En algún momento de la década de 2030, se espera, por fin, enviar una tripulación a Marte. Será la primera misión tripulada que el ser humano llevará a cabo hacia otro planeta del Sistema Solar. Pero, para que se convierta en realidad, habrá muchos obstáculos que superar primero…
Los retos que plantea enviar una tripulación a Marte
La NASA y SpaceX han expresado, en los últimos años, su interés por llevar a cabo misiones tripuladas hacia el planeta rojo. Marte es el gran deseo de Elon Musk, CEO de SpaceX, que nunca ha ocultado que ese es el gran objetivo de su compañía: lograr que enviar una tripulación allí sea sencillo. Tanto que, con la nave Starship, se podrán llegar a enviar tripulaciones de hasta cien personas. Es un escenario que parece sacado de la ciencia ficción; y, sin embargo, estamos a solo unos pocos años de que se convierta en realidad.
Pero aunque la parte técnica esté completa, o casi completa, no quiere decir que ya esté todo listo para poder enviar seres humanos a Marte. El mayor reto, sin duda, es la cantidad de carga (y masa a transportar, por tanto) necesaria para poder completar el viaje. Es decir, la nave en sí misma, la tripulación, el combustible, los alimentos necesarios, sistemas de soporte vital… Todo ello indispensable para poder completar el viaje con éxito. El lanzamiento desde la Tierra es una de las partes más costosas, porque la carga es la parte más pequeña.
Por ejemplo, el cohete Saturno V, que envió a Apolo 11 (y otras misiones) a la Luna, pesaba más de 3000 toneladas. Sin embargo, apenas podía lanzar 140 toneladas (5% de su masa inicial) a la órbita baja de la Tierra, y tan solo 50 toneladas (menos del 2% de su masa inicial) hasta la Luna. En el caso de una nave que viaje a Marte, la masa va a limitar su tamaño y las opciones disponibles en el espacio. Cada maniobra, a fin de cuentas, cuesta combustible para poder encender los motores. Ese combustible, además, tiene que viajar con la nave…
Repostaje, tiempo de viaje…
SpaceX por ejemplo, planea que la nave Starship pueda repostar en el espacio, utilizando un tanque de combustible que se lance independientemente desde la Tierra. De esa manera, se puede transportar mucho más de lo que sería posible si solo dispusiésemos del lanzamiento desde la superficie. A ello hay que sumarle el factor tiempo. En el caso de una misión no tripulada, es un aspecto relativamente secundario. Para ahorrar combustible, se pueden enviar naves en trayectorias muy elaboradas que minimicen el combustible necesario a expensas del tiempo.
Con las maniobras de asistencia gravitacional, es posible ahorrar mucho combustible para visitar lugares como Júpiter o Saturno. No importa que esas misiones tarden años. Pero, en una misión tripulada, evidentemente no es una opción que resulte particularmente atractiva. Tanto Marte como la Tierra describen órbitas casi circulares alrededor del Sol. La forma más eficiente, en cuanto a uso de combustible, para viajar de un planeta a otro es a través de una maniobra conocida como transferencia de Hohmann.
En esencia, consiste en encender los motores de una nave una única vez para crear una órbita elíptica que la lleve de un planeta a otro. La transferencia Hohmann entre la Tierra y Marte dura 259 días, entre 8 y 9 meses. Solo es posible llevarla a cabo cada dos años, cuando los planetas se encuentran en la distancia más corta entre sí. Es posible viajar más rápido utilizando más combustible. SpaceX calcula que con Starship sería posible alcanzar el planeta rojo en apenas seis meses de viaje, pero sería mucho más complejo.
El aterrizaje y el asentamiento de una tripulación en Marte
Imaginemos, de todos modos, que nuestra tripulación a Marte llega con éxito al planeta rojo. Es decir, que la nave contiene todos los sistemas de soporte vital, capacidad de almacenamiento para la alimentación y útiles necesarios, etc. Así como que, desde el punto de vista psicológico y físico, los astronautas están en perfecta forma. Son muchos aspectos que habrá que resolver y entender bien cuando esa misión se lleve a cabo. Pero, en cualquier caso, hay que pensar en qué sucede una vez que se consiga llegar al planeta rojo.
El siguiente reto es lograr que aterrice la tripulación en Marte. En el caso de la Tierra, una nave puede usar la atmósfera, y la fricción que provoca, para reducir su velocidad. Esto permite aterrizar con seguridad, siempre y cuando esté equipada con un escudo térmico y pueda soportar la reentrada. En Marte, sin embargo, la atmósfera es cien veces más fina. Es decir, su capacidad de frenado es muchísimo menor, por lo que no es posible aterrizar sin utilizar otros mecanismos adicionales. En algunos casos, se han usado airbags, en otros motores (que necesitan más combustible).
Ya en la superficie, llega el momento del día a día. Una jornada en Marte dura 24 horas y 37 minutos. Pero es la única similitud que una tripulación encontrará en Marte con nuestro planeta. Su atmósfera es tan fina que la temperatura varía de forma extrema del día a la noche. La temperatura máxima puede llegar a alcanzar los 30ºC (en verano, en el hemisferio sur), mientras que se puede desplomar hasta los -140ºC. La temperatura media es de -63ºC. En invierno, la temperatura media en el Polo Sur de la Tierra es de -49ºC. Así que habrá que escoger bien dónde asentarse…
La vida en el planeta rojo y el regreso a la Tierra
Será importante entender cómo proteger a la tripulación de esas variaciones tan extremas de temperatura. Por otro lado, la gravedad en Marte es de un 38% la de la Tierra, por lo que nos sentiríamos más livianos allí. Su atmósfera está compuesta principalmente por dióxido de carbono, con una pequeña parte de dióxido de carbono. No es posible respirarla, así que sería necesario tener un hábitat adecuado para vivir allí. SpaceX planea enviar varias misiones de cargamento, que desplieguen la infraestructura necesaria.
Incluirán cosas como invernaderos, paneles solares y una instalación para crear combustible para poder llevar a cabo misiones de retorno a la Tierra. La vida en Marte sería posible. En nuestro planeta se han llevado a cabo múltiples simulaciones y los resultados son satisfactorios. Aunque en algún momento habría que regresar… No por ser la última parte será la más sencilla. La misión Apolo 11 entró en la atmósfera a unos 40 000 km/h, ligeramente por debajo de la velocidad de escape de la órbita terrestre. La velocidad desde marte será superior.
Según la órbita que se use, estará entre los 47 000 y 54 000 km/h. Se podría frenar en la órbita baja de la Tierra hasta los 28 800 km/h, pero haría falta más combustible. Otra opción es adentrarse en la atmósfera y frenar con ella. Para lo que sería obligatorio proteger a la tripulación de las fuerzas g y el calor generado en la reentrada. Pero, si todo sale bien, nuestra tripulación regresaría a su hogar después de una aventura en el planeta rojo. Estos son solo algunos de los retos a los que tendrán que enfrentarse la NASA, SpaceX y otras agencias y compañías en los próximos años…
Referencias: The Conversation
