40 años del vehículo eléctrico… en la Luna

Hemos lanzado unos cuantos vehículos 100% eléctrico al espacio, y todo empezó con los Rover lunares

Nuestro único satélite natural, la Luna, se encuentra a unos 384.400 km de distancia en formación síncrona con la Tierra: siempre nos da la misma cara. Llevamos milenios observándola sin poder alcanzarla, como llevamos milenios viendo los rayos de tormenta “caer” sobre la superficie de nuestro planeta.

Hace algunas décadas, logramos dos hitos maravillosos de nuestra historia: gracias a la tecnología de almacenamiento y uso de la energía eléctrica, conseguimos enviar un vehículo eléctrico a la superficie de la Luna durante las misiones Apollo 15, Apollo 16 y Apollo 17. Esta es su historia.

Cuando el vehículo eléctrico llegó a la Luna

NASA Rover 1972

El 8 de mayo de 1972 fue tomada la fotografía de arriba. En ella se ve el LRV (Lunar Rover Vehicle o Vehículo Rover Lunar) circulando por la superficie del cráter selenita Descartes. A los mandos, el astronauta John W. Young, pisando a fondo el acelerador y levantando partículas del regolito lunar, que salen disparadas hacia el vacío del espacio, escapando de la baja gravedad. El vídeo, que podemos ver más abajo, fue llamado Grand Prix Lunar.

Aquel día se estaban batiendo varios récords. Además de volver a la superficie de nuestro satélite natural por quinta vez e iniciar una corta expedición de superficie junto con el astronauta Charles M. Duke Jr. While, se había conseguido posar un segundo vehículo eléctrico en su superficie en un momento en el que los combustibles fósiles no solo dominaban la faz de la Tierra, sino que hacían imposible hablar del motor eléctrico.

Aunque el Rover del Apollo 16 no consiguió batir el récord de 27,8 km alcanzado un año antes por el Rover del Apollo 15 por tan solo 700 metros, sí que consiguió el récord de velocidad de conducción de un vehículo lunar, unos 13 km/h. Al menos hasta que el astronauta Eugene Cernan condujo el Rover del Apollo 17 a 18 km/h.

Cierto, parecen logros nimios, pero para ser capaces de ubicar estos hitos tecnológicos en la cronología de los inventos, el fotograma pertenece a una película rodada en completo silencio con una cámara de película de 16mm. Las cámaras digitales todavía estaban a varias décadas de distancia y, sin embargo, los cuatro motores que impulsaban el Lunar Rover Vehicle eran eléctricos.

¿Cómo se diseñaron los Rover lunares?

Diseñar un vehículo eléctrico no es una tarea sencilla ni siquiera sobre nuestro planeta, especialmente en una época como los 60. No solo hacía uso de tecnología nueva y condiciones de funcionamiento muy diferentes a las que tenemos en la Tierra. Además, el Rover se enviaba al espacio plegado en un volumen de 1,7×1,5×0,9 metros y tenía una masa de solo 181 kg. Los coches eléctricos terrestres, como el Renault ZOE, tienen un peso de 1.500 kg aproximadamente.

Ya en la década de 1950, la revista Collier’s publicó en varias entregas llamadas Man on the Moon cómo podría ser la vida durante seis semanas sobre la superficie de nuestro satélite. En el interior de la publicación de octubre de 1952, titulada The Exploration, podía verse a varios astronautas subidos a lo que parecía un vehículo lunar.

vehículo lunar

Poco anima más a los científicos que los retos de la ciencia ficción y, junto con varias publicaciones más vieron la luz en los años siguientes, este tipo de contenido sentó las bases de los vehículos lunares. Dado que eran algo del futuro, estos habían de ser, obviamente, eléctricos y limpios.

