R Jastrow. La exploración del espacio. IX

IX. MISIÓN A MARTE

Capítulo IX de la obra La exploración del espacio. Un apasionante futuro

El verano de 1976 un objeto con forma de araña se dejó caer sobre las llanuras de Marte. Por encima de él daba vueltas en círculo su nave nodriza, un satélite artificial de Marte creado en la Tierra. Aquel autómata en forma de insecto se posó en el suelo por debajo de él, comprobó sus señales vitales y, a continuación, comenzó a realizar las tareas que le habían traído hasta el planeta rojo (Se está refiriendo a la misión Viking de la NASA).

La mirada del autómata exploró la escena desierta. A continuación, se desenroscó una larga extremidad y recogió un puñado de tierra rojiza. El autómata depositó la tierra en sus fauces y comenzó a digerirla a la búsqueda de señales de vida en Marte.

La información enviada por el autómata a la Tierra encendió una polémica que reinó cierto tiempo y a continuación se calmó, pero aún está latente. ¿Encontró el autómata pruebas de la existencia de vida en Marte? Un experimento llevado a cabo por el autómata parecía demostrarlo. El experimento consistió en examinar la tierra en busca de la presencia de microbios marcianos, de una forma de vida sencilla, pero cuya presencia proporcionaría una respuesta afirmativa a la pregunta: ¿Es tan parecida en el cosmos la evolución de la vida como para que pudiera ocurrir de manera separada en dos planetas del mismo sistema solar?

¿Qué pruebas realizó el autómata con la finalidad de buscar microbios marcianos? Añadió a la tierra una solución con ciertos alimentos disueltos en ella, alimentos que los microbios encuentran apetecibles. Sin embargo, aquellos nutrientes estaban especialmente preparados hasta el punto de que contenían una pequeña cantidad de una sustancia radioactiva: en especial, carbono radioactivo.

La idea consistía en que, si había microbios marcianos en aquella tierra, los microbios ingerirían los alimentos, incluido el carbono radiactivo y, a continuación, eliminarían parte de esa radioactividad como producto de desecho, bajo la forma de dióxido de carbono radioactivo. Si detectores sensibles a la radioactividad encontraban que el suelo marciano emitía dióxido de carbono radioactivo eso indicaría que en él vivían microbios.

El experimento pareció verse coronado enteramente por el éxito. El suelo de Marte exhalaba dióxido de carbono radioactivo, de la misma manera en que sucedía en suelos en los que se había probado anteriormente el experimento en la Tierra cuando esos suelos contenían microbios.

A continuación, la tierra de Marte se calentó hasta una temperatura que sobrepasa el punto de ebullición del agua, y se puso en práctica el experimento de nuevo. Si esa tierra contenía realmente microbios, el calor los destruiría y la radioactividad desaparecería. Según se esperaba, la radioactividad desapareció. Esa comprobación proporcionó más confianza a los experimentadores de que, en realidad, habían detectado microbios en Marte.

Pero otros científicos no estuvieron de acuerdo. Aducían otro experimento llevado también a cabo por el autómata, que probaba con igual claridad que en Marte no existía vida.

El segundo experimento no trataba de encontrar vida de una manera directa, sino únicamente los bloques moleculares básicos de la vida. Éstos son conocidos por los químicos y los biólogos como moléculas orgánicas. Si existía vida en Marte, incluso aunque fuera remotamente parecida a la vida que hay sobre la Tierra, debería estar formada por estas moléculas orgánicas. Incluso aunque el suelo contuviera únicamente los restos de organismos muertos y descompuestos, esta prueba debería mostrárnoslos.

Los resultados de la prueba de búsqueda de moléculas orgánicas fueron definitivos. En el suelo de Marte no había rastro de moléculas orgánicas, de los bloques básicos de la vida.

Sin esos bloques básicos de la vida, ¿cómo podía haber vida? Pareció claro que el experimento que trataba de encontrar dióxido de carbono radioactivo debió haber despistado a los científicos. Su experimento debió detectar alguna oscura reacción química, en lugar de microbios.

Pero habitualmente las reacciones químicas no son tan sensibles al calor. Si la prueba de la búsqueda de microbios estaba registrando una reacción química, y no vida, ¿por qué desapareció la radioactividad cuando se calentó la tierra?

Se llevaron a cabo otras comprobaciones que parecieron apoyar la teoría de la existencia del microbio marciano. Pero los científicos que se oponían a la idea de la existencia de vida en Marte se preguntaban: "Si hay vida en Marte, ¿dónde están los cadáveres? ¿Dónde las moléculas orgánicas?" A la agencia espacial le pareció éste un buen argumento. La conclusión oficial de la NASA fue la de que no había ninguna seguridad sobre esa materia, desde el momento en que los métodos utilizados para buscar vida allí habían sido indirectos; pero no parecía haber vida en Marte.

