VOLVER

LA EXPERIENCIA MARCIANA

Hace ya bastantes años tomé parte en una reunión reducida en el centro de investigación que la NASA tiene en Wallops Island, en Virginia, en el que varios científicos presentaron sus visiones sobre el futuro. Allí estaba Neil Armstrong, el primer hombre en caminar sobre la Luna. Estaba allí también Homer Newell, mi mentor en la NASA. También estaban presentes algunos famosos estudiosos del futuro, en especial Arthur C. Clarke y Wernher von Braun.

Después de todo el tiempo transcurrido, aún recuerdo la vívida impresión que me produjo la sugerencia del doctor Von Braun al proponer que una colonia de residentes en la Luna podrían obtener oxígeno a partir de la trituración de rocas lunares. Era la primera vez que oía exponer tal idea, y me pareció una propuesta muy audaz.

Es evidente que las rocas contienen grandes cantidades de oxígeno, hasta el punto de que significa más o menos la mitad de su peso. De hecho, la mitad de la masa de todo el mundo es oxígeno. Sin embargo, ese oxígeno existente en las rocas no se encuentra en condiciones de ser respirado porque se halla estrechamente encadenado a otros elementos que componen las rocas. El pensamiento de Von Braun consistía en que, si se trituran las rocas lunares, podría extraerse el oxígeno del polvo de la roca triturada por calentamiento al romper los enlaces químicos. A pesar de todo lo que se dijera, seguía pareciendo que obtener oxígeno a partir de las rocas era como un milagro, lo mismo que cuando Moisés golpeó la roca en el desierto para que brotara agua para el pueblo de Israel.

Después de haber obtenido oxígeno, continuó Von Braun, se puede haber transportado hidrógeno líquido desde la Tierra, y combinarlo con el oxígeno para obtener agua. La mayor parte del peso del agua reside en los átomos de oxígeno que contiene. Por ejemplo, en un kilogramo de agua, los átomos de hidrógeno pesan únicamente doscientos cincuenta gramos, mientras que los de oxígeno hacen el resto. Transportar materiales desde la Tierra hasta la Luna es muy caro -alrededor de cien mil dólares por kilogramo-, pero si sólo debes transportar a la Luna los relativamente ligeros átomos de hidrógeno, y ya tienes allí los pesados átomos de oxigeno, cuentas entonces con una forma barata de hacer agua para la colonia lunar.

Von Braun habló también de la exploración de Marte. Esta posibilidad había sido cuidadosamente contemplada durante los últimos años por científicos de la NASA y de otras organizaciones, y sus conclusiones no diferían demasiado de la que él proponía. Según uno de los planes, el viaje lo realizarían dos naves, transportando cada una de ellas una tripulación de seis pasajeros, hombres y mujeres, entre los que se incluiría un médico. Las naves viajarán por el sistema de las nodrizas, es decir, cada una de ellas llevaría provisiones para doce personas, y si una quedaba inutilizada, su tripulación pasaría a la otra para regresar sana y salva a la Tierra.

Cada nave tiene algo más de sesenta metros de longitud y pesa seiscientas toneladas de las cuales, más de las dos terceras partes, de combustible. Se lleva a bordo todo el combustible necesario para el viaje. Posteriormente, cuando se haya establecido ya en Fobos el instrumental suficiente para producir allí el combustible, eso ya no será necesario. Se trata de un vuelo pionero, y a la tripulación no le esperan diversiones a su llegada al punto de destino.

Las naves han sido montadas en órbita en la estación espacial, durante el año anterior al vuelo, a partir de unidades, de setenta y cinco toneladas de peso cada una, transportadas allí por grandes cohetes. Cada nave de Marte empequeñece la propia estación espacial.

Durante la semana previa, las naves han sido aprovisionadas de combustible compuesto por hidrógeno y oxígeno líquidos. Ahora se mueven en órbita esperando el despegue. Se encienden sus motores en medio de un infierno de ruidos. Chorros de gas caliente, surgiendo de los motores del cohete a una velocidad de nueve mil metros por segundo, impelen hacia atrás a los motores cuando escapan, empujando a las naves hacia delante; Acaba de comenzar el viaje de nueve meses a Marte.

Tres días después, las tripulaciones contemplan la Tierra, ahora ya a cinco millones de kilómetros de distancia. Es una esfera diminuta, parecida a una joya, de color azul barrido por verdes y oro. Las naves vuelan en formación cerrada, con las tripulaciones ocupadas por entero en controlar los sistemas de vuelo. Entonces, cuando se ha comprobado que todo está correcto para que las naves puedan realizar el largo viaje a través del sistema solar, los comandantes ponen en práctica una delicada maniobra vital para el éxito de la misión. Colocarán las dos naves popa contra popa y las unirán por medio de un cable de ciento ochenta metros de longitud de tal manera ,que ambas formen un único aparato de unos trescientos metros de largo.

