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Cómo morirás en Marte

Muchos aspirantes se han inscripto para tener un boleto de ida a Marte. Pero si no están preparados, el viaje al planeta rojo puede ser corto.

Estamos en camino a Marte. La NASA tiene un plan para aterrizar astronautas en su superficie para el 2030. Compañías privadas de vuelos espaciales como SpaceX también han expresado interés en comenzar sus propias colonias allí, mientras que el infame proyecto Mars One ya ha alistado civiles para un viaje de ida a nuestro vecino planetario en 2020.

Mientras que muchos pueden soñar con vivir sus días restantes en Marte, esos días pueden estar contados. El entorno marciano plantea importantes desafíos para la vida en la Tierra, y establecer un hábitat en Marte requerirá una cantidad extraordinaria de destreza de ingeniería y conocimientos tecnológicos para garantizar la seguridad de sus residentes.

La tecnología requerida para mantener a los astronautas vivos en Marte no está lista, y puede que no sea así por muchos años.

Esta vista generada por computadora representa parte de Marte en el límite entre la oscuridad y la luz del día. REUTERS / NASA / JPL-Caltech / Folleto

Aunque es probable que pronto tengamos los vehículos de lanzamiento necesarios para transportar personas a Marte, mucha de la tecnología necesaria para mantener vivos a los astronautas en el planeta simplemente no está lista, y puede que no sea así por muchos años.

Para aquellos que estén ansiosos por llegar a Marte lo más pronto posible, tengan cuidado: le esperan una serie de resultados trágicos si se dirigen hacia ahí demasiado pronto.

Te estrellarás

Digamos que has pasado muchos meses en tu viaje espacial profundo, y finalmente te han puesto en órbita alrededor del planeta rojo. ¡Felicidades! Ahora necesitas bajar a la superficie, y eso va a ser complicado.

El problema es la atmósfera de Marte. El aire alrededor de Marte es bastante delgado, aproximadamente 100 veces menos denso que la atmósfera alrededor de la Tierra. Las naves espaciales que regresan a nuestro planeta dependen de una combinación de paracaídas y arrastre de la atmósfera para frenarlas. Cuanto más pesado es el objeto, más arrastre necesita para evitar que golpee contra la superficie.

Pero con tan poca atmósfera alrededor de Marte, aterrizar suavemente una gran cantidad de peso en el planeta será difícil. Los objetos pesados ​​tomarán demasiada velocidad durante el descenso, lo que provocará un impacto profundo.

«Cómo atravesamos la atmósfera hasta la superficie es un desafío crítico», le dice a Popular Science Bret Drake, subdirector de la oficina de planificación de misiones de exploración de la NASA.

«Con las técnicas actuales de aterrizaje, podemos aterrizar solo una tonelada métrica en Marte. Eso no es lo suficientemente grande como para poner en marcha una colonia; necesitaremos capacidades mucho más grandes».

Según Drake, la NASA necesitará aterrizar entre 20 y 30 toneladas métricas en un solo viaje para que todos los astronautas y los suministros necesarios para un hábitat planetario salgan a la superficie de manera segura. Para hacer esto, la agencia espacial prepara diseños de lander únicos, como su «Decelerador Supersónico de Baja Densidad». Con la forma de un plato volador icónico, la forma del disco del LDSD y el globo inflable añadido aumentan el área de superficie del módulo de aterrizaje, lo que le permite disminuir la velocidad en atmósferas más delgadas.

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DECELERADOR SUPERSONICO DE BAJA DENSIDAD. NASA / JPL

El LDSD todavía se está sometiendo a pruebas aquí en el planeta Tierra y aún no se ha determinado si el módulo podrá aterrizar una carga tan pesada en la superficie de Marte.

En cuanto a Mars One y SpaceX, aún no han dado información específica sobre cómo planean aterrizar en Marte.

Te congelarás

¡Bienvenido a Marte! (Eso es suponiendo que hayas bajado en una pieza.) Es hora de familiarizarse con las condiciones climáticas de tu nueva casa.

