10 problemas que obstaculizan un viaje a Marte

Cualquier misión a Marte estaría llena de dificultades, pero como se mostrará en esta lista, ninguno de los desafíos es necesariamente insuperable. Décadas de experiencia en viajes espaciales han demostrado que una pizca de ingenio, así como una fuerte dosis de determinación arraigada, pueden ser de gran ayuda cuando se trata de cumplir nuestras aspiraciones cósmicas.

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Gastos




Todo el Programa de Desembarco Apollo Moon de los años 60 y 70 costó a los Estados Unidos alrededor de $ 25 mil millones. La mayor parte de esto se gastó antes del Apolo 11, después de lo cual, la mayoría de los problemas de aterrizar en la Luna se resolvieron y las misiones posteriores se hicieron más baratas. Una misión tripulada a Marte costaría exorbitantemente más, en primer lugar debido a la distancia cósmica a recorrer, desde 36 millones hasta algo más de 250 millones de millas (la órbita de Marte es bastante excéntrica).

En segundo lugar, hay muchas ocurrencias extrañas que se extienden en el espacio profundo, cualquiera de las cuales puede matar a un humano muy fácilmente. Tan pronto como dejamos nuestra atmósfera, el Universo está esencialmente tratando de matarnos. Y si enviamos 3 o más humanos a 250 millones de millas de distancia, debemos tener planeadas todas las eventualidades posibles con anticipación. Planificar para cada uno requiere dinero, y las estimaciones más conservadoras ascienden a un total ridículamente optimista de $ 1 mil millones. Y si la economía nacional (y, por extensión, la global) continúa declinando, el progreso hacia una misión tripulada seguirá siendo agonizantemente lento. Muchas de las siguientes entradas se relacionan con esta.

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Patógenos terrestres




¿Alguna vez se preguntó por qué los técnicos y científicos, que trabajan en naves espaciales y equipos que se enviarán al espacio, se visten como cirujanos en un hospital? Por el mismo motivo: para evitar la transmisión de gérmenes. Se sabe que algunos agentes patógenos pueden sobrevivir en el entorno del espacio. Deinococcus radiodurans es uno de los organismos conocidos más resistentes de cualquier tipo. Es una bacteria, no un virus, y puede soportar una dosis de 5,000 grises de radiación gamma, donde 5 grises son suficientes para matar a un humano adulto. La única forma fácil de matarlo es hirviéndolo, y esto requiere 25 minutos, mientras que el botulinum muere después de solo 2 a 7 minutos.

Los deinococos se pueden encontrar en alimentos en mal estado, aguas residuales, polvo doméstico y muchos otros lugares. Entonces, ¿qué pasa si una misión a Marte lo introduce en el ambiente marciano? Todavía no sabemos si hay vida en Marte, pero con misiones como el Curosity Rover, nos acercamos cada día más a decir "sí". Si es así, es muy probable que sea microbiano y nunca ha encontrado vida en la Tierra. Deinococcus no daña a los humanos, pero muy bien podría ser desastroso para la vida extraterrestre.

Debido a escenarios como este, los críticos han cuestionado la ética de poner un pie en cualquier planeta que pueda albergar vida, y cualquier propuesta de misión debe lidiar con ello de alguna manera antes de seguir adelante.

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Método de propulsión




Hasta la fecha, todas nuestras actividades en el espacio se han realizado a través de cohetes. Tenemos que escapar de la Tierra antes que nada, y nuestra velocidad debe ser de 11.2 km por segundo. Eso es aproximadamente 25,000 mph. La bala más rápida viaja a unas 3,132 mph. El único medio que conocemos para expulsar a un objeto del campo gravitatorio de la Tierra y ponerlo en órbita y más allá es colocar el objeto encima de una bomba gigantesca, cuya explosión podemos controlar muy bien.

El combustible requerido para propulsar el transbordador espacial a la órbita pesaba 1,100,000 libras por cada uno de los dos propulsores de cohetes, la mayoría de ellos hechos de perclorato de amonio y aluminio. Milagrosamente, ha habido muy pocos desastres relacionados con estos ascensos tripulados impulsados ​​por cohetes al espacio, el desastre del Challenger de 1986, el más notable entre ellos. Pero aparte del peligro, en la mayoría de las opiniones astronáuticas, la cohetería es sumamente ineficiente en la transferencia de naves al espacio.

