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* Humanos en Marte: ¿Qué vamos a hacer allá?

Artista Paul DiMare imagina astronautas caminando Marte durante tormenta polvo ilustración estudio NASA. Ambiente hostil confrontará viajeros espaciales larga distancia requerirá tecnologías sistemas altamente especializados, trajes espaciales durables permitirán respirar mundos alienígenas protegerlos contra tormentas polvo como aquí. Crédito: NASA Paul DiMare. Con permiso Paul DiMare.

HUMANOS EN MARTE: ¿QUÉ VAMOS A HACER ALLÁ?
LOS ACTUALES ESTUDIOS DE LA NASA

El problema de todos los estudios anteriores sobre el tema hechos por la NASA es que se basaban en tecnologías futuras, que hoy todavía no se sabe cuándo van a existir. Por eso, a partir de la década de 90, la NASA propuso que todo nuevo estudio sobre la ida de astronautas a Marte se base en tecnologías actuales, y que el proyecto en sí se pueda materializar en 10 años una vez recibida la autorización de “manos a la obra”.

Ir a Marte es totalmente diferente de ir a la Luna. Primero está la distancia, casi 100 veces más lejos. Segundo es que al llegar no se puede volver inmediatamente, porque como Marte no gira alrededor de la Tierra la distancia es muy variable y sólo se puede viajar cuando los dos planetas se acercan, cada 26 meses, tanto para ir cuanto para volver. Y a todo esto se suma el problema del tiempo entre el envío y el retorno de las señales de radio, entre 15 minutos y media hora, lo que implica una cierta independencia forzada de la tripulación.

Para reducir riesgos, los equipos vitales deberán estar funcionando en Marte ya antes de que la tripulación parta de la Tierra. Se usarán sistemas de alta confiabilidad y mantenimiento mínimo, con redundancias: todo lo que sea indispensable para el éxito de la misión estará duplicado, y todo lo que sea indispensable para mantener con vida a la tripulación estará triplicado. Se utilizará un alto grado de automatización y se cuidará muy bien el entrenamiento de la tripulación y su proficiencia, o sea, que recuerden lo que aprendieron, mediante prácticas continuas.

En este momento, la NASA considera una “Mars Reference Mission” con tres objetivos:

PRIMER OBJETIVO: IR A MARTE Y VER SI SE PUEDE VIVIR ALLÁ

La primera parte del experimento de vivir fuera de la Tierra ya se hizo en las estaciones espaciales. Por ejemplo, la actual Estación Espacial Internacional puede servir para probar módulos que se utilizarían en una misión a Marte. Las actuales tripulaciones pasan 6 meses en el espacio, pero la Estación es constantemente reaprovisionada por naves desde la Tierra. Los tripulantes de una misión a Marte no van a tener ese lujo.

La experiencia con estas estaciones muestra que el tamaño ideal de una tripulación es de entre 3 a 8 personas. El volumen habitable que se está estudiando consiste en un cilindro de tres pisos, tal vez con paredes inflables para reducir la masa.

El singular sistema de reciclaje de agua y oxígeno, con eficiencia de más de 97 %, ya se utiliza en la Estación Espacial Internacional. Sin este ahorro sería imposible una misión de mucha duración.

Una vez en el suelo se puede aumentar el volumen utilizable mediante el montaje de otros módulos inflables prefabricados, adosados por los astronautas al módulo inicial.

Las primeras misiones deberán bajar todas en el mismo local de Marte, para que con el tiempo sus módulos se conviertan en el embrión de una base permanente marciana. Se están estudiando transportes de superficie que sean presurizados y que también puedan reciclar el agua y el aire. Pero los trajes marcianos, debido a que el peso en Marte es mayor que en la Luna, no podrán ser muy complejos, por lo que se tendrán que reducir las actividades de a pie a un mínimo para no gastar oxígeno y agua. Por cuestiones de seguridad, se tendrán dos módulos en la superficie, por cada tripulación, más un tercer módulo habitable en órbita marciana, con sus respectivas provisiones de comida y otros consumibles.

Los estudios actuales calculan la masa total de recursos llevados desde la Tierra en 51 toneladas, incluyendo comida y consumibles para los astronautas para 600 días, por triplicado; 2500 kg de equipamientos médicos, esto triplicado; 50% de los consumibles para las actividades extravehiculares (calculadas en 2,5 h por persona por semana); dos reactores nucleares para electricidad, de 160 kW; células de combustible para electricidad, de 20 kW, para emergencias, una en cada módulo; carritos generadores portátiles de 15 kW; y casi dos toneladas de repuestos.

En Marte, un día típico para los astronautas contemplaría 8 h para dormir, la preparación para dormir, vestirse, desvestirse; 1 h para higiene, limpieza, comunicaciones personales; 1 h para recreación, ejercicio, relajación; 1 h para comer, preparación de la comida, limpieza; y tres horas libres. El resto del tiempo se dedicarían a las tareas profesionales, seis días por semana: 1 h por día para planificación general, informes, documentación, comunicaciones con la Tierra; 1 h para socialización de grupo, reuniones, investigaciones biomédicas, monitoreo de la salud, atención médica; 1 h para monitoreo de sistemas, inspecciones, calibraciones, mantenimiento, reparaciones; y 7 horas de actividades productivas propiamente dichas.

