En busca de un nuevo hogar (II)

Seguimos con la segunda parte del artículo En busca de un nuevo hogar. En esta sección, Dale Tarnowieski continúa charlando sobre el futuro remoto de la Humanidad y lo que necesitaremos hacer si queremos sobrevivir al destino eventual de nuestro planeta y del Sistema Solar. Puedes encontrar la primera parte aquí.

Recordatorio: Ésta es una reproducción del artículo publicado por Dale Tarnowieski, en inglés, en el popular blog Centauri Dreams. Ha sido dividido en tres entregas por su extensión, esta es la segunda.

La Humanidad en el futuro lejano

Representación artística de Kepler-10c, una megatierra. Crédito: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/David Aguilar

Representación artística de Kepler-10c, una megatierra.
Crédito: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics/David Aguilar

La vida ha existido en la Tierra durante 3.800 millones de años, la mayoría de antropólogos creen que los primeros humanos evolucionaron en África hace unos 300.000 años y los ejemplares modernos tardaron unos 200.000 años más en aparecer. La primera evidencia fósil de un precursor de la especie humana data de entre hace 1,9 y 2,4 millones de años.

Suponiendo que sobrevivamos durante los próximos mil millones de años, los procesos evolutivos naturales nos permitirán adaptarnos temporalmente a las condiciones cambiantes del entorno mientras el Sol se vuelve más luminoso. Por ejemplo, el tono de la piel humana podría volverse uniformemente negro. Pero experimentaremos un aumento de la sensibilidad a los cambios de presión a medida que las condiciones se deterioren y se vuelvan rutinarias las tormentas de magnitudes terroríficas. Llegará un momento en el que no seremos capaces de seguir adaptándonos.

Concepto artístico del Sol, y Caronte, vistos desde Plutón. Crédito: ESO/L. Calçada

Concepto artístico del Sol, y Caronte, vistos desde Plutón.
Crédito: ESO/L. Calçada

A medida que empeoren las condiciones en la Tierra puede que sigamos viviendo sobre la superficie en estructuras altamente protegidas, localizadas lejos de las regiones ecuatoriales y templadas del planeta. Esos enclaves tendrán sus propias instalaciones de generación de energía, el agua y el oxígeno tendrán que ser reciclados.

Pero, eventualmente, casi todos los humanos que todavía vivan en la Tierra probablemente necesiten tomar refugio bajo la superficie. Con el tiempo, la producción bajo la superficie, o fuera del planeta, de comida natural o sintética proporcionará todas las necesidades nutricionales de la humanidad. Mucho antes de eso, habremos pasado al reciclaje completo de, virtualmente, todos los materiales que utilicemos en la creación de bienes. El viaje por tierra y aire se verá severamente limitado hasta que esos medios de transporte sean increíblemente problemáticos,y los ascensores espaciales, en lugar de los vehículos propulsados por cohetes, llevarán a personas y materiales de y hasta la órbita de la Tierra.

Hacia otras estrellas

Un concepto tan futurista como podríamos imaginar. Este es un diseño de una nave propulsada por un agujero negro, un concepto desarrollado por Jeff Lee. Crédito: Adrian Mann.

Un concepto tan futurista como podríamos imaginar. Este es un diseño de una nave propulsada por un agujero negro, un concepto desarrollado por Jeff Lee.
Crédito: Adrian Mann.

La futura exploración y colonización del espacio cercano alrededor del sistema Tierra-Luna requerirá muchos avances tecnológicos e innovaciones, incluyendo el uso de los recursos del sistema solar para sistemas de propulsión que no utilicen propulsión química. Para los vuelos tripulados más allá de la Luna, habrá que perfeccionar un módulo genérico de hábitat en el espacio. El blindaje tendrá que ser desarrollado para reducir la exposición de la tripulación a los rayos cósmicos y las llamaradas solares, y será necesario aumentar el tiempo de aviso de llamaradas solares. Habrá que desarrollar algún tipo de vehículo de aterrizaje, de hábitat en superficie y un sistema mejorado de comida espacial para las misiones a Marte y más allá.

También será necesario el desarrollo de tecnologías que nos podrán permitir explorar el entorno casi-interestelar. Primero, las sondas robóticas avanzadas visitarán la heliopausa, a unas 200 unidades astronómicas, o UAs, donde una UA es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Las misiones posteriores explorarán el punto de foco gravitacional del Sol a 550 UA (Nota: aquí Tarnowieski se refiere a la distancia a la que, creemos, el Sol actúa como una lente gravitacional) y finalmente las profundidades de la Nube de Oort a 1.000 UAs.