En la mayoría de las historias de ciencia ficción, series de televisión y películas, la salida de la Tierra a la órbita y más allá se logra a través de otros medios que rara vez se explican, precisamente porque aún no tenemos una comprensión completa de un método de propulsión que no sea la cohetería . Casi todos los vehículos, incluidos los aviones, son propulsados ​​por la combustión interna, y esto significa que se quema un combustible. Pero nada de lo que sabemos puede arder sin oxígeno, por lo que la mayoría de los aviones modernos todavía no pueden volar fuera de nuestra atmósfera; se atascan y se desploman.

Los científicos están trabajando duro intentando inventar métodos alternativos de propulsión que no requieran combustión. Estos suelen conllevar antigravedad. Las naves espaciales en las películas de Star Wars simplemente se despegan del suelo y vuelan al espacio exterior, y una nave que puede hacer esto haría que un viaje a Marte sea mucho más fácil de iniciar.

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Demencia espacial




También puede llamar a esto "fiebre de la cabina". No nos gusta estar encerrados en un automóvil por 200 millas a la vez. Pregúntale a cualquier patrullero de la carretera, y él te dirá que si metes a Jesús y Gandhi en un auto el tiempo suficiente, comenzarán a pelear. Ahora imagine que aguantar las condiciones de vida apretadas del módulo de comando de Apolo durante 8 meses con poco que hacer. Luego, después de unos días, quizás un mes, de excursiones marcianas deliciosamente emocionantes, esperamos otros 8 meses de poco que hacer pero estar encerrados.

Vea en el número 3 un buen método para combatir lo que los astronautas llaman "demencia espacial". Pero la principal forma de evitarlo es alejar las mentes de los astronautas de su aislamiento. La principal razón por la cual no ha habido crímenes violentos en el espacio hasta la fecha, de cualquier nacionalidad, es doble: primero, las estadías en vuelos espaciales han sido breves. La duración más ininterrumpida en el espacio es de 437.7 días, para Valeri Polyakov, de 1994 a 1995. Estuvo físicamente solo durante 258 de esos días, pero en todo momento estuvo en comunicación directa con su cuartel general ruso y realizó 25 experimentos científicos.Por lo tanto, rara vez estaba solo con nada más que sus propios pensamientos para la compañía.

Permaneció en órbita durante tanto tiempo para demostrar que se puede mantener un estado mental saludable durante una misión tripulada a Marte, y cuando desembarcó en la Tierra, insistió en caminar solo para demostrar que esto sería posible en Marte (ver # 5). Pero sus evaluaciones psicológicas observaron una marcada deficiencia en su estado emocional y estado de ánimo general. Se observó que estaba mucho más malhumorado de lo habitual y se irritaba fácilmente con preguntas simples.

Ahora considere que los intervalos de comunicación en ruta a Marte se harán progresivamente más largos hasta que, en órbita alrededor de Marte, las señales de radio, que viajan a la velocidad de la luz, necesiten hasta aproximadamente 22 minutos para viajar en el viaje de ida y vuelta. Si se encuentra a la menor distancia posible de la Tierra, las señales de radio aún necesitarán aproximadamente 6 minutos y medio para el viaje de ida y vuelta. La realización emocional con intervalos de 20 minutos entre discursos es imposible, y la interacción humana es efectivamente inválida. Mientras tanto, la tripulación puede cansarse de la compañía del otro mucho antes de que la nave alcance Marte. Entonces tienen que temer el regreso. Los programas espaciales emplean a psicólogos para elegir a los miembros de la tripulación en función de qué tan bien puedan llevarse bien unos con otros, y puede que sea imposible hacerlo durante tanto tiempo.

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El traje espacial




El requisito principal de un traje espacial es la presurización, ya que sin él, un humano se inflará a aproximadamente el doble del tamaño normal y aparecerá un poco como un levantador de potencia. La muerte no es causada por la congelación repentina o la ebullición de la sangre, lo que ocurrirá en ambos casos, sino por los pulmones llenos de aire que saltan como globos. Si no aguantas la respiración, sino que la soplas todo, desaparecerás debido a la asfixia en unos 15 segundos, y morirás en 1 minuto, mucho antes de que se congele o hierva la sangre. Casi todos los trajes espaciales, desde el SK-1 de Yuri Gagarin hasta el presente, han estado inflando trajes, que presurizan el cuerpo al expandirse como globos.

