¿Iremos a Marte en un futuro
con una misión tripulada?
(Por Jorge Pla-García)
Capítulo 24 “CIENCIA, y además lo entiendo!!!”
El ser humano
es, por definición, un ser vivo que necesita explorar su entorno. Nuestra
especie, en su afán por aventurarse en lo desconocido, ha conseguido en los
últimos 250 años alcanzar cada medio siglo aproximadamente límites
insospechados: entre 1768 y 1779 James Cook exploró el océano Pacifico, entre
1799 y 1803 Alexander Von Humboldt viajó por América Central, entre 1849 y 1855
David Livingston llegó al África austral, en 1911 Roald Admunsen alcanzó el
Polo sur, en 1969 Neil Armstrong se convirtió en el primer ser humano en caminar
por la Luna y, en la década de 2020 si atendemos a las estimaciones de las
empresas espaciales privadas o década de 2030 si se consulta a NASA, el siguiente gran hito de la
exploración de nuestra especie será pisar por primera vez el planeta Marte. La
misión tripulada al planeta rojo será la mayor aventura del siglo XXI y sueños
con siglos de antigüedad se verán por fin cumplidos.
“Se buscan
hombres para viaje peligroso. Sueldo escaso. Frío extremo. Largos meses de
completa oscuridad. Peligro constante. No se asegura el regreso. Honor y
reconocimiento en caso de éxito.” Este anuncio podría aplicarse perfectamente a
la búsqueda de astronautas para la primera misión tripulada a Marte. Sin
embargo fue el anuncio publicado en la prensa a principios del siglo XX por
Ernest Shackleton para completar su expedición a la Antártida. Se recibieron
más de 5.000 solicitudes.
Se suele decir
que la primera persona en pisar el planeta rojo ha nacido ya y vive entre
nosotros. Me pregunto ¿qué estará haciendo ahora mismo? Probablemente,
estudiar. La respuesta a la pregunta de este capítulo, ¿iremos a Marte en un
futuro con una misión tripulada?, es rotundamente sí. Lo que realmente deberíamos preguntarnos es ¿cuándo? Hoy en
día disponemos de la tecnología y los recursos económicos necesarios para
realizar una misión tripulada a Marte, una empresa sin precedentes. Sin
embargo, se requiere de la voluntad política necesaria para conseguirlo. En
este sentido parece que empresas privadas como SpaceX, Boing o Blue Origin, están tomando decisiones
mucho más rápido de lo que lo hacen las agencias espaciales públicas. Estas
empresas están recuperando el espíritu de la joven NASA de los años 60, ágil y osada, y no la conservadora y
burócrata de la actualidad.
En el entorno
científico marciano se apuesta por una misión privada para poner un ser humano
en Marte con una financiación importante de agencias espaciales públicas y el
impulso definitivo de una Alianza Internacional. NASA ha liderado la carrera durante gran parte de la historia
espacial, pero sus limitaciones actuales en cuanto a presupuesto y sobre todo a
capacidad de maniobra en cuanto a toma de decisiones independientes al congreso
americano es bastante limitada. Y es aquí precisamente donde entran en juego
las empresas privadas, las cuales están utilizando los conocimientos adquiridos
por las agencias espaciales durante los últimos 50 años, a la vez que invierten y toman decisiones de una forma
mucho más rápida que NASA,
maniatada por el congreso americano. Se da la paradoja de que parte de la
financiación de SpaceX proviene
precisamente de NASA, por lo
que todo apunta a que la agencia espacial norteamericana está utilizando la
empresa de Elon Musk como plataforma para acelerar los plazos. Tenemos la
tecnología, sí. Tenemos los conocimientos, sí. Tenemos la financiación, sí.