Mucho más tarde, las sondas robóticas aun más rápidas y más avanzadas volarán a través de los sistemas estelares cercanos que tengan planetas potencialmente habitables. Se verán seguidas por sondas que frenarán en sistemas planetarios seleccionados y enviarán naves de aterrizaje a las superficies de planetas adecuados en las zonas habitables de estrellas específicas. Para estas misiones será necesaria una gestión completamente computerizada, porque incluso las comunicaciones a la velocidad de la luz a distancias tan vastas en el espacio imposibilitarán la supervisión por parte de humanos ubicados en nuestro Sistema Solar.

Una colonia espacial cilíndrica. Crédito: NASA Ames Research Center

Una colonia espacial cilíndrica.
Crédito: NASA Ames Research Center

Aunque casi todos los cohetes que diseñamos hoy en día están propulsados por combustible químico, las naves que operen en el futuro dentro del sistema solar probablemente serán propulsadas o bien por el Sol, o por la fusión o fisión nuclear, que reduciría enormemente los tiempos de viaje a Marte y más allá. El pensamiento actual nos dice que las naves que se aventuren más allá del Sistema Solar tendrán que estar propulsadas por algún tipo de reacción de fusión o una vela solar, aunque un sistema de propulsión de antimateria y una vela eléctrica que utilice el viento solar son otras posibilidades. Además, habrá que desarrollar nuevos sistemas de deceleración al final del viaje.

Los dos principales peligros para los humanos en las misiones tripuladas de exploración del espacio son los rayos cósmicos y la microgravedad. Una cantidad demasiado grande de rayos cósmicos puede provocar cáncer o degradación mental. La exposición a largo plazo a la microgravedad puede provocar deterioro muscular y óseo.

Si una nave se está moviendo rápido, el flujo de rayos cósmicos inducido por el choque de átomos e iones interestelares podría ser mitigado con escudos gruesos en frente de la sección de hábitat. Una combinación de escudos densos y campos magnéticos alrededor del hábitat reducirían enormemente el flujo de rayos cósmicos galácticos. Los efectos de la microgravedad podrían mitigarse haciendo girar la nave para producir una fracción de la gravedad de la Tierra en el anillo interior.

Concepto artístico de una colonia espacial toroidal, con capacidad para 10.000 personas. Crédito: NASA Ames Research Center

Concepto artístico de una colonia espacial toroidal, con capacidad para 10.000 personas.
Crédito: NASA Ames Research Center

Si una nave se está moviendo a una velocidad más cercana a la de la luz, un problema será el choque ocasional de partículas de polvo cósmico. Un escudo en frente de la nave, o una combinación de radares de detección de partículas y láseres que las destruyan podría aleviar ese problema. Si la nave debe hacer un paso cercano por el Sol, será necesario tener especial cuidado para proteger a la tripulación y el equipamiento de los fotones solares de alta energía y los vientos solares.

Incluso cerca de casa, es posible que las naves sufran el impacto de los rayos cósmicos producidos por la explosión de una estrella distante, o una supernova. Para proteger a la tripulación, se podría añadir un escudo al hábitat para bloquear el flujo de rayos cósmicos de la supernova. Como los rayos gamma son fotones electromagnéticos de alta energía con carga neutral, será necesario el blindaje de masa en lugar de campos magnéticos.

Los peligros inherentes en los rayos cósmicos podrían ser mitigados en las misiones tripuladas a Marte por medio de un método de viaje descrito en un artículo de Acta Astronautica de marzo-abril de 2011, “Los objetos cercanos a la Tierra como pasos intermedios hacia Marte y el cinturón de asteroides” (“NEOs as stepping stones to Mars and main-belt asteroids”) de Gregory Matloff y Monika Wilga. Este método hace uso de los recursos espaciales localizados cerca de la Tierra; esos pequeños asteroides o cometas conocidos como objetos cercanos a la Tierra, o NEOs (por su nombre en inglés). El artículo llama a esta forma de viaje “autoestopista NEO”.

Recreación artística del interior de una esfera de Bernal. Crédito: Rick Guidice - NASA Ames Research Center

Recreación artística del interior de una esfera de Bernal.
Crédito: Rick Guidice – NASA Ames Research Center

La mayor parte de esos icebergs celestiales a los que llamamos cometas residen en dos lugares lejos del Sol, en el distante Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort, mientras que la mayor parte de los pequeños planetas rocosos y pedregosos, o asteroides, se encuentran en el Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter. En las últimas décadas, sin embargo, se han observado mayores cantidades de cometas y objetos similares a los asteroides en órbitas que los traen cerca de la Tierra.

