Can humans really colonize Mars?

En 2004, se esperaba que el entonces presidente Bush anunciara una nueva iniciativa espacial. Habría una misión tripulada a Marte y nuestra primera base lunar estaría en funcionamiento en 2020. Se estimó que costaría entre 40.000 y 80.000 millones de dólares. Estimaciones más recientes sugieren que el costo sería de alrededor de medio billón de dólares. Un plan propuesto para ahorrar dinero sería enviar astronautas mayores que nunca volveríaEstablecerían una base y vivirían el resto de sus vidas en Marte.

La NASA llevó a cabo más de 1000 estudios sobre el potencial de una misión a Marte entre 1950 y 2000. En un momento dado, la NASA estaba buscando activamente una misión tripulada a Marte o, inexplicablemente, a Venus, 1975 o 1977.

Obviamente, la humanidad no avanza rápidamente hacia Marte, pero algún día lo hará. Cuando lo haga, ¿será solo un viaje rápido o algo más? Es casi un desperdicio de recursos ir allí solo para plantar una bandera. La idea de establecer una base e incluso colonizar el planeta ha sido un sueño durante mucho tiempo. Elon Musk tiene un plan para llegar allí y poblar el planeta en la década de 2040. Cree que para entonces habrá un millón de personas viviendo allí. La NASA es menos optimista y cree que un millón de personas vivirán allí. Misión tripulada para la década de 2040no una ciudad entera, es más realista.

Pero la pregunta es: ¿podemos hacerlo? ¿Cómo superamos los numerosos obstáculos que hacen que poblar Marte sea mucho más difícil que poblar cualquier rincón nuevo de la Tierra?

La atmósfera en Marte es Delgado e inhóspitoaproximadamente el 95% de dióxido de carbono. La presión es tan baja que, sin equipo de protección, un La sangre humana herviríaMarte solía tener un campo magnético como la Tierra, pero se desvaneció aproximadamente Hace 4 mil millones de añosEsto significa que ya no puede mantener una atmósfera similar a la de la Tierra porque los vientos solares la eliminaron por completo y no le proporcionó protección atmosférica. La gravedad del planeta es aproximadamente el 38 % de la de la Tierra y, por lo tanto, no puede mantener una atmósfera espesa.

Hay agua en Marte Pero no fluye libremente en la superficie como en la Tierra. Tendríamos que aterrizar cerca de algunos de los recursos conocidos y trabajar para extraerlos. plantas en crecimiento En Marte se necesitarían condiciones especiales. No se puede plantar una patata en suelo marciano. El planeta es más frío que la Tierra, con temperaturas que Apenas supera los 70 °F En los más calurosos, la temperatura desciende hasta los -80 °F en los más fríos. Además, recibe mucha menos luz para facilitar la fotosíntesis. Las plantas tendrían que cultivarse en invernaderos, que requieren más recursos y cuidados.

Lo más preocupante es que, debido a que Marte no tiene protección atmosférica como la Tierra, está constantemente… bombardeado por radiación cósmicaCualquier persona que se encuentre en la superficie se vería afectada por el gas todo el tiempo, con el riesgo de contraer cáncer y otras enfermedades. Es necesario resolver ese problema antes de que se pueda establecer un acuerdo a largo plazo.

¿Cómo podemos resolver estos problemas? Por suerte para nosotros, y más aún para los primeros humanos que fueron a Marte, tenemos algunas soluciones.

Construyendo refugio

Antes de que algo pueda suceder en Marte, necesita tener un lugar donde pueda suceder. Los humanos en Marte necesitan refugio. SpaceX ha estado trabajando en planos para refugios tipo domo Desde hace algún tiempo. Los futuros marcianos no pueden usar simplemente madera u hormigón, y hay una cantidad limitada de suministros pesados ​​que pueden traerse desde la Tierra.

Una idea para Los refugios marcianos son quitinaEste material se puede encontrar en hongos, así como en exoesqueletos de insectos y en cosas como escamas de peces o lagartos. Los astronautas podrían traer insectos para obtener proteínas y extraer la quitina, para luego mezclarla con tierra marciana para hacer un material de construcción. Al utilizar únicamente materiales que se encuentran en Marte o que son subproductos de cosas que los astronautas tienen consigo, el resultado es un compuesto muy parecido al hormigón, pero mucho más ligero.

No solo se puede utilizar para fabricar materiales de construcción, sino que también se puede utilizar para hacer prácticamente cualquier cosa, incluso herramientas. Es resistente, ligero y fácil de fabricar.

