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Archivo de febrero de 2019

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Feb

22

El meteorito no mató a los dinosaurios

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La vida sigue    ~    Comentarios Comments (0)

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El análisis geológico de los restos de grandes erupciones voncánicas en la India tratan de precisar la secuencia del cataclismo que acabó con más del 75% de la vida terrestre.

Las 5 erupciones volcánicas más grandes de la historia

Hace tiempo que se sospecha de los grandes cataclismos causados por las placas tectónicas que provocaron erupciones volcánicas de inmensa importancia y que pudieron ser la causante de grandes extinciones en nuestro planeta.

El investigador estadounidense Steve Self analiza una de las formaciones estudiadas, en Pune (India).

El investigador estadounidense Steve Self analiza una de las formaciones estudiadas, en Pune (India). Loy C. Vanderluysen

Cada cierto tiempo, en la Tierra se produce un gigantesco holocausto que suele ser también un cambio de régimen. Hace 2.800 millones de años, un grupo nuevo de microorganismos, las cianobacterias, comenzaron a producir oxígeno al hacer la fotosíntesis. Transformaron el mundo e hicieron posible la vida como la conocemos, pero aniquilaron a los organismos que habían dominado hasta entonces el planeta porque para ellos el oxígeno era tóxico. Como resume uno de los líderes de la revolución ultraconservadora relatada en El cuento de la criada, de Margaret Atwood, “mejor nunca significa mejor para todos, siempre significa peor para algunos”. Y lo que es válido para las revoluciones políticas, también lo es para las biológicas.

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La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva se perdería en el espacio, pero nuevos gases y vapor de agua se fueron liberando de las rocas que forman nuestro planeta.

La atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono pero con ausencia de oxígeno. Era una atmósfera ligeramente reductora hasta que la actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxígeno y ozono (a partir de hace unos 2 500 o 2000 millones de años) y hace unos 1000 millones de años la atmósfera llegó a tener una composición similar a la actual.

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De las cinco grandes extinciones que llegaron después, la más letal sucedió hace 252 millones de años, al final del Pérmico. Entonces, una erupción descomunal en Siberia inundó la atmósfera de CO2 y produjo un intenso efecto invernadero que agravó la actividad de algunos microbios productores de metano. Los océanos se volvieron más ácidos y perdieron oxígeno y la destrucción parcial de la capa de ozono permitió que la radiación ultravioleta arrasase la superficie terrestre. Se calcula que el 96% de las especies que habitaban la Tierra perecieron en menos de un millón de años, un tiempo breve si se consideran las escalas geológicas.

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Una gigantesca erupción en Siberia está en el origen de la mayor extinción de la historia de la Tierra

 

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Pese a aniquilar la vida casi por completo, la gran mortandad, como se conoce a esta extinción masiva, no es la más conocida de todas. Ese honor le corresponde a la sucedida a finales del Cretácico, hace unos 66 millones de años, el cataclismo que se llevó por delante a uno de los grupos de animales más fascinantes que jamás pisaron la Tierra. Cuando horadan el suelo en busca de fósiles con los que reconstruir el pasado, los científicos observan que en ese momento desaparecen la mayoría de los dinosaurios y prácticamente el 75% de los seres vivos de la época. En ese estrato, Luis Álvarez y su hijo Walter descubrieron en los ochenta una gran cantidad de iridio, un material muy raro en nuestro planeta pero abundante en meteoritos y asteroides. A partir del iridio calcularon que una roca de 10 kilómetros de diámetro procedente del espacio fue, probablemente, la culpable de aquella hecatombe. Poco después, la teoría se afianzó cuando se encontró un cráter en la península mexicana de Yucatán que se identificó con el lugar del impacto.

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Pero la vida no se tambalea a escala planetaria por un solo golpe, por fuerte que sea, y desde hace tiempo se defiende que una serie de erupciones volcánicas a lo largo de cientos de miles de años, como ha sucedido en eventos similares a lo largo de la historia del planeta, fueron cambiando el clima y las condiciones atmosféricas de la Tierra preparando el terreno para la extinción del Cretácico. El lugar de estas erupciones son las escaleras del Decán, una de las mayores regiones volcánicas del planeta situada en la India. Hoy, dos equipos de científicos publican en la revista Science mediciones de alta precisión de la zona para tratar de reconstruir el curso de los acontecimientos que acabaron con los dinosaurios.

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Por un lado, un equipo liderado por Blair Schoene, de la Universidad de Princeton (EE UU), empleó un método de datación que toma como referencia el ritmo al que el uranio se va desintegrando radiactivamente para convertirse en plomo. Así calcularon que las erupciones del Decán comenzaron decenas de miles de años antes del gran asteroide. Las grandes cantidades de metano, dióxido de carbono y dióxido de azufre lanzadas a la atmósfera por los volcanes habrían provocado unos trastornos planetarios capaces de extinguir gran parte de la vida terrestre mucho antes de la llegada del asteroide.