Después de escapar de la Tierra, se aplicaría un cambio de velocidad a una nave pilotada por humanos con destino a Marte, un cambio que permitiría a la nave encontrarse con un NEO dos o tres meses después. Después de que la tripulación metiese la nave dentro del NEO, su material podría utilizarse para proteger a la nave de los rayos cósmicos.

Aunque para el viaje de retorno de cualquier nave se seguiría una estrategia similar, varias propuestas de misiones sugieren que los diversos contingentes de viajeros espaciales enviados a Marte, por ejemplo, deberían esperar quedarse y no regresar nunca a la Tierra. Ese tipo de misiones solo de ida podrían completarse con menos dificultad y menos coste. Sus tripulaciones establecerían asentamientos que se expandirían a medida que llegasen nuevos viajes y se reprodujesen los ya allí presentes.

Terraformando un vecino cercano

Marte terraformado podría tener un aspecto similar a éste. Crédito: Daein Ballard/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0.

Marte terraformado podría tener un aspecto similar a éste.
Crédito: Daein Ballard/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0.

La terraformación y colonización de Marte, el único planeta (al margen del nuestro) en el sistema solar en el que ahora mismo parece posible la modificación ambiental, no es absolutamente esencial para la supervivencia de la humanidad. Pero la terraformación exitosa de ese mundo podría hacer posible una repetición de una existencia similar a la Tierra para una población considerable. Mientras la mayor parte del trabajo de terraformación de Marte sería realizado por robots, los humanos que supervisasen las tareas tendrían que estar confinados en hábitats bajo la spuerficie, quizá construidos en antiguos canales de lava para protegerse de los rayos cósmicos galácticos. Sin embargo, los avances tecnológicos en superconductores de alta temperatura podrían permitir la construcción de escudos magnéticos artificiales gigantes para aislar todos los asentamientos y permitir a sus habitantes, normales de la Tierra, residir sobre la superficie y librarse del equipo protector siempre que estén dentro de los entornos blindados.

Terraformar Marte llevaría mucho tiempo y se haría por fases. El planeta terrestre más lejano del Sol; la delgada atmósfera de Marte está compuesta principalmente de dióxido de carbono. Sus capas de hielo polar consisten de una capa superior de dióxido de carbono congelado y una capa inferior de agua congelada, y dispersas a lo largo de áreas en el planeta hay pequeñas bolsas de permafrost bajo la superficie.

Las evidencias indican que Marte fue una vez el hogar de al menos un océano considerable y que había ríos de agua líquida que fluían a lo largo de la superficie del planeta y que pueden existir todavía hoy. Los hallazgos más recientes indican que parecen surgir pequeñas corrientes de agua en la superficie durante los meses más cálidos del planeta. Pero se podrían dar pasos para alterar las trayectorias de objetos celestes helados para impactar en Marte a velocidades bajas y entregar mucha del agua necesaria para crear grandes reservas que serían críticas para modificar ese mundo ambientalmente. Sin embargo, mantener esas reservas de agua líquida primero requerirían aumentar la temperatura del planeta y engordar su atmósfera.

El proceso a lo largo del tiempo podría parecerse a algo así. Crédito: Daein Ballard/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0.

El proceso a lo largo del tiempo podría parecerse a algo así.
Crédito: Daein Ballard/Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0.

Los espejos en el espacio podrían utilizarse para reflejar más luz del sol adicional en el planeta, y los impactos de otros objetos celestes podrían usarse para crear un efecto invernadero que ayudaría a calentar la atmósfera del planeta y entregar el amoniaco que permitiría su enriquecimiento de nitrógeno. Los altos niveles de dióxido de carbono de Marte también podrían utilizarse para ayudar a engrosar su atmósfera.

Después, se podrían utilizar técnicas para electrolizar parte del agua líquida en los mares marcianos que surgirían eventualmente. Eso ayudaría a producir el nivel de oxígeno atmosférico necesario para sostener a los humanos y a otras formas de vida índigenas de la Tierra. Aun más, el proceso de pasar una corriente eléctrica por el agua podría utilizarse para separar su hidrógeno y oxígeno. Transformados en sus estados gaseosos y después recombinados en una cámara de combustión, estos componentes podrían servir para crear energía para todo tipo de usos.

Después de crear las condiciones para poder retener mejor el calor atmosférico y en superficie, se podrían tratar algunas secciones del suelo marciano química y biológicamente para poder introducir la flora indígena de la Tierra para ayudar a producir todavía más oxígeno atmosférico. Sin embargo, sería necesario trabajar continuamente en enriquecer la cantidad de oxígeno de la atmósfera marciana por la débil gravedad del planeta, que plantea problemas especiales sobre el tiempo que tardan en escapar esos gases al espacio.