Lentamente, las naves se colocan la una contra la otra, en busca de los adaptadores. Atracan juntas y conectan los dos extremos del cable. A continuación, ambas naves se separan con precaución y el cable se tensa hasta que los aposentos de la tripulación, situados en los extremos de las naves, se encuentran a trescientos metros de distancia unos de otros.

La operación se ve coronada por el éxito. Diminutos cohetes, orientados en ángulo recto en relación con el eje de esa extraña nave, entran en funcionamiento a una perezosa velocidad de dos revoluciones por minuto. Las tripulaciones, colocadas en los lados opuestos de esa estructura de trescientos metros de longitud, notan una fuerza centrífuga que las empuja hacia atrás contra las paredes de sus cabinas. Con anterioridad a ese momento, han estado sometidas a una gravedad cero. Ahora notan la fuerza de una gravedad artificial.

Vuelven a cobrar fuerza. Esa fuerza que mantiene a quienes están en el interior en su lugar; y lo que es más importante, evita el vértigo -el mareo extremo que te incapacita y la náusea-, al tiempo que el grave deterioro de huesos y músculos que se origina cuando el cuerpo está ingrávido.

Durante los primeros días de vuelo, cuando ambas naves se encontraban volando aún a gravedad cero, las dos tripulaciones se veían acometidas por el vértigo y la náusea. La principal causa de su problema la constituía el oído interno. Ese oído interno contiene pequeñas partículas de calcio suspendido en un fluido. Esas partículas de calcio presionaban sensibles células situadas en cabellos del interior de la oreja que, a su vez, están conectadas al cerebro. Cada vez que el cuerpo cambia de posición, aquellas partículas presionan diferentes células del cabello, que envían un mensaje al cerebro comunicándole qué está haciendo el cuerpo, cómo gira y se mueve.

Normalmente, cuando el poseedor de ese oído interno se encuentra en la Tierra, la fuerza de la gravedad terrestre controla exactamente la presión que esas diminutas partículas hacen sobre las células del cabello en las diferentes posiciones que el cuerpo adquiere. Los circuitos del cerebro que interpretan los mensajes procedentes de esas células del cabello están conectados de tal manera que extraen conclusiones correctas sobre lo que hace el cuerpo cuando la gravedad se comporta como una fuerza de control.

Pero en ausencia de gravedad, las partículas presionan diferentes células del cabello, de tal manera que envían mensajes falsos al cerebro, no proporcionándole un cuadro adecuado de los movimientos del cuerpo. Estas señales enviadas por el oído interno pueden entrar en conflicto con otras pruebas que recibe el cerebro a través de otros sentidos. Por ejemplo, cuando la cabeza se gira o vacila, los ojos le han proporcionado información al cerebro con toda exactitud de cómo se ha movido la cabeza; pero si la persona se encuentra en gravedad cero, el cerebro recibe un mensaje diferente y que entra en conflicto con los demás, procedente de las células del cabello situadas en el oído interno. El cerebro, cuyos circuitos han ido evolucionando a lo largo del tiempo en respuesta a las necesidades planteadas por un animal que vive sobre la superficie de la Tierra, no puede hacer un uso correcto de esta información contradictoria. El resultado de ello es el vértigo -el mareo extremo que te incapacita y la náusea.

El deterioro del cuerpo provocado por la ingravidez es mucho más grave que el vértigo. De hecho, puede llegar a ser mortal, puesto que el calcio disuelve los huesos a partir de una larga estancia en el espacio y el esqueleto se vuelve poroso y frágil. La experiencia de astronautas americanos y soviéticos sugiere que el 30 por ciento del material existente en los huesos de la tripulación desaparecía durante un viaje a Marte a gravedad cero, dejando sus esqueletos en una situación de peligrosa fragilidad.

Los más afectados serían los huesos portadores del peso del cuerpo: piernas, talones y pulgares, y la columna vertebral. La fragilidad de los huesos es menos grave durante el propio vuelo espacial, porque los miembros de la tripulación son entonces ingrávidos, y sus huesos se encuentran sometidos a una presión menor de la normal. El problema más serio surge cuando la nave regresa a la Tierra. Entonces, cuando los miembros de la tripulación salen de la nave y sus cuerpos se encuentran una vez más con toda la gravedad de la Tierra, pueden acabar con la columna vertebral rota y con una parálisis general. Aunque la pérdida ósea puede reducirse realizando vigorosos ejercicios, la experiencia soviética de prolongadas estancias en el espacio sugiere que no se elimina por completo.

