La complicada logística de llevar exploradores humanos a Marte

Desde que los humanos hemos mirado las estrellas, hemos soñado con aventurarnos y visitar estos lugares distantes. Y ningún lugar ha sido objeto de más especulaciones que Marte. Ahora, finalmente estamos en un lugar donde el sueño de los seres humanos que ponen un pie en otro planeta podría convertirse en realidad dentro de nuestras vidas.

Entendemos la tecnología que necesitamos para enviar humanos a Marte, y también tenemos la experiencia de enviar misiones robóticas allí. Entonces, ¿cuándo vamos a dar ese próximo gran salto y enviar una misión tripulada a otro planeta por primera vez? ¿Y qué se necesitará para que eso suceda?

Hablamos con el experto espacial Michael Hecht del Instituto Tecnológico de Massachusetts, veterano del Laboratorio de Propulsión a Chorro e investigador principal del MOXIE instrumento de producción de oxígeno en el rover Perseverance, para comprender cómo llegamos de la Tierra a Marte, y cómo pondremos las botas en el suelo por primera vez. tiempo.

Siempre a 15 años de distancia

Con la reciente oleada de interés en la exploración de Marte, parece que estamos más cerca que nunca de llevar personas a la superficie del planeta. Y, sin embargo, también es un objetivo que constantemente parece estar fuera de alcance.

Después de las misiones Apolo de las décadas de 1960 y 1970, muchos entusiastas del espacio asumieron que seguiríamos alcanzando y explorando, y pasaríamos al siguiente objetivo de exploración: Marte. Pero el interés público se desvaneció, el apoyo a Apolo se agotó y los humanos no han dejado la órbita terrestre desde entonces.

En las décadas intermedias, muchos han especulado que los humanos pondrían un pie en Marte en solo 15 años; que inevitablemente pronto terminaremos en el planeta rojo. Pero aún no se ha materializado un plan de misión concreto y serio para llevar personas a Marte.

Ahora tenemos la tecnología para hacer realidad una misión tripulada a Marte, y hay un interés creciente en el tema. Pero Hecht argumenta que la comunidad espacial, y nosotros como especie en su conjunto, aún tenemos que hacer un compromiso financiero y práctico serio para hacer realidad una misión. Si decidiéramos hacer esto, podríamos. Pero tenemos que hacer ese compromiso.

“Podríamos haber ido tras Apolo”, dijo Hecht. “Habría sido duro y habría sido peligroso. Pero podemos hacerlo de manera más segura ahora. Podríamos habernos ido entonces, y podemos irnos ahora”.

Un punto mágico en el ciclo

Al tratar de imaginar cómo sería una misión tripulada a Marte, en realidad solo hay una forma práctica de llegar de aquí a allá. Debido a la órbita de Marte alrededor del sol, un año dura poco menos de dos años terrestres. Teniendo en cuenta el tiempo de viaje, eso significa que si desea viajar de la Tierra a Marte, hay un período en un ciclo de 26 meses cuando ese viaje es más fácil: cuando los dos planetas están cerca y se puede enviar un cohete a lo que se llama una transferencia Hohmann orbita.

“Hay un punto mágico en ese ciclo de 26 meses”, explicó Hecht. Cuando un cohete se lanza desde la Tierra en el momento justo, puede cruzar la órbita de Marte al mismo tiempo que Marte. “Es como cambiar de carril en la autopista”.

Aunque es posible enviar naves a Marte usando otras órbitas, es más difícil y peligroso, y mucho más costoso. Entonces, este ciclo de 26 meses pone un límite práctico sobre cuándo podemos enviar misiones a Marte. Es por eso que las misiones a Marte a menudo se lanzan casi al mismo tiempo, como las tres naves espaciales que se lanzaron en el verano de 2020: el rover Perseverance de la NASA, la misión Tianwen-1 de China y la misión Hope de los Emiratos Árabes Unidos.

Y hay una oportunidad equivalente de volver en la otra dirección. Esto pone un marco pragmático en torno a cómo se verá una misión tripulada a Marte: un viaje de seis o siete meses. de la Tierra a Marte, poco más de un año y medio en la superficie, y otros seis o siete meses en llegar atrás. Eso es alrededor de una misión de tres años en total.

Una misión más larga de lo que estamos acostumbrados

La duración de la misión de tres años plantea desafíos, ya que es una misión más larga de lo que estamos acostumbrados a enviar personas. Las misiones a la luna duraron solo unos pocos días, y las rotaciones de la tripulación en la Estación Espacial Internacional suelen durar entre seis meses y un año.