Estos han hecho su trabajo magníficamente hasta ahora, pero las estancias de los astronautas en el espacio rara vez han sido por mucho tiempo. Los trajes son voluminosos, desgarbados, y no permiten muy buena libertad de movimiento. En la Luna, a los astronautas les resultó más fácil desplazarse “ladeando” o medio saltando, medio saltando, y esto se debió a tan poca gravedad, pero Marte tiene poco menos de dos quintos de la gravedad de la Tierra, y hará que la Tierra La ambulación de estilo es notablemente más fácil: los astronautas podrán doblar las rodillas y caminar en línea recta, pero dejarán momentáneamente el suelo unos centímetros. No podemos reproducir precisamente este tirón gravitatorio en la Tierra; El agua proporciona un grado suficiente de ingravidez, pero ralentiza el movimiento de las extremidades.

Lo que necesitamos para las excursiones marcianas es un traje ajustado, lo opuesto a uno inflado; en lugar de presurizar el traje, el traje presuriza el cuerpo mismo contrayéndolo en una cubierta elástica apretada que cubre todo, excepto la garganta y la cabeza. Por lo tanto, el traje puede pesar solo una o dos libras, en lugar del A7L de 200 libras usado por Neil Armstrong y Buzz Aldrin. El inconveniente del traje ceñido es la incomodidad que causa en las ingles y en los senos de las mujeres, incluso cuando se usa un protector. También debe incorporar una capacidad de enfriamiento, o el astronauta sucumbirá al agotamiento por calor en minutos.





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Gravedad Artificial




La gravedad cero es un problema grave para las estancias de larga duración en el espacio. El cuerpo está diseñado para la vida en la Tierra, con una fuerza gravitatoria de 1, mientras que Júpiter, por ejemplo, posee una fuerza g de 2.528. En la ingravidez de la órbita o el viaje espacial, el cuerpo humano sufre aberraciones radicales, especialmente atrofia muscular y osteopenia, o pérdida de masa ósea y densidad. Para contrarrestar estos efectos, los astronautas deben hacer ejercicio vigorosamente todos los días durante al menos 4 a 5 horas, y esto no puede hacerse a través de pesas libres, que también carecen de peso. Se utilizan pesas de resorte, al igual que cintas de correr y bicicletas estacionarias, pero los resultados a largo plazo son simplemente insuficientes.

El ejemplo más conocido de gravedad artificial es la fuerza centrífuga. Una nave espacial tendría que estar equipada con una centrífuga masiva, un anillo giratorio que aplica una fuerza ajustable perpendicular a su eje. Estos diseños son populares en las películas de ciencia ficción, especialmente en 2001: A Space Odyssey. El astronauta podría caminar alrededor de la pared interior de la centrífuga como si fuera un piso. Actualmente no hay una nave espacial equipada con una centrífuga de este tipo (ver # 10), pero se están investigando múltiples diseños.

Los astronautas que regresan a la Tierra después de solo 2 meses en órbita son incapaces de mantenerse de pie por más de 5 minutos, y deben ser transportados o girados hasta que sus cuerpos se adapten nuevamente a la gravedad de la Tierra. Los efectos en el cuerpo de un astronauta que viajan 8 meses desde la Tierra a Marte serían terribles: perdería el 1% de la masa esquelética por mes, e inmediatamente después del viaje tendría que realizar ejercicios importantes y estudios científicos sobre la superficie de un astronauta. Planeta con una fuerza g de poco menos de dos quintas partes de la Tierra. Entonces el astronauta tendría que volver a casa.

Un método para simular la gravedad es el magnetismo simple, pero las botas magnéticas simplemente pegarán los pies a una superficie, sin sobrecargar el cuerpo, y la atrofia y la osteopenia persistirán casi sin cambios.

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Patógenos marcianos




Considerando que # 9 se conoce como "contaminación hacia adelante", esta entrada trata con "contaminación inversa". Si está familiarizado con H. G.La Guerra de los Mundos de Wells, usted sabe que los marcianos no son asesinados por el poder militar combinado de la humanidad, sino "por los organismos más pequeños que Dios, en su sabiduría, ponen en esta Tierra". Pero si vamos a Marte y regresamos a salvo, Podemos provocar una variación hacia atrás de la visión de Wells.

Marte bien puede albergar vida, y si es así, debemos ser extremadamente cautelosos. Las formas de vida más simples son a menudo las más peligrosas. Si la vida marciana es pitiblemente susceptible a nuestros agentes patógenos, somos igualmente susceptibles a la suya, ya que no hemos desarrollado inmunidad contra ninguna forma de vida que los astronautas puedan devolver al exterior de sus trajes espaciales, naves espaciales, equipos, o incluso dentro de sus cuerpos. una forma de vida que descansa en una animación suspendida durante miles de millones de años para revivirla en su entorno favorito.

