2016 - Por Diego Bagú

El próximo lunes 14 de marzo, y si todo sale tal cual lo planeado, desde la base de lanzamiento de Baikonur partirá la nave ExoMars rumbo a Marte. Una nueva travesía, una más de las tantas que han tenido al planeta rojo como destino final. La ExoMars, una misión conjunta entre la Agencia Espacial Europea y Rusia, se trata en realidad de dos misiones. La primera de ellas es la que se inicia en pocos días. La restante, dará comienzo en 2018. Ambas misiones, como todas las enviadas hasta el momento, son no tripuladas; lo que se denominan misiones semiautomáticas. Pero todas ellas, sin duda alguna, han tenido un denominador común: lograr entender cada vez más a nuestro vecino y analizar su terreno con miras, algún día, a poder caminar sobre su superficie.

El viaje a Marte siempre nos ha deslumbrado por distintas razones. En términos astronómicos, está muy cerca nuestro. De hecho, junto a Venus, es el planeta más cercano que tenemos. Y esto trajo como consecuencia que haya sido uno de los más observados de todos los tiempos. Su exploración comienza a tomar cada vez más fuerza a partir de los estudios realizados por el italiano Giovanni Schiaparelli, quien con sus observaciones telescópicas realizadas en 1877, creyó ver canales en la superficie Marciana. Esto acarreó, en consecuencia, montones de suspicacias respecto a que, de haber canales, podría haber entonces agua líquida. Incluso, los más osados llegaron a especular con que estos canales eran evidencia de la existencia de vida inteligente.

Nuestra imagen de Marte comenzó a cambiar a partir de la segunda mitad del siglo XX. Fue en la década de los 60 y los 70 cuando comenzamos a escudriñar con naves semiautomáticas el interior de nuestro sistema solar, realizando visitas a los planetas Mercurio, Venus y Marte. Y por supuesto, hacia fines de los 60, hicimos pie en la Luna. El viaje a Marte siempre nos ha deslumbrado. Algún día, caminaremos en sus rojizas colinas.

A medida que las sondas espaciales llegaron al planeta rojo (muchas también se perdieron en el camino o directamente a su llegada), nuestra visión de Marte se fue transformando radicalmente. De ser un lugar en el cual los canales “transportaban agua líquida”, pasó a ser unos de los lugares más hinóspitos que podríamos haber imaginado. Inconmensurables desiertos con grandes cantidades de óxido de hierro -de allí su color característico-, casquetes polares cubiertos tanto por hielo seco (dióxido de carbono congelado), valles, dunas... y canales. ¡Sí, canales! Y he aquí uno de los grandes descubrimientos de la ciencia planetaria en el último siglo. Los canales marcianos, por cierto, completamente secos, son un indicio notable de la existencia de agua en el pasado, en un Marte remoto.

Hace casi un año, un grupo de investigadores de la Universidad de Arizona, EE.UU., mostraron unos resultados sorprendentes. En ciertas regiones de Marte con declive (barrancos y/o paredes de cráteres) aparecían de manera estacional -periódica- una serie de franjas longitudinales; “líneas” oscuras en contraste a las zonas aledañas. Estas observaciones ya en 2009 eran fuente de especulación en cuanto a la posibilidad de que se tratasen de flujos de agua subterránea. Lo que se mostró en 2015 fueron los datos que reflejaban la existencia de sales hidratadas exactamente en esas franjas. El combo de datos no daba lugar a dudas, o al menos, un gran nivel de certeza permitió sugerir que estas marcas evidentemente se trataban de cursos de agua que florecían desde las capas subterráneas para fluir barranca abajo y desaparecer luego por completo. Si bien las temperaturas son por debajo del cero, la sal existente en el agua hace que el punto de congelación baje por debajo de ese valor. ¿Por qué entonces el líquido desaparece? Ocurre que la presión atmosférica marciana es mínima respecto a la existente en la Tierra (a nivel de superficie) lo que hace que se evapore rápidamente (el mismo efecto físico que hace que para hervir agua en una montaña no necesitemos de los 100° que sí son requeridos a nivel del mar).