Solo necesitamos la manera de acelerar los plazos y que no dependa directamente
de la aprobación del congreso de EEUU. Por otro lado, y a lo que a financiación
se refiere, NASA solo puede
recibir inversiones públicas, problema del que adolece SpaceX, por lo que no sería de extrañar que la futura misión
tripulada a Marte estuviera en parte financiada por empresas comerciales como Coca-Cola, Apple o Google por poner un ejemplo. Algunas
estimaciones preliminares sitúan en cuatrocientos mil millones de dólares el
precio total de una misión tripulada a Marte. Nos encontramos ahora mismo en el
momento de la historia espacial donde se está produciendo un cambio de
paradigma y de negocio. El objetivo fundamental de SpaceX es que la eterna afirmación “iremos a Marte en 30 años”
que se lleva enunciando desde la década de los 60 no se dilate de forma
indefinida en el tiempo. Si bien la apuesta de EEUU de poner un ser humano en
la Luna fue demoledora, con una inversión para alcanzar el objetivo casi diez
veces mayor que la inversión actual (con un máximo de 4.41% del presupuesto
federal frente al 0.5% que se invierte actualmente), para el viaje a Marte será
necesaria la cooperación internacional. Potencias emergentes en el sector
espacial como Europa, China, Japón o India serán imprescindibles para conseguir
el objetivo. Me gusta soñar con una Alianza Internacional para la llegada del
hombre a Marte.
Para preparar el camino y debido a lo complejo de la
empresa, hemos comenzado la exploración enviando sondas robóticas a Marte, que
nos proporcionan datos sobre el entorno marciano y sirven como demostradores
tecnológicos para la futura exploración humana de Marte.
Características
principales de Marte
Marte, aun teniendo la mitad del tamaño de la Tierra,
tiene la misma superficie que esta si tenemos en cuanta de ella solo la
superficie firme, sin los océanos. La distancia entre la Tierra y Marte depende
de las posiciones relativas de los dos planetas, siendo la distancia media de
225 millones de kilómetros (mínima de 56 millones y máxima de 400 millones de
kilómetros). Marte tiene un tercio de la gravedad terrestre, lo cual facilitó
la creación de accidentes geográficos enormes, como el Monte Olimpo (tres veces
más alto que el Monte Everest) o el cañón Vallis Marineris (10 veces más largo
y 6 veces más profundo que el Gran Cañón del Colorado), los más grandes de todo
el Sistema Solar, lugares de extraordinaria belleza que podrán ser disfrutados
por los astronautas que se desplacen hasta allí. Compuesto por roca y metales,
Marte es el planeta del Sistema Solar que presenta una mayor similitud con las
condiciones ambientales terrestres, además de rotar aproximadamente al mismo
ritmo y en el mismo sentido que la Tierra. Un día marciano, denominado “sol”,
dura 24 horas y 20 minutos, y su año se prolonga durante 668,59 soles (dos años
terrestres), motivo por el cual las estaciones en Marte tienen aproximadamente
el doble de duración que las terrestres.
El
clima de Marte: hostil, pero no letal
Marte, que se sepa el único planeta habitado
exclusivamente por robots, es un planeta donde corrió agua líquida hace mucho
tiempo, pero ahora existe solo en forma de hielo en la superficie y subsuelo y
en forma gaseosa en la atmósfera, si bien las efímeras torrenteras, observadas
con gran cantidad de sales que podrían hacer descender el punto de congelación
del agua, generadas en zonas ecuatoriales durante cortos periodos de tiempo del
verano marciano sembraron la confusión, aunque recientemente se ha demostrado
que su contenido en agua es bajísimo, apenas del 3%. Desde hace décadas se
siguen descubriendo en Marte reservas de agua en forma de hielo, tanto en el
subsuelo marciano como en los casquetes polares. Se estima que solo en los
casquetes polares de Marte hay tanto hielo de agua acumulado como para generar
un océano global de 30 metros de profundidad si se encontrara en fase líquida.
