Destino Marte

Marte, parece ser la meta que todos quieren alcanzar, con la Luna puesta en el medio como etapa previa. Las dificultades de la aventura son bastantes. El viaje podría durar entre ida y vuelta, dos años y medio. La distancia que nos separa, en el momento que Marte se acerca a nosotros, es de 55 millones de Kilómetros. Recordemos que el gran viaje a la Luna de los Apollo duró unos pocos días y la distancia recorrida fue 38.4000 kilómetros.

El proyecto Prometeo intenta hacer posible la propulsión con energía nuclear. Los motores iónicos son otros candidatos. Expulsan una corriente de partículas a alta velocidad a partir de gas xenón que reacciona con la luz solar y posteriormente son aceleradas por campos eléctricos generados por la energía de los paneles solares. El empuje es bajo, pero permitiría una aceleración constante logrando velocidades de cientos de kilómetros por segundo. Todavía más llamativo son las velas solares con las que nuestros navegantes surcarían el espacio siguiendo la fuerza de los vientos solares o quién sabe, el de otra estrellas. 

La elaboración de sofisticados robots, sistemas de trasporte, tecnología de aterrizaje, trajes espaciales estructuras y viviendas, comunicación interplanetaria etc se está realizando en muchas empresas, universidades y centros de investigación. Mars Society es la organización que con más firmeza apoya el primer viaje tripulado a Marte. Científicos e ingenieros de nacionalidades diferentes forman parte del grupo de personas, unas 6000, que pertenece a esa sociedad científica no gubernamental. Desde los años 90, estos visionarios han intentado que el sueño de alcanzar  Marte pueda ser tan real y posible como cualquier otro proyecto de exploración. Para ello, miembros de la Mars Society han montado campamentos-base en diferentes lugares del planeta que tienen algún parecido con Marte. Utah y la Isla de Devon han sido los dos primeros lugares elegidos. Allí  han intentado imaginar el planeta que los astronautas encontrarán. En el transcurso de la estancia, se han probado diferentes ingenios y realizado numerosas actividades con el fin de comprender a que problemas se tendrán que enfrentar los humanos que lleguen a Marte.

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Base construida por la Mars Society

 Ciertamente las posibilidades de fracasar  no son pequeñas. Una gran parte de las misiones no tripuladas a Marte no han cumplido su objetivo. Apollo 13, Columbia, Challenguer son nombres que nos recuerdan accidentes en los viajes espaciales. 

Los científicos e ingenieros de las agencias espaciales intentarán en las próximas décadas disminuir el peligro de la misión tripulada a Marte. Los riesgos que se deberán asumir serán mayores cuanto más barata y rápida sea la misión. Los tripulantes de la nave se enfrentará a lo desconocido. Durante la travesía deberán protegerse de las radiaciones solares y cósmicas que podrían causar graves daños. 

La colisión con meteoritos o cualquier partícula que vague por el espacio también puede causar una catástrofe. La nave y los tripulantes deberán estar preparados para todos esos percances en la soledad más angustiante. Una singladura de tanta duración , dentro de un  espacio cerrado, pequeño, sin gravedad, extraño y apartado de nuestro mundo, disminuirá la salud física y metal de los astronautas. Pero esta situación no parece nueva. Los hombres que acompañaron a grandes descubridores como Magallanes o Colón se debieron enfrentar a situaciones parecidas.

Pero ¿cómo podría ser ese viaje?

Además del elevado coste de una misión tripulada a Marte, existen dificultades técnicas. Quizá una de las más serias sea el regreso. En ese momento la nave de retorno deberá tener el suficiente combustible que le permita vencer la atracción gravitatoria marciana y retornar a la Tierra. La posibilidad de producir combustible en Marte elimina el problema de su transporte pero genera otro, su síntesis. Además, si se pretende una estancia de larga duración, la colonia marciana debería ser autosuficiente, es decir producir el oxígeno y sus víveres. También la colonia debería generar su propia energía. 

 Wherner von Braun, precursor de los viajes al espacio, imaginó en 1952 en su libro "El Proyecto Marte"   una primera misión compuesta por diez naves espaciales, con 70 tripulantes y tres botes de aterrizaje. Los proyectos actuales no siguen los consejos del físico alemán. Han reducido el número de naves a un número máximo de tres y a ocho  el de tripulantes escogidos entre un selecto grupo de científicos e ingenieros.

Bush prefiere empezar desde la Luna para poder apropiarse de sus recursos y lugares estratégicos antes de la llegada de otros competidores como los Chinos. La baja gravedad facilitaría el lanzamiento de naves construidas sobre la superficie lunar.