Algunos científicos americanos y soviéticos no estuvieron de acuerdo. Los científicos soviéticos señalaron que si existía vida en Marte, probablemente no se encontraría en la superficie del planeta donde el Viking se dedicó a buscarla, sino enterrada profundamente bajo la capa de permafrost, donde podía existir agua en estado líquido. Con este pensamiento en la cabeza, los científicos soviéticos planearon perforar al menos diez metros en el suelo marciano cuando se dedicaron a poner en práctica su propia experiencia de búsqueda de vida en Marte. Entre tanto se lleve a cabo, uno de los científicos soviéticos ha señalado que "los resultados del Viking no pueden contemplarse como si se hubiera dicho ya la última palabra."

En los últimos años, la Unión Soviética se ha interesado extremadamente en todos los aspectos referidos a la exploración de Marte, variando ahora su centro de atención a partir de una preocupación más antigua por el planeta Venus. De una manera sorprendente, Fobos, una de las lunas de Marte, entró antes en los planes soviéticos que el aterrizaje sobre el propio Marte (Marte tiene dos pequeñas lunas, Fobos y Deimos, por el nombre de los caballos que arrastraban el carro del dios de la guerra). La razón reside en un hecho extraordinario: ¡El 20 por ciento de Fobos puede ser agua!

El agua es difícil de conseguir en el espacio. En principio no se necesita para beber, porque en una misión tripulada, el agua residual de la tripulación puede reciclarse y purificarse hasta convertirla en potable. El agua es importante en el espacio porque proporciona un poderoso combustible al cohete. Es evidente que el agua sola no quemará en el motor de un cohete. Pero el agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno. Si se descompone en estos dos gases y, a continuación, se enfrían y se licúan éstos, el hidrógeno líquido y el oxígeno líquido resultantes constituyen una excelente combinación como medios de propulsar cohetes, uno de los mejores combustibles para cohetes que se conocen.

Debe consumirse una considerable cantidad de energía para separar las moléculas de agua y obtener el hidrógeno y el oxigeno por separado. Sin embargo, la energía puede suministrarla un pequeño reactor nuclear. Ese reactor nuclear puede transportarse hasta Fobos en uno de los primeros vuelos a la luna marciana. Y una vez colocado sobre la superficie de Fobos, funcionará durante largo tiempo sin utilizar un combustible adicional.

Después de haber producido los gases de hidrógeno y oxígeno, deben enfriarse y condensarse en forma líquida. (Si se les mantuviera en forma gaseosa ocuparían demasiado volumen para ser transportados a bordo del cohete.) Pero el mismo reactor nuclear que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno puede suministrar también la electricidad necesaria para refrigerar el hidrógeno y el oxígeno gaseosos hasta licuarlos.

Los exploradores de Marte consiguen una gran ventaja si pueden conseguir el combustible para su viaje de retorno -hecho de esta manera a partir de agua- en su punto de destino, en lugar de transportar ese combustible todo el viaje desde la Tierra. Si un cohete parte hacia Marte transportando el combustible que necesita para el viaje de regreso, lleva una doble carga por lo que se refiere al peso. La nave debe transportar no sólo el combustible que necesita consumir la propia nave en ese viaje de vuelta desde Marte a la Tierra; debe asimismo transportar el combustible adicional necesario para propulsar ese cargamento de combustible a la velocidad del cohete cuando la nave deje la Tierra en el comienzo del viaje.

En un viaje a Marte de ida y vuelta sin repostar, el peso de la nave, los suministros y el combustible puede suponer varios millones de kilogramos. Puede suponer un costoso despegue el conseguir que todo ese peso deje atrás la superficie de la Tierra. Repostar en Fobos podría suponer reducir a la mitad o a la tercera parte el peso de una misión tripulada a Marte, haciendo de esa manera menos costoso el viaje.

A primera vista parecería que se podría obtener en Marte, sin necesidad alguna de desplazarse hasta Fobos, el agua necesaria para fabricar el combustible del cohete. Después de todo, se creía que Marte tenía también grandes cantidades de agua en forma de hielo bajo la superficie. La desventaja de este plan consiste en que es difícil aterrizar en Marte y conseguir el combustible debido a la gravedad de ese planeta. Cuando la nave se aproxima a Marte, debe consumir una considerable cantidad de combustible evitando la atracción de la gravedad marciana, y ralentizando el descenso del aparato, de tal manera que no choque contra el planeta, sino que se sitúe en órbita a su alrededor.

