"La propulsión es crucial en la explotación del espacio"

(infoespacial.com) Gabinete de Comunicación UPM, Madrid.- El profesor Manuel Martínez Sánchez, catedrático en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) e ingeniero aeroespacial por la ETSI Aeronáuticos de la Universidad Politécnica de Madrid recibía el 16 de octubre la máxima distinción de esta universidad al incorporarse a su claustro doctoral.

Su investidura como doctor honoris causa por la UPM es un reconocimiento a los tres pilares de su trayectoria profesional: su excelencia docente como profesor de ingeniería, su vasta e innovadora actividad investigadora y el gran servicio realizado a la UPM, tendiendo puentes con el MIT para ayudar a los egresados e investigadores jóvenes a conectarse internacionalmente.

Tener un carácter pionero e innovador, trabajar en el Laboratorio de Propulsión Espacial del MIT, ser mentor de numerosos alumnos y dirigir sus tesis doctorales y de maestría y abogar por la internacionalización de las universidades, le permite reflexionar al mismo tiempo tanto sobre la eficiencia de los motores espaciales y los retos del futuro en propulsión como sobre la proyección de los ingenieros aeroespaciales que se forman en nuestro país.

PREGUNTA.- Su actividad investigadora más prolífica se centra en la propulsión espacial, ¿qué ventajas presenta la propulsión eléctrica frente a los tradicionales cohetes químicos?

RESPUESTA.- Su ventaja es la posibilidad de obtener un empuje dado con menor gasto de combustible, del orden de diez veces menos que los cohetes químicos. Esto se traduce en que los tanques de combustible se reducen también mucho, y se puede poner mucha más carga útil en un satélite con una masa inicial fijada. La contrapartida es que la cantidad de potencia eléctrica factible a bordo es muy limitada (unos pocos KW), y por tanto el empuje posible es bajo, y la misión se alarga; es un poco como navegar a vela, que es económico, pero lento. Afortunadamente, el tiempo añadido se aprovecha para otras funciones, y no es un problema.

P.- El binomio gasto de combustible-coste de la misión espacial hacen pensar que el espacio es cada vez más una cuestión económica, ¿considera suficiente la inversión en programas espaciales?

R.- Una vez superada la fase en que las misiones espaciales eran solamente científicas o militares, es decir, estatales, la inversión en tecnología empieza a estar dictada por consideraciones comerciales, y tiende a autoajustarse a los beneficios percibidos. La parte estatal está sufriendo los problemas de la crisis económica, pero no la comercial.

P.- ¿Es inconcebible la explotación del espacio sin contar con los avances propulsivos? ¿En el futuro habrá un cohete específico que se ajuste a cada misión?

R.- Más probablemente, habrá unas categorías definidas de misión, dentro de las cuales se compartirá un tipo y tamaño de motor cohete. El desarrollar uno para cada misión tiende a salir caro. Pero, en respuesta a su primera pregunta, es cierto que la Propulsión es crucial; un poco como en la automoción, el motor es el corazón del vehículo, y si por ejemplo se perfeccionara el motor eléctrico puro, cambiaría el panorama bastante.

P.- En los 90 consideró que los denominados motores de efecto Hall debían ser tenidos en cuenta frente a los motores iónicos que estaban siendo la nueva tecnología potenciada EEUU, ¿por qué?

R.- Hasta ese momento, los motores Hall habían sido ignorados en Occidente, tras unos resultados iniciales en los años 60 que parecían descorazonadores. En la URSS no se dieron por vencidos y los desarrollaron a pesar de las inestabilidades siempre presentes. Cuando Rusia se abrió a Occidente, vimos de pronto su gran ventaja en este campo, y nos lanzamos a recuperar el terreno; yo fui de los primeros en ver esto y en facilitar la transferencia de esta tecnología, con la ávida colaboración de los ingenieros rusos, que se habían quedado de pronto sin fondos por el colapso económico de su país.

P.- Otro de sus campos de actuación es la propulsión por electrospray, ¿en qué consiste?

R.- Consiste en la extracción directa de iones o de gotitas cargadas de un líquido que contenga iones libres, tal como una disolución electrolítica o una sal líquida (los llamados Líquidos Iónicos). La forma de extraerlos es mediante la aplicación de un campo electrostático fuerte en la superficie del líquido; esta se deforma y se forman uno o más ”conos de Taylor”, de punta con dimensiones casi atómicas, donde el campo se intensifica tanto que arranca iones sueltos o gotitas cargadas al límite de explosión electrostática. El mismo campo acelera estas cargas, produciendo empuje por reacción. Todo tiende a ser pequeño en estos motores, y la micro-fabricación es técnica esencial para su construcción. Por otra parte, la ausencia de efectos térmicos y de ionización en fase gaseosa hace el funcionamiento muy eficiente en principio; nuestro reto es alcanzar en la práctica esa eficiencia potencial.