Se han desarrollado varios proyectos para alcanzar Marte sin la necesidad de hacer escalas en la Luna. Estos son los más destacados:

a) 90-day report

Plan de la NASA como consecuencia del SEI en 1989. Este plan básicamente consistía en fabricar una nave espacial en la órbita terrestre. A causa de su gran masa,  unas 1000 toneladas, debía tener el apoyo de infraestructuras en la  Luna y otras que orbitaran alrededor de la Tierra.

El sistema de propulsión, que nunca se llegó a diseñar, llevaría a la nave a través de un viaje de 6 meses a Marte. Una vez allí, la nave sólo podría estar un mes en órbita alrededor de Marte. La estancia en el planeta sólo sería posible durante dos semanas,  por lo que sería simbólica. Ese tiempo es muy corto para realizar estudios científicos profundos.

Uno de los tripulantes se quedaría en el orbitador esperando la llegada de sus compañeros y  haciéndose cargo de los controles de la nave.   Las difíciles maniobras de aproximación y acoplamiento entre el orbitador y el módulo que trae a los astronautas de Marte sería una de las fases más arriesgadas de esta misión.

La mayor distancia entre la Tierra y Marte en el momento de la vuelta en comparación con la ida haría más complicado el viaje. Para llegar antes a su destino la nave debería hacer un complicado rodeo. Desde Marte se desplazaría a Venus y aprovechando el impulso gravitatorio de este planeta alcanzaría la Tierra antes que si fuera directamente. El acercamiento a Venus es peligroso ya que expone a la tripulación a una mayor radiación solar.

Esta misión costaría unos 450 billones de dólares. Indirectamente se pretendía justificar otros proyectos con los que se lograría desarrollar la exploración espacial. La Estación Internacional y la Base Lunar entraban en el mismo paquete que la Misión a Marte.

b) Marte Directo

Diseñado por Dr. Robert Zubrin, fundador de Mars Society, su novedad más destacada es el uso de recursos marcianos. Esto reduciría el combustible que sería necesario transportar para realizar el viaje.

Inicialmente, los cohetes "Ares" o cohetes HLLV (Vehículos de Lanzamiento para Transporte de Cargas Pesadas) partirían de la Tierra con una carga que contuviera una nave formada por dos módulos: el Vehículo de Retorno a la Tierra (ERV) y el Vehículo de Ascenso a Marte (MAV); algunas toneladas de hidrógeno líquido; un reactor nuclear situado en la parte trasera de una especie de camión que contendría una unidad de producción química automatizada y un conjunto de compresores. Unos rovers completarían el cargamento. Estos cohetes se caracterizan por la elevada carga que pueden impulsar.

Cohete HLLV

Una vez que el módulo que contiene la carga alcanzara Marte, frenaría en la órbita marciana y finalmente descendería con la ayuda de unos paracaídas y retrocohetes. Después del amartizaje, el camión saldría del lander y se desplazaría unos cientos de metros para a continuación, desplegar el reactor que proporcionaría energía al compresor y a la unidad de procesamiento químico. Seis toneladas de hidrógeno líquido estarían listas para ser usadas en la superficie marciana. Gracias a un reactor y la planta de producción se podrían sintetizar compuestos a partir del aire marciano. El CO₂ se encuentra en una proporción del 95% de la atmósfera marciana. El carbono aportado por el dióxido de carbono reaccionaría con el hidrógeno traído desde la Tierra  y produciría metano (CH₄) y agua (H₂O). El primer compuesto se usaría como combustible mientras que el agua se destinaría al consumo humano y además sería una fuente de reserva de hidrógeno. Una tercera unidad de producción podría romper el CO₂ para dar lugar a oxígeno. El metano es licueficado y almacenado. El agua no consumida es electrolizada para producir O₂, que es almacenado, y H₂ que es reciclado para producir metano.  

En sólo 6 meses, los tanques del ERV contarían con  el suficiente combustible para el viaje de vuelta a la Tierra. El hidrógeno daría lugar a unas 108 toneladas de CH₄/O₂ , 18 veces más que la masa de hidrógeno importada desde la Tierra. Más del 90% de este biopropelante se usaría como combustible del ERV, mientras que sólo 12 toneladas serían usadas por los vehículos de largo recorrido sobre la superficie marciana.

Dos años más tarde, se lanzarían dos nuevos HLLV que trasportarían sus cargas hasta el planeta rojo. Una de las cargas sería idéntica a la descrita anteriormente, la otra contendría el módulo donde viviría una tripulación de cuatro miembros junto a provisiones para tres años y un rover presurizado con el que poder viajar sobre la superficie del planeta. Incluso se está contemplando la posibilidad de simulación de gravedad mediante el giro de una de las partes del cohete.  