La mayoría de los días en Marte, el tiempo es
despejado, soleado y muy frío. En Marte no ha llovido una gota de agua en miles
de millones de años. El eje de rotación de Marte es además muy parecido al de
la Tierra, con una inclinación de 25º (el de la Tierra es de 23,5º), pero con
una excentricidad de su órbita alrededor del Sol mucho más grande (0,093,
mientras que en la Tierra es de 0,017) lo cual produce una gran diferencia en
la irradiación solar máxima recibida en el hemisferio norte comparada con el
sur. Como consecuencia de este diferente aporte energético, las estaciones resultan
más extremas en el hemisferio sur. Una muestra de ello es que las temperaturas
veraniegas en el hemisferio sur, que raramente superan los 0ºC, pueden ser
hasta 30ºC más calientes que las del verano del hemisferio norte.
En cada casquete polar existe una capa de hielo de
agua con una capa superficial de hielo de CO2. Esta última capa se sublima
totalmente (pasa de estado sólido a gaseoso) del casquete polar norte en el
verano boreal haciendo subir la presión. El proceso inverso se produce en ese
momento en el casquete polar sur (invierno austral). El ciclo solar da lugar
por tanto a un intercambio de CO2 entre casquetes. Es como si la atmósfera del
planeta respirara con las estaciones.
Existen evidencias que muestran un pasado de Marte con
un fuerte campo magnético global, gracias a las observaciones de campos
magnéticos residuales locales en el Marte actual llevadas a cabo por
orbitadores. El campo magnético de un planeta es su escudo protector frente al
virulento viento solar. Cuando Marte perdió su campo magnético se quedó desnudo
y a merced del potente viento solar, que barrió su atmósfera, como ha
demostrado recientemente la misión Maven, que ha observado como en la
actualidad se pierden al espacio más de 8 toneladas de atmósfera al día. Por
eso, aunque la atmósfera está compuesta casi en su totalidad de CO2, la presión
media global en superficie es de tan solo ~6 mb (apenas un 1% de la presión
terrestre) por lo que la superficie de Marte se asemeja poco a una atmósfera
tal y como la conocemos de nuestra experiencia cotidiana. Esta ligerísima
atmósfera provoca un debilitamiento del calentamiento por efecto invernadero.
Queda patente por tanto que quitarse el casco en Marte sería una autentica
temeridad, no solo porque su ligera atmósfera no es respirable para el ser
humano, sino porque en esas bajas condiciones de presión el agua comienza a
hervir a temperatura ambiente, y las consecuencias para nuestro cuerpo que
tiene 65% de agua, serían desastrosas. Para encontrar las condiciones similares
de baja presión y baja temperatura de Marte tendríamos que trasladarnos a una
altura unas tres veces superior a la de un avión comercial, es decir, hasta la
frontera misma del espacio.
Aún así, Marte presenta muchos de los fenómenos
meteorológicos que se producen en la Tierra como estaciones asociadas a la
oblicuidad planetaria, frentes en superficie, nubes de condensación de vapor de
agua y dióxido de carbono, tormentas y remolinos de polvo conocidos como dust devils y dunas formadas por
actividad eólica, pero sus ritmos de acción son tan lentos que si estuviéramos
allí apenas nos percataríamos. Esta tenue atmósfera junto a la ausencia de
masas oceánicas, produce una gran amplitud térmica diaria haciendo que la
diferencia de temperatura del aire entre el día y la noche sea de hasta 70ºC,
por lo que tanto los hábitats como nuestros astronautas tendrán que estar
preparados para estos cambios extremos de temperatura. Además, Marte está
situado 1,52 veces más lejos del Sol que la Tierra, recibiendo solo un 43% de
la luz solar que recibe nuestro planeta.
Existe una incorrecta interpretación de las
temperaturas máximas del aire en la superficie de Marte en la literatura y webs
de divulgación, en las que la temperatura del suelo a menudo se confunde con la
del aire. Si bien el sensor de temperatura de ingeniería (no del aire) en el
interior de la cámara frontal Hazcam (con
recubrimiento metálico) del rover Spirit
registró una temperatura de +35ºC después de ser estar sometida a una
intensa radiación solar, no es riguroso utilizarla como temperatura del aire.
