La última vez que el hombre pisó la luna fue hace casi 40 años, y se están preparando planes para una especie de gira de reunión. Una gran parte de este enfoque será establecerse en la luna y utilizar esos esfuerzos para prepararse para expediciones robóticas y tripuladas a Marte. . El simple hecho de regresar a la superficie de la luna (programado para tener lugar a más tardar en 2020) es una tarea enorme; pero la planificación y el puro ingenio necesarios para enviar humanos a otro planeta son, en pocas palabras, astronómicos.
Para ayudar a intentar tal hazaña, los científicos e ingenieros deben resolver cientos de preguntas y problemas. Los investigadores están formulando respuestas sobre la superficie de Marte basándose en las observaciones realizadas por sus satélites en órbita y robots itinerantes.
Hagamos un repaso rápido sobre el Planeta Rojo. Marte es el cuarto planeta desde el Sol y tiene aproximadamente la misma edad que la Tierra, aproximadamente 4.600 millones de años. Marte tiene un radio de aproximadamente 2107 millas (3390 kilómetros), que es aproximadamente la mitad del tamaño de nuestro planeta. En general hace mucho más frío (aunque los veranos pueden ser más cálidos). Pero no pienses todavía en correr por la superficie de Marte sin tu traje espacial. Si la baja presión de la atmósfera no te mata, el dióxido de carbono que constituye el 95 por ciento de ella lo hará. La atmósfera marciana contiene sólo un 0,13 por ciento de oxígeno frente al 21 por ciento de la Tierra. Marte carece de un campo magnético fuerte, aunque los científicos sospechan que alguna vez existió un campo magnético más fuerte (un subproducto de un núcleo caliente y ardiente). Con frecuencia ocurren grandes tormentas de polvo en Marte, y dos pequeñas lunas llamadas Fobos y Deimos orbitan el planeta [fuente:NASA].
Entonces, ¿qué tienen en común las gimnastas y los astronautas que viajan a Marte? Además de usar uniformes extravagantes, ambos deben aterrizar bien para tener éxito. Este artículo se centrará específicamente en un aspecto de una misión tripulada a Marte:el aterrizaje. Leamos sobre algunos de los desafíos que los investigadores deben superar para llegar de manera segura a Marte.
Contenido
Los desafíos de un aterrizaje en Marte son numerosos, aunque los investigadores están planificando y trabajando arduamente para descubrir exactamente cómo lo lograremos. Suponiendo que la gente pueda llegar a las cercanías de Marte, hay algunos elementos a considerar cuando se trata de aterrizar. Los científicos e ingenieros ya están analizando diferentes procesos e ideas de diseño. Se están considerando la forma del vehículo, el tipo de combustible que utilizará, la ubicación de sus motores y el tamaño de su carga útil. Otra cuestión es si las maniobras de propulsión, realizadas en forma de breves encendidos del propulsor, irán acompañadas de paracaídas durante el aterrizaje. También está la cuestión de cuál es la mejor manera de acomodar a los astronautas durante las misiones interplanetarias... y la lista continúa.
Uno de los principales problemas al llevar humanos a Marte es descubrir cómo reducir la velocidad para que el vehículo no se estrelle contra el suelo. El problema es la fina atmósfera de Marte. Este problema no afecta los aterrizajes de los rovers en Marte porque esas máquinas son livianas. Si los humanos aterrizan en Marte, necesitarán llevar bastante equipaje y, sin una atmósfera densa que proporcione fricción , será muy difícil frenar esta carga útil más pesada.
La forma en que la fricción ayuda a que los objetos se muevan lentamente se puede ver en la vida cotidiana. Por ejemplo, piense en un momento en el que vio a un conductor frenar bruscamente para detenerse rápidamente. Además, los aviones, al igual que las naves espaciales, utilizan la fricción del aire para disminuir la velocidad y aterrizar de forma segura.
La situación del aterrizaje se complica aún más por otros factores que afectan la densidad de la atmósfera de Marte. La estación, el clima, la latitud e incluso la hora del día pueden cambiar la densidad de la atmósfera. Por ejemplo, casi 8 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono salen y vuelven a entrar en la atmósfera de Marte estacionalmente. Eso es comparable a nueve pulgadas (23 centímetros) de hielo seco (dióxido de carbono sólido) [fuente:Encyclopaedia Brittanica]. Los investigadores están trabajando en modelar los cambios atmosféricos de Marte para que los astronautas puedan aterrizar dentro de una porción suficientemente densa que aún proporcione suficiente visibilidad. Los planificadores están considerando si la nave espacial que llegue debería proceder inmediatamente a la superficie (posiblemente más fácil desde un punto de vista operativo) o estacionarse en órbita antes de aterrizar. Estacionarse en órbita les da a los astronautas más flexibilidad en caso de que se produzca una tormenta de polvo, similar a cuando los aviones dan vueltas alrededor del aeropuerto con mal tiempo.
