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Categoría: Ciencia ficción Página 1 de 8

¿Cómo son los diseños de futuras misiones tripuladas a Marte sin viaje de vuelta?

Este artículo explica a grandes rasgos el diseño de la NASA para el envío de tres misiones  tripuladas prácticamente idénticas al planeta Marte. (Fuente principal: Integration of Plant Growth into a Mars Habitat)

La exploración humana de Marte es parte de la visión a largo plazo de la comunidad espacial mundial. Para llevar a cabo esta exploración con las tecnologías actuales, se requiere un alto grado de eficiencia en el diseño de los espacios para el trabajo y la vida de la tripulación. Se debe minimizar los requerimientos de peso y volumen de esta. También es necesario un buen sistema de reciclado de los elementos esenciales para la vida humana tales como  el agua y los alimentos.

En 1993, la NASA realizó el estudio de un hipotético programa de exploración de Marte  para determinar su factibilidad (Weaver y Duke, 1993). Este estudio definió un programa que constaría de tres misiones tripuladas al mismo lugar en Marte. Parte de ese estudio se centró en la definición de los elementos de los asentamientos humanos y en las operaciones que se llevarían a cabo en Marte.

Interesaba evaluar la posibilidad de autosuficiencia humana en Marte. Para ello se comprendió que había que incorporar sistemas de reciclado para el soporte vital en el interior de hábitat.  Esto requeriría el cultivo de especies vegetales que proporcionen la suficiente cantidad de biomasa comestible.

La mayoría de los estudios previos relativos al cultivo de las plantas en Marte se habían centrado en el diseño de grandes estructuras tipo invernadero que se unían a los elementos del hábitat.

En este estudio, sin embargo, se cambió totalmente este enfoque para lograr la integración de los trabajos de cultivo de plantas con otras funciones de la tripulación. Con este nuevo enfoque se minimizó considerablemente los requerimientos de volumen y de espacio para el hábitat que son factores críticos.

Para ello se planteó el envío de tres misiones cada una con su propio elemento de habitabilidad y así establecer en Marte un puesto con tres de estos elementos habitables.

Antes de enviar a la primera tripulación a Marte, se pensó que sería necesario enviar a ese lugar de asentamiento un elemento inicial de laboratorio.  Después de eso se enviarían tres misiones tripuladas desde la Tierra, probablemente con un par de personas cada una y se dotaría con un único elemento habitable para cada una de estas tres misiones.

La Figura 1 ilustra la configuración del concepto elemento de hábitat.

La Figura 1 ilustra la configuración del concepto elemento de hábitat.

Cada elemento habitable (Ver figura 1) admitiría  250 metros cúbicos de aire que al tener Marte una atmósfera más liviana necesitaría estar presurizado.

Este elemento de habitabilidad tendría forma cilíndrica con un diámetro de 7,5 metros,  y una longitud similar en altura. Cada uno de estos elementos tendría a modo de pisos un par de niveles habitables.

El hábitat contendría una importante cantidad de material fungible (consumibles) para abastecer al equipo humano durante todo el viaje de ida y de estancia en Marte. Por desgracia, no está previsto el viaje de retorno de la tripulación, porque la cantidad de combustible para ello, supondría un peso que haría imposible la misión.

El material consumible que mencionamos antes, se dispondría en las paredes del cilindro del hábitat sirviendo de esta manera de blindaje frente a los rayos cósmicos y ocuparía un considerable volumen y peso en el hábitat. Esos espacios y pesos se irían liberando para otros fines,  a medida que los materiales fueran consumidos.

Figura 2. Configuración del interior del hábitat marciano.

Figura 2. Configuración del interior del hábitat marciano.

La Figura 2 muestra la disposición de los contenedores de consumibles. Estos para una misión a Marte incluirían alimentos, ropa, artículos de limpieza e higiene, material de trabajo, y otros artículos.

En conjunto se calculó que el espacio necesario sería de 0,016 metros cúbicos por persona y día. Para una misión 680 días (180 días desde la Tierra a Marte y 500 días en Marte) y  con un total de seis miembros se necesitaría 66 metros cúbicos.

Estos contenedores de consumibles también estarían diseñados para su accesibilidad  tanto en condiciones de ingravidez durante el viaje como bajo la gravedad marciana una vez aterrizado el módulo.

Además, los contenedores de consumibles se organizarían en módulos individuales que una vez que queden vacíos pueden ser habilitados como cámaras de cultivo de plantas. Una altura del módulo de un metro sería apropiada para ello y una vez instalada la iluminación y los sistemas de nutrientes, quedarían 0,67 metros de altura de crecimiento de plantas.

