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Los sueños diferidos de Marte
Oficialmente, Estados Unidos planea enviar astronautas al Planeta Rojo en la década de 2030. No parece probable. Pero en la NASA, ingenieros como Bret Drake siguen trabajando. 24 de octubre de 2012
En agosto, la NASA utilizó una serie de maniobras precisas y atrevidas para poner un rover robótico de una tonelada llamado Curiosidad en Marte. Una cápsula que contenía el rover se lanzó en paracaídas a través de la atmósfera marciana y luego desplegó una grúa aérea que descendió Curiosidad en su lugar de forma segura. Era un momento emocionante : aquí había personas que se comunicaban con un equipo grande y sofisticado a 150 millones de millas de distancia mientras comenzaba a realizar experimentos que deberían mejorar nuestra comprensión de si el planeta tiene o ha tenido vida. Entonces, cuando visité el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston unos días después, esperaba encontrar personas que aún disfrutaban del resplandor crepuscular. Sin duda, el centro de Houston, donde los astronautas reciben indicaciones del Control de la Misión, no jugó el papel principal en Curiosidad . Ese proyecto se centró en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, que Caltech administra para la NASA en Pasadena. No obstante, el aterrizaje había sido un evento notable para todo el programa espacial de Estados Unidos. Y, sin embargo, descubrí que Marte no era un tema del todo feliz en Houston, especialmente entre las personas que creen que los humanos, no solo los robots, deberían estar explorando allí.
En su oficina larga pero estrecha en el edificio principal del extenso centro de Houston, Bret Drake ha compilado una contorno explicando cómo se podría enviar a seis astronautas en vuelos de seis meses a Marte y qué harían allí durante un año y medio antes de sus vuelos de seis meses a casa. Drake, de 51 años, ha estado pensando en esto desde 1988, cuando comenzó a trabajar en lo que él llama la exploración más allá del sueño de la órbita terrestre baja. En ese entonces, esperaba que las personas regresaran a la luna en 2004 y estuvieran a punto de viajar a Marte ahora. Esa perspectiva pronto fue descartada, pero Drake siguió adelante: a fines de la década de 1990 planes de elaboración para misiones humanas a Marte que podrían tener lugar alrededor de 2018. Hoy en día, el objetivo oficial es que suceda en la década de 2030, pero los recortes de fondos han inhibido la capacidad de la NASA para desarrollar muchas de las tecnologías que serían necesarias. De hecho, el progreso se detuvo por completo en 2008 cuando el Congreso, en un esfuerzo por imponer frugalidad a la NASA, le prohibió utilizar dinero para promover la exploración humana de Marte. Marte era una mala palabra de cuatro letras, lamenta Drake, quien es el arquitecto jefe adjunto del equipo de arquitectura de vuelos espaciales tripulados de la NASA. Aunque esa regla fue anulada después de un año, Drake sabe que la NASA podría permanecer perpetuamente a 20 años de una misión tripulada a Marte.
Esta historia fue parte de nuestro número de noviembre de 2012
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Si poner hombres en la luna significara las cosas extraordinarias que la tecnología hizo posible a mediados del siglo XX, enviar humanos a Marte sería la versión del siglo XXI. El vuelo sería mucho más arduo y aislante para los astronautas: mientras que las tripulaciones del Apolo que fueron a la luna nunca estuvieron a más de tres días de casa y aún podía distinguir sus características familiares , una tripulación de Marte vería a la Tierra encogerse en solo uno de los miles de millones de destellos en el espacio. Una vez que aterrizaran, los astronautas tendrían que sobrevivir en un mundo helado y azotado por el viento con aire irrespirable y el 38 por ciento de la gravedad de la Tierra. Pero si Drake tiene razón, podemos hacer realidad este viaje. Él y otros ingenieros de la NASA saben lo que se necesitará, desde un vehículo de aterrizaje que podría llevar a los humanos a través de la atmósfera marciana hasta sistemas para alimentarlos, protegerlos y transportarlos una vez que estén allí.