Del mismo modo, a menudo se utiliza la temperatura del suelo medida por la
estación meteorológica española en Marte REMS
a bordo del rover Curiosity de
NASA (que en algunas ocasiones
puede alcanzar los +15,9ºC) como temperatura del aire. Nada más lejos de la
realidad: la temperatura media del aire en Marte cerca de la superficie es
alrededor de -55ºC, con valores máximos sobrepasando tímidamente los valores
negativos en regiones cercanas al ecuador en los días más calurosos, hasta
temperaturas inferiores a -130ºC en los casquetes polares. La temperatura del
aire más alta registrada en Marte, en toda la historia de la exploración del
planeta rojo, fue la medida por el instrumento REMS, que se encuentra el cráter Gale próximo al ecuador en el
hemisferio sur marciano, al final de la primavera, momento en el que el cráter
recibe mayor irradiación solar. Otras temperaturas máximas del aire cerca del
ecuador marciano medidas a la misma altura sobre el suelo son las del aterrizador
Viking 1, con -17,4ºC y el
aterrizador Pathfinder, con
-11,6ºC. Los rover Spirit y Opportunity, aunque carecían de
instrumentación meteorológica, podían estimar indirectamente la temperatura del
aire, obteniendo los registros máximos de -13.15ºC en el caso de Spirit y de -8.15ºC en el caso de Opportunity. Por lo tanto, aunque la
escasez de medidas meteorológicas en Marte hace que estas no sean globalmente
representativas, se podría concluir que registrar temperaturas del aire en
Marte positivas es algo excepcional.
Marte es un planeta muy polvoriento. El polvo
atmosférico tiene un papel protagonista en el clima marciano. Generalmente
tiene un efecto anti-invernadero interfiriendo la entrada de energía solar
haciendo que disminuyan las temperaturas máximas, pero actúa con un efecto
contrario en el infrarrojo actuando como una manta que impide la disipación del
calor, haciendo aumentar las temperaturas mínimas. En consecuencia la
oscilación térmica diurna disminuye drásticamente. Como curiosidad, las partículas
de polvo dispersan la luz solar y producen que los colores en el cielo se
inviertan comparados con los de la Tierra: el cielo en Marte es rojizo durante
el día y azulado al atardecer. Tormentas locales y regionales de polvo se
producen todos los años, generalmente al aproximarse el verano austral. Cada
tres años marcianos de media se produce una tormenta global de polvo, que es
capaz de cubrir todo el planeta oscureciendo los accidentes más característicos
del planeta.
Figura 1: Autoretrato
del rover Curiosity. Crédito:
NASA
Los peligros para una misión tripulada, lejos de ser
los que hemos visto en las películas o en la literatura donde los astronautas
son desplazados decenas de metros cuando se encuentran con una de estas
tormentas (recordemos que, aunque los vientos pueden alcanzar velocidades de
150km/h, al ser la atmósfera marciana 100 veces más liviana que la terrestre,
el astronauta experimentaría una ligera brisa de 15km/h y eso a pesar de que la
gravedad marciana es un tercio de la terrestre), está más relacionado con lo
finas que son las partículas de polvo, tanto que se podrían comparar con el
humo de un cigarrillo. Este polvo, tal y como les sucedió a los astronautas de
las misiones Apolo, se introduce por todos los rincones y su peligro no solo
está relacionado con las vías respiratorias y oculares, sino también con la
amenaza a los trajes y herramientas que podrían dejar de funcionar, por lo que
habrá que prepararse a conciencia para evitarlo.
Breve
historia de la exploración humana de Marte
Durante la historia de la carrera espacial ha habido
decenas de planes para la exploración humana de Marte. Como en la carrera
espacial a la Luna, rusos y americanos han competido desde los años 60 para
alcanzar este objetivo. Problemas con los lanzadores, presupuestos
desorbitados, errores de diseño, y el objetivo político cumplido de poner un
hombre en la Luna dieron al traste con todos los planes marcianos.