Figura 3. Diseño del módulo para crecimiento de las plantas.

Figura 3. Diseño del módulo para crecimiento de las plantas.

La Figura 3 ilustra el aspecto de un par de módulos con plantas de diferente tamaño.

Este subsistema de crecimiento de plantas estaría diseñado para requerir un tiempo mínimo de instalación y mantenimiento, permitiendo a las tripulaciones que se dediquen a otro tipo de tareas más productivas. Su diseño también debería facilitar las labores de sembrar, cuidar y cosechar.

Sin embargo, con todo esto solo se conseguiría cubrir una parte pequeña de las necesidades alimenticias de las tripulaciones en Marte (aproximadamente un 25%) y se necesitaría complementarlas con el envío regular de suministros desde la Tierra.

Al menos una parte de los cultivos tendrían una función de investigación, se realizarán sobre sustrato arenoso marciano y así ofrecerían valiosa información para el diseño de futuras misiones tripuladas a Marte. Otros cultivos podrían ser hidropónicos (sin tierra).

El consumo de energía en Marte será importante para mantener el interior de los hábitats a una temperatura adecuada.

En resumidas cuentas, las condiciones de las misiones que se están diseñando para mandar naves tripuladas a Marte son heroicas. Las tripulaciones deberán sobrevivir el mayor tiempo posible en unas condiciones bastante duras donde cualquier ínfimo problema podría descontrolarse y adelantar dramáticamente el fin de la misión.

Todo esto son futuribles, pero actualmente el Curiosity prosigue su misión paso a paso y con cautela. Desde él nos llegó el eco del mensaje del administrador de la NASA, Charles Bolden que dijo lo siguiente:

«El conocimiento que esperamos obtener de nuestra observación y el análisis del cráter Gale nos dirá mucho sobre la posibilidad de vida en Marte, así como de las posibilidades pasadas y futuras de nuestro propio planeta. Curiosity logrará beneficios para la Tierra e inspirará a una nueva generación de científicos y exploradores, mientras se prepara el camino para una misión humana en un futuro no muy lejano«

Son palabras enviadas al Curiosity  y retornadas a la Tierra desde Marte. Son palabras que necesariamente fueron muy meditadas, ya que quedaron para la posteridad. En ellas se afirma que en un futuro no muy lejano el hombre irá a Marte, y yo añado, pese al enorme reto que ello supondrá.

Mientras no se use un sistema de propulsión diferente de los actuales, las misiones a Marte probablemente se diseñarán como misiones de ida sin vuelta y estos estudios no se han hecho para quedar en el papel. La NASA no bromea con estos temas. La esperanza de vida de esos viajeros es un dato que nadie menciona.

¿Cuáles son los mejores lugares para buscar vida en Marte?

Me ha llamado la atención la siguiente noticia:

Los cráteres pueden ser nichos de vida en Marte

Los cráteres provocados por impactos de asteroides son uno de los lugares elegidos por los astrobiólogos para encontrar rastros de vida primitiva que también podrían existir en otros planetas, como el vecino Marte.

Ahora, un equipo de investigadores escoceses, dirigidos por Charles Cockell, de la Universidad de Edimburgo, acaban de descubrir, en uno de estos inhóspitos entornos, colonias de microbios. Se trata del impresionante agujero dejado por un impacto ocurrido hace 35 millones de años, que tiene 85 kilómetros de diámetro y 1,5 de profundidad.

Mars Phoenix encontró hielo en Marte

Mars Phoenix encontró hielo en Marte.

Esta noticia cabe considerarla bajo el marco de un interés científico creciente sobre la posibilidad de existencia de vida en Marte.

Esto viene notándose especialmente desde que Mars Phoenix encontró hielo en Marte en Junio de 2008.

Actualmente con el Curiosity rumbo a Marte surgen propuestas sobre los mejores sitios para intentar localizas pruebas de la antigua existencia, o incluso de la existencia actual de vida en Marte.

Descubren en Marte hoyos que podrían guiar en la búsqueda de vida
La Agencia Espacial Europea (ESA) informó hoy de que ha descubierto en las laderas de uno de los mayores volcanes de Marte unos «hoyos en cadena» que, dependiendo de su origen, podrían ser «objetivos interesantes» en la búsqueda de vida microscópica.

Quizás no sea necesario buscar en pequeños nichos de Marte sino únicamente excavar un poco.