El problema al que se enfrentan Drake y otros defensores de la exploración humana de Marte es que los beneficios son en su mayoría intangibles. Algunas de las justificaciones que se han presentado, incluida la idea de que la gente debería colonizar el planeta para mejorar las probabilidades de supervivencia de la humanidad, no resisten un análisis económico. Hasta que no hayamos tratado de mantener viva a la gente allí, los asentamientos humanos permanentes en Marte seguirán siendo un producto de la ciencia ficción.
Un mejor argumento es que explorar Marte podría tener beneficios científicos, porque las preguntas básicas sobre el planeta siguen sin respuesta. Sabemos que Marte fue una vez húmedo y cálido, dice Drake. Entonces, ¿surgió alguna vez la vida allí? Si es así, ¿es diferente a la vida aquí en la Tierra? ¿A dónde se fue todo? ¿Qué le pasó a Marte? ¿Por qué se volvió tan frío y seco? ¿Cómo podemos aprender de eso y qué puede significar para la Tierra? Pero ahora mismo Curiosidad está explorando estas mismas preguntas, disparando láseres a las rocas para determinar su composición y buscando signos de vida microbiana. Debido a estas misiones robóticas, nuestro conocimiento de Marte ha mejorado tanto en los últimos 15 años que es más difícil defender el envío de humanos. Las personas son mucho más adaptables e ingeniosas que los robots y seguramente encontrarán cosas que los drones no pueden, pero enviarlos aumentaría exponencialmente el costo de una misión. Simplemente no hay una forma real de justificar la exploración humana únicamente sobre la base de la ciencia, dice Cynthia Phillips, científica investigadora principal del Instituto SETI, que busca evidencia de vida en otras partes del universo. Por el costo de enviar un humano a Marte, podrías enviar una flotilla completa de robots.
Y, sin embargo, la exploración humana de Marte tiene un atractivo poderoso. Ningún planeta de nuestro sistema solar se parece más a la Tierra. Nuestro vecino tiene ritmos que reconocemos como propios, con días algo más de 24 horas y casquetes polares que crecen en invierno y se encogen en verano. Los exploradores humanos en Marte ampliarían profundamente los límites de la experiencia humana, proporcionando, en la mente de muchos defensores del espacio, un beneficio inconmensurable más allá de la ciencia. Siempre ha habido exploradores en nuestra sociedad, dice Phillips. Si la exploración espacial son solo robots, pierdes algo y pierdes algo realmente valioso.
La resaca de Apolo
Marte fue propuesto como un lugar para explorar incluso antes de que existiera el programa espacial. En la década de 1950, científicos como Wernher von Braun (que había desarrollado los cohetes de combate de la Alemania nazi y luego supervisó el trabajo en misiles y cohetes para los Estados Unidos) argumentaron en revistas y en TV que a medida que el espacio se convirtiera en la próxima frontera de la humanidad, Marte sería un punto de interés obvio. ¿Irá el hombre alguna vez a Marte? von Braun escribió en Collier's revista en 1954. Estoy seguro de que lo hará, pero pasará un siglo o más antes de que esté listo.
El objetivo de Kennedy no era promover la ciencia ni, en realidad, promover la exploración espacial. Ir a la luna fue un sustituto de un ataque nuclear en la Unión Soviética. Y resultó ser una forma subóptima de construir un programa espacial a largo plazo.
Von Braun y otros arquitectos espaciales vieron a Marte como un punto final en un enfoque escalonado de la exploración espacial humana, una formulación que influyó en el plan a largo plazo de la NASA en 1959, poco después de la creación de la agencia. Bajo este marco, los humanos alcanzarían primero la órbita terrestre baja. Luego desarrollarían naves que pudieran ir y venir de manera confiable a la órbita. Le seguiría una estación espacial. Luego, en algún momento después de 1970, la gente aterrizaría en la luna y, eventualmente, en una fecha futura no especificada, en Marte. Todo el rato, sondas no tripuladas también explorarían el sistema solar . La idea subyacente, que cada paso proporcionaría experiencia útil para los siguientes, es uno de los grandes memes en la historia de los vuelos espaciales, dice Roger Launius , ex historiador jefe de la NASA y ahora curador principal de vuelos espaciales en la Institución Smithsonian. Mucha gente lo compró.