Recientemente NASA ha vuelto a
impulsar la exploración humana de Marte. En Noviembre de 2015 Charles Bolden,
administrador de NASA, reafirmó
el compromiso de la agencia estadounidense para poner un hombre en Marte en la
década de 2030 y el esfuerzo para que las siguientes misiones robóticas allanen
el camino.
Entre todos los planes destaca uno en concreto en el
que se basan la mayoría de los diseños. Además fue el elegido como la
arquitectura empleada en la novela, de película homónima, The Martian. Esta arquitectura,
propuesta por Robert Zubrin y bautizada como Mars Direct, pretende abaratar lo que realmente encarece los
viajes tripulados a Marte, concretamente la inversión que hay que realizar para
hacer el viaje de vuelta, ya que necesitamos combustible para llevar el
combustible que nos traerá de vuelta desde Marte. Sin embargo este problema se
resuelve en la arquitectura de Mars
Direct ya que se acometería la misión en diferentes fases: primero se
lanzaría a Marte una nave sin tripulación denominada MAV (Mars Ascent
Vehicle), que aterrizaría en Marte y esperaría allí durante un periodo
prolongado a los astronautas. El objetivo principal del MAV es realizar el viaje de vuelta con los astronautas desde
Marte a la Tierra. Durante este lapso de tiempo, el MAV se encargaría de forma autómata de fabricar el combustible
necesario para el viaje de regreso. Por otro lado se enviarían los módulos de
habitabilidad donde vivirían los astronautas. Por último se lanzaría la nave de
crucero que transportaría a los astronautas desde la Tierra a la superficie de
Marte (viaje de ida). El peso de esta nave sería aproximadamente de 400
toneladas pero como no tenemos ningún lanzador hoy en día capaz de poner esa
carga en órbita terrestre (recordemos que el máximo actual son 130 toneladas),
se deben realizar varios lanzamientos para ensamblar la nave de crucero en
órbita terrestre.
En cuanto a la duración de un viaje tripulado a Marte
existen básicamente dos alternativas en función del momento que se elija para
el lanzamiento. Si el lanzamiento se produce con Marte en conjunción, es decir,
cuando desde la Tierra vemos a Marte en el mismo sentido que el Sol, el viaje
es más eficiente porque se consume menos combustible, sin embargo la misión se
alarga hasta casi 900 días, con dos viajes de 6 meses de duración y obligando a
los astronautas a permanecer en Marte durante 500 días. Si por el contrario el
viaje se produce con Marte en oposición, esto es, cuando desde la Tierra lo
vemos en sentido opuesto al que vemos al Sol, la misión se acorta hasta los 450
días, con los astronautas viviendo solo unos días o semanas en Marte, a costa
de utilizar más cantidad de combustible en el viaje.
SpaceX y
la obsesión por colonizar a Marte
Elon Musk, director ejecutivo y fundador de SpaceX, quiere viajar personalmente
al planeta rojo (aunque en sus últimas declaraciones ha sembrado la duda
afirmando que quiere ver crecer a sus hijos). Para conseguir su obsesivo
objetivo necesita abaratar los viajes espaciales. Para ello ha estado
estudiando de cerca los diseños de cohetes rusos, ya que son los más sencillos
y económicos del mercado. Por este motivo SpaceX imprime un carácter de sencillez a todos los diseños, por
ejemplo a diferencia de la competencia, solo utiliza queroseno y oxigeno
líquido como combustibles. Además, construyen sus propios cohetes, motores y
piezas para abaratar costes y tener control absoluto sobre su propia
tecnología. Han introducido una novedad que es un hito histórico en la
exploración espacial: la reutilización supersónica de la primera etapa del
cohete la cual, como si de un tebeo de Tintín se tratara, regresa a su
plataforma de lanzamiento después de haber colocado la carga en el espacio.
