Esto me llamó la atención, pues estaba hablando de fábricas espaciales y eso lo percibía como algo futurista. Pero en efecto, en 12 junio de este año, la empresa Varda envió su primera factoría, o más exactamene un módulo de fabricación, al espacio utilizando un cohete de Space X.
La intención es llevar en una cápsula espacial la materia prima, así como los dispositivos robotizados necesarios para transformarla. Una vez concluido el trabajo, la cápsula y los equipos junto con productos terminados regresan a la Tierra. Los productos recibidos continúan su proceso de transformación en la superficie terrestre. Entre tanto, la cápsula y los equipos son reacondicionados a fin de repetir el ciclo, tal como se muestra en la figura 1.
Durante su estancia en órbita, la nave espacial probó la capacidad de producir cristales de un fármaco llamado ritonavir utilizado para tratar el VIH/SIDA. La telemetría de la nave espacial indica que el experimento salió según lo planeado.
Si bien el módulo tenía programado su regreso al mes del lanzamiento con los productos ya procesados, tuvo que permanecer en órbita, pues las autoridades americanas no le habían otorgado una licencia de reingreso. Esta situación se ha mantenido hasta el 20 de setiembre, según la revista Arstechnica [2].
Acotando el término de "fabricación en el espacio"
Este acontecimiento pone en relieve que la fabricación en el espacio es ya una realidad. Asimismo, por lo menos en sus comienzos, la fabricación en el espacio no se caracterizará por la existencia de grandes instalaciones orbitando la tierra con naves de transporte llevando insumos y trayendo los productos. Veamos con más detalle el contexto en el que se produce el evento.
La fabricación en el espacio es la producción de bienes tangibles más allá de la Tierra. La experiencia de Varda, así como las iniciativas que está en marcha, se limitan a la órbita terrestre baja. Por lo tanto, el nombre apropiado es "manufactura en órbita". Otro aspecto distintivo es que los insumos provienen de la Tierra y los productos resultantes retornan a ella.
El espacio ofrece un entorno de fabricación único porque existe en un estado casi vacío y una gravedad muy débil (microgravedad). Estas condiciones permitirían fabricar objetos que no se pueden elaborar en la Tierra [3].
Factores que contribuyen a la fabricación en órbita
El precio de llevar carga a la órbita baja ha decrecido significativamente estos últimos años. Parte de ello se debe a que los avances científicos de las recientes décadas han mejorado el proceso de construcción, prueba y lanzamiento de un cohete capaz de llegar al espacio. A medida que más empresas ingresaron a la industria espacial, la competencia promovió la disminución de los precios.
A mediados de la década del 60, colocar un satélite en órbita baja costaba en promedio 18,000 $/kg. Para el 2010, usando un Falcon 9 este precio había decrecido a 2,600 $/kg y para el 2018 empleando el Falcon Heavy el precio descendió a 1,500 $/kg (teniendo de referencia el dólar fiscal 2021 FY21) [4]
Esto hizo factible trasladar a la órbita baja ciertos procesos productivos que hoy en día se ejecutan en la Tierra.
Otro elemento que contribuye al éxito de la fabricación en órbita es el avance alcanzado en la automatización. Como resultado de ello, los procesos en el espacio pueden ser autónomos con eventuales controles desde la Tierra. Esto disminuye los costos, pues no hay necesidad de ningún sistema de soporte vital abordo y las dimensiones de los vehículos pueden ser reducidos.
Modelo de producción espacial
Si bien los precios de colocación en órbita de cargas útiles han bajado significativamente, no se puede pensar en trasladar toda una cadena de producción al espacio. La idea es que en él solo se desarrolle un eslabón de la cadena, precisamente el que más valor aporta.
Esta estrategia de producción solo sirve para procesos discretos que empleen muy poca materia prima y generen un inmenso valor. Esto restringe el rango de aplicaciones, sin embargo, ya existen empresas que están desarrollando ese modelo.
Participantes en la carrera
En este mercado emergente ya han aparecido varios actores, generalmente startups. En el caso de semiconductores, Space Forge firmó recientemente un acuerdo de colaboración con el gigante aeroespacial estadounidense Northrop Grumman para proporcionar sustratos fabricados en el espacio.