Las temperaturas de Marte promedian alrededor de -81 grados Fahrenheit, pero oscilan salvajemente dependiendo de la estación, la hora del día y la ubicación, desde 86 grados Fahrenheit cerca del ecuador hasta -284 grados Fahrenheit cerca de los polos. Eso significa que los astronautas tendrán que estar equipados para luchar contra el frío intenso.

La NASA ha aprendido mucho sobre cómo proteger a los astronautas de las temperaturas fluctuantes, gracias a años de albergar humanos en la Estación Espacial Internacional. Cuando se expone al sol, el ISS soporta calores que exceden los 200 grados, y luego se sumerge en temperaturas de -200 grados en el lado de la noche de la Tierra. Los trajes espaciales del ISS y los astronautas utilizan sistemas de control térmico especializados y procesos como la sublimación para repeler el exceso de calor y proteger a las personas del frío.

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En invierno, cerca de los polos marcianos, las temperaturas pueden llegar a menos de -200 grados Fahrenheit. NASA

Sin embargo, esos sistemas de control están diseñados para funcionar bien en el vacío. Se necesitarán métodos completamente nuevos para trajes espaciales y hábitats en la atmósfera de Marte.

«Necesitaríamos una solución que proporcione un mejor aislamiento para los ambientes fríos y una forma diferente de rechazar el calor para los ambientes cálidos»

Morirás de hambre

Vivir en un hábitat en la superficie marciana será algo similar a vivir en los puestos remotos de investigación de la Antártida. Todos los alimentos y suministros necesarios para estas estaciones deben provenir de otros continentes, y las misiones de reabastecimiento de carga no son frecuentes.

Marte está un poco más lejos de la civilización convencional que la Antártida, y cualquier misión de reabastecimiento a un hábitat marciano tomaría meses o años en completarse. Si cualquier colonia espera sobrevivir en el planeta rojo, debe haber alguna forma de auto sostenibilidad en lo que respecta a la comida. Eso significa que necesitarás algunas habilidades agrícolas interplanetarias.

El plan de Mars One es cultivar en interiores bajo luz artificial. Según el sitio web del proyecto, 80 metros cuadrados de espacio estarán dedicados al crecimiento de plantas dentro del hábitat; la vegetación se mantendrá utilizando agua sospechosa en el suelo de Marte, así como el dióxido de carbono producido por la tripulación inicial de cuatro miembros.

Sin embargo, el análisis realizado por investigadores del MIT el año pasado muestra que esos números simplemente no suman.

Agricultura marciana. NASA.

«Cuando se cultivan todas las plantas necesarias para alimentar a cuatro personas indefinidamente, el dióxido de carbono producido por la tripulación es insuficiente para mantener vivos los cultivos», dice Sydney Do, ingeniero aeroespacial del MIT y autor principal del informe. «Así que, esencialmente, los cultivos mueren muy rápido, dentro de 12 a 18 días».

Agregar a más personas no resolvería el problema, porque entonces no habría suficiente para comer. «La cantidad de cultivos que podría sostener con solo usar el CO2 producido por las personas es suficiente para alimentar la mitad de los requerimientos dietéticos de la tripulación», dijo Do.

Entonces, ¿qué se puede hacer para solucionar este problema? Puedes cultivar menos cultivos, pero eso significa que los astronautas eventualmente se quedarán sin una fuente de alimento importante. O puede encontrar una forma de introducir dióxido de carbono adicional, quizás a través de la tecnología de depuración de CO2.

Tal innovación, que implicaría absorber el gas de la delgada atmósfera marciana, está apenas en su infancia aquí en la Tierra. Pero si dicha tecnología se puede desarrollar para un hábitat marciano, usarla para hacer crecer un mayor suministro de cultivos puede tener algunas consecuencias cuando se trata del suministro de oxígeno de la tripulación.

