La colonización del espacio: ¿terraformación o hábitats espaciales?

La colonización del espacio es inevitable si queremos asegurar la supervivencia de la Humanidad. Tarde o temprano, tendremos que vivir en otros lugares además de esta pequeña canica azul. Hay dos alternativas para hacerlo. O bien podemos adaptar otro planeta a nuestras necesidades, o fabricar una colonia espacial. ¿Por cuál deberíamos decantarnos?

Dos estudios, dos posibilidades para la colonización del espacio

Concepto artístico de una colonia fabricada a partir de la impresión 3D.
Crédito: NASA/Team Gamma

No es que de repente me haya puesto filosófico. Este dilema ha sido planteado a través de dos estudios que han sido presentados en un taller de la NASA. En concreto, en el Planetary Science Vision 2050 Workshop. En el primero se presenta un plan para convertir Marte en un planeta habitable. El segundo, sin embargo, plantea que la idea de colonizar Marte es equivocada. En su lugar, deberíamos construir una colonia espacial…

En realidad, no hay ningún motivo por el que, a muy largo plazo, no podamos pensar en que tengan lugar ambas posibilidades. Sin embargo, el taller de la NASA tiene como contexto el desarrollo hasta 2050. Es decir, quizá dentro de doscientos años (o el tiempo que sea) tengamos colonias espaciales y planetas terraformados, pero hay que empezar por alguna parte. Centrar nuestra atención primero en la terraformación tiene sus ventajas e inconvenientes, y hacerlo en una colonia espacial también…

La terraformación de Marte

Cómo podría ser el proceso de terraformación de Marte para convertirlo en un planeta como la Tierra.
Crédito: Daein Ballard

La idea de terraformar el planeta rojo siempre ha sido fascinante. Transformar planetas es un tema muy recurrente en la ciencia ficción. Con el tiempo, tenemos una idea cada vez más definida de qué proceso deberíamos seguir para conseguirlo. Derretir el hielo de los polos del planeta; crear una atmósfera poco a poco; desarrollar un entorno que tenga follaje, ríos y zonas de agua… Pero, ¿cuánto tardaríamos en lograrlo? ¿qué coste tendría? ¿es la mejor forma de invertir nuestro tiempo y recursos?

Esas son, precisamente, las preguntas que se intentan responder en el primero de los estudios, titulado “The Terraforming Timeline” (y que se traduce como “El calendario de la terraformación”). En él se detallan dos fases, la de calentamiento y la de oxigenación, junto a todos los pasos necesarios para convertir el planeta rojo en un lugar que pueda albergar vida como la Tierra.

La primera fase consiste en calentar la superficie del planeta. En la actualidad tiene una temperatura media de -60ºC. Necesitamos que se acerque a la de la Tierra, que es de aproximadamente 15ºC. Además, también sería necesario crear una atmósfera densa de dióxido de carbono. La fase de calentamiento es relativamente sencilla y se podría llevar a cabo en unos cien años.

La segunda fase es la de oxigenación. La idea es muy sencilla. Se trata de producir un nivel de oxígeno en la atmósfera que permita que los humanos, y otras criaturas, sean capaces de respirar con normalidad. Esta fase es más complicada y nos llevaría mucho más tiempo. Con la tecnología actual, los investigadores calculan que tardaríamos 100.000 años en completarla. Eso, claro está, a menos que hubiese un gran avance tecnológico.

Los pasos previos a la terraformación

Concepto artístico de una posible planta de terraformación en Marte.
Crédito: National Geographic Channel

En realidad, el proceso es algo más largo. No podemos lanzarnos a la primera fase del plan sin antes hacer un trabajo previo. Necesitamos investigar el entorno de Marte para determinar la cantidad de agua que hay en su superficie. También necesitamos conocer la cantidad de dióxido de carbono que hay en su atmósfera y congelado en los polos; así como los nitratos presentes en el suelo marciano. Todos estos ingredientes son imprescindibles para crear una biosfera (un entorno habitable) en Marte.

De momento, las evidencias que tenemos apuntan a que los tres elementos son muy abundantes. La mayor parte del agua del planeta roja está congelada en las regiones polares. Los científicos creen que hay más que suficiente para mantener un ciclo del agua. Es decir, nubes, lluvia, ríos, lagos… Asimismo, hay estimaciones que apuntan a que hay suficiente dióxido de carbono congelado en las regiones polares para crear una atmósfera con una presión similar a la de la Tierra.