Funcionando a pleno rendimiento y con varios lanzamientos -y aterrizajes- a sus
espaldas, ver el regreso de la primera etapa de un Falcon IX (capaz de poner 25 toneladas en órbita terrestre) es
como estar viendo la grabación del lanzamiento rebobinada. Con esta
reutilización los precios descienden considerablemente. Según Musk, el objetivo
es abaratar los costes de lanzamiento hasta una centésima parte del precio
final. Esta tecnología de etapas reutilizables sirve también como aterrizaje en
Marte.
Figura
2: Imagen del aterrizaje de la
primera etapa
de un cohete Falcon IX de SpaceX. Créditos: SpaceX
Elon es un soñador. Ha prometido darle a la humanidad
la tecnología para abandonar nuestro hogar y construir uno nuevo. Según él, la
colonización de Marte involucrará a cientos de naves reutilizables, cada una
llevando entre 100 y 250 colonos, con un precio aproximado de 200.000 dólares
por billete. Musk no solo quiere realizar una misión tripulada a Marte, sino
colonizar el planeta y convertir a la especie humana en una especie multiplanetaria,
para poder tener un hogar alternativo en caso de que una catástrofe amenace
nuestro planeta.
El plan consiste en construir el cohete más grande
jamás diseñado, con 122 metros de altura y una capacidad para poner en órbita
baja 550 toneladas aproximadamente. Utilizará metano y oxígeno líquido como
combustible. Tendrá solo 2 etapas: la primera con 42 motores, será reutilizable
y pondrá la carga en órbita terrestre y la segunda será la que realice el viaje
a Marte, simplificando el diseño. Una vez que la segunda etapa se encuentre en
órbita terrestre, la primera etapa realizará entre 3 y 5 lanzamientos
(aterrizajes y despegues) para ir cargándola de combustible. La segunda etapa
aterrizará en Marte de forma vertical como ya se ha mencionado. La idea es que,
a diferencia de la arquitectura Mars
Direct, sea esta misma nave la que regrese a la Tierra utilizando los
recursos locales como combustible.
SpaceX ha desarrollado además, unas cápsulas bautizadas como Dragon que, aunque fueron diseñadas
desde el comienzo para transportar astronautas, son capaces de enviar
mercancías a la Estación Espacial
Internacional (de hecho es la primera vez en la historia que una empresa
privada lo consigue).
Figura
3: Arquitectura de SpaceX para
la misión tripulada a Marte. Créditos: SpaceX
En 2018 se utilizará una cápsula Dragon modificada y bautizada como Red Dragon, para aterrizar en Marte
como demostrador tecnológico y sentar las bases de los aterrizajes con cargas
pesadas en el planeta rojo, sirviendo como primera fase para la exploración
humana de Marte.
Figura
4: Test de retropropulsores
de sonda Dragon de SpaceX. Créditos: SpaceX
Esta mejora de poder aterrizar en Marte con cargas
unas 20 veces más pesadas que las actuales será un salto cualitativo también
para las misiones de NASA y
otras agencias que podrán verse beneficiadas de esta capacidad para incluir más
experimentos e instrumentación en las misiones. Esta cápsula Red Dragon será lanzada en el futuro
cohete Falcon Heavy (un Falcon IX modificado).
En los planes de SpaceX no se mencionan de momento las características de los trajes espaciales que se usarán en Marte, pero estos deberán ser lo suficientemente cómodos como para poder recoger muestras, por lo que no pueden ser muy voluminosos y además deberán estar presurizados debido a la baja presión atmosférica marciana y refrigerados para poder soportar las bajísimas temperaturas. El sistema de soporte vital debe tener un tamaño suficiente para llevar a cabo salidas extravehiculares de larga duración, por lo que deben incorporar generadores de oxígeno. Estos trajes podrían compartir la mayor parte de los elementos de un traje utilizado hoy en día para realizar las actividades extravehiculares en la Estación Espacial Internacional, pero tendrán que tener más movilidad e incluir un sistema de soporte vital compatible con la atmósfera marciana.