Te asfixiarás (o tal vez explotarás)

Cultivar en Marte no es solo para alimentar a los astronautas hambrientos; las plantas servirán como una fuente vital de oxígeno renovable para el hábitat. Es una opción mucho mejor que el envío constante de tanques de oxígeno pesados ​​al planeta rojo, que ocupará demasiado espacio valioso en las misiones de reabastecimiento y costará mucho dinero para el transporte.

Los estudios han demostrado que las plantas pueden crecer en el suelo marciano, sin embargo, nunca se han cultivado en el entorno de gravedad de Marte, por lo que se requieren más pruebas para ver si la vegetación puede sobrevivir. Pero si eso funciona, las plantas necesarias para alimentar a un equipo de múltiples personas producirán una gran cantidad de oxígeno. Y eso no es necesariamente algo bueno.

Según el informe de Do, el exceso de oxígeno en un entorno cerrado puede conducir a un mayor riesgo de toxicidad de oxígeno para la tripulación, y lo que es peor, explosiones espontáneas.

Entonces el O2 tendrá que ser ventilado del hábitat. Para hacer esto, los astronautas necesitarían un método especializado para separar el oxígeno de la corriente de gas. Hay una serie de métodos para hacerlo aquí en la Tierra (destilación criogénica y adsorción por oscilación de presión) pero ninguna de estas tecnologías ha sido probada para un entorno marciano, y se necesitaría una considerable investigación y desarrollo para hacer que estas técnicas sean viables en otro planeta.

«Se requiere un desarrollo tecnológico significativo, porque la tecnología no está allí en este momento», dice Do.

«Las tecnologías necesarias para este hábitat pueden funcionar aquí en la Tierra, pero necesitan mucha atención humana y son muy grandes. En términos de uso práctico en un entorno espacial, requeriría miniaturizarlos, disminuir el costo y aumentar su confiabilidad».

Recientemente, la NASA propuso la «ecopoyesis» en Marte, creando un ecosistema que funciona y puede soportar la vida. Su idea es enviar a ciertos organismos de la Tierra, como ciertas cianobacterias, a Marte, que luego pueden alimentarse en el terreno rocoso del planeta para producir oxígeno.

«En última instancia, los biodomes en Marte que encierran oxígeno proporcionado por la ecopoyesis a través de sistemas de conversión bacterianos o de algas podrían salpicar el planeta rojo, albergando equipos expedicionarios», según un comunicado de la NASA. Sin embargo, la agencia espacial no dio información sobre la cantidad de dióxido de carbono que los organismos necesitarían, y si podrían ser sostenidos por el aire producido por los miembros de la tripulación.

Y luego está MOXIE, el experimento de utilización de recursos in situ de Mars Oxygen, que podría negar la dependencia del oxígeno de origen vegetal. Desarrollado por investigadores del MIT, esta máquina funciona al tomar dióxido de carbono de la atmósfera de Marte y dividirlo en oxígeno y monóxido de carbono. Una versión a baja escala de MOXIE llegará a Marte en el próximo rover de la NASA, previsto para su lanzamiento en 2020. Si funciona, MOXIE podría proporcionar una fuente renovable de oxígeno sin el enigma planteado por los cultivos en crecimiento.

Ni siquiera puedes llegar ahí en absoluto

Todos estos escenarios solo se convierten en problemas críticos si, en primer lugar, llegas a Marte. Pero la triste realidad es que tal vez ni siquiera sobrevivas al viaje. Salvo cualquier complicación con el hardware de la nave espacial o cualquier problema involuntario con desechos espaciales, todavía hay un gran asesino al acecho en el espacio que no se puede evitar fácilmente: la radiación.

Más allá de la órbita terrestre inferior, el entorno del espacio profundo está lleno de rayos cósmicos, partículas altamente energizadas. Esta radiación espacial penetra fácilmente en las paredes de las naves espaciales, y es posible que la exposición a largo plazo pueda tener efectos extraños sobre la salud humana.

