¿Llevaremos humanos a Marte en la próxima generación?

Suena a ciencia ficción, pero la idea de enviar una misión tripulada a Marte es a día de hoy perfectamente posible. La pregunta es más bien… ¿tenemos la paciencia, la voluntad política y, más importante, el dinero para hacerlo posible?

Asumamos por un momento que la misión incluiría un vuelo de seis meses a Marte, dos meses de estancia en el planeta rojo y otro vuelo de seis meses de regreso.

Hemos enviado más misiones a Marte que a ningún otro sitio en el espacio. Pero solo la mitad de ellas tuvieron éxito.

Aparte de la Luna, hemos enviado más misiones a Marte que a ningún otro lugar del espacio. Sin embargo, solo en torno a la mitad de esas misiones tuvieron éxito. Hemos aprendido mucho de los éxitos y los fracasos, pero enviar cualquier cosa al espacio sigue siendo una tarea difícil. Enviar seres humanos es todavía más complicado. Como cualquier otro proyecto, la planificación y la preparación serán claves para no fracasar.

Enviar una nave espacial no tripulada, provisiones y equipamiento a Marte es ahora mismo técnicamente posible. Pero hacer aterrizar en Marte de forma segura una cantidad grande de material no es fácil. Con la tecnología actual, 900 kg (la masa del vehículo Curiosity) viene a ser el límite. Curiosity aterrizó con un paracaídas de 15 metros de diámetro, más sería complicado.

Las misiones humanas necesitarán trasladar una masa de entre 5.000 y 30.000 kg. La NASA ha probado recientemente el ‘LDSD’ (Low Density Supersonic Decelerator o “desacelerador supersónico de baja densidad”), un sistema que es como una salchicha inflable con un paracaídas de 30 metros, que deberá servir para esos niveles de carga. En la prueba el paracaídas se desplegó… pero quedó hecho trizas: están analizando los datos para descubrir qué funcionó mal, pero llevará tiempo.

El clima en Marte es muy duro: los astronautas afrontarán una temperatura media de 55ºC bajo cero, vientos en la superficie de hasta 120 km/h con tormentas de arena y tornados.

El clima de Marte es poco amigable y los astronautas se enfrentarán a temperaturas medias de 55ºC bajo cero, vientos en superficie de hasta 120 km/h, tormentas de arena y tornados (les llaman “demonios de arena”). La presión atmosférica es solamente el 1 (¡uno!) por ciento de la de la Tierra y la atmósfera contiene un 95 por ciento de CO2. Además Marte no tiene magnetósfera como la Tierra, de forma que la radiación espacial llega sin filtro a la superficie. En resumidas cuentas, los humanos necesitarán estar en recintos cerrados con protección parecida a la de una nave espacial y necesitarán trajes espaciales para andar por la superficie.

En la Estación Espacial Internacional (ISS) los niveles de oxígeno y nitrógeno son los mismos que a nivel del mar en la Tierra, es decir, hay un 21 por ciento de oxígeno, un 78 por ciento de nitrógeno y una presión de 1’01 bares. El oxígeno se consigue por electrolisis del agua (da oxígeno e hidrógeno) pero eso no es reciclable y por lo tanto poco sostenible. Oxígeno adicional, además de nitrógeno y otros gases de presurización se consiguen en la ISS gracias a depósitos recargables, pero obviamente eso tampoco es sostenible. Así que, antes de enviar humanos a Marte, necesitamos un suministro estable de agua, oxígeno y nitrógeno.

El nitrógeno se puede extraer de la atmósfera marciana, y hay algo de agua allí también. Los polos de hielo contienen sobre todo dióxido de carbono (congelado) pero algo de agua también, y hay agua congelada en el suelo. Pero nadie ha probado ningún método para extraer ese agua en la reducida gravedad de Marte.

El dióxido de carbono que está presente en Marte puede separarse para producir oxígeno, pero hace falta energía: unos paneles solares funcionarán en Marte, pero como el planeta rojo está 1’5 veces más lejos del Sol que la Tierra, serán menos potentes. Harán falta paneles mayores.

Los paneles solares funcionarán en Marte, pero como el planeta está 1,5 veces más lejos del Sol que la Tierra, darán menos potencia.