La presencia de agua en Marte, una superficie rocosa (sólida), una atmósfera tenue respecto de la terrestre pero atmósfera al fin, y una gravedad soportable para el ser humano (la gravedad de Marte es un poquito más que la tercera parte de la terrestre), nos lleva directamente a pensar en nuestro tan ansiado viaje tripulado a este enigmático mundo. Sin duda alguna, llegará el día en que “otro Armstrong” pose su bota de astronauta sobre el suelo rojo. Pero teniendo en cuenta la situación actual de los distintos programas espaciales tripulados, esto llevará tiempo, y mucho más del que pensábamos hace un par de décadas. Hacia fines de los 60 y principios de los 70, cuando los viajes a la Luna se habían convertido en rutinas (si vale tal expresión para semejante hazaña), se pensaba que para fines de siglo, estaríamos colonizando Marte. Absolutamente nadie, o muy pero muy pocos, podrían haberse dado una idea de lo que depararían los años venideros. El último de los grandes viajes humanos ocurrió en diciembre de 1972. Fue la última vez que visitamos personalmente a nuestra compañera incondicional, la Luna. Desde entonces, durante más de 4 décadas (¡4 décadas!) no hemos ido más allá de 400 km de altura, dando vueltas y vueltas tan sólo en órbita alrededor de la Tierra.

De todas formas, en los últimos años se apreció un avance considerable en el esfuerzo por llegar a Marte (aunque quizás estemos pecando de optimisitas). Existe una razón para ello. Una situación muy particular. Se trata nada más ni nada menos que del programa espacial. chino. Con sus taikonautas, China está firmemente decidida a descender en la Luna para convertirse en la segunda nación de la historia en caminar sobre suelo selenita. Esto, implacablemente, ha hecho mella en los Estados Unidos de América, quienes se encuentran ahora focalizando su programa tripulado en el planeta rojo. Es así que en las próximas décadas es altamente probable que estos programas lleguen a buen puerto

Pero cabe preguntarnos, ¿cómo viajar a Marte? Es enorme la lista de desafíos a resolver para lograr tal cometido. Hay una gran cantidad de factores que deben tenerse en cuenta para no fracasar en el intento. Pasar por alto, o minimizar tan sólo uno de ellos, implicaría no contar nunca más con nuestros viajeros para escuchar sus realatos.

Para comenzar a dimensionar la implicancia de este viaje, tengamos en cuenta las distancias que están en juego. Por ejemplo, la distancia Tierra-Luna es, en promedio, de unos 380.000km, mientras que el kilometraje que nos separa de Marte es de aproximadamente unos 80 millones de km. Es decir, unas ¡210 veces la distancia a la Luna!. En este link encontrarás una manera muy didáctica de experimentar lo que implica, en cuanto a distancias recorridas, un viaje a Marte: http://www.distancetomars.com/ . Entrá y realizá el recorrido de la Tierra a la Luna, y de allí a Marte. Te sorprenderá.

Un viaje tan largo no puede realizarse con la misma tecnología que la empleada para ir a la Luna. Se tardaría mucho tiempo e implicaría una nave con descomunales tanques de combustible. De todas formas, si pudiésemos contar con motores más poderosos y eficientes que los actuales, el tiempo de viaje estaría fuertemente condicionado por un factor inherente al movimiento de los planetas alrededor del Sol. Para ver este punto clave del viaje a Marte, observá la figura a continuación:

¿En qué momento debemos lanzar nuestra nave hacia Marte? La ruta más corta y eficiente es la que se observa sobre la derecha. La nave debe ser lanzada en dirección perpendicular a la dirección Sol-Tierra y con esta última retrasada en su órbita respecto a la posición de Marte.