Un estudio reciente en ratones reveló que la exposición a largo plazo a los rayos cósmicos podría provocar algunos cambios anormales en el cerebro. Después de someter a los ratones a rayos cósmicos simulados, los investigadores notaron que los ratones habían perdido muchas sinapsis cerebrales importantes. Estudios de comportamiento posteriores en los ratones demostraron que exhibían menos curiosidad y parecían confundidos, un resultado espeluznante, con implicaciones inquietantes para un futuro viaje a Marte.

El explorador de Marte planeado por la NASA, que se lanzará en 2020, llevará un modelo a escala del 1 por ciento del prototipo MOXIE NASA

Más allá de la órbita terrestre inferior, el entorno del espacio profundo está lleno de rayos cósmicos.

Pero quizás aún más alarmante es la capacidad conocida de la radiación espacial para aumentar la probabilidad de contraer cáncer. Actualmente, la NASA monitorea la exposición de toda la vida de un astronauta a la radiación espacial a lo largo de su carrera. Si alguna vez un individuo alcanza un riesgo 3 por ciento mayor de cáncer fatal por la radiación espacial, la NASA pone a tierra al astronauta para siempre.

En la estación espacial, los astronautas están parcialmente protegidos de los rayos cósmicos gracias al campo magnético de la Tierra, por lo que les toma algo de tiempo antes de que alcancen ese límite del 3 por ciento. Pero en un viaje espacial de muchos años de duración, no existe una magnetosfera que los mantenga a salvo. Además, algunos astronautas pueden ser más susceptibles a la exposición a la radiación que otros.

«Debido a que las mujeres en general viven más que los hombres, en el modelo de predicción de la NASA, es mucho más probable que desarrollen cáncer en sus vidas con la misma cantidad de exposición que un hombre», dice Dorit Donoviel, subdirectora científica del Espacio Nacional. El Instituto de Investigación Biomédica (NSBRI), dice.

«Los cálculos han indicado que una mujer probablemente no debería ir a Marte, porque la exposición acumulada durante la misión excedería el máximo permitido del 3 por ciento de riesgo de cáncer».

¿Marte o sólo un sueño?

Todo esto puede parecer un fastidio importante, pero resalta cuántos obstáculos debemos superar antes de dirigirnos a Marte. La NASA admite que tampoco están listos, y la agencia espacial actualmente solicita ideas del público en general sobre cómo mantener seguros a los astronautas de Marte.

El concurso, conocido como el «Desafío Journey to Mars«, otorgará $ 5,000 a tres participantes ganadores que encuentren maneras de desarrollar los elementos necesarios para mantener una presencia humana en el planeta rojo.

«Esto podría incluir refugio, comida, agua, aire respirable, comunicación, ejercicio, interacciones sociales y medicina, pero se alienta a los participantes a considerar elementos innovadores y creativos más allá de estos ejemplos», dijo la NASA en un comunicado sobre el desafío.

Los desafíos de sobrevivir a largo plazo en un hábitat de Marte también se exploran en The Martian, la novela debut de Andy Weir, que recibió el tratamiento de Hollywood con muy buenas críticas. El libro sigue al astronauta Mark Watney, que lucha por sobrevivir sólo en Marte después de que su tripulación lo confunde con muerto y abandona el planeta sin él.

Watney debe superar obstáculos importantes, como cultivar su propia comida y encontrar formas inteligentes de obtener agua. Weir se hace eco de un sentimiento compartido por la NASA: incluso si tienes toda la tecnología adecuada, no puedes simplemente prepararte para una misión perfectamente ejecutada.

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«Lo principal que tienes que hacer para un viaje a Marte es prepararte para los fallos», dice. «¿Cómo se aseguran de que el plan de misión represente esto y aquello? Para el libro, estaba usando mi imaginación sobre ‘Oye, ¿qué podría romperse?’ Pero hay varias cosas, varios problemas que aún no hemos resuelto».

Aunque el libro de Weir se centra en el peor de los casos, confía en que algún día llegaremos a nuestro vecino; solo va a tomar mucho tiempo y mucho dinero. «Llegar a Marte es una empresa enorme que no creo que tengamos la tecnología para hacer actualmente», dice Weir. «Pero va a suceder».

Fuente: www.popsci.com

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