El nitrógeno es un requisito fundamental para la vida. Es uno de los ingredientes necesarios para tener una atmósfera habitable. Los datos del rover Curiosity indican que aproximadamente el 0,03% de la masa de la superficie de Marte son nitratos. Así que, desde el punto de vista científico, parece que podríamos cumplir con los requisitos necesarios. Pero la ciencia no lo es todo. También habrá que hacer frente a cuestiones éticas…

El dilema ético

Impresión artística de un primitivo océano en Marte, que algunos investigadores han sugerido que pudo tener más agua que el Océano Ártico en la Tierra.
Crédito: NASA/GSFC

No estamos seguros de que haya vida en Marte en la actualidad. Aunque no fuese así, es posible que encontremos antiguas formas de vida que puedan ser resucitadas. Esto nos pondría frente a un dilema ético, especialmente si esas formas de vida están relacionadas con la Tierra. No, no es ciencia ficción. Los impactos de meteoritos en nuestro planeta podrían haber transportado organismos hasta el planeta rojo.

Si fuese así, seguramente sería necesario plantearse qué otras formas de vida deberían ser introducidas en Marte y cuándo. Quizá incluso hubiese que renunciar a que ciertas formas de vida pudiesen habitar en el planeta rojo, o que sólo lo pudiesen hacer después de un largo periodo de preparación. Si, por el contrario, la vida marciana no tuviese ninguna relación con la Tierra, también nos enfrentamos a otro dilema.

Si en Marte hubo un origen de la vida diferente, entonces las preguntas pueden ser incluso más peliagudas. ¿Deberíamos considerar siquiera la posibilidad de vivir allí? ¿sería lícito que la Humanidad destruyese la vida de otro planeta sólo para nuestro propio beneficio?

Dos fases basadas en nuestra propia experiencia

Concepto artístico de astronautas en Marte.
Crédito: NASA/JSC

Pero por ahora dejemos de lado los dilemas éticos, y volvamos a la propuesta. Todo el proceso de terraformación de Marte está basado en la experiencia que tenemos con nuestro propio planeta. La primera fase, la de calentamiento, es seguramente la más evidente. En la Tierra, estamos alterando nuestro clima con la introducción de dióxido de carbono y gases de efecto invernadero. El efecto es que la temperatura aumenta a un ritmo de varios grados por siglo. En nuestro planeta sucede de manera no intencionada. Sin embargo, podríamos hacerlo deliberadamente en Marte.

Tal y como cuentan los investigadores, después de producir una gran cantidad de gases de efecto invernadero, sólo serían necesarios unos 100 años para calentar Marte. Si toda la luz solar que llega al planeta pudiese ser capturada con un 100% de eficiencia, podría ser incluso más rápido. Marte tardaría sólo unos 10 años en tener unas temperaturas similares a las de la Tierra. Sin embargo, la eficiencia del efecto invernadero es de alrededor de un 10%, de ahí esa estimación de cien años para completar el proceso.

La fase de oxigenación, un espejo de la historia de la Tierra

Concepto artístico de cómo podría ser Marte si lo terraformásemos para tener las condiciones de la Tierra.
Crédito: Ittiz/Wikimedia Commons

Después de haber creado esa atmósfera densa, el siguiente paso sería transformarla en algo que los humanos podamos respirar. Una atmósfera en la, en la presión a nivel de mar, los niveles de oxígeno serían de alrededor de un 13% y el dióxido de carbono menos de un 1%. Esta segunda fase, la de oxigenación, sería muchísimo más larga que la primera. Nuestro planeta es un ejemplo perfecto para comprender cómo funcionaría el proceso.

En la Tierra, los altos niveles de oxígeno y bajos niveles de dióxido de carbono son producto de la fotosíntesis. Estas reacciones dependen de la energía del sol para convertir el agua y el dióxido de carbono en biomasa. Es posible que la ecuación que la representa la hayas visto alguna vez: H²O + CO² = CH²O + O². El proceso completo tardaría entre 100.000 y 170.000 años en llevarse a cabo, según los investigadores.

Si toda la luz que llega a Marte fuese utilizada con un 100% de eficiencia para realizar esta transformación, sólo necesitaríamos 17 años para producir una gran cantidad de oxígeno. Sin embargo, la eficiencia de cualquier proceso que pueda transformar agua y dióxido de carbono en biomasa y oxígeno es muy inferior al 100%. El único ejemplo que conocemos, de un proceso que pueda alterar globalmente el dióxido de carbono y el oxígeno de un planeta, es el de la biología global.

¿Cómo acortar el proceso?

Concepto artístico de una base en Marte. En este caso, la zona de horticultura está bajo tierra.
Crédito: NASA Ames Research Center

En nuestro planeta, la eficiencia de la biosfera global utilizando esa luz para producir biomasa y oxígeno es de un 0,01%. Eso nos lleva a una estimación de 170.000 años (ya que a un ritmo del 0,01% iríamos 10.000 veces más lento, por tanto, 17 x 10.000 = 170.000). Por medio de biología sintética y otras biotecnologías, los investigadores creen que la eficiencia podría aumentarse y reducir la duración del proceso a unos 100.000 años.

