Todos los retos técnicos que debemos resolver si queremos lograr la mayor hazaña del ser humano: llegar a Marte

La llegada del ser humano a Marte sigue siendo un sueño inalcanzable pero, ¿seguirá siéndolo por mucho tiempo? ¿Cuán cerca estamos de convertirnos en una civilización interplanetaria?

El primer problema que tendrán que afrontar es el de llegar hasta ahí. Los motores de propulsión química que utilizamos hoy en día para enviar al espacio misiones de todo tipo, tripuladas o no, tienen importantes limitaciones.

Los hemos utilizado para enviar vehículos de hasta una tonelada de masa al planeta rojo pero una misión tripulada es una historia bien distinta. Con la tecnología actual un viaje tripulado a Marte podría necesitar entre 21 meses y tres años contando la ida y el regreso.

Existen diversos conceptos de propulsión que podrían ayudarnos en este objetivo de llegar a Marte. Algunos implican cambios relativamente ligeros en los motores químicos convencionales como es el caso de los motores de detonación rotativa; otros requieren de importantes avances, como los motores de fusión nuclear.

Entremedias hay dos tecnologías que parecen más o menos al alcance de nuestras capacidades, ambas basadas en la energía nuclear, pero en este caso la de fisión. El primero de ellos es la propulsión térmica nuclear (NTP), un motor que emplea un pequeño reactor nuclear que transmite energía térmica a un propelente de hidrógeno gaseoso que se expande así para propulsar el vehículo. Se estima que este sistema podría acortar el tiempo de viaje a Marte en un 25%.

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El segundo es la propulsión electronuclear o eléctrica nuclear (NEP). En este caso el reactor de fisión acaba produciendo energía eléctrica de manera muy semejante a como lo hacen las plantas nucleares en la Tierra. La energía eléctrica ioniza un gas inerte que impulsa la nave. Estos motores podrían ser capaces de acortar el tiempo de viaje en un 60%.

Cada motor cuenta con unas ventajas específicas: los NTP impulsan con más fuerza los vehículos, pero los NEP pueden hacerlo durante más tiempo. Es por eso que la opción de vehículos que los combinen también está siendo estudiada por la NASA en el contexto de su programa NIAC (Innovative Advanced Concepts).

¿Y dónde montaremos estos motores? Por ahora no contamos con una nave espacial que pueda transportar seres humanos a Marte, pero existen algunos proyectos que podrían acabar dando lugar al diseño final. Empecemos por el de Starship.

La llegada a Marte ha sido uno de los objetivos declarados de SpaceX desde sus primeras etapas. Tanto es así que la historia de su nave superpesada Starship comienza a escribirse a través de conceptos previos como el del Mars Colonial Transporter. Starship es una parte fundamental del programa Artemis, y la NASA busca que la empresa de Elon Musk se centre en este aspecto del cohete. Quizás entonces podamos conocer más detalles sobre cómo moldear este vehículo para cumplir con su función a largo plazo: llegar a Marte.

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La NASA por su parte cuenta con un proyecto para crear una nave capaz de llevar personas hasta el planeta rojo: Deep Space Transport (DST). Los avances con Starship, las dudas que está generando el cohete pesado de la agencia, el Space Launch System (SLS) y el hecho de que no hayamos tenido muchas noticias sobre esta nave en los últimos años invitan al escepticismo con respecto a futuros avances en esta dirección.

¿Y China? El secretismo de Beijín hace imposible conocer los planes de sus agencias. Los esfuerzos de las autoridades chinas parecen centrados en la llegada a la Luna y en la misión que traerá a la Tierra muestras de suelo marciano, previsiblemente a comienzos de la década que viene. Pero poca duda cabe de que las ambiciones del programa espacial chino también abarcan este tipo de misiones.

Sea cual sea el diseño, tendrá que abordar uno de los grandes problemas de la exploración de Marte: la radiación. Durante todo el viaje la nave quedará expuesta a vientos solares y a otras formas de radiación procedente del espacio.

Lidiar con la radiación también será un problema para quienes diseñen los habitáculos en los que los astronautas pasen su estancia en el planeta rojo. Marte no cuenta con un campo magnético que proteja su superficie de la radiación como ocurre en la Tierra, por lo que los astronautas seguirán expuestos aún después de llegar a su destino.