El plan podría haberse mantenido, excepto que en 1961, cuando solo se había logrado el primer paso, el presidente John F. Kennedy saltó los dos siguientes y prometió llegar a la luna a fines de la década.
El objetivo de Kennedy no era promover la ciencia ni, en realidad, promover la exploración espacial. Ir a la luna fue un sustituto de un ataque nuclear contra la Unión Soviética, una táctica psicológica destinada a afirmar la superioridad estadounidense. Y resultó ser una forma subóptima de construir un programa espacial a largo plazo. Se invirtió un nivel insostenible de recursos para llegar a la luna: en su punto máximo a mediados de la década de 1960, la NASA obtuvo $ 5 mil millones al año, más del 4 por ciento del presupuesto de EE. UU. (Obtiene alrededor de 0.5 por ciento ahora). Incluso antes de que Neil Armstrong y Buzz Aldrin rebotaran a través de la superficie lunar en 1969, los presupuestos y la fuerza laboral de la NASA se estaban reduciendo drásticamente. Al presentar a Apollo como una carrera, no había razón para continuar una vez que ganáramos la carrera, dice John Logsdon, fundador del Instituto de Política Espacial de la Universidad George Washington.
El liderazgo de la NASA sugirió la exploración humana de Marte después de la luna, pero la administración Nixon descartó la idea por considerarla demasiado cara. El asesor económico del presidente citó una encuesta, publicada en Newsweek aproximadamente dos meses después del aterrizaje en la luna, en la que el 56 por ciento de los encuestados dijo que el gobierno debería reducir los fondos para la exploración espacial. (En 1979, otra encuesta descubriría que la mitad de los estadounidenses sentían que el aterrizaje de hombres en la luna no había valido la pena.) La NASA continuó su ambicioso y exitoso programa de exploración de Marte y otros planetas con sondas no tripuladas como Vikingo , Marinero , y Viajar . Pero la exploración humana se retiró al paso dos en el marco original de la NASA: el transbordador espacial volaría 135 veces desde 1981 hasta 2011. Luego vino el paso tres, la estación espacial internacional . Para cuando Bret Drake obtuvo su título en ingeniería aeroespacial y comenzó a trabajar como contratista en misiones de transbordadores a mediados de la década de 1980, la idea de enviar humanos a Marte esencialmente había desaparecido del radar.
Luego, en 1986, el Desafiador explotó poco después del lanzamiento, matando a los siete astronautas a bordo. La NASA suspendió los vuelos del transbordador durante dos años y medio y se vio obligada a reevaluar su propósito. Se nombraron comisiones; La exploración tripulada de la luna y Marte se sugirió una vez más como objetivos a largo plazo. Y el 20 de julio de 1989, el vigésimo aniversario del primer alunizaje, el presidente George H.W. Bush dijo que Estados Unidos debería luchar por ambos lugares. Como Colón, soñamos con costas lejanas que aún no hemos visto, dijo. ¿Por qué la luna? ¿Por qué Marte? Porque es el destino de la humanidad luchar, buscar, encontrar.
¿Que es lo que tú comes?
El Congreso acabó con el plan de Bush, al menos en parte porque la NASA estimó que costaría alrededor de $ 500 mil millones en 30 años. Desde entonces, el hijo de Bush, el presidente George W. Bush, y su sucesor, Barack Obama, han retrasado la exploración humana de Marte como un objetivo para la NASA, pero la financiación necesaria para que esto suceda no ha sucedido durante ninguna de las dos administraciones.
