Haga un balance de algunas cuestiones y métodos a los que los humanos deberían prestar atención antes de aterrizar en Marte.
Si bien los humanos han ingresado con éxito al espacio hace décadas y años, una misión tripulada a Marte es más grande que cualquier proyecto espacial anterior. Actualmente no existe ningún cohete que pueda permitir que una nave espacial gigante que transporta astronautas y todos los suministros y combustible necesarios para llegar a Marte escape de la gravedad de la Tierra y llegue al espacio. Es posible que sea necesario enviar piezas a la órbita terrestre baja mediante cohetes en lotes, y los astronautas ensamblarán la nave espacial y los suministros en el espacio antes de volar a Marte.
Actualmente, el equipo más grande que opera en el espacio es la Estación Espacial Internacional, con una masa de más de 400 toneladas. Para transportarlo se necesitaron 365.438 0 naves espaciales.
La masa de un vehículo que puede enviar humanos a Marte es de unas 1.250 toneladas. Utilizando los cohetes existentes, se necesitarían entre 70 y 80 vuelos para completar la misión. Se necesitaron más de 10 años para ensamblar la Estación Espacial Internacional y también mucho tiempo para ensamblar la nave espacial a Marte.
Quizás esta tarea sea mucho más sencilla en el futuro. Si en 2022 se desarrolla con éxito el nuevo sistema de lanzamiento espacial del cohete SLS, su capacidad de carga seguirá siendo considerable. La empresa aeroespacial privada estadounidense SpaceX está desarrollando un nuevo vehículo de lanzamiento Falcon Heavy con una capacidad de carga ligeramente menor que el cohete SLS. La NASA estima que se necesitarán al menos siete nuevos cohetes SLS para lanzar a la órbita terrestre los suministros y las naves espaciales necesarias para aterrizar en Marte.
Almacenamiento de combustible
Los humanos necesitan muchas cosas para sobrevivir en el espacio: comida, oxígeno, refugio y combustible. Los propulsores representarán el 80% del material enviado al espacio en las misiones tripuladas a Marte. El problema es que es difícil almacenar cantidades tan grandes de combustible en el espacio. Cuando los astronautas construyen una nave espacial a Marte, colocan materiales en una órbita terrestre baja, donde los objetos orbitan la Tierra aproximadamente cada 90 minutos. Pasan la mitad de su tiempo bajo el calor abrasador del sol y la otra mitad en el espacio frío y oscuro. Este cambio puede hacer que el hidrógeno y el oxígeno líquidos se evaporen fácilmente y, si no se maneja adecuadamente, el contenedor de almacenamiento de combustible puede explotar. Allí, el hidrógeno del recipiente se evapora durante un mes4. Si el proyecto Marte permanece en órbita terrestre baja durante un año, perderá casi la mitad de su propulsor. El coste de enviar 1 kilogramo de hidrógeno al espacio es de unos 10.000 dólares, y este tipo de fuga es un enorme desperdicio. La NASA está probando tecnología para carga criogénica y conversión de propulsores en grandes espacios. Si tiene éxito, la NASA podría construir un almacén de gas a largo plazo en el espacio para repostar cohetes en cualquier momento.
Tecnología de Propulsión
La NASA planea enviar primero una nave espacial a la superficie de Marte y luego enviar astronautas allí. La tecnología de propulsión avanzada es importante para que los humanos lleguen a Marte lo más rápido posible. La NASA está trabajando en la propulsión solar, una tecnología que impulsa una nave espacial disparando gas ionizado desde su cola. La tecnología ya es utilizada por la nave espacial Dawn de la NASA y la nave espacial japonesa Hayabusa. Los proyectos en Marte requerirán propulsores solares-eléctricos más grandes que los proyectos existentes. Actualmente, la NASA tiene un programa para recolectar asteroides y remolcarlos de regreso a la Tierra, lo que estimulará la investigación en tecnología de propulsión eléctrica solar.
Aterrizar en Marte
La delgada atmósfera marciana no puede abrir grandes paracaídas rápidamente, por lo que es muy difícil que las naves espaciales grandes aterricen en Marte. "Curiosity" pesa 1 tonelada y actualmente es el objeto más grande que se puede enviar a la superficie de Marte. La NASA dice que el proyecto tripulado de Marte requiere enviar al menos 40 toneladas de objetos a Marte. El proyecto de Marte tripulado unidireccional "Mars 1" también necesita transportar casi 10 toneladas de suministros. Los expertos de la NASA están desarrollando un sistema de inflación hipersónica. Se trata de enormes objetos esféricos que ayudan a ralentizar el avión cuando se despliega.
