Artemis, la misión que convertirá la Luna en un trampolín para vivir en Marte
La NASA sigue avanzando en su meta de llegar al satélite en 2024 y transformarlo en un campo de pruebas para establecer futuras colonias en el planeta rojo. Pero, tras su entusiasmo, se esconden innumerables retos técnicos por resolver, como las formas de proveer de energía y alimento a los colonos extraterrestres.
NASA / MSFC
“Si Dios quisiera que el hombre se convirtiera en un explorador del espacio, le habría dado una luna”, dijo en 1984 el famoso científico espacial Krafft Ehricke. Con estas palabras, quería resaltar que podríamos usar nuestra Luna como trampolín para expandir la civilización humana al resto del sistema solar. Las pronunció más de una década después de la última misión Apolo al satélite, cuando observaba cómo la NASA y el resto del programa espacial de EE. UU. perdían la esperanza de explorar mundos más lejanos como Marte y se centraban en la órbita de la Tierra.
Más de tres décadas después de aquel discurso, Estados Unidos por fin va a intentar regresar a la Luna el programa Artemis, con el ambicioso objetivo de enviar astronautas allí en 2024. Pero para la Casa Blanca y la NASA, esta misión representa más que el simple regreso de los humanos a la superficie lunar. La Luna también podría ser una base perfecta para establecer un programa para viajar a Marte. En ambos destinos, la intención no consiste en limitarse a plantar una bandera y regresar a la Tierra, sino en mantener una presencia permanente para que la gente viva y trabaje ahí.
Cuando la agencia hizo públicos sus últimos planes para el programa Artemis el 21 de septiembre, el administrador de la NASA Jim Bridenstine afirmó: “Regresaremos a la Luna en busca de descubrimientos científicos, beneficios económicos e inspiración para una nueva generación de exploradores. Mientras construimos una presencia sostenible ahí, también generaremos un impulso hacia esos primeros pasos humanos en el Planeta Rojo”.
Pero la agencia nunca ha explicado claramente cómo se supone que va a pasar esto. Los proyectos más importantes que podrían permitir la realización del programa Artemis (el cohete Space Launch System de próxima generación y la cápsula de la tripulación Orion) aún no están terminados. La mayoría de los expertos coinciden en que el programa no cuenta con los fondos suficientes. El jefe de exploración humana de la NASA ha sido sustituido tres veces solo en el último año. La agencia ni siquiera ha seleccionado un módulo de aterrizaje lunar. Así que, incluso si llegamos a la Luna en 2024 (no es nada seguro), ¿cómo se garantizaría el posterior asentamiento en Marte?
El geólogo de la Universidad de Notre Dame (EE. UU.) y experto en exploración lunar Clive Neal detalla: “El mayor problema que tenemos ahora es que no sabemos cómo vivir y trabajar productivamente fuera del planeta Tierra. No tenemos ni idea”. Nunca hemos probado las tecnologías necesarias para vivir y trabajar en el espacio durante meses o años, en entornos hostiles con temperaturas mucho más frías, cantidades de radiación mucho más altas, niveles más bajos de gravedad y la falta de oxígeno y agua.
Y añade: “Pero tenemos nuestro propio laboratorio en nuestro patio trasero donde podríamos probar todo eso”. Junto a varios colegas, Neil publicó recientemente un nuevo informe gracias al grupo Explore Mars, que promueve la exploración espacial sostenible. El informe identifica docenas de actividades y tecnologías críticas para la exploración de Marte que se podrían desarrollar y probar a través de Artemis y los esfuerzos de exploración lunar en curso.
Algunas cosas esenciales para Marte serán puestas a prueba en la Luna casi inmediatamente después del lanzamiento de Artemis III (la misión tripulada a la superficie lunar planificada para 2024). El soporte vital es una de las prioridades. Los seres humanos nunca hemos construido hábitats en otro mundo a largo plazo. Aunque la misión aplicará gran parte de lo que hemos aprendido de las largas estancias en la Estación Espacial Internacional (EEI), aún debemos asegurarnos de que una base lunar y una base marciana puedan proporcionar necesidades básicas como alimentos, agua y refugio.
Construir y probar esos sistemas requiere experiencia. “Una de las claves reside en tener una mayor cantidad de personas sumergidas en el entorno lunar”, opina el director ejecutivo de operaciones espaciales de Aerojet Rocketdyne y uno de los editores principales del informe de Explore Mars, Joe Cassady. Desde el principio, necesitaremos una serie de experiencias y datos de una amplia gama de diferentes astronautas, en misiones que duren semanas o meses. Esas experiencias dar información a los ingenieros sobre cómo construir los hábitats, los trajes espaciales y los sistemas de transporte por la superficie, para que resulten adecuados para los humanos.
Para garantizar que estos hábitats perduren en el tiempo, deben ser sostenibles. Las ventanas de lanzamiento para las misiones a Marte (cuando el planeta está más cerca de la Tierra) ocurren sólo cada 26 meses, por lo que cualquier misión de ida y vuelta a Marte debería tener margen de espera hasta que se abra una nueva ventana para regresar. Si el viaje dura, por ejemplo, nueve meses, habría que pasar un mínimo de tres a cuatro meses en Marte antes de que sea factible comenzar el retorno. Se podrían llevar suficientes provisiones para todos esos meses o buscar recursos fuera de nuestro mundo. La primera opción es prácticamente inviable. “Hay que utilizar los recursos locales. Intentar llevarlo todo desde la Tierra para mantener a los astronautas seguros y sanos en Marte simplemente no funcionará”, advierte Neal.
