Este artículo explica a grandes rasgos el diseño de la NASA para el envío de tres misiones  tripuladas prácticamente idénticas al planeta . (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.