Sin embargo, la clave para el aterrizaje humano en Marte es la tecnología de repropulsión supersónica. La NASA llevó a cabo experimentos en túneles de viento con tecnología de repropulsión supersónica en las décadas de 1960 y 1970, y uno más recientemente. La buena noticia es que los experimentos han demostrado que la tecnología de repropulsión supersónica es teóricamente factible. La mala noticia es que la NASA ya no trabaja en el proyecto.
Ahora, algunas empresas espaciales privadas, como SpaceX, están trabajando en cohetes reutilizables que puedan regresar a la plataforma de lanzamiento desde la órbita terrestre baja. Es posible que la empresa estudie la tecnología de repropulsión supersónica más adelante.
Problemas de salud de los astronautas
El espacio es un lugar peligroso para el cuerpo humano, con sistemas de lo más complejos. El sol, que impulsa la vida en la Tierra, es una amenaza mortal para la vida en los viajes espaciales. Una vez que los astronautas están fuera del campo magnético de la Tierra, los rayos del sol se acumulan en sus cuerpos, aumentando el riesgo de cáncer. Datos recientes del rover Curiosity han cuantificado los niveles de radiación y los peligros en la superficie marciana. Grandes explosiones como erupciones solares y partículas energéticas pueden producir dosis letales de radiación para las naves espaciales. Por lo tanto, el programa privado tripulado de Estados Unidos para Marte, el programa "Inspiration Mars", se lanzó en 2018, cuando la actividad solar es débil, cuando la posibilidad de explosiones de partículas solares es más baja. Sin embargo, una menor actividad de las partículas solares aumenta la radiación de la galaxia, que también es dañina. Un viaje a Marte podría durar entre siete y nueve meses, y los humanos estarían protegidos durante todo el proceso. La solución más viable actualmente es envolver la nave espacial con agua. El agua puede absorber la luz y proporcionar cierto refugio durante las tormentas solares. Pero el agua tiene una gran masa y agregar cualquier peso a un programa espacial aumentará los costos. Se espera que en el futuro se desarrolle una tecnología de pequeños campos magnéticos que pueda proteger a los astronautas, pero se necesitarán muchos años para lograrlo.
Además de la radiación, el mayor desafío para los viajes tripulados a Marte es la microgravedad (también conocida como gravedad cero), que provocará muchas enfermedades extrañas y una serie de problemas psicológicos. Si permanece en estado de ingravidez durante mucho tiempo, se producirán problemas como pérdida de calcio en los huesos, atrofia muscular e inflamación del nervio óptico. Si no se trata, puede provocar debilidad física, huesos quebradizos o incluso ceguera. La tecnología médica avanzada y el ejercicio regular pueden ayudar a resolver algunos de los problemas físicos asociados con los viajes espaciales. Actualmente, la NASA planea mantener a los astronautas en la Estación Espacial Internacional durante un año para estudiar mejor estos factores. Sin embargo, se desconocen en gran medida los problemas psicológicos que enfrentarán los astronautas durante un vuelo a Marte. La Estación Espacial Internacional está relativamente cerca de la Tierra y los astronautas pueden ver la Tierra. Sin embargo, los astronautas del proyecto Marte tienen que soportar el dolor de no poder comunicarse con sus familias durante mucho tiempo. En los años 90, científicos estadounidenses llevaron a cabo el experimento "Biosfera 2", que permitió a ocho personas permanecer en un entorno simulado a gran escala durante casi dos años. Taber McCallum, un experto que participó en el experimento "Biosphere 2", dijo: "Todos los involucrados en el experimento dijeron que los problemas psicológicos son el mayor problema. Hasta ahora, el experimento de simulación de viajes a Marte más largo es "Mars 500" es un internacional". Proyecto experimental a gran escala organizado por Rusia y en el que participan muchos países. Desde junio de 2065438 hasta junio de 2000, seis voluntarios permanecieron en una habitación sellada durante 500 días. A medida que pasó el tiempo, los voluntarios en la sala se volvieron apáticos y uno de ellos se deprimió mucho. Dos de los seis estudiantes no tuvieron problemas y sólo uno permaneció activo y ocupado sin deterioro cognitivo.
Actualmente, Estados Unidos está llevando a cabo un proyecto en Marte para poner a prueba los límites de la tolerancia humana a la soledad.
Recursos de Marte
Marte es frío y seco, pero tiene abundantes recursos para que los utilicen los astronautas.
Se enviará una máquina a Marte antes de que lleguen los astronautas. Utilizará dióxido de carbono de la atmósfera marciana para extraer oxígeno y elementos separables del suelo, y luego los utilizará para crear materiales de construcción y combustible para cohetes. Marte tiene abundante agua sólida y hay suficientes cristales de hielo en el suelo en algunos lugares como para que los robots puedan recolectarlos fácilmente.