¿Un «oasis» de vida bajo el desierto de Marte?

Científicos españoles descubren microorganismos vivos a dos metros bajo tierra en el desierto de Atacama, uno de los lugares más inhóspitos y áridos de la Tierra

Curiosity:

Prueba de este enorme interés por investigar la vida en Marte es el megaproyecto Curiosity. Posiblemente la misión más ambiciosa de la NASA hasta este momento, que consiste en el envío de un robot completísimo para el estudio de la existencia de vida en Marte.

La NASA puso el 26 de noviembre de 2011 en el espacio el Laboratorio Científico Marte, un robot que se encargará de estudiar si hay o hubo alguna vez vida en Marte.

La duración del viaje es de ocho meses y medio, y su aterrizaje está previsto a principios de agosto de 2012.

Dado el peso de este Rover (una tonelada) y la sofisticación del sistema de aterrizaje, su éxito sería visto como un importante paso para un posible envío de seres humanos a Marte en 2030.

Referencias sobre la exploración espacial en Marte en este Blog:

No quiero terminar sin poner un listado de referencias que encontré en la Wikipedia y que pueden dar idea del interés científico por descatalogar a nuestro planeta como algo único y excepcional en el universo.

Referencias en la Wikipedia sobre la posibilidad de vida en Marte:

  1.  The Carnegie Institution Geophysical. Laboratory Seminar, «Analysis of evidence of Mars life» held 05/14/2007; Summary of the lecture given by Gilbert V. Levin, Ph.D. http://arxiv.org/abs/0705.3176
  2.  Is Mars habitable? A critical examination of Professor Percival Lowell’s book «Mars and its canals.», an alternative explanation, by Alfred Russel Wallace, F.R.S., etc. London, Macmillan and co., 1907.
  3.  Life on Mars; The Complete Story, London: Blandford, 1999, ISBN 0713727470
  4.  Hoagland, Richard (1996) (en inglés). The Monuments of Mars — A City on the Edge of Forever (4th edition edición). Frog Books. pp. 5. ISBN 1883319307.
  5.  «Pixel Inversion – NASA’s Misinformation on the Mars Face». Paranormal News (25-08-1999). Consultado el 29-05-2008.
  6.  Los Monumentos de Marte: una ciudad al borde de la eternidad.
  7.  Mars Global Surveyor High-Resolution View of “Face on Mars”
  8.  «Formation of Martian gullies by the action of liquid water flowing under current Martian environmental conditions»,Journal of Geophysical Research 110, 2005/05/07,doi:10.1029/2004JE002261
  9.  Geophysical Research Letters. Volume 33. V. P. V.P. Kostama. Recent high-latitude icy mantle in the northern plains of Mars: Characteristics and ages of emplacementdoi=10.1029/2006GL025946
  10.  Malin, Michael C. (, 2000). «Evidence for Recent Groundwater Seepage and Surface Runoff on Mars».Science 288:  pp. 2330–2335.doi:10.1126/science.288.5475.2330PMID 10875910.
  11.  «NASA Images Suggest Water Still Flows in Brief Spurts on Mars». NASA. Consultado el 20-08-2008.
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  27.  Meteorito Shergoti
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  45.  Viking Mission to Mars – NASA
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  48.  Conferencia presentada por Gilbert Levin y publicada por Electroneurobiología vol. 15 (2), pp. 39-47, 2007
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  51.  The Carnegie Institution Geophysical Laboratory Seminar, «Analysis of evidence of Mars life» held 05/14/2007; Summary of the lecture given by Gilbert V. Levin, Ph.D. http://arxiv.org/abs/0705.3176
  52.  Schulze-Makuch, Dirk; Joop M. Houtkooper (22 de mayo de 2007). «A Possible Biogenic Origin for Hydrogen Peroxide on Mars:» (PDF). International Journal of Astrobiologydoi 0.1017/S1473550407003746. Consultado el 2008-08-16.
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  54.  «Possible evidence found for Beagle 2 location». European Space Agency. Consultado el 17-08-2008.

PD (26-abri-2012):

Logran que líquenes hagan la fotosíntesis en un entorno simulado de Marte

Viena, 26 abr (EFE).- Líquenes que sobreviven en condiciones climatológicas extremas en la Tierra han realizado la fotosíntesis en una cámara experimental que recrea las condiciones de la superficie de Marte.
Este es el resultado presentado hoy en la Unión Europea de Geociencias (EGU), que se celebra hasta mañana en Viena, por el científico Jean Pierre de Vera, del Instituto de Investigación Planetaria de Berlín.