Los astronautas saldrían de la Tierra a bordo de la nave sabiendo que en Marte les espera el Vehículo de Retorno a la Tierra listo para partir. Este momento tendría lugar cuando se abriera la ventana  de acercamiento a Marte (aproximadamente cada dos años). Después 6 meses de travesía, llegarían a la superficie  en el módulo de amartizaje. Encontrar el ERV, sería el siguiente objetivo. Les ayudaría la radiobaliza instalada en el ERV. Podrían viajar en el vehículo presurizado, transportado en el módulo de amarizaje, con suficiente combustible para recorrer 1000 kms. 

Módulos donde podrían vivir los astronautas y 

vehículo de desplazamiento (Dibujo de la NASA) 

Durante el año y medio de estancia, los astronautas explorarán un gran área de la superficie marciana gracias al combustible y a los vehículos que junto a ellos llegarán. Se ha estimado que durante ese tiempo y las condiciones bajo las que se desarrollará la misión,  es posible recorrer 2400 kilómetros, alejarse 500 kilómetros de la base y estudiar 800.000 Kilómetros cuadrados de superficie. El principal objetivo de la exploración es realizar una búsqueda extensiva donde intentarían encontrar vida o restos de la posible vida que hubiera en el pasado. 

Representación de como se podría realizar la exploración. 

Un astronauta recoge las muestras y un robot las analiza.

Al finalizar la estancia, los astronautas regresarían a su lugar de origen a bordo del ERV. 910 días el el tiempo estimado de la misión.   

La idea del Doctor Zubrin es que este tipo de misiones continúen a lo largo del tiempo aprovechando los acercamientos de Marte. Todas ellas seguirían la misma secuencia, primero se lanzaría el ERV y más tarde, los tripulantes partirían hacia Marte. Para ello, cada dos años partirían de la Tierra cohetes en dirección a ese planeta.

c) Marte Semi-directo.

Este es el último de los planes de la NASA y parece claramente inspirado en el anterior  que  modifica principalmente en el regreso de los tripulantes. 

Dos naves se lanzarían desde la Tierra, una de ellas contendría el MAV (Vehículo de Ascenso de Marte). La otra nave quedaría orbitando alrededor de Marte. El MAV llevaría incorporado un generador de combustible. Este generador produce los mismos elementos que la planta de producción del ERV de Marte Directo. 

En el segundo viaje habrá dos etapas. En la primera, se lanzará la nave sin tripulación. Esta dará vueltas alrededor de la Tierra hasta que alcance la suficiente velocidad para iniciar la travesía. Los tripulante entonces se se subirán a un transbordador, para a continuación, desembarcar en la nave. Una vez en Marte, la nave se acoplaría con el orbitador del primer viaje. Los astronautas descenderían en el Módulo de Entrada a Marte (TMI). 

Finalmente, a bordo del MAV, los astronautas despegarían del planeta y se acoplaría con la nave orbitadora que sería la nave re regreso a la Tierra o REV de esta misión.. El MAV también se usaría para la entrada en la Tierra. Un año y medio pasarían los astronautas en Marte y el desarrollo de la estancia sería casi idéntico a la otra misión.

Al contrario que en Marte Directo, en Marte Semi-directo es necesario el orbidador para regresar. Por otro lado, esa misión tiene la principal ventaja de requerir una menor cantidad de combustible. Además, el habitáculo donde viviría a tripulación durante el viaje podría ser mayor, lo que permitiría una mayor comodidad o aumentar el número de tripulantes. En caso de fallo en la producción de combustible, en Marte Directo se podría rediseñar la misión pero en Marte Semi-directo la solución sería enviar otro MAV.    

Llegar a Marte es posible mediante la colaboración

La colaboración internacional dirigida por gente sensata y honesta deberá marcar el correcto camino  para alcanzar Marte. Es muy difícil que un sólo país, incluso Estados Unidos, pueda afrontar la exploración humana del espacio. La ISS demuestra lo costoso que resulta desplazar algo fuera de la Tierra y mantenerlo en el espacio.

  A pesar de las incertidumbres e inconvenientes, tarde o temprano el afán de superación, será el motivo más importante que nos impulsará hacia otros mundos. Los intereses económicos, militares o científicos son insuficientes para justificar tal empresa. Una odisea, para muchos tan inútil, como fue la colonización y expansión del Homo Sapiens por toda la Tierra hasta llegar a sus rincones más inhóspitos. La búsqueda de nuevos horizontes ha despertado siempre la curiosidad humana, esa característica ha formado parte de nosotros desde que nuestros antepasados abandonaran la sabana africana hace un millón de años y ha sido un elemento determinante en el desarrollo de nuestra especie. Por todo ello, considero que nos encontramos ante un reto trascendental para la humanidad y su futuro. Este pensamiento queda reflejado en la frase que dijo el cosmonauta ruso Yuri Romanenko, tras volver a la Tierra: "el cosmos es un imán.... una vez has estado allí, sólo puedes pensar en la manera de volver".