Aunque se discute a menudo, la tecnología de utilización de recursos en el sitio nunca se ha desarrollado. La NASA necesita demostrar que es posible sobrevivir con recursos de otros planetas.
La humanidad también necesitará cultivar plantas en Marte, porque los astronautas necesitarán frutas frescas y granjas que puedan reducir la cantidad de alimentos liofilizados que consumen. Pero cultivarlo en otro planeta es un asunto complicado y peligroso.
El experto estadounidense Taber McCallum dijo: "Nadie quiere que los astronautas vivan de su propia comida. Las plantas son exigentes. Si los astronautas cometen un error, pueden morir", analizó McCallum después de considerar los insumos y resultados del cultivo de plantas, el control de la temperatura y otras cosas necesarias. Debido a los requisitos institucionales y técnicos, se estima que se necesitarán entre 15 y 20 años para obtener productos equivalentes a los insumos del sistema agrícola.
Proteger a las personas y al planeta
Debido a la posibilidad de vida extraterrestre, la NASA y otras naciones importantes con capacidad espacial han acordado cumplir estrictos estándares de protección planetaria. En 1969, cuando tres astronautas estadounidenses aterrizaron con éxito en la Luna y regresaron a la Tierra, la NASA los puso en cuarentena durante tres semanas para asegurarse de que no trajeran terribles virus espaciales que pudieran dañar a los humanos. Este trabajo se repitió. No fue hasta la finalización de la octava misión tripulada de alunizaje en 1971 que los científicos estuvieron convencidos de que los astronautas no habían causado ningún daño desde la luna.
Si bien no hay bacterias dañinas en la Luna, Marte es un entorno diferente. La posibilidad de vida en Marte es realmente muy pequeña, pero no es nula. Hay evidencia de que Marte alguna vez pudo haber sido capaz de albergar vida. Estos posibles organismos pueden ser dañinos.
Si bien consideramos que los microorganismos en Marte pueden dañar a los humanos, también debemos prestar atención a otro problema opuesto. Los humanos tenemos sus propias comunidades microbianas y hongos, pero actualmente no podemos evitar que estos microorganismos y hongos contaminen Marte después de aterrizar en Marte. Necesitamos mejorar nuestra capacidad para proteger a los humanos de Marte, y también necesitamos proteger a Marte de humanos peligrosos. Para cumplir con los más estrictos protocolos de protección planetaria, la mejor manera es realizar algunas misiones de exploración no tripuladas en la superficie de Marte. Los humanos pueden acampar en órbita terrestre baja o en satélites de Marte y controlar remotamente sondas y otros robots en la superficie de Marte en tiempo real. Los robots examinarán la superficie marciana en busca de evidencia de vida y buscarán lugares de aterrizaje más seguros. La tecnología del futuro también evitará que los astronautas traigan contaminación humana cuando aterricen en Marte.
Polvo de Marte
El árido entorno marciano producirá grandes cantidades de polvo microscópico nocivo. Vivir en la superficie de Marte es como vivir en una salina gigante. El polvo marciano es corrosivo y las herramientas de los astronautas deben ser particularmente duraderas, de lo contrario se corroerán fácilmente.
Es más importante intentar evitar que los astronautas queden expuestos al ambiente de polvo marciano, porque el polvo de Marte se considera tóxico. Después de analizar muestras de suelo marciano, Curiosity descubrió que el suelo marciano contenía percloratos. El perclorato es una sustancia química de gran preocupación en el suministro de agua de la Tierra y puede causar enfermedades de la tiroides.
El polvo de Marte también puede contener carcinógenos que podrían provocar reacciones alérgicas o enfermedades pulmonares similares a las que sufrían los astronautas del Apolo. Los programas tripulados de Marte necesitan conocer la humedad del polvo marciano y los hábitats humanos, de lo contrario el polvo podría dañar la piel humana como la lejía o la lejía. Actualmente, la NASA, SpaceX e InSPAR I T I O en MARTE tienen planes de aterrizaje en Marte, y uno de ellos será seleccionado como el plan final.
Nadie sabe cuánto costará el proyecto tripulado de Marte, pero las estimaciones llegan a cientos o incluso cientos de miles de millones de dólares. Parecería que tal proyecto debería llevarse a cabo mediante la cooperación internacional, lo que requeriría que los países participantes pusieran todo en marcha a través de compromisos formales. El mundo es complejo y la tarea a largo plazo es hacer frente a los cambios políticos y la recesión económica.