Podríamos acelerar el proceso incluso más… La fotosíntesis natural tiene una eficiencia del 5%. Si cubriésemos toda la superficie de Marte con follaje, entonces la escala temporal necesaria para completar esa segunda fase sería mucho más corta. En unos pocos siglos, podríamos tener una atmósfera respirable. Aunque tardaríamos siglos en completar la terraformación, sería una escala de tiempo algo más manejable…

¿Cuándo deberíamos empezar?

Concepto artístico de un explorador en la superficie de Marte.
Crédito: Alberto Vangelista

Por último, los investigadores explican en su estudio los pasos necesarios para echar a andar. Explican que es necesario adaptar las misiones actuales, y futuras, para medir los recursos en Marte. También será necesario desarrollar modelos matemáticos y computerizados para examinar los procesos de transformación. Además, necesitaríamos una iniciativa para crear organismos sintéticos en Marte, un entorno limitado en el que poder poner a prueba las técnicas de terraformación, y un acuerdo planetario que establezca restricciones y protecciones.

Es decir, estamos ante un proceso que sería muy largo y con unos pasos previos que tampoco serían nada despreciables. Como transformar la superficie de Marte no sería una tarea ni fácil ni rápida, los investigadores creen que deberíamos empezar ya…

Las colonias espaciales, la alternativa

Recreación artística de cómo sería el interior de un cilindro de O’Neill.
Crédito: Rick Guidice, NASA Ames Research Center

Como he comentado al principio del artículo, se presentaron dos estudios diferentes . El segundo es antagónico a la terraformación de Marte. Se titula “Mars Terraforming – The Wrong Way”, que se traduce como “La Terraformación de Marte – el camino equivocado”. En su lugar, se plantea que deberíamos crear biosferas espaciales en la órbita baja de la Tierra, que se apoyarían en la gravedad artificial para permitir que los humanos puedan acostumbrarse a vivir en el espacio.

Es posible que el concepto te resulte familiar. En Astrobitácora ya he hablado en alguna ocasión de los cilindros de O’Neill. Uno de los grandes desafíos de la colonización del espacio es la adaptación del cuerpo humano. La vida en la Luna o en Marte podría ser peligrosa para nuestros cuerpos. No sólo seríamos vulnerables a la radiación cósmica y solar, también debemos enfrentarnos a una gravedad más baja. En la Luna, sólo un 17% de la gravedad de la Tierra. En Marte, sólo un 38%.

No sabemos cuáles son los efectos a largo plazo de una gravedad baja, pero sí que incluiría tanto deterioro muscular como pérdida de masa ósea. Es difícil saber, por ejemplo, cuáles serían los efectos en niños que naciesen en cualquiera de los dos entornos. Aunque los dos efectos podrían ser mitigados con la medicina, seguramente serían poco efectivos. La medicina no evitará que nuestros cuerpos se degraden en un entorno de gravedad baja.

En una colonia espacial, sin embargo, sería posible proporcionar una gravedad bastante similar a la de la Tierra. También tendríamos a nuestra disposición la protección necesaria frente a las amenazas espaciales. Así que parece razonable pensar que nuestro tiempo podría estar mejor invertido en esta alternativa.

Un desafío de construcción

Recreación de los cilindros de O’Neill vistos desde el espacio.
Crédito: Rick Guidice NASA Ames Research Center

Crear un entorno ideal en el espacio, para que podamos vivir en él, no es una tarea sencilla. No sólo necesitamos crear vehículos mejores y desarrollar mecanismos para suministrar los recursos necesarios a esas colonias. También necesitamos que sean entornos ideales para familias. Es decir, sería necesario construir hogares que sean óptimos en cuanto a tamaño, estabilidad y comfort, exactamente igual que en nuestro planeta.

Con todo esto en mente, este segundo estudio defiende que las colonias espaciales podrían ser el mejor rumbo para salir al espacio entre ahora y 2030. Para ello, sería necesario crear las primeras biosferas espaciales con gravedad artificial. Así, se podrán producir algunos desarrollos necesarios en cuestión de tecnología de materiales y sistemas de soporte vital. Así como el desarrollo de los sistemas robóticos y la infraestructura necesaria para instalar y mantener hábitats espaciales en la órbita baja de la Tierra.