Otros planes que se han presentado a la NASA hacer uso de la impresión 3DLas impresoras pueden enviarse antes de las misiones tripuladas y ser instaladas por robots. Una empresa ya ha propuesto un diseño para estructuras de cinco pisos, y su impresión 3D en la Tierra ha demostrado que saben lo que hacen.

También se ha propuesto aprovechar la geografía marciana como método para realizar gran parte del trabajo pesado de construir refugios. ¿Por qué construir una estructura completa cuando se puede utilizar una cueva? Ya se han identificado varias cuevas como sitios potenciales.

En la misma línea, la idea de edificio subterraneo Se ha propuesto que las estructuras subterráneas también ofrecen el beneficio de protegerse de la radiación cósmica que bombardea el planeta.

Produciendo oxígeno

Los humanos solo pueden sobrevivir unos minutos sin oxígeno, por lo que es lo más importante que necesitamos tener en Marte. Los tanques de oxígeno en un transbordador espacial pesan más de 1,3 millones de libras Y ese es precisamente el aire que necesitan para sobrevivir al viaje. En una misión a Marte habría poco espacio para oxígeno «adicional», sino sólo el suficiente para que se establecieran antes de empezar a producir el suyo propio.

La NASA creó una máquina llamada MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) que extrae oxígeno de la atmósfera marciana. Lo probaron en el rover Perseverance y resultó exitoso en muchas pruebas. La máquina extrae moléculas de oxígeno del CO2 en la atmósfera marciana para producir aire respirable mediante electrólisis. Este oxígeno también se puede usar como combustible.

En las pruebas se generó suficiente aire para que sobreviviera un perro pequeño. En la realidad, se pueden utilizar máquinas más potentes para garantizar que todos los astronautas tengan aire para respirar durante toda su estadía.

Sin embargo, existen otras formas de hacer que el aire en Marte sea respirable. agua salada El hecho de que se hayan encontrado en las sondas marcianas unos ríos repletos de sustancias químicas llamadas percloratos es una indicación de que hay suministros de agua más abundantes, por lo que los astronautas podrían aterrizar cerca de estos ríos y Extraer abundante oxígeno e hidrógeno A partir de la solución también se puede utilizar la electrólisis. También se produciría más oxígeno con menos energía.

Un tercer método implica hacer prácticamente lo mismo que hace MOXIE, sólo que, en este caso, Se utiliza plasma de baja temperatura En lugar de la electrólisis tradicional, la ventaja es que es mucho más eficiente energéticamente.

Suponiendo que el aire no será un problema cuando lleguemos a Marte, ¿qué haremos con los alimentos y el agua?

Cosecha de agua y alimentos

Marte tiene una abundancia de hielo En la superficie y debajo de la superficie, este hielo se puede utilizar para hacer agua potable. Tal como está, el agua sería tóxica, por lo que sería necesario tratarla antes de consumirla, pero la NASA tiene planes para eso. Uno de ellos incluye introducir bacterias útiles consumir percloratos peligrosos y hacer potable el agua.

Para producir agua para toda una colonia, se han planteado ideas como la de crear un gigante, extractor de agua de microondas Se han propuesto sistemas que puedan funcionar dentro de un pozo en el hielo.

Una vez que se haya solucionado el problema del agua, los astronautas pueden pasar a preocuparse por cómo cultivar alimentos. El suelo marciano es bastante tóxico, por lo que la solución serán los jardines hidropónicos, pero eso no significa que el suelo no tenga utilidad. Las cianobacterias pueden crecer en el suelo marcianoEsto eliminaría los percloratos peligrosos, pero también proporcionaría materia orgánica necesaria para la agricultura. Básicamente, produciría fertilizante con el que los astronautas podrían comenzar a cultivar alimentos.

Con fertilizantes proporcionados por bacterias, o Incluso de los desechos de los astronautaslas granjas pueden existir en estructuras marcianas. Se pueden utilizar jardines hidropónicos, granjas verticales y cualquier cosa que ofrezca espacio para cultivar plantas. Si bien parece que puede ser difícil cultivar plantas en un planeta inhóspito, los expertos en agricultura lo han comparado con cultivo de cultivos en una ciudadPuede que no esté diseñado de forma que sea adecuado para ello, pero se puede adaptar. Además, las plantas también se pueden utilizar como parte del reciclaje de agua y la producción de oxígeno.

La NASA está trabajando en plantas modificadas genéticamente que podrían sobrevivir a las condiciones más duras de Marte con la esperanza de aumentar la producción de alimentos, oxígeno e incluso medicamentos para futuros marcianos.

