Abstract
Con el agotamiento de los combustibles fósiles y el aumento de la demanda energética mundial, la necesidad de fuentes de energía alternativas es evidente. La fusión nuclear con Helio-3 puede ser una solución. El Helio-3 es un isótopo raro en la Tierra, pero es abundante en la Luna. En la comunidad espacial se cita a menudo el Helio-3 lunar como una de las principales razones para volver a la Luna. A pesar del potencial de la extracción de Helio-3 lunar, se ha investigado poco sobre una misión completa de principio a fin. Este resumen presenta los resultados de un estudio de viabilidad realizado por estudiantes de la Universidad Tecnológica de Delft. El objetivo del estudio era evaluar si una misión continua de extremo a extremo para extraer Helio-3 en la Luna y devolverlo a la Tierra es una opción viable para el futuro mercado energético. Los requisitos establecidos para la misión representativa de extremo a extremo eran proporcionar el 10% de la demanda energética mundial en el año 2040. Los elementos de la misión se han seleccionado con múltiples compensaciones entre conceptos tanto conservadores como novedosos. Una arquitectura de misión con múltiples elementos desacoplados para cada segmento de transporte (LEO, transferencia, superficie lunar) resultó ser la mejor opción. Se comprobó que el elemento más crítico es la propia operación de minería lunar. Para abastecer el 10% de la demanda energética mundial en 2040, se necesitarían 200 toneladas de Helio-3 al año. La tasa de extracción de regolito resultante sería de 630 toneladas por segundo, basándose en una concentración optimista de 20 ppb de Helio-3 en el regolito lunar. Se necesitarían entre 1.700 y 2.000 vehículos de extracción de Helio-3, si se utiliza el minero Mark III de la Universidad de Wisconsin. La potencia calorífica necesaria, si se extrae tanto de día como de noche, ascendería a 39 GW. La masa del sistema de energía resultante para las operaciones lunares sería del orden de 60.000 a 200.000 toneladas. Se necesitaría una flota de tres vehículos de ascenso/descenso lunar y 22 vehículos de empuje continuo para la transferencia de órbita. Los costes de los elementos de la misión se han repartido a lo largo de las vidas previstas. Los beneficios resultantes de la fusión de Helio-3 se han calculado utilizando un precio mínimo de la energía previsto para 2040 de 30,4 euros/MWh. Los costes anuales se sitúan entre 427.700 y 1.347.900 millones de euros, y los beneficios anuales previstos oscilan entre -724.000 y 260.000 millones de euros. Debido a la gran envergadura de la misión, también se ha evaluado para suministrar el 0,1% y el 1% de la demanda energética mundial en 2040. Para el 1%, los costes anuales son de 45.600 a 140.300 millones de euros y los beneficios anuales previstos son de -78.000 a 23.100 millones de euros. Para el 0,1%, los costes anuales son de 7.700 a 20.500 millones de euros. Los beneficios anuales previstos son de -14.300 a -0.800 millones de euros. La viabilidad se ha abordado en tres aspectos. Desde el punto de vista técnico, la misión es extremadamente difícil y compleja. Sin embargo, la mayoría de las tecnologías necesarias existen o podrían desarrollarse en un plazo razonable. Desde el punto de vista político y jurídico, los actuales tratados internacionales apenas ofrecen un marco para una operación minera lunar. Desde el punto de vista financiero, la misión sólo produce un beneficio neto en el mejor de los casos, y sólo para operaciones de mediana y gran escala, que requieren una inversión inicial muy grande. Para hacer posible el uso del Helio-3 lunar, las investigaciones posteriores deberían concentrarse en la explotación minera y en los costes de las plantas de fusión, ya que su impacto supera con mucho a todos los demás elementos de la misión. No obstante, se pueden investigar diferentes conceptos de transporte. Todavía quedan por resolver muchos retos, no sólo técnicos, relacionados con la extracción de Helio-3. Aunque sólo es un punto de partida para futuras investigaciones, este estudio muestra que, a pesar de las afirmaciones populares, el Helio-3 lunar no es apto para proporcionar un porcentaje significativo de la demanda energética mundial en 2040.