Tener personas en la superficie marciana durante alrededor de 18 meses les da la oportunidad de hacer ciencia y exploración serias, pero también conlleva mucho más riesgo. Si hay un problema en una misión a Marte, será extremadamente difícil, si no imposible, enviar ayuda o suministros desde la Tierra. Si algo sale mal, los astronautas estarán solos.

“Nadie que esté cerca de esto se hace ilusiones de que es seguro”, dijo Hecht. Desde el amenaza para la salud de la exposición a la radiación a los riesgos durante el despegue y aterrizaje a los problemas que surjan que usted pasar un año y medio en condiciones de hacinamiento donde no se puede salir sin traje espacial: “Es una aventura arriesgada”.

Es por eso que el enfoque de la planificación de una misión tripulada es obtener la mayor cantidad de equipo esencial posible antes de que alguien abandone la Tierra. Para minimizar los riesgos para los astronautas, enviaría máquinas y equipos al planeta durante la ventana anterior del ciclo de 26 meses para que esté listo para la llegada de los astronautas. Debe asegurarse de que las necesidades más básicas de los astronautas, como el oxígeno y el agua, ya estén satisfechas.

Proyecto MOXIE de Hecht es un ejemplo del tipo de tecnología que permitiría una misión tripulada a Marte y reduciría sus riesgos. Es una forma de producir oxígeno a partir del abundante dióxido de carbono de la atmósfera marciana, y una pequeña La versión de la tecnología se encuentra actualmente dentro del rover Perseverance y ha tenido varias ejecuciones exitosas. ya. Una versión más grande de esta tecnología podría enviarse a Marte junto con un gran tanque de oxígeno, que podría llenarse con oxígeno listo para la llegada de una tripulación a Marte.

¿Luna a Marte?

La NASA planea regresar a la exploración espacial humana con las próximas misiones Artemis a la luna, y el La agencia ha declarado consistentemente que una de las razones para viajar a la luna es prepararse para una misión tripulada para Marte.

Como dijo el ex administrador de la NASA, Jim Bridenstine, en un informe reciente: “La NASA siempre ha puesto la mira en la exploración humana de Marte. Ahora que los humanos regresan a la Luna en cuatro años para establecer una exploración lunar sostenible por parte de los Al final de la década, podemos ver claramente que la Luna es un peldaño crítico hacia el planeta rojo. Aprender a vivir y trabajar en la Luna nos acercará cada vez más a nuestro próximo gran salto mientras buscamos vida más lejos en el sistema solar”.

Sin embargo, exactamente qué tan análogas son las misiones a la Luna con las misiones a Marte es un tema de debate en la comunidad espacial. Algunos argumentan que cualquier exploración espacial humana ayudará a desarrollar conocimientos, tecnologías y procedimientos que serán beneficiosos en futuros esfuerzos: eso fue lo que El astronauta de Artemis Kjell Lindgren le dijo a Digital Trends cuando lo entrevistamos sobre los objetivos de las misiones Artemis.

Pero otros, como Hecht, se muestran escépticos acerca de cuánto se puede aprender sobre una misión a Marte yendo a la Luna. “Me cuesta encontrar puntos en común entre los dos, para ser honesto”, dijo Hecht. Señaló las diferencias entre Marte y la Luna en cuanto a la duración de los viajes, la gravedad y los ambientes de polvo que los astronautas encontrarán, la presencia o ausencia de atmósfera y cómo eso afecta los aterrizajes, y los recursos que son disponible. “Simplemente no lo veo como un trampolín”.

Cuando se trata de Marte, Hecht dijo: “No creo que practiques yendo a otro lugar. Pero entiendo el punto de vista de las personas que dicen que ir a cualquier lugar, sin importar si es un asteroide o la luna, nos da experiencia para operar fuera de la Tierra”.

No es que las personas que están a favor de una misión a Marte estén en contra de visitar la luna; los defensores de la exploración espacial en general apoyar más misiones de todo tipo; más bien, si queremos viajar a Marte, deberíamos centrarnos en Marte y su singularidad. retos

Una estación McMurdo para el planeta rojo

Se habla mucho de ciudades futuristas en Marte y de enviar cientos o incluso miles de personas a vivir allí a largo plazo. Pero es poco probable que las ideas descabelladas sucedan en el corto plazo. En cambio, una visión más realista sería un puesto avanzado de investigación científica, como la base McMurdo en la Antártida, con un puñado de astronautas pasando tiempo allí en turnos de 18 meses.