El calcio que se disuelve a partir de los huesos provoca otro importante problema médico a la tripulación del viaje a Marte. Ese calcio pasa a formar parte de la corriente sanguínea y a continuación se filtra a partir de la sangre por los riñones. Sin embargo, el paso continuo del exceso de calcio a través de los riñones puede provocar cálculos renales, indisposición dolorosa que quizás exija una intervención quirúrgica. Suponiendo incluso que se encuentre a bordo un cirujano cualificado, es difícil realizar intervenciones de alta cirugía a gravedad cero, porque los órganos tienden a flotar fuera de la cavidad del cuerpo, y una niebla formada por gotitas de sangre puede llenar el compartimento.

Surgen todavía otros problemas médicos si el viaje a Marte se realiza a una gravedad cero. Lo mismo que los huesos, los músculos se debilitan, de la misma manera que le sucede a la gente que debe permanecer durante mucho tiempo en la cama debido a una larga enfermedad. Debería esperarse que la musculatura de las piernas se viera particularmente afectada porque, en ausencia de gravedad, las piernas no tienen mucho trabajo que hacer. Un cosmonauta soviético perdió el 15 por ciento del volumen muscular de sus piernas durantre una estancia en el espacio de once meses en 1987.

Pero, sorprendentemente, los músculos de los brazos también se atrofian a gravedad cero. Lo que significa la degradación del trabajo de la tripulación en tareas críticas: tanto en trabajos pesados, utilizando el efecto martillo de brazo y mano, como en operaciones delicadas, por el aparato de precisión que suponen el pulgar y los demás dedos.

También se atrofia el corazón. Cuando llevan a cabo largas estancias en órbita, los músculos del corazón de los astronautas soviéticos y americanos han llegado a perder hasta un 20 por ciento. Y no es sorprendente pues, cuando los músculos no se ejercitan, se atrofian. En una situación de ingravidez, el corazón tiene menos trabajo que hacer y, lo mismo que cualquier otro músculo que no se utilice, pierde tamaño y se debilita. Cuando la tripulación aterriza en Marte después de realizar su viaje a través del sistema solar, o cuando regresa a la Tierra, sus corazones debilitados no son capaces de resistir la tensión añadida que supone bombear la sangre venciendo la fuerza de la gravedad. A ello pueden seguir repentinos paros cardíacos.

Todos estos problemas sanitarios pueden evitarse con la operación de conectar las dos naves de la expedición a Marte y ligarlas por su parte central para crear una fuerza de gravedad artificial. ¿Cuánta fuerza de gravedad artificial es necesaria? Si las dos cabinas de la tripulación se encuentran en los extremos más separados de la palanqueta de unión, a unos trescientos metros de distancia la una de la otra, y todo el sistema gira a dos revoluciones por minuto, la fuerza artificial de gravedad generada debería ser la dos terceras partes de la fuerza de gravedad de la Tierra. Esa cuantía de gravedad artificial es una buena manera de preparar a la tripulación para la estancia en Marte, porque se encuentra a medio camino entre la fuerza de gravedad de la Tierra y la de Marte.

Mientras que la gravedad artificial protege a la tripulación de los efectos de la ingravidez durante el largo viaje hasta Marte, hay todavía otros peligros a los que deben hacer frente. El problema más serio consiste en el envenenamiento por radiaciones. Las propias naves no son radioactivas, pero el espacio por el que se mueven está repleto de rayos cósmicos de una intensidad peligrosa para la vida. Los rayos cósmicos los constituyen partículas extremadamente enérgicas que proceden fundamentalmente de otras zonas de la galaxia. Esos rayos dañan las células del cuerpo al expulsar electrones de los átomos de las células y al romper el núcleo atómico. Son especialmente vulnerables las células de los órganos reproductores, la médula espinal y los ojos. La infertilidad, el cáncer y las cataratas son consecuencias comunes de estos ataques radioactivos.

Los nocivos rayos cósmicos son cientos de veces más intensos en el espacio que sobre la superficie de la Tierra. La vida sobre la superficie terrestre se encuentra defendida de los rayos cósmicos por la atmósfera de nuestro planeta, que absorbe la peligrosa radiación, y por el campo magnético terrestre, que los desvía. Estos protectores naturales se pierden en los viajes espaciales. Como resultado, durante un solo viaje a Marte, los miembros de la tripulación reciben una radiación nociva como la que recibirían durante toda su vida en la Tierra.