Más que un viaje

Y, como hemos señalado antes, los viajes a Marte no son cortos. Cualquier misión a este planeta no podrá ser simplemente de ida y vuelta. Debido al movimiento de los planetas, los exploradores tendrán que esperar algunos meses en Marte antes de contar con una ventana de lanzamiento que les permita volver a casa.

Los habitáculos en los que vivan durante ese tiempo tendrán que protegernos de la radiación así como de la falta de oxígeno en la atmósfera marciana. También de las inclemencias del tiempo.

Y todo eso sin dejar de crear un entorno acogedor para las personas que lo habiten durante varios meses. Es por eso que la NASA no solo somete a prueba las tecnologías que incorporarán estos habitáculos sino que también prueba aquí en la Tierra cómo un grupo de personas puede desenvolverse en estos lugares.

Construir en Marte tiene unos problemas semejantes a los que tiene construir en el espacio: los cohetes tienen limitaciones no solo con respecto a la masa que transportan sino también respecto a su volumen y sus dimensiones. La solución: construir con impresoras 3D y aprovechando la mayor cantidad de materiales disponibles en el origen, la llamada utilización de recursos in situ.

La utilización de recursos in situ será de gran importancia no solo para la construcción sino también para la subsistencia de los viajeros. Esto afecta a distintos aspectos de la subsistencia, desde el oxígeno hasta la energía, pasando por el agua y los alimentos.

Hay muchas cosas que nos pueden matar en Marte, pero si nos plantáramos ahí sin protección la que primero lo hiciera sería la falta de oxígeno. Es por esto que las agencias espaciales están poniendo gran empeño en encontrar la forma de transformar las moléculas de dióxido de carbono tan abundantes en la atmósfera marciana en oxígeno respirable. Existen varios experimentos avanzados que pretenden solventar este problema, y uno de ellos lleva casi tres años en Marte: MOXIE.

Aun si logramos reducir los tiempos de viaje a la mitad, una misión a Marte seguiría requiriendo más de un año entre viajes y estancia. Subsistir durante ese tiempo requiere comida. Y mucha. Cultivarla ahí es una opción, pero la agricultura marciana tendría sus propias vicisitudes: menor radiación solar, ausencia de humedad y un terreno muy distinto son factores que afectarían a cualquier cultivo en un planeta como Marte.

No todos los bienes son tangibles: la energía también es un problema. Muchos de los aparatos que enviamos al espacio cuentan con paneles solares, pero el polvo marciano y la mayor distancia entre planeta y estrella hacen que estos mecanismos sean menos eficaces que en la Tierra. Transportar la energía en forma de combustible es poco realista, salvo quizás que estemos hablando de combustible nuclear. La energía nuclear ya ha sido aprovechada en el planeta rojo para algunas misiones, como las que llevan a cabo los rovers Curiosity y Perseverance.

¿Y el agua? Es posible que la clave en el caso del agua no esté en crearla in situ, sino en llevar un poco y aprovecharla todo lo que podamos. Esto es lo que ya ocurre en la Estación Espacial Internacional. En este puesto avanzado de la humanidad en el espacio los astronautas llevan años valiéndose de sistemas de reciclado de agua que convierten los líquidos desechados en agua potable más pura de la que llega a los grifos de países como Estados Unidos. Y es un sistema aún sujeto a mejoras.

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Es probable que la humanidad llegue a Marte en las próximas décadas, pero que la llegada se produzca antes o después dependerá también de factores como la financiación. Llegar a Marte será caro y, cuanto antes lleguemos más repercutirá este viaje sobre los bolsillos de contribuyentes e inversores.

Es difícil estimar el coste total de llevar a la humanidad a Marte y es por eso que las estimaciones varían. Algunas estimaciones sitúan el coste extraordinario en las decenas de miles de millones de dólares, otras menos optimistas calculan el coste alrededor del billón y medio de dólares. Los cálculos de la NASA van en algún lugar intermedio. La agencia cree que llegar al planeta rojo nos costaría alrededor del medio billón de dólares.

Pasaron tan solo 12 años entre el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik 1 y la llegada de Neil Armstrong a la Luna. El contexto de aquellos años era distinto al actual: el despegue del Sputnik generó una sensación de inseguridad estratégica en los Estados Unidos que propició una inversión en la carrera espacial que aún no ha sido igualada.

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Imágenes | NASA