Sería factible establecer la primera misión tripulada a Marte dentro de 20 a 25 años y establecer un puesto avanzado de investigación allí dentro de las próximas décadas.

Si bien es posible que una misión de este tipo sea planificada y ejecutada por un solo país, podría haber una misión más sólida si participaran diferentes países. Actualmente, la NASA coopera estrechamente con otras agencias espaciales como la Agencia Espacial Europea (ESA) y la japonesa. Agencia Espacial (JAXA), pero hay un cisma entre los EE. UU. y uno de los jugadores más importantes en las misiones espaciales: China. Aún no está claro si estas diferentes agencias estarían dispuestas a trabajar juntas en una futura misión a Marte.

“Con suerte, esa primera misión [a Marte] involucrará no solo a la NASA y no solo a los Estados Unidos”, dijo Hecht, “Ojalá también involucre a China, por lo que no habrá un solo punto de falla. Continuará si uno de los socios decide ir a otro lugar”.

No solo serán las agencias gubernamentales involucradas en el proyecto tampoco. Compañías como SpaceX, Blue Origin y Boeing están muy involucradas en misiones espaciales, y usted pueden esperar que se involucren como subcontratistas o incluso gerentes de proyectos en futuras misiones a Marte como Bueno.

¿Por qué ir a Marte?

Cada vez que surge el tema de una misión tripulada a Marte, siempre hay personas que se oponen al tiempo y dinero que tal empresa requeriría y argumentan que este dinero se gastaría mejor resolviendo problemas aquí en Tierra. E innegablemente, en el último año en particular, hemos visto grietas en los sistemas que se supone que respaldan las necesidades básicas de muchos, como vivienda, educación y atención médica.

Pero, señala Hecht, no solo gastamos dinero en cumplir con los requisitos básicos de la vida. Describió cómo trató frenéticamente de juntar $1 millón de fondos para instalar una nueva pieza de equipo científico en Marte y encendió la televisión para ver los anuncios que se emitieron durante el Super Bowl. El costo de cada anuncio de 30 segundos podría haber pagado su equipo varias veces.

“Gastamos dinero en todo tipo de cosas tontas como anuncios del Super Bowl”, dijo. “Y muchos de ellos tienen que ver con nuestro disfrute personal de la vida y la realización, ya sean deportes, bibliotecas, arte, música, parques. Seríamos una excusa bastante pobre para una sociedad si lo único en lo que gastaríamos dinero fuera en comida y vivienda”.

Cuando se trata de exploración espacial, tenemos la oportunidad de enseñar e inspirar y, quizás lo más importante de todo, de comprender más sobre el universo y nuestro lugar dentro de él. Si queremos responder algunas de las preguntas más importantes de la vida: de dónde venimos y si estamos solos en el universo, entonces debemos aventurarnos más allá de nuestro planeta y explorar.

Lo que aprendemos de la exploración

Muchos defensores de la exploración de Marte argumentarán que deberíamos viajar a Marte porque hay cosas específicas que podemos aprender allí sobre la Tierra. de estudiar algunas de las rocas más antiguas del sistema solar aprender sobre la formación de la Tierra para estudiar la clima Para obtener información sobre el problema apremiante del cambio climático, hay muchas maneras en que los descubrimientos realizados en Marte podrían mejorar la vida aquí en la Tierra.

Pero para Hecht, tratar de justificar las misiones espaciales de esta manera “va en contra de la historia. En el sentido de que sí, siempre ha habido esos beneficios tangibles [para la exploración]. Pero no hemos sido muy buenos prediciéndolos. Eso es lo maravilloso de esto. Vas y exploras un lugar nuevo y aprendes algo que nunca esperabas aprender”.

Simplemente no sabemos qué descubriremos de Marte hasta que vayamos allí. Eso siempre ha sido así con los descubrimientos científicos, desde los descubrimientos accidentales de la penicilina o los rayos X hasta la forma en que tecnología desarrollada para las misiones lunares Apolo conducir a mejores máquinas de diálisis renal y mejores equipos de protección para los bomberos.

Y más allá de las ventajas pragmáticas del desarrollo de tecnologías y conocimientos científicos, existe un ímpetu más profundo para explorar. “La búsqueda del conocimiento es lo que nos hace humanos”, dijo Hecht.

“Llevamos haciendo esto desde la primera vez que chocamos dos rocas. Perseguimos el conocimiento. Y la exploración de nuevos lugares, es por eso que no hay un rincón del globo donde los seres humanos no hayan puesto un pie, incluido el fondo del océano. Éso es lo que hacemos."

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