P.- ¿Cuáles son los nuevos retos del futuro para la propulsión espacial?

R.- Hay retos en varias dimensiones. Por una parte está el simple escalado a potencias más elevadas (cientos de KW, para misiones planetarias ambiciosas) o más reducidas (menos de 1W, para misiones ultra-precisas o con nano-satélites). Por otra parte, un reto esencial es asegurar la longevidad de los motores, cuyas partes expuestas al plasma o a otros medios agresivos tienden a erosionarse por varios mecanismos, no todos los cuales están aún bien descritos. Y siempre queda el deseo de ir aumentando la eficiencia tanto en el uso del propulsante como en el de la energía, que son bienes escasos a bordo de una nave espacial.

P.- El denominado motor helicón es una nueva tecnología en desarrollo en la que el laboratorio del MIT que usted ha dirigido es pionero, ¿cuánto tiempo tardará en comercializarse este tipo de cohete?

R.- En realidad, no estamos ya investigando estos motores, aunque sí lo están haciendo otros equipos. En parte esto es porque no hemos demostrado de forma concluyente que este mecanismo sea superior a otros ya conocidos en alguna de esas dimensiones de las que hablaba en cuestiones anteriores. Pero el jurado sigue deliberando, y no quiero descartar nada.

P.- Usted pudo estudiar en la ETSI Aeronáuticos de la UPM gracias a una beca del Programa de Igualdad de Oportunidades, ¿cómo ve la situación actual de la educación pública en España?

R.- Por una parte, está mucho mejor que en mis tiempos, con varias generaciones de profesores formados en la investigación y en la competencia internacional. Pero, claro, es difícil predecir el daño que harán a largo plazo los recortes que se están padeciendo ahora, ni tampoco el impacto que pueda tener a la larga la reducción de los programas a cuatro años, la masificación de ciertos programas, etc. También estamos en la bisagra de unos cambios en la metodología de la enseñanza, con la inminente introducción masiva de la enseñanza a distancia, y estos cambios pueden resultar tan enormes que cambien la naturaleza misma de la educación, y no sólo en España.

P.- ¿Qué opinión le merece la formación de los ingenieros españoles?

R.- Hasta ahora mismo, excelente. Hay una tradición, sobre todo en Aeronáuticos, de exigencia y rigor, que hace que los mejores de cada clase sean equiparables a lo mejor que se pueda producir en los EEUU o en cualquier otro país. Juzgar “el promedio” es más difícil, y puede que aquí la parte baja de las clases (la más numerosa) sufra un desgaste excesivo, y posiblemente no necesario en su caso; en este sentido, las reformas de Bolonia pueden tener sentido, pero me preocupa la posibilidad de que se dificulte la excelencia en la parte de la población estudiantil en la que es posible y deseable.

P.- Desde su perspectiva de docente y como director de numerosas tesis ¿qué diferencias ve entre sus alumnos aeroespaciales (del MIT) y los estudiantes de aeronáutica de la UPM?

R.- Los estudiantes doctorales españoles que yo veo son probablemente superiores, por su formación, a los americanos. A veces sufren al principio porque no están habituados a tomar riesgos, que es una parte esencial de la investigación. Pero eso es transitorio, y cuando se sueltan, evidencian enseguida su potencial.

P.- Como impulsor del programa MIT Spain, ¿cree fundamental una estancia en el extranjero para completar la formación universitaria de cualquier joven?

R.- No es que sea esencial, pero sí que es beneficiosa, y esto va en las dos direcciones. Aparte de lo que el estudiante aprenda en el sentido técnico o académico, es muy importante vivir las diferencias culturales y “aprender mundo”. Un ejemplo es lo que apuntaba antes del miedo al riesgo; el estudiante brillante español tiende a creer que uno tiene que tenerlo todo ya claro cuando aborda un problema, so pena de “hacer el ridículo”. El estudiante americano no sabe casi lo que es el ridículo, y resuelve problemas a veces por equivocaciones sucesivas. Y volviendo a la explosión previsible de la educación a distancia, esto podría ser su talón de Aquiles, si se va a la educación puramente electrónica, dejando fuera no ya la inmersión cultural en un país extranjero, sino incluso en el suyo propio.