Protección radiológica

Para poder llegar a Marte, podemos construir una base, llenarla de oxígeno y cultivar algunas ensaladas mientras estamos allí. ¿Qué hacemos con la radiación peligrosa que golpea el planeta sin parar? Se estima que los astronautas que se dirijan a Marte estarán expuestos a niveles de radiación 700 veces mayor que en la Tierra. La radiación de partículas, el tipo más peligroso, proviene de estrellas distantes y está formada por protones despojados de sus electrones y que viajan a una velocidad cercana a la de la luz. La mayoría son hidrógeno pero algunos son elementos mucho más pesados, como el hierro o el uranio.

Estas partículas atraviesan casi todo lo que tocan, incluidas las naves espaciales y los astronautas. En su camino a través de tu cuerpo, pueden dañar el ADN y las células. Puedes protegerte de ellas con plomo muy grueso, por ejemplo, pero es imposible llevarlo a Marte. Otras opciones pueden ser usar algo como hidrógeno en forma de agua o plásticos. Otra opción es nanotubos de nitruro de boro hidrogenado que sean lo suficientemente ligeros como para tejerlos en tela. Sin embargo, se requiere más investigación para determinar su viabilidad.

Un método posible para proteger a los astronautas de estas partículas peligrosas es básicamente crear un campo de fuerza. Aunque suene a ciencia ficción, esto es algo que podríamos generar con un campo magnético. Electroimanes superconductores Instalado alrededor de una base marciana, evitaría que las partículas entraran y causaran daños. El principal inconveniente de esta idea es que la energía necesaria para mantenerlo en funcionamiento no es práctica.

Hasta ahora, encontrar una forma práctica de superar el problema de la radiación ha resultado ser uno de los retos más difíciles para una misión a Marte. Hay algunas soluciones, pero no se sabe cuán efectivas serían todas a largo plazo.

¿Podemos terraformar Marte?

Gracias a la ciencia ficción, la idea de la terraformación es algo que muchos de nosotros conocemos, pero la logística en la vida real no está nada clara. Nadie lo ha hecho antes ni lo ha intentado, así que estamos volando a ciegas en gran parte de esto y hay grandes obstáculos que superar.

Si se quiere terraformar Marte, se necesita una atmósfera. ¿Cómo se consigue si nada la mantiene en su sitio? La velocidad de escape en Marte es tres millas por horapor lo que es muy difícil mantener algo ligado al planeta.

Un plan para hacerlo hospitalario implica Liberación de nanobarras de hierro y aluminio a la atmósfera para que actúen como agentes de efecto invernadero. Este plan elevaría la temperatura a casi 80 grados Fahrenheit y derretiría los casquetes polares de Marte, liberando gases de efecto invernadero. Esto llevaría años y, aun así, solo calentaría el planeta, no generaría aire ni suelo utilizable, pero es un paso.

Producir oxígeno en Marte sería una tarea monumental. En la Tierra, Las cianobacterias evolucionaron hace miles de millones de años. Cuando nuestra atmósfera estaba compuesta principalmente de dióxido de carbono, comenzaron a realizar la fotosíntesis para producir oxígeno y lograron que nuestro mundo fuera habitable para la vida. En teoría, eso podría suceder en Marte, pero el proceso lleva mucho tiempo. miles de años y necesita una luz más brillante que la que tiene Marte. Para contrarrestar esto, algunos Alternativas a las bacterias con poca luz Se han sugerido.

El derretimiento de los casquetes polares de Marte puede no generar la presión atmosférica necesaria para permitir que el agua líquida permanezca en la superficie. Incluso si utilizamos armas nucleares para fundirloscomo algunos han propuesto. Se cree que simplemente existe No hay suficiente CO2 en Marte para que esto funcione.

La falta de un campo magnético significa que cualquier atmósfera que creemos desaparecerá de nuevo. Eso significa o bien reactivar el núcleo magnético del planeta, lo que está más allá de cualquier tecnología conocida, o bien establecer un campo magnético artificial en el espacio. Pero eso también está más allá de la tecnología actual.

Si Marte pudiera ser terraformado, el proceso podría muy bien… tomar generacionesQuienes vivieran allí tendrían que adaptarse a un mundo con presiones y gravedad diferentes. Sería necesario hacer ejercicio a diario para mantener la masa muscular y ósea. Con el tiempo, quienes estuvieran en Marte se adaptarían a su mundo y probablemente nunca podrían regresar a la Tierra sin sufrir graves problemas de salud.

Pero nada de eso importa en este momento porque prácticamente no tenemos la tecnología necesaria para terraformar adecuadamente el planeta. Podemos ir allí y construir, sí, pero vivir en la superficie no es algo que veremos en siglos, si es que alguna vez lo hacemos.