

Estos deberían luego ser procesados por fábricas automatizadas en el espacio en materiales útiles, como, por ejemplo, blindaje contra radiación (acero y agua), paneles solares (polisilicio), espejos orbitales (aluminio), etc.

Esto reduciría radicalmente el costo de estaciones espaciales orbitales y hábitats espaciales en general.

Ciclador de Marte

Material barato a granel en el espacio también podría ser esencial para construir un Transportador / Ciclador de Aldrin, o el Ciclador de Marte podría orbitar permanentemente de modo que pase regularmente cerca tanto de la Tierra como de Marte.

Fuente: Ethan MacDonald

De esta manera, se podría construir una estación espacial permanente para que la gente transite hacia y desde Marte. Tendría un blindaje contra radiación pesado y producción de alimentos, así como habitaciones más cómodas y espaciosas y instalaciones deportivas para mantener a las personas en forma a pesar de la ausencia de gravedad.

Evitaría tener que acelerar y desacelerar todo el blindaje, el soporte vital y el suministro de alimentos para cada viaje a Marte.

Micro Satélites

Hoy en día existe toda una clase de mini y microsatélites que pesan entre 10‑180 kg. Esto incluye los CubeSats recientemente usados para lanzar un enjambre barato de satélites.

Fuente: NASA

En última instancia, los satélites basados en Internet como los satélites Starlink (260 kg) podrían incluso incluirse en modelos que podrían lanzarse mejor con cañones espaciales que con cohetes.

Armas Espaciales

Militarizar el espacio es un tema muy debatido, que violaría varios tratados internacionales.

Incluso podría amenazar a la humanidad con el síndrome de Kessler, o la situación en la que tanto escombros orbitales están en órbita que quedaríamos atrapados en la Tierra.

No obstante, la perspectiva de lanzar una carga útil a un costo ultrabarato de decenas o quizá cientos de kilos tiene potenciales aplicaciones militares. Esto podría incluir armas antisatélite, misiles hipersónicos, herramientas de vigilancia, etc.

Con las tensiones geopolíticas con Rusia, Irán y China en aumento, esto no es un asunto trivial.

Esta es probablemente una razón por la que Longshot Space recibió financiación de la Fuerza Aérea de EE. UU. en primer lugar, especialmente porque EE. UU. creó oficialmente una Fuerza Espacial militar durante la presidencia de Trump.

Así que, aunque los cañones espaciales son armas deficientes en el sentido de piezas de artillería, podrían seguir siendo una tecnología militar crucial que las grandes potencias querrán controlar.

Invertir en Infraestructura Espacial

El espacio es una industria muy establecida que está experimentando un renacimiento y un crecimiento explosivo gracias a los cohetes reutilizables. Discutimos cómo esto crearía oportunidades completas en nuestro artículo “Cohetes Reutilizables para Crear Múltiples Nuevos Mercados al Reducir Drásticamente los Costos”.

El mercado espacial actual es de $443 mil millones, el turismo espacial y los vuelos hipersónicos podrían añadir otros $350 mil millones en ingresos, a lo que se puede sumar una previsión de Internet basado en satélites de $17 mil millones, así como aplicaciones militares y bases lunares subvencionadas, proyectos científicos, etc. Y esto incluso sin contar ideas más especulativas (pero potencialmente muy lucrativas) como la minería de asteroides.

Puedes invertir en compañías relacionadas con el espacio a través de muchos corredores, y puedes encontrar en este sitio nuestras recomendaciones para los mejores corredores en EE. UU., Canadá, Australia, el Reino Unido, así como en muchos otros países.

Si no te interesa seleccionar compañías específicas del sector espacial, también puedes considerar ETFs como ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) o VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) para capitalizar el crecimiento del sector espacial en su conjunto.

Compañías de Infraestructura Espacial

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) es uno de los contendientes más serios en el mercado de cohetes reutilizables. La compañía se ha centrado inicialmente en cohetes pequeños, con el sistema de lanzamiento Electron (320 kg de carga útil), que se está convirtiendo progresivamente en un cohete parcialmente reutilizable. Hasta ahora, Electron ha desplegado 177 satélites en 44 lanzamientos.

Posteriormente, Rocket Lab está considerando crear un cohete reutilizable de tamaño medio, el Neutron, comparable al Falcon 9 (8 000 kg a LEO en modo totalmente reutilizable, 1 500 kg a Marte o Venus). El Neutron será impulsado por un motor de cohete que quema metano (como Starship), lo que parece convertirse en la tendencia para la próxima generación de cohetes.

La compañía se destaca por su proceso de fabricación de satélites totalmente integrado verticalmente, lo que le permite optimizar costos y velocidad de diseño. Esto resultó en múltiples contratos con la NASA y el gobierno de EE. UU., incluyendo un contrato militar de satélites de $515 M y un contrato civil de $143 M para Globalstar.