Figura
5: Recreación artística del
cohete Falcon Heavy. Créditos: SpaceX
Utilización
de recursos in situ
La utilización de recursos in situ (ISRU en sus siglas en ingles) será
fundamental y obligatoria en una misión tripulada a Marte. Debido a que los
lanzamientos espaciales se encarecen de forma exponencial cuanto más peso
llevan, en todos los planes se asume que las naves tripuladas deben ser lo más
ligeras posible y que los astronautas deberán hacer uso de los recursos locales
en Marte para autoabastecerse. Los cultivos serán necesarios en el planeta
rojo, pero los astronautas se encontrarán con muchos problemas. Al clima hostil
y la menor energía solar disponible se le une la mencionada gran escasez de
agua en la superficie de las zonas ecuatoriales. Varias son las soluciones
propuestas para solventar este problema como por ejemplo purificar la orina de
los astronautas para que sea reutilizable, generar agua a partir del oxígeno
atmosférico u obtener agua de las reservas de hielo del subsuelo y los
casquetes polares.
A estos problemas se suma el poco fértil suelo
(regolito) marciano, rico en sales llamadas percloratos que en teoría
dificultarían el cultivo de cualquier vegetal terrestre. Sin embargo, algunos
estudios previos sugieren que se pueden minimizar los efectos de los
percloratos fácilmente empapando previamente el suelo en agua. Los habitantes
que viviesen en Marte tendrían que producir metano y oxígeno con el agua y los
depósitos de carbón que se han encontrado bajo la superficie del planeta. El
oxígeno será utilizado no solo para respirar, sino también como combustible
para el viaje de vuelta.
NASA está invirtiendo muchos esfuerzos en proyectos ISRU y como muestra de ello es la
elección de los instrumentos del nuevo rover marciano Mars2020 (en el momento de la publicación de este libro todavía
no ha recibido nombre) que se lanzará en el año 2020 y que servirá como
demostrador tecnológico para soporte vital y combustible de vuelta para abrir
el camino de la exploración humana de Marte. Esa es una de las tareas del
instrumento MOXIE, cuya misión
es fabricar oxígeno no solo para el consumo humano, sino también para hacer
volar en un futuro a la nave que llevará a los astronautas de vuelta a la
Tierra. El oxigenador es muy importante porque la atmósfera marciana está
compuesta casi exclusivamente por dióxido de carbono, y los motores no
funcionarían sin la combustión que el oxígeno hace posible. Otro ejemplo ISRU es la ambiciosa estación
meteorológica española MEDA,
que irá también a bordo del rover Mars2020,
cuyo objetivo será la caracterización de las condiciones medioambientales para
que los planificadores de misiones puedan proteger a los futuros exploradores
humanos.
Peligros
para la salud del astronauta
Ya hemos hablado de lo hostil que puede llegar a ser
el planeta Marte. Frío, desolado y escaso en recursos vitales. Muchos
argumentan que nuestra especie no esta preparada para sobrevivir fuera de la
Tierra. Es importante recordar que no hace mucho tiempo las mejores mentes del
mundo pensaban que un viaje a la Luna era totalmente imposible.
La gravedad en la superficie de Marte es tan solo la
tercera parte de la Tierra. Se desconocen los efectos que puede tener esta baja
gravedad en el cuerpo humano, pero sabemos gracias a los estudios realizados en
la Estación Espacial Internacional, que en ausencia de gravedad los fluidos se
desplazan hacia la cabeza presionando el nervio óptico y el globo ocular
pudiendo dificultar la visión, además al no tener que luchar contra la
gravedad, se debilitan los músculos, entre ellos los del corazón, cuádriceps,
espalda y cuello. La piel pierde elasticidad y se vuelve más sensible y las
heridas tardan más en curarse, por lo que las infecciones pueden ser más
comunes. Los huesos se debilitan considerablemente al perder minerales y
calcio, los cuales podrían acumularse y formar piedras en el riñón. Además, la
ingravidez confunde al oído, causando mareos y desorientación. Para despejar
las incógnitas se están realizando experimentos en la Estación Espacial
Internacional, estudiando si nuestro organismo es capaz de sobrevivir a
periodos prolongados en el espacio. Recientemente se ha desarrollado un
experimento, con la mente puesta en Marte, comparando la evolución durante un
año de dos astronautas gemelos, uno de ellos residiendo en la Estación Espacial
Internacional y otro de ellos en Tierra para que, pasado el año, pudieran ser
comparados y determinar cual son las consecuencias en nuestro organismo de una
estancia prolongada en el espacio. Pasado el año se ha evidenciado que las
estancias prolongadas en ingravidez redundan en atrofia muscular y pérdida de
masa ósea (aproximadamente un uno por ciento al mes) pero podría paliarse con
ejercicio físico o un generador de gravedad artificial en la nave a Marte.