En la figura hay dos sectores (derecho e izquierdo). El de la izquierda es un esquema de viaje imposible de realizar. El que debe efectuarse es el de la derecha. ¿Qué significan estas figuras? Uno podría pensar que, si deseamos enviar una nave a Marte empleando el menor tiempo de viaje posible, tendríamos entonces que lanzar la nave en el momento en que Marte se encuentre lo más cercano posible a nuestro planeta. Esto es lo que estamos representando en la figura (1). Aparecen aquí dos grandes problemas. Por un lado, por más que pudiésemos lanzar la nave con una gran velocidad hacia Marte, la fuerza de gravedad del Sol ( las flechas amarillas representan las atracciones gravitatorias del Sol sobre los cuerpos del Sistema Solar) haría que tal esfuerzo fuese inútil. Lanzaríamos la nave y requeriríamos de una enorme energía para contrarrestar la fuerza gravitatoria solar. A su vez, la segunda cuestión es que, cuando la nave llegue a la órbita marciana, Marte ya no se encontrará allí, sino que por hallarse orbitando alrdedor del Sol, estará ubicado a millones de kilómetros de lo que lo estaba al momento del lanzamiento ya que durante todo el tiempo de viaje, el planeta lógicamente se estuvo desplazando. Por consiguiente, podría pensarse entonces en lanzar la nave meses antes de que Marte se encuentre en la zona de “llegada”, algo así como el famoso juego de “apuntarle al patito” en las quermeses de décadas pasadas (figura (2)). Pero aún así, de todas maneras, no podemos evitar de ninguna manera el insalvable inconveniente de la gravedad solar, lo que haria frenar considerablemente una vez más a nuestra nave.

En el espacio, las rutas más eficientes en cuanto a tiempos y combustible, no son rectas sino curvas. 

¿Qué otras opciones tenemos entonces? La alternativa se encuentra en aprovechar justamente la gravedad solar. Si un objeto está afectado por la gravedad de otro cuerpo con muchísima más masa que él, el primero se acelerará sobre el segundo. Si yo sostengo una piedra con mi mano y la suelto, la Tierra acelerará la piedra en dirección al suelo. Pues bien, si yo pudiese hacer que la gravedad del Sol acelerace mi nave hacia Marte, ¡tendría el problema resuelto! Y eso es justamente lo que se hace en mecánica celeste, o lo que comunmente llamamos la mecánica orbital de los viajes espaciales. La idea es la que se muestra en las figuras (3) y (4). Al momento de lanzar la nave, la Tierra se encuentra “retrasada” respecto de Marte en sus respectivas órbitas alrededor del Sol. Se lanza la nave hacia Marte en dirección perpendicular a la dirección Sol-Tierra y en el sentido del movimiento orbital de los planetas. Teniendo en cuenta la velocidad que le imprimimos con el cohete más la fuerza gravitatoria solar, la nave describe una especie de arco (esa es la forma de su ruta de viaje), llegando unos 8 ó 9 meses después al planeta rojo. En otras palabras, las rutas más eficientes en el espacio, no son rectas ¡sino curvas!

Durante todo el tiempo en el que transcurra el viaje tripulado, existen una enorme cantidad de dificultades que deben ser tenidas en cuenta y resueltas. Pensemos solamente qué ocurriría en caso de un simple dolor de muelas o una afección que necesite de una “sencilla” cirugía. Todas estas situaciones deben ser contempladas al momento de planear la travesía. De todas maneras, no hay que pensar en un caso extremo como una cirugía para observar la complejidad de un viaje de este tipo. Existen otras cuestiones como ser: la ingravidez por un período de meses, la comida, el aseo, contar con una atmósfera respirable en el interior de la nave, la vida social en un habitáculo pequeño, la alta exposición a la radiación de altas energías en el espacio exterior, por nombrar sólo algunos inconvenientes. En algunos de estos puntos se tiene una vasta experiencia en función de la gran cantidad de viajes espaciales a la fecha. En especial, desde que en 2000 se comenzó a habitar la Estación Espacial Internacional (EEI) de manera permanente, se cuenta ya con muchos astronautas con períodos de ingravidez del orden de los 6 meses o más. De todas maneras, hay un detalle no menor e insoslayable. Las misiones en las cuales los astronautas se encuentran en la EEI finalizan con su aterrizaje y posterior readapatación a la vida en Tierra. En el caso de un viaje a Marte, nuestros viajeros no sólo no podrán ser asistidos por colegas en superficie, sino que deberán ser capaces de calzarse un voluminoso traje y desplazarse sobre la superficie marciana, lo cual será súmamente complejo. Es más, luego de tal travesía, les esperarán otros tantos meses de vuelta a nuestro planeta. Hoy en día este problema no lo tenemos resuelto. Falta mucha investigación y experiencias en tal sentido.