Rocket Lab también es un importante fabricante de paneles solares para satélites tras sus adquisiciones de SolAero Technologies en 2022, con más de 1000 satélites alimentados por estos paneles y un total de 4 MW de células solares fabricadas.

Fuente: Rocket Lab

Por ahora, su sistema de lanzamiento depende de proveedores externos, pero una serie de adquisiciones estratégicas debería cambiar eso, replicando en el sistema de lanzamiento la integración vertical ya lograda en el diseño y fabricación de satélites.

La compañía también está considerando la posibilidad de una constelación LEO de telecomunicaciones para generar ingresos recurrentes. También está contribuyendo a la investigación para la fabricación en el espacio con Varda Space Industries y la inspección de desechos orbitales.

Mientras SpaceX contó con el talento empresarial de Elon Musk para desarrollar su tecnología desde cero, Rocket Lab utilizó una combinación de I+D y adquisiciones para integrar verticalmente la tecnología requerida. Esto ha demostrado ser muy exitoso en la fabricación de satélites, y ahora buscan replicar esta estrategia para cohetes reutilizables.

Considerando el flujo de caja existente de la producción de satélites y los éxitos de Electron, Rocket Lab es un buen candidato para alcanzar a SpaceX, al menos hasta que se construyan impulsores de masa y otras infraestructuras en unas pocas décadas.

2. Virgin Galactic

La compañía fue fundada por Richard Branson y se centra en el turismo espacial.

Los boletos están en el rango de $250,000‑450,000, con una larga lista de espera. Los primeros clientes parecen estar extasiados con su experiencia:

“Siempre supe que iba a ser la experiencia más extraordinaria de mi vida. Siempre lo supe. Y la gente me dijo que lo sería. Pero cuando lo es… y está en otro nivel respecto a la experiencia que pensabas que tendrías… entonces es muy difícil de explicar.”

“Este ha sido el mejor día de mi vida, el día más sensacional de mi vida. Y no se puede obtener nada mejor que eso. Superó mis sueños más salvajes.”

Virgin Galactic (SPCE ) ha estado trabajando en mejorar su economía unitaria, con un nuevo sistema de lanzamiento, el “Delta”, capaz de llevar 6 pasajeros en lugar de 4, y de realizar 8 vuelos al mes en lugar de solo uno.

En conjunto, estas 2 métricas mejoradas deberían impulsar los ingresos por unidad en 12 veces, con un tiempo de recuperación de menos de 6 meses para cada transbordador Delta. La prueba de vuelo del Delta se espera a mediados de 2025.

Fuente: Virgin Galactic

Los mercados estaban preocupados cuando se anunció que Branson no invertiría más en Virgin Galactic. Especialmente después del despido de 185 empleados y una pausa en los vuelos espaciales en 2024, para esperar la llegada del transbordador Delta y reducir la velocidad de consumo de efectivo.

Sin embargo, se pronostica que Virgin Galactic tendrá suficiente efectivo para operar hasta 2025 o 2026. Por lo tanto, si el desarrollo del sistema de vuelo Delta avanza sin problemas (una proposición arriesgada en la industria aeroespacial), la compañía debería poder centrarse en reiniciar y hacer crecer el flujo de efectivo, con un sistema rentable por unidad. Y llevar a la empresa a generar flujo de efectivo positivo en 2026.

Fuente: Virgin Galactic

(Debe notarse que Virgin Galactic es diferente de Virgin Orbit. Virgin Orbit se declaró en bancarrota en abril de 2023, y proporcionó servicios de lanzamiento para pequeños satélites, con Rocket Lab adquiriendo la instalación de Long Beach de la compañía, así como sus activos de fabricación y herramientas).

La reciente bancarrota de Virgin Orbit y el distanciamiento de Virgin Galactic por parte del fundador Richard Branson han dañado la imagen de la compañía ante los inversores, resultando en una caída vertiginosa del precio de sus acciones en 2023 y 2024.

Se recomienda encarecidamente precaución respecto a la propia acción.

Al mismo tiempo, la satisfacción de los clientes anteriores, un plan claro para un diseño rentable (transbordadores Delta) y una larga lista de espera de clientes potenciales demuestran que la compañía podría seguir siendo viable incluso sin recaudar más fondos.

Mientras pueda volar el transbordador de clase Delta lo suficientemente pronto. Hasta ahora, la fábrica para construir Delta está terminada, y la construcción debería comenzar en el primer trimestre de 2025.

Mucho dependerá del éxito en desarrollar, fabricar y operar el transbordador Delta y lograrlo antes de finales de 2025.

Si este es el caso, la valoración mucho más baja crearían una oportunidad para que los inversores adquieran acciones de la compañía con descuento.