La tripulación puede protegerse contra los rayos cósmicos por medio de una gruesa capa de materiales añadidos a las paredes exteriores de su cabina, como sustitución de la protección de la atmósfera de nuestra Tierra supone para la vida en la superficie del planeta. Sin embargo, son necesarios cientos de toneladas de material protector. Es más práctico permitir que la tripulación realice su viaje sin protección especial y limitarse a que cada miembro de una tripulación haga un solo viaje a Marte durante toda su vida. Aunque dobla la dosis de radiación recibida por cada miembro de la tripulación durante toda su vida, el incremento no es mayor que el que experimenta una persona que se traslada desde el nivel del mar a una ciudad situada a una altura de mil quinientos metros, por ejemplo, desde Nueva York a Denver.

Pero los rayos cósmicos no suponen la única radiación peligrosa a la que debe hacer frente la tripulación en su viaje. De vez en cuando, la superficie del Sol arroja una explosión violenta, denominada destello solar, que envía una nube de partículas de avance rápido y potencialmente mortales a través del sistema solar. Estas erupciones solares, que no pueden predecirse, duran hasta veinticuatro horas y provocan radiaciones millones de veces más intensas de las que experimentamos sobre la superficie de la Tierra. Si una de estas intensas erupciones solares tiene lugar durante el viaje a Marte, la tripulación de la nave puede llegar a recibir una dosis mortal de radiación en menos de una hora. No hay ningún otro peligro más grave que éste de todos los que pueden llegar a encontrarse en el viaje.

Un pesado escudo situado alrededor de las habitaciones de la tripulación proporcionaría a ésta alguna protección de los destellos solares, pero, una vez más, al coste de centenares de toneladas de peso añadido. Una solución mejor consiste en equipar el navío con una "celda antitormentas", pequeño apartamento fuertemente protegido de la radiación, donde puede permanecer la tripulación durante la duración de la erupción solar. Una celda antitormentas que proteja a una tripulación formada por seis personas no exigiría más de diez toneladas de cubierta protectora.

Sin embargo, la tripulación debe moverse rápidamente si sucede una erupción. Si esperan a que las enérgicas partículas del destello solar alcancen la nave antes de introducirse en la celda, es posible que sufran serios daños. Afortunadamente, los destellos solares suelen ir precedidos de una señal de alarma: una explosión de ondas de radio relativamente inofensivas y que viajan a través del sistema solar a la velocidad de la luz, más rápidamente que las partículas mortales del destello, y que llegan alrededor de una hora antes que esas partículas. Si la tripulación es alertada por esas explosiones previas, dispondrá de una hora de tiempo, suficiente para llegar a la celda antitormentas. Pero quienes sí se hallan en peligro son los miembros de la tripulación que se encuentren trabajando en el exterior de la nave. Pueden recibir una dosis letal de radiación antes de que sean capaces de regresar de nuevo a la nave.

Las naves unidas se mueven silenciosamente a través del espacio, girando majestuosamente. No hay ojo capaz de percibir esa impresionante visión. Los pequeños cohetes ronronean suavemente, manteniendo constante el nivel de rotación de las naves con el fin de evitar movimientos que alteren a la tripulación mientras se dedica a realizar su trabajo. Se controla continuamente la superficie del Sol a la búsqueda de señales que avisen de un destello peligroso. La vida continúa en el interior de la nave con la rutina habitual de comprobar los sistemas, fijar la navegación, comer, dormir y estudiar.

Las tripulaciones viven y trabajan en módulos cilíndricos de diez metros de ancho por doce de largo, dispuestos en cuatro niveles. Un módulo acomoda a seis personas, aunque puede llegar a servir para doce si algún problema lo exige. Cada tripulante consume un kilogramo de oxigeno y otro de comida diariamente, más unos ocho litros de agua para cocinar, beber y lavarse. Seis litros y medio se recuperan diariamente a través del reciclado de residuos y de la condensación de la humedad atmosférica. El litro y medio restante procede de la provisión de agua que se transporta a bordo. La tripulación de cada nave consumirá veinte toneladas de oxígeno, alimentos y agua durante el viaje, pero se transporta el doble de esa cantidad como margen de seguridad.

Las tensiones psicológicas del viaje son fuertes, pero la tripulación ha sido aceptada por su estabilidad como equipo después de haber realizado largos viajes repletos de deberes en la estación espacial. La microsociedad de ambas naves se autogobierna. Aquellos temas de la vida diaria que no significan ninguna amenaza para la vida son tratados democráticamente y decididos por consenso. En casos de emergencia, se acepta la autoridad del comandante y la forma de gobierno se convierte en una cadena militar de mando.