Todos los científicos parecen estar de acuerdo que la
mayor amenaza para una misión tripulada es la radiación solar, las tormentas
solares y los rayos cósmicos. Esta gran aventura está plagada de peligros,
entre ellos los que supone estar sometido a las altísimas dosis de radiación de
partículas provenientes del espacio durante el trayecto. Recientes estudios
demuestran que la exposición acumulada, para un astronauta con billete de ida y
vuelta, sin contar la estancia -más o menos prolongada- en el planeta rojo,
equivale a hacerse 33.000 radiografías. Se han propuesto diferentes
alternativas para proteger a los astronautas de estas letales radiaciones, por ejemplo
construir los hábitats en el interior de cuevas o en el subsuelo marciano que
apantallaría de la radiación, utilizar las zonas con campos magnéticos
residuales, esconderse de las tormentas solares en las partes blindadas de la
nave espacial o módulo de aterrizaje o incluso modificar el ADN, ya que en un
reciente estudio se sugiere el empleo de proteínas denominadas “Dsup” que en
organismos tardígrados parecen ser las responsables de la gran resiliencia
frente a la radiación evitando que el ADN se rompa a medida que la radiación le
impacta.
Otra investigación está centrándose en los efectos de
la radiación concretamente en el cerebro humano y sus conclusiones elevan aún
más la alarma, ya que causan importantes daños cerebrales a largo plazo en
roedores, lo que resulta en alteraciones cognitivas y demencia. Los astronautas
que viajen a Marte podrían sufrir demencia crónica. Quizás, a su regreso, ni se
acordarían del viaje. Investigar cómo afecta la radiación espacial a los
astronautas y las maneras de mitigar esos efectos es crítico para los planes de
futuras misiones a Marte. Se está trabajando en estrategias farmacológicas que
implican compuestos que eliminan los radicales libres y protegen la
neurotransmisión de las letales radiaciones.
Otro tipo de inconvenientes, no por ello menos
importantes, son los relacionados con problemas psicológicos como pueden ser
delirios, demencia senil, depresión, ansiedad o claustrofobia. Para ello se
están desarrollando proyectos de simulación de hábitats marcianos en Tierra.
Me gusta soñar con una llegada del hombre a Marte en
la década de 2020, en una nave de SpaceX
financiada por empresas comerciales privadas y agencias espaciales de
una Alianza Internacional utilizando la arquitectura de Mars Direct.
Jorge Pla-García
Doctorando en Astrofísica (UCM).
Master en Meteorología (UCM).
Master en Astrofísica (VIU).
Master en Ciencia Espacial (UAH).
Investigador del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Madrid.
Investigador del Southwest Research Institute (SwRI),
Investigador del Scientist, Space Science Institute (SSI),
Boulder (Colorado, EEUU).
Capítulo 24 “CIENCIA, y además lo entiendo!!!”
Ciclo de Conferencias "COSMOS y el legado de Carl Sagan"
Museos de Tenerife
Episodio 5. Jorge Pla García
(12/02/2021)
Añadido por el coordinador (Quintín) el 18/07/2023
Con Jorge tras una charla de este en el Planetario de Madrid
Ya iré informando (con imágenes) según lo vaya montando
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