SEGUNDO OBJETIVO: INTENTAR UTILIZAR LOS RECURSOS DE MARTE

La clave para este tipo de misiones depende de llevar lo mínimo posible desde la Tierra e intentar vivir de lo poco que Marte puede proveer. Se estudia llevar un total de 10 toneladas de equipos por tripulación para aprovechar estos recursos: por un lado paneles solares para electricidad de emergencia, de 3 kW, en cada módulo. Por otro lado un módulo para el procesamiento del aire marciano que, mediante un proceso bien conocido llamado reacción Sabatier, puede producir oxígeno y gas natural para combustible, o producir gas natural y agua, todo a partir del CO2 del aire más una pequeña cantidad de hidrógeno llevada desde la Tierra. Finalmente un invernadero inflable permitiría cultivar plantas para alimento, aparte de filtrar el aire y el agua. Sin embargo, no se permitirá que las plantas terrestres entren en contacto con el suelo marciano.

Así, al final de la primera misión habría en Marte un módulo habitacional, un módulo laboratorio, un módulo invernadero, dos módulos procesadores de aire marciano y, a una distancia segura, dos módulos con reactores nucleares. En la segunda misión se acoplaría un módulo habitacional más y otro módulo de procesamiento de aire marciano. Con la tercera misión llegaría otro módulo habitacional más, con lo que se tendría una base embrionaria en Marte.

TERCER OBJETIVO: ESTUDIAR MARTE

Muchas de las investigaciones se harían desde la propia base, donde estarían gran parte de los instrumentos científicos. Los trajes permitirían excusiones de algunas centenas de metros, hasta por 6 a 8 h. Pero también habría que desplazarse más: se prevé utilizar automóviles parecidos a los utilizados en la Luna, abiertos, para una distancia de hasta 5 km. Se están estudiando vehículos presurizados con reciclaje de agua y aire para excursiones aun más prolongadas y distantes, de hasta 20 días y 500 km, para cuatro personas. Todo esto puede ser complementado con carritos robot, a control remoto, similares a los ya utilizados en este momento en Marte.

La gran ventaja de utilizar seres humanos en Marte es que estos poseen las supercomputadoras más eficientes que conocemos: el cerebro humano. La adaptabilidad y el poder de decisión de los seres humanos hacen que puedan realizar algunos tipos de funciones que ningún robot puede ejecutar.

La ciencia se dividiría en investigaciones geológicas de las rocas y suelos marcianos, investigaciones geofísicas de la atmósfera, campos magnéticos y radiaciones, e investigaciones biológicas, buscando vida presente o pasada en Marte.

Las observaciones podrían ya comenzar antes de llegar, en el espacio, durante el viaje. Se pensó en unos 400 kg de instrumentos para esta fase, como detectores de partículas y de campos, un pequeño telescopio solar y otros instrumentos astronómicos.

Para la superficie se planean casi 1 tonelada y media de instrumentos: incluye un paquete de campo para geología, con herramienta manuales, cámaras, recipientes para muestras, utensilios para documentación; instrumentos de laboratorio para geociencias, como microscopios, instrumentos para análisis geoquímicos, y sus cámaras; un taladro para 10 m de profundidad (y hasta 1 km a partir de las segunda misión, con masa de 20 ton); instrumentos geofísicos para travesías; más otros 8 conjuntos de instrumentos geofísicos/ meteorológicos; globos meteorológicos; un laboratorio meteorológico avanzado, de 1 ton (en la tercera misión); y un laboratorio de exobiología, con recipientes herméticos, microscopios y medios de cultivo.

Los tripulantes deben tener determinadas especializaciones, aparte de un entrenamiento general: en este caso se espera llevar dos médicos, un ingeniero mecánico, otro ingeniero eléctrico, un geólogo y un biólogo, y también se podrían llevar un químico y un paleontólogo, hombres o mujeres.

El calendario tentativo para una misión ya en Marte constaría de diferentes fases: al llegar, 97 días para preparación del local, construcciones, verificaciones y una semana libre; 107 días para excursiones locales, sus análisis, la primera excursión distante de 10 días más 40 días para sus análisis, y una semana libre; 107 días para la segunda excursión distante y sus análisis, y la tercera excursión distante y sus análisis, más una semana libre; 172 días para la cuarta excursión distante y sus análisis, una quinta excursión distante y sus análisis, recoger instrumentos y una semana libre; y finalmente la sexta excursión distante y sus análisis, más una semana libre, en un periodo de 57 días. Los últimos 60 días serían para apagar los sistemas y para preparar el regreso. Total: 600 días en el planeta Marte, sin contar el viaje de ida ni de vuelta.

Todo este borrador de proyecto está listo desde 1999 (sujeto a cambios por nuevas tecnologías), en caso de que llegue la orden, todavía incierta, de “manos a la obra”.

A. L.

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Basado en una charla dada en la USP, el 23 de junio de 2001. Publicado originalmente en ABC Color, el 23 de octubre de 2006. Ilustración: El artista Paul DiMare imagina astronautas caminando sobre Marte durante una tormenta de polvo en esta ilustración creada para un estudio de la NASA. El ambiente hostil que confrontará a los viajeros espaciales de larga distancia requerirá tecnologías y sistemas altamente especializados, incluyendo trajes espaciales durables que permitirán a los exploradores respirar en mundos alienígenas y protegerlos contra las tormentas de polvo como la descrita aquí. Crédito de la ilustración: NASA / Paul DiMare. Con permiso de Paul DiMare.