Mientras tanto, Drake y sus colegas se han enchufado, a trompicones, al trabajo a largo plazo requerido para mantener abierta la posibilidad. Como corresponde a un empleado de la NASA de toda la vida, Drake carece de la fanfarronada de los fanáticos de la colonización espacial. Es franco y reservado, incluso cuando reconoce su frustración por los interminables estudios que su grupo ha tenido que realizar en ausencia de una misión real a Marte. Sabemos cuáles son los desafíos, dice. Sabemos qué tecnologías, sabemos qué sistemas necesitamos.
Los desafíos son abrumadores. Eso queda muy claro en el esquema de la misión, oficialmente llamado arquitectura de referencia de diseño, que completó en 2009. Ir al espacio durante más de dos años sometería a los astronautas a un grado sin precedentes de aislamiento e ingravidez prolongada; la estadía más larga en el espacio hasta ahora han sido 14 meses. Los rayos cósmicos potencialmente mortales, que están bloqueados por el campo magnético y la atmósfera de la Tierra, golpearían la nave espacial en vuelo y amenazarían a los astronautas en Marte. La NASA podría reducir la exposición a la radiación de fondo normal en el espacio mediante la construcción de escudos en la nave espacial y los hábitats marcianos. Pero probablemente necesite un mejor método para predecir erupciones solares ocasionales que arrojen dosis más altas de radiación, de modo que los astronautas puedan estar seguros de retirarse a refugios especiales para tormentas.
Otro problema sin resolver es que la atmósfera marciana es lo suficientemente gruesa como para que un vehículo de aterrizaje necesite protección térmica contra la fricción que generaría al entrar, pero también es demasiado delgada para ralentizar sustancialmente dicha nave. Eso significa que se necesitaría un vehículo de descenso novedoso: la grúa aérea utilizada para aterrizar. Curiosidad no funcionaría para el aterrizaje de humanos, cuya nave podría pesar 30 veces más. Aunque la NASA está construyendo un vehículo de carga pesada que podría llevar humanos a Marte, esencialmente una versión más grande de los cohetes que volaron a la luna, aún no se está trabajando en un módulo de aterrizaje. Drake dice que el desarrollo y la prueba de tecnologías para un módulo de aterrizaje deben comenzar en los próximos años si se quiere que una misión a mediados de la década de 2030 sea posible.
Bruce Sauser, frente a una maqueta de un hábitat espacial, sostiene una muestra de tiras tejidas de Kevlar que podrían cubrir una estructura inflable en Marte.
Todo eso es abrumador, pero los cohetes están en el corazón de lo que la NASA ha hecho antes. Un desafío mucho mayor vendría de tener que hacer algo completamente nuevo: proteger y alimentar a los humanos en otro planeta durante un largo período. Los astronautas que pasan períodos prolongados en Marte tendrían que quitarse sus trajes espaciales y cascos y respirar dentro de una estructura cerrada. Hay razones para ser optimistas; la estación espacial ha ofrecido lecciones importantes sobre la construcción y mantenimiento de sistemas de soporte vital de circuito cerrado en los que se recicla el agua y el aire. También es posible extraer oxígeno del dióxido de carbono que constituye el 95 por ciento del aire marciano.
Pero quedan problemas básicos, como saber qué comerían los viajeros. Un hábitat de Marte puede tener un invernadero, pero es poco probable que los astronautas puedan crecer lo suficiente para satisfacer todas sus necesidades calóricas. Y la científica de alimentos de la NASA Michele Perchonok no cree que la comida deshidratada que los astronautas inyectan con agua en la estación espacial pueda retener los nutrientes adecuados durante cinco años, que es el tiempo que tendrá que durar si se envía algo antes que la primera tripulación, como previsto. Muchas soluciones son inútiles porque un cohete a Marte solo podría transportar una cantidad determinada de peso en alimentos y equipos de cocina. El tratamiento a presión de la comida es probablemente la respuesta, pero perfeccionar ese método es difícil. Cuando le mencioné a Perchonok que seguramente faltaban más de 20 años para una misión a Marte, se rió. Eso espero, dijo. Porque tenemos mucho trabajo por hacer.