Además, la órbita de Marte alrededor del Sol es más elíptica que la de la Tierra. No tiene un gran satélite como la Luna de la Tierra y está más cerca del gigante Júpiter. Estos factores contribuyen al cambio periódico de la inclinación del eje de Marte, resultando en una desestabilización de la composición de la atmósfera marciana, la temperatura y otros factores ambientales. Sería necesario realizar correcciones periódicamente.

Si la terraformásemos, es posible que la Luna tuviese un aspecto similar a éste. Crédito: Daein Ballard

Si la terraformásemos, es posible que la Luna tuviese un aspecto similar a éste.
Crédito: Daein Ballard/Wikimedia Commons

Marte tiene la mitad del radio de la Tierra y sólo una décima parte de la masa, haciendo que la gravedad en su superficie sea sólo el 40% de la de la Tierra. Todavía hay que determinar si este nivel de gravedad es suficiente para evitar los problemas de salud asociados con un peso menor y cómo nos enfrentaríamos a esos problemas.

Sobrevivir en un Marte modificado ambientalmente podría requerir modificaciones genéticas de nuestra especie y otras formas de vida indígenas de la Tierra. Modificados genéticamente en la Tierra, las formas de vida inferiores podrían ser introducidas primero y después los seres humanos modificados genéticamente. Eos humanos y animales modificados podrían tener ojos más grandes para poder funcionar mejor en un entorno marcado por la reducida luz de un Sol más lejano. Además, las alteraciones genéticas serían necesarias para que la vida animal pueda soportar unos niveles de radiación cósmica superior, teniendo en cuenta el hecho de que Marte no tiene un campo magnético robusto que pueda desviar esos rayos.

Aunque muchos de nuestros descendientes lejanos seguramente llamarán hogar a Marte, ya sea debajo o en la superficie, o en gigantescos asentamientos en su órbita, ¿cómo será la existencia para los demás que vivan en las colonias espaciales mencionadas anteriormente? Esos hábitats en el espacio probablemente tengan forma cilíndrica o esférica, midan desde menos de uno a más de diez kilómetros de longitud (o diámetro) y roten sobre un eje de manera que los pasajeros en el anillo interior puedan experimentar algo similar a la gravitación normal de la Tierra. Quizá no tan lujuriosos como los que aparecen en las naves de ficción de Hollywood, los entornos interiores de esos hábitats serán suficientemente confortables. Pero los cuartos de estar más apretados en estas colonias podrían provocar el aumento de las incidencias interpersonales por un aumento del estrés entre la tripulación y los pasajeros. Esas naves probablemente serán capaces de reciclar por completo o reabastecer a través de los recursos en el espacio, con sólo la importación de los objetos de lujo desde la Tierra. Ya hay trabajo en curso para desarrollar semillas que puedan crecer y convertirse en plantas comestibles en sólo unos días y aplicaciones de la impresión 3D y tecnologías más avanzadas puede permitir, un día, la producción de productos de alimentación animales y de otros tipos.

Nota: La tercera, y última, parte se encuentra aquí.

Fuente: Centauri Dreams

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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3 Respuestas

  1. abc dice:

    Pienso que si la vida ha existido en la tierra 3800 millones de años, quien sabe si no hubo otros seres inteligentes en un espacio de tiempo tan inmenso.

    Si hubo una civilizacion hace 1000 millones de años, no quedaria ni rastro de ella ahora.

    Es especular mucho, pero si dentro tan solo 1 millon de años, se extingue esta civilizacion y dentro de 1000 millones aparece otra tan evolucionada, ni se imaginarian lo que a sucedido antes.

    Sabemos que hubo dinosaurios hace unos 200 millones de años, pero y 200 millones antes? y 1000′ millones antes?

    Si, es imaginar demasiado, pero lo tenia que poner aqui por que lo pienso muchas veces, jeje.

  2. Aborash dice:

    Pues fíjate que yo pienso que al ritmo que vamos, los que nos sucederán serán los robots, en vez de los humanos.

    La robótica está avanzando muy deprisa, y no me extrañaría nada que su inteligencia artificial supere con creces a la nuestra, y sean ellos los exploradores espaciales, dejándonos a nosotros aquí.

  3. Alfonso Montalvo dice:

    Estoy escribiendo una novela corta de fantasía. En la que la humanidad migra a otro sistema estelar porque precisamente agotamos nuestras reservas y la terraformación de Marte salió mal. Nos embarcamos en esa aventura sin saber hacia dónde encontrar un asentamiento. Aunque sucede un millón de veces más rápido de lo que el autor describe. Por @poncho_MN te sigo y podemos compartir más ideas de mi escrito.

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