La NASA tiene una nueva Visión para la Exploración Espacial: en las próximas décadas, los humanos aterrizarán en Marte y explorarán el planeta rojo. Las visitas breves conducirán a estadías más largas y, tal vez algún día, a colonias.
Primero, sin embargo, regresaremos a la Luna.
¿Por qué la Luna antes de Marte?
'La Luna es un primer paso natural', explica Philip Metzger, físico del Centro Espacial Kennedy de la NASA. 'Está cerca. Podemos practicar la vida, el trabajo y la ciencia allí antes de emprender viajes más largos y riesgosos a Marte '.
La Luna y Marte tienen mucho en común. La Luna tiene solo una sexta parte de la gravedad de la Tierra; Marte tiene un tercio. La Luna no tiene atmósfera; la atmósfera marciana está muy enrarecida. La Luna puede volverse muy fría, tan baja como -240o C en las sombras; Marte varía entre -20o y -100o C.
Aún más importante, ambos planetas están cubiertos de polvo fino como limo, llamado 'regolito'. El regolito de la Luna fue creado por el bombardeo incesante de micrometeoritos, rayos cósmicos y partículas de viento solar que rompieron rocas durante miles de millones de años. El regolito marciano resultó de los impactos de meteoritos más masivos e incluso asteroides, además de edades de erosión diaria del agua y el viento. Hay lugares en ambos mundos donde el regolito tiene más de 10 metros de profundidad.
Operar equipos mecánicos en presencia de tanto polvo es un desafío formidable. El mes pasado, Metzger copresidió una reunión sobre el tema: “Materiales granulares en la exploración lunar y marciana”, celebrada en el Centro Espacial Kennedy. Los participantes lidiaron con problemas que iban desde el transporte básico ('¿Qué tipo de neumáticos necesita un buggy Mars?') A la minería ('¿A qué profundidad se puede cavar antes de que se derrumbe el agujero?') A las tormentas de polvo, tanto naturales como artificiales ('¿Cuánto polvo levantará un cohete de aterrizaje? ”).
Responder a estas preguntas en la Tierra no es fácil. El polvo lunar y el polvo de Marte son tan ... extraños.
Prueba esto: pasa el dedo por la pantalla de tu computadora. Obtendrá un pequeño residuo de polvo adherido a la punta de su dedo. Es suave y difuso, eso es polvo de la Tierra.
El polvo lunar es diferente: 'Es casi como fragmentos de vidrio o coral: formas extrañas que son muy afiladas y entrelazadas', dice Metzger. (Vea una imagen de polvo lunar).
“Incluso después de breves caminatas por la luna, los astronautas del Apolo 17 descubrieron que las partículas de polvo se habían atascado en las articulaciones de los hombros de sus trajes espaciales”, dice Masami Nakagawa, profesor asociado en el departamento de ingeniería de minas de la Escuela de Minas de Colorado. 'El polvo lunar penetró en los sellos, lo que provocó que los trajes espaciales perdieran algo de presión de aire'.
En áreas iluminadas por el sol, agrega Nakagawa, el polvo fino levitaba sobre las rodillas de los astronautas del Apolo e incluso sobre sus cabezas, porque las partículas individuales estaban cargadas electrostáticamente por la luz ultravioleta del Sol. Tales partículas de polvo, cuando se rastrearon hasta el hábitat de los astronautas, donde se transportarían por el aire, les irritaron los ojos y los pulmones. 'Es un problema potencialmente grave'.
El polvo también es omnipresente en Marte, aunque probablemente el polvo de Marte no sea tan afilado como el polvo lunar. La intemperie suaviza los bordes. Sin embargo, las tormentas de polvo marcianas azotan estas partículas a 50 m / s (más de 100 mph), limpiando y desgastando todas las superficies expuestas. Como han revelado los rovers Spirit y Opportunity, el polvo de Marte (como el polvo lunar) probablemente esté cargado eléctricamente. Se adhiere a los paneles solares, bloquea la luz solar y reduce la cantidad de energía que se puede generar para una misión en la superficie.
Por estas razones, la NASA está financiando el Proyecto Dust de Nakagawa, un estudio de cuatro años dedicado a encontrar formas de mitigar los efectos del polvo en la exploración robótica y humana, que van desde diseños de filtros de aire hasta revestimientos de película delgada que repelen el polvo de los trajes espaciales y la maquinaria. .
La Luna también es un buen campo de pruebas para lo que los planificadores de misiones llaman 'utilización de recursos in situ' (ISRU), también conocida como 'utilización de recursos in situ'. 'Vivir de la tierra'. Los astronautas en Marte querrán extraer ciertas materias primas localmente: oxígeno para respirar, agua para beber y combustible para cohetes (esencialmente hidrógeno y oxígeno) para el viaje a casa. 'Podemos probar esto en la Luna primero', dice Metzger.
Se cree que tanto la Luna como Marte albergan agua congelada en el suelo. La evidencia de esto es indirecta. Las naves espaciales de la NASA y la ESA han detectado hidrógeno, presumiblemente el H en H2O, en suelo marciano. Los supuestos depósitos de hielo van desde los polos marcianos casi hasta el ecuador. El hielo lunar, por otro lado, se localiza cerca de los polos norte y sur de la Luna en el interior de los cráteres donde el Sol nunca brilla, según datos similares de Lunar Prospector y Clementine, dos naves espaciales que cartografiaron la Luna a mediados de la década de 1990.
Si este hielo pudiera excavarse, descongelarse y romperse en hidrógeno y oxígeno ... ¡Voilá! Suministros instantáneos. El Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, que se lanzará en 2008, utilizará sensores modernos para buscar depósitos e identificar posibles sitios de minería.
'Los polos lunares son un lugar frío, por lo que hemos estado trabajando con personas que se especializan en lugares fríos para descubrir cómo aterrizar en el suelo y cavar en el permafrost para excavar agua', dice Metzger. Los principales socios de la NASA son los investigadores del Laboratorio de Ingeniería e Investigación de Regiones Frías del Cuerpo de Ingenieros del Ejército (CRREL). Los desafíos clave incluyen formas de aterrizar cohetes o construir hábitats en suelos ricos en hielo sin que su calor derrita el suelo y colapse bajo su peso.
Probar toda esta tecnología en la Luna, que está a solo 2 o 3 días de la Tierra, será mucho más fácil que probarla en Marte, a seis meses de distancia.
Entonces ... ¡a Marte! Pero primero, la Luna.
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