Ahora que hemos echado un vistazo a algunos de los desafíos que enfrentan los planificadores de misiones, veamos algunas de las posibles soluciones que se barajan en la página siguiente.
Aterrizar en Marte no será un paseo por el parque, pero tampoco será tan complicado como se pensaba al principio. Aunque todavía se están elaborando ideas, aquí hay algunos detalles de lo que podría implicar un posible plan de misión a Marte.
Los planificadores deben decidir si el aterrizaje debe realizarse por etapas, enviando cargas útiles por separado o todas a la vez. Probablemente se podría lograr aterrizar una gran masa, pero los astronautas podrían verse restringidos a aterrizar en partes del planeta con elevaciones bajas, y podrían llevar sólo una pequeña cantidad de suministros para una visita corta de alcance limitado.
Una idea expuesta por el experto aeroespacial Robert Zubrin en su libro "The Case for Mars" implica enviar una nave espacial de transporte de carga antes que la nave espacial de hábitat que contiene a la tripulación humana. Este vehículo de carga podría proporcionar suficientes suministros para aumentar la duración de la estadía de los astronautas y ya tener combustible y estar listo para el viaje de regreso (que se analiza a continuación). Los astronautas pueden abandonar el hábitat de la nave espacial en la que llegaron originalmente para comenzar el desarrollo de una infraestructura en Marte.
La clave del plan de Zubrin es que el combustible para el viaje de regreso se fabrique en Marte. La atmósfera de Marte (a diferencia de la de la Luna) tiene una gran cantidad de dióxido de carbono que puede resultar útil para los futuros astronautas. Por ejemplo, mezclando unas seis toneladas métricas de hidrógeno (por este motivo se podría llevar a bordo un excedente de hidrógeno) con dióxido de carbono, un procesador químico podría crear suficiente metano y oxígeno para impulsar el vehículo durante el despegue y el viaje de regreso a la Tierra. A partir de estos mismos componentes básicos, el procesador también podría generar el oxígeno, el agua y el combustible que nuestros astronautas necesitarían durante una estancia prolongada en Marte, así como el vuelo de regreso a casa, ahorrando espacio de carga en el viaje de salida.
Los planificadores también están estudiando si dejar una parte de la nave espacial en órbita o bajarla toda a la superficie. Pero saber que la nave espacial (lo que queda de la original que despegó de la Tierra) es capaz de aterrizar en Marte es un factor importante en el diseño del plan de la misión. La parte restante a veces se denomina vehículo de retorno a la Tierra. (ERV ), y es lo que los astronautas usarían para eventualmente viajar de regreso a la Tierra. Ser capaz de aterrizar todo el ERV, en lugar de solo un módulo de aterrizaje, podría permitir visitas más largas y evitar complicaciones relacionadas con maniobras orbitales complejas [fuente:Zubrin]. Pero este tipo de decisiones técnicas aún se están debatiendo.
Parece que estamos listos para descender a la superficie, así que echemos un vistazo más de cerca a lo que viajamos. Actualmente, está previsto que una nave espacial que se dirige hacia Marte se parezca al antiguo programa Apolo, siguiendo las líneas del nuevo Programa Constellation, que está previsto que lleve a los humanos de regreso a la luna.
El ERV (o cualquier parte de la nave espacial que aterrizará) probablemente terminará pareciéndose un poco a una pastilla de goma. Un aeroshell grande y con forma de plato (o escudo térmico ) ayudará a aumentar la cantidad de fricción creada cuando la nave corte la atmósfera, ralentizándola [fuente:Zubrin].
Un escenario probable es que después de que la nave haga un paso inicial a través de la atmósfera para reducir su velocidad, regrese a una posición orbital. En el momento seleccionado, se vuelve a utilizar el aeroshell (posiblemente con un paracaídas) para realizar el paso final a través de la atmósfera hacia la superficie de Marte. Luego se pueden activar pequeños propulsores para garantizar un aterrizaje suave. Para obtener más información sobre las maniobras de aterrizaje, lea Cómo funcionan los transbordadores espaciales.