Las naves de la expedición a Marte constituyen organismos complicados y atender sus problemas electrónicos y mecánicos exige un amplio conocimiento técnico. En los días del Apolo, cientos de expertos encorbados sobre las pantallas de las computadoras de televisión en "misión de control", en la base de Houston, controlaban lo que hacia la nave, iniciaban acciones correctivas y utilizaban a los astronautas como extensiones de sus dedos y cerebros. Todo eso era posible entonces, porque se tardaban menos de cinco segundos en comunicar por radio con el Apolo y recibir respuesta. Pero el intercambio de radiomensajes entre la nave de la expedición a Marte y la Tierra puede durar hasta una hora. Si los instrumentos de la nave detectan una fuga de combustible o un circuito sobrecalentado, las instrucciones enviadas desde Houston para "arreglarlo" llegarán demasiado tarde para evitar la catástrofe.

Se ha reconocido ese problema. En los órganos vitales de la nave se ha incluido un elaborado sistema de instrumentos sensibles, y los amplios conocimientos de los ingenieros de Houston se han almacenado en su cerebro electrónico. La nave ha absorbido la sabiduría de los expertos; no olvida nada y aprende por experiencia. Poderosas computadoras de a bordo conocen cada circuito, pueden probar cada reflejo y cada proceder, diagnosticar cada avería electrónica y ofrecer una solución. La nave está viva. Siente y razona.

Las dos naves se acercan a Marte, llegando a sus proximidades nueve meses más tarde. Cuando aún se encuentran a más de un millón y medio de kilómetros del planeta, ambos navíos se separan y se acercan a él en formación cerrada una vez más. De manera gradual, van aumentando la velocidad debido a la atracción de la gravedad marciana. En un momento en que pasan junto al planeta a once mil kilómetros por hora, una breve entrada en funcionamiento de los cohetes les obliga a variar de rumbo y a descender a la atmósfera marciana. La resistencia de esa atmósfera obliga a detenerse a las naves que se sitúan en órbitas de aparcamiento.

Frenado aéreo es el término con que se describe esta maniobra que utiliza la atmósfera para detener las naves. Se trata de una de las operaciones más delicadas y peligrosas de todo el viaje. Si descienden hacia la atmósfera a demasiada velocidad, nave y tripulación se abrasarán al entrar en contacto con ella. Si lo hacen a velocidad escasa, la nave rebotará de nuevo fuera de la atmósfera, lo mismo que cuando lanzamos una piedra plana sobre la superficie del agua, y volará de nuevo hacia el espacio.

Cuando se ha completado la maniobra de frenado aéreo, las tripulaciones de ambas naves dirigirán su atención a la propia acción de tomar tierra. De cada uno de los navíos se ha elegido a tres miembros de la tripulación para que desciendan a la superficie marciana. Los demás se mantienen al margen. Los miembros escogidos de cada tripulación entran en el Módulo de Excursión a Marte y comienzan sus preparativos para el aterrizaje. El Módulo de Excursión a Marte es una versión alargada de doble compartimento del Módulo de Excursión Lunar utilizado en los aterrizajes realizados por el Apolo sobre la Luna. Ha estado guardado a popa de las habitaciones de la tripulación durante el viaje de ida. Ahora, ya con el primer grupo de aterrizaje a bordo, el Módulo suelta sus amarras y asciende suavemente libre ya de sus ataduras a la nave de la expedición a Marte.

Utilizando de nuevo la resistencia de la atmósfera de Marte, el grupo que realizará el aterrizaje acciona el aire para frenar el Módulo y sacarlo así fuera de órbita. A una altura de cinco kilómetros, abren los paracaídas: en primer lugar, el ancla flotante, a una velocidad de mil cien kilómetros por hora, y, a continuación el paracaídas principal, y el Módulo desciende su velocidad hasta colocarse a quinientos kilómetros por hora. Cuando se encuentra a trescientos metros de la superficie, entran en funcionamiento retrocohetes que depositarán con suavidad al aparato sobre el terreno. Se abre la escotilla del Módulo de Excursión y los miembros de la tripulación saltan a tierra, moviéndose con facilidad en aquella gravedad más ligera que la de la Tierra. Ha comenzado la primera exploración tripulada de otro planeta.

(c) 1989 Robert Jastrow

(c) RBA Editores, S.A., 1993, Pérez Galdós, 36 bis, 08012 Barcelona

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.

Al principio de página