Los científicos continúan poniendo a prueba la teoría de la panspermia.

Una de las objeciones más importantes a esta teoría está en el hecho de que aún no se ha demostrado que los ladrillos para construir las primeras formas de vida en la tierran pudieran sobrevivir a una entrada en La Tierra.

Los aminoácidos son candidatos a ser considerados compuestos capaces de participar en la creación de las primeras formas de vida.

Por esta razón la NASA ha estudiado la resistencia de los mismos a unas condiciónes de presión y temperatura comparables a las de una entrada en la atmósfera.

La NASA halla indicios de que los cometas pudieron traer la vida a la Tierra

Un equipo de investigadores de la NASA ha descubierto nuevos indicios que apoyan la teoría de que la vida pudo llegar a la Tierra a bordo de los cometas.

El experimento, presentado por Jennifer G. Blank en la reunión anual de la Sociedad Química Americana, recreó, con potentes ‘disparos’ de laboratorio y un modelo informático, las condiciones que existían en los cometas cuando bombardearon la Tierra a una velocidad de 25.000 kilómetros por hora. Este trabajo forma parte del intento de comprender cómo los aminoácidos y otros elementos de los primeros seres vivos aparecieron en un planeta que llevaba miles de años vacío y desolado.

No deja de ser un pasito más a favor de esta sugerente teoría en la cual se han inspirado algunas películas de ciencia ficción. Para los aficionados a estos temas de astrobiología en general y sobre la panspermia en particular, os dejo una selección de artículos de este blog.

PD (12-abril-2012):
Asteroide que mató a dinosaurios eyectó microbios terrestres a otros planetas según estudio
Interesantes resultados de unestudio realizado por el japonés Tetsuya Hara en la la Universidad de Kioto.

[…] A causa del impacto fueron arrojados al espacio hasta 100 millones de fragmentos rocosos del tamaño de un centímetro que contendrían microrganismos y algunos de los cuales, según los cálculos, habrían caído en las lunas de Júpiter y Saturno, en particular, Europa y Enceladus.
[…]

¿Puede la realidad ser superada por la ciencia ficción catastrofista?

Apocalipsis

Apocalipsis

Además de biólogo escribo ciencia ficción y la noticia que refiero a continuación me parece un descubrimiento fascinante e inquietante.

Una bacteria está evolucionando hasta cien veces más rápido que lo detectado en cualquier otra

Se ha descubierto que la velocidad a la que evoluciona una bacteria capaz de causar infecciones mortales en una amplia gama de aves, es excepcionalmente elevada. Se trata de un caso único, ya que no se conoce hasta ahora ninguna otra bacteria con un ritmo evolutivo igual.

Los científicos aún están lejos de averiguar cómo exactamente la Mycoplasma gallisepticum adquirió la capacidad de propagarse entre los carpodacos, pájaros que se bifurcaron evolutivamente de pollos y pavos hace entre 80 y 90 millones de años.

Con el permiso de mis lectores voy a jugar a hacer un poco de catastrofismo en plan ciencia ficción. Para eso hay que sentar unas bases que creen el nuevo escenario catastrófico.

La evolución de los seres vivos en nuestro planeta se aceleró de forma extraordinaria cuando se estableció el mecanismo de reproducción sexual que permitía la recombinación genética de dos individuos. Este mecanismo permite generar una prole muy diversificada genéticamente en la cual algunos descendientes adquirían la combinación de genes más ventajosa. Estos invíduos generados por recombinación genética actúan como semilla para una generación mejor adaptada gracias a la selección natural que elimina de la línea de sucesión a los individuos peor adaptados.

Dicho esto y tomando la noticia anterior, si surgiera un mecanismo reproductivo que supere a la reproducción sexual actual en eficacia evolutiva, poco a poco iría sustituyendo a todos los seres vivos del planeta. Incluso podría provocar una extinción masiva de seres vivos superiores incapaces de enfrentarse a esta nueva forma de vida. Esta, con su superior velocidad de adaptación, impediría que las especies a las que ataca pudieran adaptarse a tiempo.

La película Evolutión, más fantástica que científica, es una forma exagerada y cómica de ver este tema.

Lo cierto es que no parece que esta bacteria represente una amenaza inminente porque todos estos temas hay que contemplarlos en términos evolutivos de millones de años, pero ¿Estamos ante el nacimiento de una super-bacteria?

En cualquier caso será interesante descubrir como logra evolucionar tan rápidamente esta bacteria.

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