Un solo patógeno marciano podría crear una pandemia global que destruya absolutamente todo en la Tierra. Para combatir esto, los astronautas de los Apolo 11, 12 y 14 que caminaron sobre la Luna se pusieron en cuarentena durante 21 días cada uno, antes de que se demostrara que la Luna está desprovista de vida. Pero la luna no tiene atmósfera. Marte tiene uno, aunque mucho más delgado, y con una combinación de gases completamente diferente a la de la Tierra. Los primeros astronautas que ponen un pie en Marte, por lo tanto, tendrán que ser puestos en cuarentena durante un tiempo a su regreso, y, sin embargo, ¿cómo vamos a matar a cualquier microbio que traigan consigo?

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La nave espacial




Esta entrada se relaciona especialmente con # 10 y # 5. Actualmente tenemos muchas naves espaciales capaces de llegar a Marte intactas y capaces de realizar sus tareas robóticas, pero cuando agregamos vidas humanas a la ecuación, el número de pasivos aumenta astronómicamente, si perdonan el juego de palabras. Tendrá que ser una nave espaciosa para acomodar 8 meses de movilidad humana. También deberá diseñarse teniendo en cuenta varias de las entradas de esta lista, incluidas las dos siguientes.

Si se trata de tener una centrífuga gigante para la gravedad artificial, será extremadamente grande y costosa, pero lo más importante, un trabajo de ingeniería extremadamente complejo, y docenas de ingenieros y científicos de la NASA han declarado que, hasta el momento, simplemente no hemos Desarrolló los avances tecnológicos para construir tal oficio. Luego ofrecen esperanza afirmando que deberíamos tener la tecnología en las próximas décadas.

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Meteoroides




La Tierra es golpeada por un estimado de 1 septillion de meteoros, asteroides y cometas todos los días. La mayoría de ellos son del tamaño de un grano de arena. Incluso aquellos del tamaño de una furgoneta no alcanzarán la superficie. Pero la Luna no tiene una atmósfera que los queme, y aunque tiene un área de superficie mucho más pequeña, solo tiene que echar un vistazo a una imagen de cerca para tener una idea de todos los escombros que se desplazan por el Universo. Las atmósferas actúan como incineradores que eliminan gran parte de esta roca, metal y hielo, pero en el verdadero espacio exterior, a millones de millas de la Tierra, no hay atmósfera que proteja a la nave espacial o la tripulación en su interior.

¿Recuerdas en Star Wars IV, cuando Han Solo le recuerda a la princesa Leia que iniciar la velocidad súper rápida (más rápido que el viaje de la luz) sin tener que planificar primero una ruta puede resultar en un meteoro? Ese fue uno de los mejores momentos del realismo de la ciencia ficción.

¿Qué sucederá durante un viaje de 8 meses en el espacio profundo? No hay mucho de nada entre la Tierra y Marte, excepto escombros de todos los tamaños que giran alrededor de hasta 50 veces la velocidad de la bala más rápida. Podemos combatir esto efectivamente cubriendo las paredes de la nave con placas de blindaje. Pero esto siempre tiene el precio del peso extra, lo que hará que sea aún más difícil despejar la órbita de la Tierra.

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Radiación cósmica sin impedimentos




Nuestra atmósfera y campo electromagnético son las únicas razones por las que no nos asamos a muerte en este instante. La radiación ultravioleta del Sol es mayormente detenida por la atmósfera, mientras que la luz visible, con longitudes de onda más largas, penetra hasta el suelo. Eso no es cierto en el espacio exterior. Los trajes de los astronautas están equipados con visores que detienen la radiación dañina del Sol, y si no se protegen las caras de sus cascos antes de enfrentar la luz solar directa, se formarán ampollas y se cegarán permanentemente en cuestión de segundos.

La radiación ultravioleta fue detenida fácilmente por los Módulos de Comando del Programa de Apolo de aluminio, pero durante sus viajes hacia y desde la Luna, los astronautas se quejaron de los repentinos e instantáneos destellos de luz azul brillante o blanca. La luz no era visible en ningún lugar dentro o fuera de la nave, y no impedía a la tripulación realizar sus tareas, ni les causaba dolor.

Cuando las misiones espaciales posteriores dibujaron quejas y descripciones similares de estos destellos de luz, los científicos investigaron y descubrieron que estaban siendo causados ​​por "rayos cósmicos", que es un nombre inapropiado. No son rayos en absoluto, sino partículas subatómicas, en su mayoría protones solitarios, que viajan a casi la velocidad de la luz. Penetran en las naves espaciales y técnicamente dejan agujeros en el material por el que pasan, pero no permiten fugas porque son más pequeñas que los átomos.