Análogamente al viaje de ida, para regresar a casa es necesario tambien encender los motores de regreso en determinado momento (en función de las posiciones de los planetas) y no cuando simplemente deseemos hacerlo. Esto implica que existen dos posibilidades. Una de ellas es llegar a Marte y quedarnos por un mes aproximadamente, y emprender el regreso de inmediato. La segunda alternativa es quedarnos por más tiempo pero, en ese caso, la siguiente oportunidad (“ventana” en la jerga espacial) se concretaría luego de un año y medio aproximadamente. Así que, al momento de plantearnos el viaje, estas cosas deben ser planificadas de manera precisa. Evidentemente se trata de dos situaciones, dos misiones, completamente distintas.

En cuanto a la comida, el gran problema aquí es la cantidad. Por una cuestión de volumen, será complicado (por no decir imposible) llevar absolutamente todos los comestibles que los astronautas necesitarán ingerir. Esto hace pensar que deberemos ser capaces de crear, al menos en parte, algunos alimentos. En este sentido hay experiencias muy interesantes en cuanto a un proceso denominado hidroponia en el cual se cultivan plantas a partir de disoluciones minerales en lugar de suelo agrícola. Por lo tanto, también debemos ser altamente eficientes en el uso de esta técnica.

El poseer una atmósfera respirable en el interior de nuestra nave es algo fundamental. Esto conlleva la necesidad de contar con los más eficientes filtros de purificación que jamás se hallan diseñado. Y en este sentido, entra a jugar de manera altamente interrelacionada, todo lo referente al agua. Elemento vital para la subsistencia de la vida tal cual la conocemos, contar con agua líquida es clave en todo esto. Habrá que diseñar sistemas que permitan realizar funciones como las siguientes:

Pasando al tema de la radiación, la misma es muy alta y nociva en el espacio exterior. En Tierra, nuestra atmósfera se encarga de filtrar este problema. Pero más allá de nuestra atmósfera, por “arriba” de ella, la situación es completamente diferente. Lo único que protegerá a los viajeros será la estructura de la nave. Será necesario que se realicen análisis médicos rutinarios para chequear el estado de situación en este sentido.

 Y por supuesto, una vez en Marte, comienza una serie de inconvenientes propios de encontrarnos por vez primera en otro mundo con menor gravedad y una atmósfera mucho más tenue que la terrestre (y venenosa). Si bien se intentará abarcar y planificar la mayor cantidad de contingencias, aparecerán numerosas cuestiones impensadas hasta entonces. Seguramente la manera en que las agencias espaciales encararán este colosal emprendimiento (el más grande en la historia humana) será en dos etapas: una primera en la cual naves automáticas lleguen a Marte con contenedores habitables y distintos tipos de suministros, y una segunda parte en la que los astronautas emprendan el viaje.

Somos una generación privilegiada. Aquella que verá atónita y maravillada, a nuestros mensajeros caminar sobre la Luna y Marte. Aquella que colonizará, por vez primera, mundos extraterrestres. Estoy seguro que mi generación será testigo de tal acontecimiento. Y espero enormemente ansioso ese momento. Será algo único, maravilloso y cambiará por completo nuestra visión como especie. Para siempre.