En otro edificio, Bruce Sauser, que ha estado en la NASA tanto tiempo como Drake, supervisa varios proyectos que podrían usarse en Marte. Uno de ellos es un hábitat que podría soportar los caprichos de un planeta donde las temperaturas oscilan entre -140 ° C y 25 ° C y las tormentas de viento golpean el paisaje con polvo. Sauser (que tiene un título clásico: gerente de la oficina de arquitectura e integración de sistemas de la dirección de ingeniería) está tratando de dominar una combinación de materiales para el hábitat. Algunas capas proporcionarían aislamiento y protección contra la radiación, por ejemplo, mientras que otras serían lo suficientemente resistentes como para evitar pinchazos. A su vez, estas capas encajarían sobre las vejigas para retener el aire. Una idea es hacer que el hábitat sea inflable, por lo que podría empaquetarse bien en ruta a Marte.
Sauser estima que podría tomar de 10 a 15 años estar seguro de la confiabilidad de este hábitat. Su equipo ha experimentado con materiales como Kevlar y Nextel, un aislante utilizado en los transbordadores. Pero dice que los recortes y congelaciones de fondos han hecho que sea casi imposible lograr más que un progreso gradual.
Los dólares se reparten entre tantas cosas que no tienes suficiente en ningún cubo para llevar esa cosa al siguiente nivel, dice. No tenemos una misión. No tenemos un objetivo final. Si no tengo esa necesidad, financiación o fecha límite reales, seguiré haciéndolo. Bueno, dar vueltas puede llevar 30 años.
Lo correcto
Resolver estos problemas, dice Drake, no requeriría tanto dinero como podría pensar. Él dice que un panel designado por la administración Obama, la Comisión Augustine, acertó cuando determinó en 2009 que la NASA podría mantener programas para que humanos y robots exploren Marte si su presupuesto anual aumentara en alrededor de $ 3 mil millones por encima de su nivel de 2010. de $ 19 mil millones.
Sin embargo, el presupuesto de la NASA va en la dirección opuesta (ahora es menos de $ 18 mil millones ), y los recortes no son solo un reflejo de los problemas financieros de Washington. También reflejan la ambivalencia que siente el público sobre lo que logra la NASA. En el nivel más práctico, la mejor investigación científica de las misiones humanas, desde la estación espacial Skylab de la década de 1970 hasta el transbordador y la Estación Espacial Internacional, ha tenido que ver con la pérdida ósea, la visión borrosa y otros problemas que sufren los astronautas cuando se retiran de la Tierra. gravedad. Esta es una investigación crucial para que nuestra especie tenga futuro en el espacio. Pero suena a lógica circular: debemos seguir enviando personas al espacio para que entendamos lo que les sucede a las personas en el espacio. Las personas que no forman parte de la NASA o de la comunidad espacial, tal vez estén bien informadas, pero no ven aplicaciones prácticas en su vida diaria, dice Launius, el ex historiador de la NASA. Y solo tienen que rascarse la cabeza y preguntarse: ¿por qué estamos haciendo esto a costa de nosotros?
La pregunta entonces es cuánto deberíamos valorar los beneficios intrínsecos de los vuelos espaciales como expresión de nuestro deseo de explorar nuestro mundo de la manera más ambiciosa posible.
Stan amor tiene un doctorado en astronomía y ha trabajado en decenas de proyectos para la NASA, pero el título de una palabra en su tarjeta de presentación lo resume mejor: astronauta. Voló a la estación espacial en el transbordador. Atlantis en 2008 e hice dos caminatas espaciales. Él dice que el argumento a favor de las misiones espaciales tripuladas debería ser simple: explorar es una de las mejores cosas que hace la gente. Las exploraciones que no son fáciles nos inspiran. Aprendemos cosas nuevas. A menudo, las cosas que aprendemos parecen no tener valor en ese momento.