El cosmonauta ruso Valeri Polyakov estuvo en el espacio 438 días seguidos, y los astronautas han estado en la ISS de forma continua los últimos 15 años. Estos logros han llegado a muchas mejoras y desarrollos en el control del ambiente y los sistemas de soporte vital. Sin embargo, muchos de esos sistemas todavía dependen de los suministros que llegan desde la Tierra… Algunos de los sistemas diseñados para la ISS se basan en la microgravedad del espacio y deberían adaptarse a la gravedad de Marte si quieren usarse allí.

Además del dióxido de carbono, que puede separarse con un filtro molecular, se producen pequeñas cantidades de otros gases, incluidos metano, amoníaco, acetona, alcohol metílico y monóxido de carbono. Para evitar que estos gases se acumulen en la nave espacial o en el habitáculo marciano, se usarían seguramente filtros de carbón activo, parecidos a los filtros químicos para el agua doméstica; esos filtros necesitan reemplazos frecuentes. Se podrían llevar bastantes para la duración de la misión de regreso, pero es de esos problemas que necesitarán resolverse antes de pensar en establecer una base en el planeta rojo.

La atmósfera y magnetósfera terrestres nos protegen de la radiación, llamas solares, rayos Gamma y X, radiación ultravioleta y rayos cósmicos. Cualquier misión a Marte necesitará precauciones para proteger a los astronautas de todo esto. El mejor material para bloquear la radiación de alta energía es el hidrógeno, pero un escudo fabricado en hidrógeno puro no es posible con la tecnología actual. Materiales con un alto contenido de hidrógeno, como el polietileno de las bolsas del supermercado, podría usarse, pero no es algo probado ni desarrollado. El agua es buena para esto también, y como el reciclado de agua no es eficiente al cien por cien, haría falta un suministro extra: podría ser ése el escudo para la radiación para la mayor parte del viaje.

Los investigadores están trabajando en sustancias protectoras que pueden limitar los daños de la radiación: las vitaminas A y C lo consiguen, y también se está investigando cómo ayudar al cuerpo una vez la radiación lo ha alcanzado. Por ejemplo, enseñando a las células dañadas a destruirse.

El mejor material para bloquear la radiación de alta energía es el hidrógeno, pero fabricar un escudo de hidrógeno puro no es práctico con la tecnología actual.

Luego está el problema de los meteoritos. Los meteoritos viajan a velocidades medias de 20 km/s (unos 72.000 km/h) y por ello incluso los pequeños pueden provocar daños muy serios a una nave espacial: un pequeño agujero en un muro crítico tendría consecuencias fatales. Los escudos inventados por Whipple (una capa o más exterior y ligeramente elástica que actúa como amortiguador) protegen contra cualquier cosa de menos de 1 centímetro de diámetro, mientras que objetos de más de 10 centímetros pueden ser detectados por el radar y esquivados a tiempo. El problema está en los que tengan entre 1 y 10 centímetros, ya que tienen el peligro de poder perforar la nave pero no ser detectados. A día de hoy no existe una forma segura de protección contra esto.

La empresa Reaction Engines ha completado ya sus estudios preliminares que determinan que es posible separar la atmósfera marciana de dióxido de carbono en monóxido y oxígeno, y usarlos como combustible para un cohete (aunque necesitan agua). Junto con Airborne Engineering, hicieron pruebas estáticas de un cohete que usaba monóxido de carbono como combustible y oxígeno como comburente: el resultado no era un propulsor muy potente, pero como la gravedad de Marte es más baja que en la Tierra, estas pruebas demostraron que así sería posible lanzar un cohete desde allí capaz de llegar a su órbita. Es un dato importante porque significa que el combustible para volver desde Marte podría fabricarse allí mismo, no haría falta llevarlo desde la Tierra todo el camino…

¿Es posible llevar humanos a Marte?

Los retos tecnológicos de llevar humanos a Marte podrían estar resueltos en los próximos 20 años. Pero superar las barreras políticas y financieras para poder diseñar y probar las posibles soluciones será mucho más difícil: de alguna forma es la situación inversa a la que se produjo en el siglo pasado, cuando Estados Unidos decidió impulsar el proyecto Apollo incondicionalmente y después llegó la tecnología necesaria para conseguirlo (tecnología de la que aún nos aprovechamos hoy en día en muchos aspectos).

(La Dra. Lucy Rogers es miembro de la Royal Astronomical Society y de la Institución de Ingenieros Mecánicos, además de escritora freelance)