En una publicación de 1964, Wernher von Braun, director del MSFC de la NASA, publicó algunas especificaciones sobre los Rover lunares. El Marshall Space Flight Center hizo algo que no se había visto nunca en una industria de ningún tipo: solicitó la ayuda de siete grandes empresas punteras por aquel entonces (Bell Aerospace, Bendix, Boeing, Brown Engineering, General Motors, Grumman y Lockheed) para ayudar a construir el vehículo lunar.

especificaciones de la nota de prensa original
Especificaciones de la nota de prensa original del proyecto Apollo 15

El primer vehículo lunar perteneció a la misión Apollo 15 y tenía algunas especificaciones que hoy consideraríamos muy interesantes e incluso chocantes:

  • Tenía una masa de unos 209 kg, que en la gravedad de la Luna le dio un peso de unos 330 N. (Una persona de 80 kg tiene un peso en la Tierra de 784 N).
  • Era capaz de soportar unos 700 kg de carga, incluidas las baterías eléctricas.
  • Cada rueda tenía una potencia de ¼ CV, unos 200 W. El Renault ZOE, con 92 CV, tiene una potencia de 67.665 W, casi 400 veces más.
  • La autonomía de la batería era unos 65 km (40 millas) circulando a una velocidad de entre 10 y 12 km/h aunque, por razones de seguridad, el vehículo nunca se separaba más de 9,5 km del punto de alunizaje.

Estos datos son muy interesantes porque, por un lado, los rover lunares parecen tener una enorme autonomía comparada con un vehículo eléctrico moderno, y da la impresión de que la tecnología ha avanzado poco. Sin embargo, hemos de tener en cuenta varios puntos importantes que ayudaron a esta gran autonomía:

  • En la Luna la gravedad es de 1,62 m/s2 (en la Tierra 9,81 m/s2), lo que hace que la fuerza de rozamiento con el suelo (regolito) sea seis veces menor.
  • En la Luna no hay atmósfera, por lo que no existe presión atmosférica ni rozamiento atmosférico, uno de los mayores consumos.

Si adaptásemos un motor eléctrico terrestre a las condiciones del suelo selenita, las baterías de 41 kWh permitirían a un teórico Renault ZOE recorrer miles de kilómetros. El mismo Rover Lunar, testado en la Tierra, apenas conseguía recorrer un par de kilómetros a plena carga antes de agotar su batería.

Rover Mars probado en la tierra
John W. Young, right, and Charles M. Duke, Jr. probando el Rover antes del Apollo 15

¿Por qué no se usan vehículos de combustión en la exploración espacial?

A los Rover lunares les han seguido los Rover marcianos, mucho más potentes, construidos como enormes laboratorios sobre la superficie roja y propulsados de igual modo mediante energía eléctrica y solar. El motivo principal por el que no se use ningún tipo de combustible fósil o sintético (como los cohetes de combustión sólida) es que ni en la Luna ni en Marte hay oxígeno.

La combustión depende de incinerar un material (gasolina, etanol, GLP…) para generar propulsión, pero sin oxígeno que ayude a la quema no se puede usar en el espacio. A este hecho se le suma el que los combustibles sean inestables (tienden a explotar a elevada temperatura), lo que pondría en peligro la salida del cohete y la reentrada en Marte.

Además, los combustibles liberan partículas contaminantes a la atmósfera. En la Tierra, contaminante en el caso del los COx o NxOy quiere además decir tóxico, motivo por el que la UE busca electrificar la movilidad, pero en Marte o la Luna no hay (creemos) organismos susceptibles de ser intoxicados. Sí hay una gran superficie que buscamos preservar intacta de cara a la investigación, y expulsar gases de efecto invernadero no entra de momento en los planes de las agencias espaciales.

Los Rover han sido uno de los mayores hitos logrados por la humanidad, y en la actualidad tenemos varios pululando por Marte en busca de muestras de distinto tipo. Cerramos el artículo con una de las fotografías más interesantes que la humanidad ha sido capaz de tomar: el despliegue de los paneles solares que cargaban las baterías del Spirit (2004-2010), uno de los Rover 100% eléctrico que ha impulsado la movilidad eléctrica terrestre.

Spirit rover eléctrico

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Imágenes | NASA, NASA on The Commons, The Exploration, Apollo 15 Press Kit, NASA, Spirit Rover

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