Estas colonias podrían mantenerse gracias a la creación de naves robóticas que sean capaces de recoger los recursos necesarios de objetos cercanos (como la Luna y los asteroides alrededor de la Tierra). Este concepto, además presenta otras ventajas. No necesitaríamos preocuparnos de protecciones planetarias (por ejemplo, los dilemas éticos desaparecerían). También permitiría que nos acostumbrásemos al espacio de una manera más gradual.

Ventajas que van más allá de los planetas

Otro concepto artístico del interior de un cilindro de O’Neill. En este se puede ver la curvatura del hábitat espacial.
Crédito: Donald Davis – NASA Ames Research Center

Las colonias espaciales son una forma universal de ocupar el espacio del universo. No sólo en el Sistema Solar, si no en otros lugares. No necesitaríamos una superficie en la que instalar nuestros hogares. Solamente necesitamos robots que nos suministren los materiales necesarios desde planetas y satélites cercanos. Además, al crear un lugar tan similar a la Tierra evitaríamos esa degradación física y sería más fácil crear un campo magnético protector.

El viaje entre mundos y el traslado de recursos no sería una tarea peligrosa, si no algo cotidiano. La probabilidad de que la humanidad se extinguiese o se viese en serio peligro, por alguna catástrofe global, se vería drásticamente reducida. La colonización de planetas requiere un reconocimiento, entrega de materiales, transporte de personas, etcétera… Todo ello requiere mucho más tiempo del que se tardaría en construir una biosfera en la órbita de la Luna.

Con esas colonias espaciales en órbita, podríamos comenzar investigaciones cruciales. Por ejemplo, estudios médicos sobre niños nacidos en el espacio. También nos obligarían a desarrollar naves muy fiables, e impulsarían el desarrollo de tecnologías de extracción de recursos. Todo será necesario para el asentamiento en otros cuerpos celestes, ya sea la Luna, Marte, o exoplanetas.

Por último, Yakolev (el investigador detrás de este estudio) cree que podríamos disponer de biosferas espaciales en un lapso de tiempo razonable. Entre 2030 y 2050. Algo que no es posible con la terraformación. Según el científico, la creciente presencia, y capacidad, del sector espacial implica que la mayor parte de la infraestructura que necesitaremos ya existe o está en desarrollo. En cierto modo, es un camino que ya estamos recorriendo.

¿Qué camino seguiremos?

Éste es el concepto artístico de un Toro de Stanford. Un hábitat espacial que podría albergar de 10.000 a 140.000 personas. Fue propuesto en 1.975.
Crédito: Donald Davis – NASA Ames Research Center

Es difícil saber a dónde nos llevará el futuro. Por un lado, la NASA y algunos emprendedores (como Elon Musk) están centrados en la colonización de Marte. Sin embargo, hay otras compañías aeroespaciales que tienen su atención completamente puesta en la órbita baja de la Tierra. Ninguna de estas compañías ha planteado, al menos por el momento, la posibilidad de construir una colonia espacial.

Quizá solo sea cuestión de tiempo hasta que veamos una primera propuesta formal para construir una colonia espacial. A fin de cuentas, algunas empresas ya están jugando con la idea de tener estaciones espaciales privadas, y hasta hoteles para turistas espaciales. Desde esa perspectiva, la construcción de una colonia espacial, que tenga la capacidad de alojar a miles de personas, podría ser el siguiente paso lógico.

A lo mejor viviremos una carrera entre las dos opciones. Por un lado, investigadores que estarán completamente centrados en la transformación de Marte para poder recibir colonos humanos lo más rápido posible. Por otro lado, investigadores que estarán centrados en construir una colonia espacial lo más rápido posible para hacer que la órbita baja de la Tierra sea mucho más accesible. Sea cual sea el camino que sigamos, lo que sí es evidente es que poco a poco estamos comenzando el camino que nos podría llevar a convertirnos en una civilización espacial…

Los estudios a los que he hecho referencia en este artículo son los siguientes:
-A.J. Berliner y C.P. McKay; “The Terraforming Timeline”, que puede ser consultado aquí.
-Valeriy Yakolev; “Mars Terraforming – The Wrong Way”, disponible aquí.

Referencias: Universe Today

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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4 Respuestas

  1. Aborash dice:

    Volveremos a ser nómadas… pero espaciales 🙂

  2. Bonderman dice:

    Voto por los hábitats espaciales.

  1. 13 marzo, 2017

    Información Bitacoras.com

    Valora en Bitacoras.com: La colonización del espacio es inevitable si queremos asegurar la supervivencia de la Humanidad. Tarde o temprano, tendremos que vivir en otros lugares además de esta pequeña canica azul. Hay dos alternativas para hacerlo….

  2. 7 noviembre, 2017

    […] Colonias espaciales. […]

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