Josh Western, CEO y fundador de Space Forge declaró a la revista Space.com que la combinación de la microgravedad y el vacío del espacio puede permitir crear semiconductores que son "entre 10 y 100 veces más eficientes que los que hay en la Tierra" [5].
En el campo de los productos farmacéuticos, la empresa Varda tiene como objetivo utilizar el entorno de microgravedad del espacio para desarrollar fármacos que no pueden elaborarse en la Tierra. En su primer vuelo probó el proceso de cristalización del ritonavir, un medicamento utilizable para tratar el VIH/SIDA en combinación con otros [6].
Otra empresa que está entrando en escena es Space Forge que pugna por estar entre las primeras en explotar el mercado potencialmente astronómico de materiales elaborados en el espacio. Esta empresa tiene planeada la fabricación de semiconductores, productos farmacéuticos, ciertas aleaciones y más [7].
Micro gravedad como un servicio (MaaS)
Esta alternativa técnica se ajusta a un modelo de negocio denominado "Microgravedad como un servicio". Este se refiere a la provisión de entornos de microgravedad, con fines comerciales, por parte de empresas privadas. Estas últimas permiten a investigadores, instituciones e industrias realizar experimentos, investigaciones y procesos en condiciones similares a las del espacio.
De esta forma, las empresas podrían tener la oportunidad de usar el entorno de la órbita terrestre para desarrollar parte de su cadena de producción sin necesidad de disponer de infraestructura espacial. Esto lo lograrían contratando con empresas que desarrollen, bajo pedido, un proceso específico en la órbita terrestre.
Es importante distinguir la MaaS de la investigación tradicional en microgravedad, como la ejecutada en la Estación Espacial Internacional (ISS). Esta última suele ser ejecutada por agencias gubernamentales e implica misiones de larga duración con acceso y disponibilidad limitados para experimentos. Los procesos que se desarrollan no forman parte de una cadena productiva. La IIS es un gran laboratorio, no una fábrica.
Finalmente, todo parece indicar que la manufactura en órbita empleando el modelo de negocio “la microgravedad como un servicio” va a tener un futuro prometedor. Esto, de acuerdo a algunos, permitirá democratizar el espacio.
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[1] Alamalhodaei, A. Varda Space puts off orbital factory reentry pending Air Force and FAA green light. TechCrunch [online]. 15 Sep 2023. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://techcrunch.com/2023/09/15/varda-space-puts-off-orbital-factory-reentry-pending-air-force-and-faa-green-light/
[2] Clark, S. Permission denied for reentry of Varda’s orbiting experiment capsule. Ars Technica [online]. 20 Set 2023. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://arstechnica.com/space/2023/09/permission-denied-for-reentry-of-vardas-orbiting-experiment-capsule/
[3] GlobalData Thematic Intelligence. Microgravity: the future of R&D?. Pharmaceutical Technology [online]. 26 Jul 2023. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://www.pharmaceutical-technology.com/comment/microgravity-the-future-of-rd/
[4] Aerospace Security Project. Space Launch to Low Earth Orbit: How Much Does It Cost?. Aerospace Security [online]. 01 Sep 2022. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://aerospace.csis.org/data/space-launch-to-low-earth-orbit-how-much-does-it-cost/
[5] Pultarova, T. UK startup readies new satellite that will make semiconductors in space. Space.com [online]. 02 Oct 2023. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://www.space.com/space-forge-to-make-semiconductors-in-space
[6] Varda. Life-Science. Varda [online]. N.d. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://www.varda.com/life-sciences
[7] Alamalhodaei, A. UK’s Space Forge debuts new reentry tech for in-space manufacturing satellites. TechCrunch [online]. 05 May 2023. [accessed 04 October 2023]. Retrieved from: https://techcrunch.com/2023/05/15/uks-space-forge-debuts-new-reentry-tech-for-in-space-manufacturing-satellites/#:~:text=Space%20Forge%20is%20one%20of,pharmaceuticals%2C%20certain%20alloys%20and%20more.