Y después de que la nave principal se encuentre en órbita, dando vueltas alrededor de Marte, el pequeño vehículo que será en realidad el que aterrizará sobre el planeta deberá consumir más combustible para poder realizar un aterrizaje "suave" y no destrozarse contra la superficie. A continuación, y después de haber consumido combustible para caer sobre Marte, debe volver a consumirlo una vez más para despegar de su superficie, puesto que hay que contrarrestar la atracción de la gravedad marciana. De hecho, el combustible que se consume para aterrizar y despegar de nuevo de Marte contrarresta en buena medida el beneficio que podría suponer producir el combustible en Marte en primer lugar.

Pero el agua y el combustible será mucho más fácil de obtener en la luna de Marte, en Fobos. La nave principal debe utilizar algo de combustible al ralentizar su marcha cuando se aproxima a las cercanías de Marte y de sus lunas; de otra manera, sobrepasaría violentamente Marte y Pobos y se perdería en el espacio. Pero una vez que la nave ha ralentizado lo suficiente para evitar que eso suceda, es sencillo dar el siguiente paso, el aterrizaje real sobre Fobos. Como Fobos es una luna pequeña -de unos veinticinco kilómetros en su parte más ancha, es decir, más o menos como la isla de Manhattan-, la atracción de su gravedad es tan débil que una nave espacial no tiene que utilizar una gran cantidad del combustible del cohete para perder velocidad y llevar a cabo un aterrizaje suave; sencillamente planea sobre la superficie, descendiendo suavemente sobre el terreno que tiene bajo ella.

Y debido a que esa gravedad de Fobos es tan débil, prácticamente no se necesita casi energía alguna para despegar de nuevo de la pequeña luna, después de haber aterrizado en ella y recogido combustible y agua. La fuerza humana es suficiente; una persona es capaz de saltar con fuerza después de coger una buena carrerilla e irse al espacio.

Lo mejor que pueden hacer los exploradores de Marte es detenerse en Fobos antes de ir hasta el planeta, y recoger allí el combustible necesario para aterrizar en el propio Marte.

En ese momento, pueden aprovechar también para obtener el combustible necesario para despegar de Marte después de haber completado la exploración y regresar a Fobos. Una vez de regreso en Pobos, pueden repostar de nuevo para realizar el viaje principal de regreso a la Tierra y para descender a la superficie terrestre.

Fobos es únicamente valioso para el explorador del sistema solar. Puede ser un centro de aprovisionamiento de combustible y de agua, no sólo para la exploración de Marte, sino también para apoyar el establecimiento de una estación científica en nuestra propia Luna. De hecho, se necesitaría menos combustible y, por tanto, sería menos costoso, transportar agua a nuestra Luna desde Fobos que llevarla directamente desde la Tierra.

A primera vista puede parecer sorprendente, porque la distancia desde la Tierra hasta Fobos es cientos de veces mayor que la existente entre la Tierra y la Luna. Sin embargo, una nave de carga que transporte agua de la Tierra a la Luna debe consumir una gran cantidad de combustible para poder librarse de la poderosa atracción ejercida por la gravedad terrestre sobre la nave, mientras que la misma nave que transportara agua desde Fobos a la Luna no tiene que utilizar combustible para librarse de la gravedad de Fobos. Es cierto que esa nave debería romper la fuerza de la gravedad de Marte, pero ésta es menos de la mitad de poderosa que la fuerza de la gravedad terrestre.

Estas interesantes posibilidades se basan obviamente en la presunción de que Fobos contiene realmente grandes cantidades de agua. Los científicos planetarios creen que así es porque, en ciertos aspectos, Fobos se parece a cierta clase de meteoritos denominados condritas carbonáceas -fragmentos de materia planetaria procedente del cinturón de asteroides- que tienen un contenido en agua de alrededor del 20 por ciento. Otro indicador de la existencia de agua en Fobos es un conjunto de surcos en la superficie de aquella luna que semejan lugares por los que ha tenido lugar un escape de vapor después de una colisión entre Fobos y un asteroide.

La visita a Fobos ocupa una elevada posición en la lista de prioridades, tanto de Estados Unidos como de la Unión Soviética, para llevar a cabo futuras misiones a Marte. Mientras tanto, la Unión Soviética tiene planes firmes para realizar una serie de visitas al propio Marte, que comenzarían a mediados de la década de 1990, cuando una nave espacial soviética se situaría en órbita alrededor del planeta para convertirse en un satélite artificial de Marte. Esa nave espacial reconocerá Marte desde su órbita. Transportará y dejará ir también un gran globo aerostático en la atmósfera de Marte, Inflado con helio, el globo flotará en la delgada atmósfera marciana, elevándose durante el día hasta una altura de unos cinco kilómetros, y moviéndose de acuerdo con la circulación de los vientos. Llevará enganchada una caja de instrumentos -un estuche flexible como una serpiente de unos tres metros de longitud y quince centímetros de anchura- que incluye una cámara, además de equipo para detectar agua y para medir la composición química del suelo.