¿Por qué no hacerlo únicamente con robots? Nos gusta, como personas, cuando la gente hace cosas. Si todo lo que busca son datos científicos, por supuesto, envíe robots. Pero nosotros, como seres humanos, sentimos un apego cuando los humanos hacemos cosas como esta.
Love agrega que incluso en ausencia de una razón económica obvia para hacerlo, valdría la pena asumir el costo de una exploración inspiradora. El precio sería pequeño, dice, en comparación con el dinero y el esfuerzo que se gastan al servicio de la codicia y nuestro impulso ancestral de golpearnos unos a otros.
Una respuesta fácil podría ser decir que si la gente quiere ir a Marte, debe planificarlo y pagarlo ellos mismos. De hecho, varias empresas están demostrando que pueden hacer cosas en el espacio de forma relativamente eficiente. Uno de ellos es Space Exploration Technologies, o SpaceX, una empresa privada que envía cohetes a la estación espacial de la NASA. El fundador de SpaceX, Elon Musk, sueña con ir a Marte. Dice que quiere poner gente allí en 12 a 15 años .
Sin embargo, ese objetivo parece subestimar drásticamente los obstáculos tecnológicos. SpaceX está trabajando en un cohete de carga pesada ese podría llevar cargas útiles robóticas a Marte . Pero los humanos necesitan un cohete más grande y caro, y Musk no ha revelado planes para construir uno. Aún más importante, no ha dicho cómo llevaría a cabo las otras tareas difíciles, como alimentar a los viajeros (a través de una portavoz, se negó a comentar). E incluso si un esfuerzo tan privado fuera capaz de inventar y desarrollar la tecnología necesaria, la logística de los viajes a Marte es tan difícil que los costos seguramente serían demasiado altos para ser cubiertos únicamente por un nuevo mercado en el turismo espacial. En otras palabras, exigiría la participación de grandes instituciones con medios financieros y técnicos, como una agencia espacial o una coalición de varias.
El problema, entonces, permanece: convencer al público de que es un objetivo que vale la pena. Incluso dentro de la NASA no hay consenso. Brent Sherwood, quien formula misiones del sistema solar para la NASA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, sostiene que dadas las limitaciones de financiación de la agencia, los recursos utilizados para llevar a la gente a Marte se gastarían mucho mejor en otros esfuerzos espaciales humanos. Entre otras cosas, aboga por colonizar la luna, estimular el turismo espacial y recolectar energía solar de la órbita terrestre geosincrónica. Soy arquitecto espacial. Me gustaría vernos hacer cosas increíbles en el espacio, dice Sherwood. Simplemente no creo que la única medida de asombro sea que media docena de funcionarios públicos visiten Marte en 40 años.
Sherwood, de 54 años, se incorporó al negocio de los vuelos espaciales en 1988, cuando trabajaba para Boeing en la planificación de misiones humanas a Marte. Considera a Drake un viejo amigo; él señala que, como muchas personas de su edad, ambos se inspiraron en Apolo para unirse al programa espacial. Pero cree que la leyenda de Apolo es demasiado grande, lo que lleva a la gente a sugerir que Marte es el sucesor natural de la luna cuando, de hecho, los alunizajes fueron anomalías de la Guerra Fría. Bret lo ha estado haciendo durante todos esos años. 'Nos he visto envejecer', se maravilla Sherwood. Creo que es particularmente elegíaco que la generación que se motivó para entrar en este negocio debido a Apollo esté atrapada en una visión limitada, limitante y algo pintoresca de lo que pensamos que estábamos aquí para hacer.
¿Qué está realmente aquí para hacer la NASA? Es una pregunta que no ha recibido una respuesta adecuada en 40 años, ni los políticos, los expertos espaciales ni la propia agencia. Mientras tanto, Bret Drake y sus colegas hacen lo que pueden para mantener viva la llama, en caso de que nuestra sociedad decida que realmente queremos hacer algo fundamental y magnífico simplemente porque podemos.
Brian Bergstein es el editor adjunto de Revisión de tecnología del MIT .