Ahora que hemos examinado algunos de los aspectos desconocidos que rodean un aterrizaje en Marte, analicemos las otras preguntas sobre la misión.
Las misiones tripuladas aún están lejos, ya que aún quedan muchos detalles por resolver sobre el aterrizaje en Marte. El plan de Estados Unidos es regresar a la Luna en 2020 y eventualmente construir allí una base permanente. Las estimaciones sobre cuándo daremos el siguiente paso y viajaremos a Marte son provisionales. Según el Centro Espacial Nacional Británico, el objetivo es un esfuerzo cooperativo internacional para lanzar astronautas a Marte para 2030.
El precio de enviar humanos a Marte variará mucho dependiendo de la nave espacial final y del diseño del plan de misión. La utilización de tecnología similar a la que ya se ha desarrollado ayuda a mantener los costos más manejables. Por ejemplo, los cohetes Constellation se basan en los Saturn V y utilizan algunos elementos de diseño del programa Space Shuttle. Otro ahorro de dinero que podría emplearse es utilizar la atmósfera marciana para generar combustible, oxígeno y agua (como leímos en la página anterior).
Existe la posibilidad de que los viajes preliminares puedan enviar personas a la órbita de Marte sin realmente aterrizar en la superficie, aunque muchos en el campo argumentan que no tiene sentido explorar si no se va a conocer de cerca la superficie del planeta. . Es como conducir hasta la playa y pasar toda la tarde contemplando el océano desde el coche. Sin embargo, esto podría ayudar a solucionar algunos de los problemas de los viajes espaciales de larga distancia y permitir a los exploradores recibir informes en tiempo real de los robots en la superficie del planeta, sin el riesgo y el costo de un aterrizaje. También se están trabajando en vehículos robóticos que pueden regresar de Marte con muestras.
Por desgracia, una vez que el polvo se ha asentado alrededor de la nave espacial alunizada y los astronautas pueden dar esos primeros pasos increíbles hacia la superficie de Marte, también se abre una nueva lata de gusanos para que los científicos la resuelvan:principalmente, cómo sobrevivirán los astronautas a las duras e intransigentes condiciones. Clima marciano y ¿cómo pasarán su tiempo mientras estén allí? Guardaremos esas preguntas para otro día.
Para obtener más información sobre Marte y el futuro de la exploración espacial, visite los enlaces en la página siguiente.
Prevenir la contaminaciónOtra consideración al aterrizar en Marte es la posibilidad de contaminación cruzada entre ese planeta y la Tierra. La Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre (UNOOSA) tiene un tratado en este sentido, que ha sido ratificado por 98 países y 27 más firmantes. El tratado establece que las naciones deben, en la medida de lo posible, evitar contaminar la Tierra con material extraterrestre, especialmente si dicha contaminación causaría daños duraderos o alteración de las condiciones en la Tierra. Debemos corresponder a este sentimiento con nuestro propio impacto en otros cuerpos celestes. Los críticos argumentan en ambos sentidos:algunos dicen que la contaminación cruzada podría ser perjudicial; otros dicen que la posibilidad de que la vida marciana cause problemas en la Tierra es completamente irrelevante. Un argumento más moderado es que, aunque es muy improbable, existe la posibilidad de que los microbios marcianos puedan tener un impacto dañino en la Tierra, al competir con organismos existentes, por ejemplo.
Me entristece que desde que escribí este artículo, el Programa Shuttle haya finalizado y el Programa Constellation haya sido cancelado. La exploración espacial pública y privada es un campo en constante cambio de diversos actores internacionales, pero tengo la esperanza de que otros tomen la responsabilidad de llevarnos de regreso a la Luna y a Marte.
Me encantó escribir este artículo y leer el libro de Robert Zubrin en particular. Mucha gente ha propuesto formas de llevar a cabo misiones interplanetarias tripuladas, pero la estrategia de Zubrin me pareció la más elegante y práctica. Su plan implica utilizar los recursos del Planeta Rojo para impulsar una secuencia de misiones tripuladas y no tripuladas para construir una infraestructura que nos permita explorar verdaderamente nuestro vecino celestial de primera mano, y al mismo tiempo crear una redundancia en caso de que algún equipo o nave espacial funcione mal. .
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