Cuando se acerca la noche y desciende la temperatura, el globo desciende a su vez hasta que su carga de instrumentos científicos descansa sobre el suelo. Cuando los rayos del sol matutino dan sobre el globo, el gas de su interior se expande y el globo se eleva para recorrer quizá quinientos kilómetros hasta llegar a otro lugar, antes de descender de nuevo y de asentarse para pasar la noche. (El globo es en realidad dos globos, uno de ellos hinchado con helio y cerrado, y el otro abierto a la atmósfera de Marte. El globo abierto es de color negro y absorbe el calor del Sol. proporcionándoles un empuje extra hacia arriba cada mañana que permite a los dos globos despegar para llevar a cabo sus vuelos diarios)

Algunos años después, los científicos soviéticos tienen pensado depositar sobre la superficie de Marte un pequeño automóvil sin conductor con el fin de que se dedique a correr de un lado a otro por la superficie marciana. El explorador será con toda probabilidad un vehículo de seis ruedas con neumáticos sobredimensionados para hacer frente al abrupto terreno de Marte. Irá provisto de un cerebro electrónico al que anteriormente se le habrá instruido en la naturaleza de los peligros que posiblemente le aguardan, y en las mejores estratagemas para sobrevivir a ellos.

Estos peligros formidables incluyen un terreno lleno de rocas y las enormes dunas marcianas. Si el pequeño explorador tiene éxito en hacer frente a esos desafíos, los soviéticos depositarán en la superficie de Marte un explorador mucho mayor, capaz de viajar centenares de kilómetros. Este explorador pesará tres cuartos de tonelada -más o menos como un pequeño automóvil. También se tratará de un autómata, que se moverá y llevará a cabo sus tareas científicas bajo la dirección de un cerebro electrónico.

Sin embargo, al cerebro del explorador grande se le habrá encargado una nueva responsabilidad de la mayor importancia. Intentará, por primera vez, de recoger muestras de suelo marciano de lugares ampliamente dispersos, y de enviarlos a la Tierra para su estudio. Ese rasgo enormemente difícil marcará, de llevarse a cabo, un hito en la historia de la exploración marciana, pues sólo entonces, por fin, puede quedar resuelta la cuestión planteada a propósito de si hay o no vida en Marte.

Entretanto, lo mismo en Estados Unidos que en la Unión Soviética, estarán preparándose vuelos tripulados a Marte. La exploración tripulada de Marte puede comenzar con un viaje interplanetario que lleve a los hombres a orbitar el planeta y a regresar a la Tierra sin haber tocado el suelo del planeta. Probaría así la fiabilidad de la nave espacial en un largo viaje interplanetario antes de que los astronautas se enfrenten con las complejidades adicionales que plantea el descender a la superficie de Marte. Estados Unidos siguió este plan conservador, en dos etapas, para llevar a cabo el proyecto de aterrizaje sobre la Luna.

Si tiene éxito, el primer vuelo tripulado alrededor de Marte será seguido por una toma de tierra -el primer aterrizaje de hombres y mujeres en otro planeta- durante las primeras décadas del siglo XXI. Pero un viaje de ese calibre podría significar que la tripulación de la misión estuviera quizá dos años alejada de la Tierra. Los vuelos tripulados en el espacio de tan larga duración presentan especiales problemas a la supervivencia humana hasta el punto de que pueden convertirlos en insolubles.

Robert Jastrow
Nace en en New York.
Estudia Física en la Universidad de Columbia, donde se gradúa y posterormente ejerce como profesor ayudante de Física y de Geofísica. También ejerce de profesor de Física en la Universidad de Yale.
Trabaja como especialista en Física Nuclear en el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos, en Washington. Es nombrado director de la División Teórica del centro de Vuelo Espacial Goddard, dependiente de la NASA.
Ocupa el cargo de director del Instituto Goddard de Estudios espaciales, dependiente de la NASA. Profesor ayudante de Geofísica en la Universidad de Columbia, es designado miembro de la Unión Geofísica Americana y vicepresidente de la sección de ciencias planetarias.
En 1991 es nombrado director del Mount Wilson Institute

Sus obras publicadas:

Exploration of space.

Origin of the solar system.

Red giants and white dwarfs: The evolution of stars, planets and life.

The Venus atmosphere.

Astronomy: fundamentals and frontiers.

Until the sun dies

God and the astronomers.

The enchanted loom (Publicada en español como El telar mágico)

How to make nuclear weapons obsolete.

Journey to the stars. Space exploration Tomorrow and beyond (Pubicada en español como La exploración del espacio. Un apasionante futuro) a la que pertenece este texto.

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