El agua en forma de hielo será un recurso estratégico. Podría suministrar agua y oxígeno para sustentar los sistemas de soporte vital, y también es posible dividirlo en hidrógeno y oxígeno para su uso como combustible para cohetes. Podría usarse como escudo contra la radiación espacial y como bombardeo de micrometeoritos para cualquier refugio que se construya en la Luna.
Sabemos que hay mucha agua helada en Marte. Y estamos bastante seguros de que también la hay en la Luna, lo que la convierte en un entorno perfecto para probar las tecnologías que necesitamos para explorar esas reservas, extraerlas, purificarlas y convertirlas en algo capaz de mantener un asentamiento en marcha.
Esas tecnologías serían muy similares en ambos mundos. La Luna es un entorno más extremo, lo que significa que “si funciona en la Luna, funcionará en Marte”, destaca Neal y espera que los ingenieros diseñen los equipos “independientes de nuestro mundo”.
La presencia de agua en forma de hielo también refuerza el argumento a favor de usar un sistema de propulsión de naves espaciales basado en hidrógeno en lugar de metano (algo que SpaceX está intentando con sus motores Raptor). El informe estipula que, si bien el hidrógeno se puede producir localmente en ambos mundos, el metano solo se puede producir con recursos locales en Marte, donde la atmósfera cargada de dióxido de carbono proporciona una fuente accesible de carbono. “Cualquier producción de metano en la Luna requeriría importar una fuente de carbono”, afirma el informe.
El estudio también recomienda el uso de sistemas de energía que no dependan completamente del Sol. En Marte, que está más lejos y presenta una atmósfera polvorienta, las placas solares tendrían más problemas para convertir la luz solar en energía.
La energía nuclear parece ser el enfoque más obvio. No se necesitaría demasiada energía para mantener en funcionamiento un refugio en la Luna, pero sí harían falta enormes cantidades de energía para realizar el tipo de operaciones mineras necesarias para recoger y procesar agua helada. Los expertos de la industria minera han explicado a Neal que probablemente buscarían sistemas capaces de proporcionar energía en rangos de megavatios.
“Eso fue una llamada de atención. La gente del mundo planetario no había hecho estas conexiones con la industria minera”, recuerda. La energía solar, en este caso, sería más una fuente de energía de respaldo en ambos mundos, en lugar de la fuente primaria. Y hay pocos entornos más seguros para probar los nuevos sistemas nucleares que la Luna, un entorno despoblado y desolado.
La Luna también es el mejor lugar para simular una misión a Marte, especialmente en lo que respecta a Gateway, la planeada estación espacial diseñada para la órbita lunar. Básicamente, servirá como escenario para cualquier misión de la NASA a la superficie lunar (tanto tripulada como robótica), así como para las futuras misiones hacia el espacio profundo a Marte. Los primeros dos elementos de Gateway (el módulo de potencia y propulsión y el módulo de habitación) están programados para lanzarse en 2023.
En su informe, Cassady y sus colegas sugirieron un enfoque que podría suponer que la tripulación permaneciera en la estación espacial lunar Gateway entre 60 días y 90 días, realizar una misión simulada a Marte desde la superficie lunar durante unos 30 días y luego completar otra estancia en Gateway durante 90 días antes de regresar a casa.
Esa sería una versión comprimida de una misión a Marte. Simularía las cambiantes condiciones de microgravedad a las que se enfrentarían en el dicho viaje y daría a los astronautas una idea de cómo sería realmente una misión a Marte. El nuevo plan de Artemis de la NASA llega a decir que “el sistema operativo Gateway-to-surface también es análogo a cómo podría funcionar una misión humana a Marte, con la capacidad de que la tripulación permanezca en órbita y se despliegue a la superficie”.
Por último, un asentamiento en Marte no funcionará a menos que desarrollemos sistemas autónomos que no necesiten una supervisión cercana. Los equipos en la Tierra todavía pueden controlar la situación en la Luna casi en tiempo real, pero el retraso en las comunicaciones entre la Tierra y Marte puede ser de hasta 22,4 minutos.
“Si ocurre un desastre [en Marte] como el que sucedió con el Apolo 13, no habrá un equipo de ingenieros en el terreno para diagnosticar y resolver el problema en tiempo real”, explica el experto en políticas espaciales de Planetary Society Casey Dreier. La Luna es el único entorno adecuado que tenemos para probar y mejorar de verdad los sistemas automatizados capaces de operar de manera fiable sin ese tipo de control humano.
Existe la preocupación de que el programa espacial de Estados Unidos sufra un giro brusco en las prioridades después de las elecciones presidenciales que tendrán lugar en noviembre, como ha sucedido en otras ocasiones. Pero, de momento, el Partido Demócrata parece estar de acuerdo con la misión. El manifiesto en su plataforma 2020 dice: “Apoyamos el trabajo de la NASA para el regreso de los estadounidenses a la Luna y Marte, dando así el siguiente paso en la exploración de nuestro sistema solar”.
Dreier señala que el desarrollo del Space Launch System y de Orion están casi completos. También hay mucha aceptación internacional para Gateway, con Europa, Japón, Canadá y posiblemente Rusia listos para participar en su desarrollo. Revertir el rumbo ahora sería extremadamente difícil, incluso si fuera necesario.
Sin embargo, ninguno de estos planes está consolidado. El nuevo resumen de Artemis de la NASA explica mejor que nunca cómo la agencia tiene la intención de volver a enviar a los humanos a la Luna en 2024, pero muestra pocos detalles sobre cómo planea cumplir con los criterios tecnológicos para una base lunar sostenible que nos ayude a llegar a Marte.
Incluso en un momento en el que las palabras de Ehricke están más cerca que nunca de hacerse realidad, se necesitará mucha determinación para saltar de la Luna al planeta rojo.