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Es probable que los dinosaurios tardasen decenas de miles de años en sucumbir a los cataclismos que les aniquilaron

En un segundo estudio, liderado por Courtney Sprain, de la Universidad de California en Berkeley (EE UU), se emplea argón radiactivo para calcular el momento en que se produjeron las erupciones. Aunque los resultados no son muy diferentes, sí que hay interpretaciones distintas de los datos y se plantea que el choque en México, prácticamente en las antípodas de la India, aceleró las erupciones y produjo una emisión de gases responsables en parte de las extinciones.

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A partir de la extinción de los Dinosaurios (fuera cual fuere su causa), `pudieron emerger los pequeños mamíferos que evolucionaron a los que hoy conocemos, y, nosotros, tardamos 65 millones de años en llegar.

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La catástrofe, que facilitó la llegada de los mamíferos y a la postre de nuestro linaje, quizá no se deba imaginar como suelen hacerlo las películas hollywoodienses, con un impacto inminente que acabará con la vida en la Tierra en pocos días. “Es muy difícil decir cuál fue la escala temporal exacta de la extinción”, reconoce Paul Renne, investigador de Berkeley y coautor de uno de los estudios. “De hecho, es probable que fuese variable para diferentes animales y plantas, dependiendo de su posición en la red alimentaria. Parece claro que el plancton marino fue el más rápido en desaparecer, probablemente en menos de 10.000 años. Para otros animales, especialmente los terrestres, como los dinosaurios, pudo tomar más tiempo, pero es algo muy controvertido”, asevera. Y concluye: “Algo es cierto, la extinción no sucedió en un instante como en las películas”.

Reportaje de prensa.

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Feb

22

Misión a Marte en 2020

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Marte    ~    Comentarios Comments (1)

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buscará convertir el CO2 en oxígeno

 

El próximo proyecto de la NASA en el planeta rojo, será la Misión Marte 2020, en la que destaca la intención de investigar la manera de transformar el CO2 en oxígeno.

 

 

Esquema de la nave que pisará Marte
    
 
                          Esquema de la nave que pisará Marte | Foto: NASA

Europa Press 

El próximo rover que la NASA enviará a Marte en 2020 llevará siete instrumentos cuidadosamente seleccionados para investigaciones sin precedente en el Planeta Rojo. El más llamativo persigue convertir en oxígeno dióxido de carbono de la atmósfera marciana.

La NASA ha escogido sobre 58 propuestas recibidas en enero de investigadores e ingenieros de todo el mundo. Las propuestas recibidas fueron el doble del número habitual en este tipo de convocatorias, un indicador de lo extraordinario interés por la comunidad científica en la exploración de Marte.

Curiosity rover flaunts its battle scar, wind sensor is bruised but not broken

La Misión Marte 2020 se basa en el diseño del exitoso Curiosity, que aterrizó hace casi dos años, y actualmente está operando en Marte. El nuevo rover llevará hardware más sofisticado y nuevos instrumentos para realizar evaluaciones geológicas del sitio de aterrizaje, determinar la habitabilidad potencial del medio ambiente, y buscar directamente signos de la antigua vida marciana, según informa la NASA.

“La exploración de Marte será el legado de esta generación, y el rover Marte 2020 será otro paso crítico en el camino de los seres humanos al Planeta Rojo”, dijo el administrador de la NASA, Charles Bolden.

Los científicos utilizarán el vehículo para identificar y seleccionar una colección de muestras de roca y suelo que almacenará para su posible regreso a la Tierra de una futura misión.

El rover de Marte 2020 también ayudará a avanzar en nuestro conocimiento de cómo los futuros exploradores humanos podrían utilizar los recursos naturales disponibles en la superficie del planeta rojo. La capacidad de vivir de la tierra marciana transformaría la futura exploración del planeta. Los diseñadores de las futuras expediciones humanas pueden utilizar esta misión para entender los peligros planteados por el polvo marciano y demostrar la tecnología para procesar el dióxido de carbono de la atmósfera para producir oxígeno.

Las propuestas seleccionadas son:

– MastCam-Z: un sistema de cámara avanzada con capacidad estereoscópica de imágenes panorámicas y con capacidad de zoom. El instrumento también determinará la mineralogía de la superficie marciana y ayudará en las operaciones del rover. El investigador principal es James Bell, de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe.

– SuperCam, un instrumento que puede proporcionar imágenes, análisis de la composición química, y la mineralogía. El instrumento también será capaz de detectar la presencia de compuestos orgánicos en rocas y regolito a distancia. El investigador principal es Roger Wiens, del Laboratorio Nacional de Los Alamos, Nuevo México.

– Instrumento Planetario para Litoquímica en Rayos X (PIXL), un espectrómetro de fluorescencia de rayos X, que también contendrá un reproductor de imágenes de alta resolución para determinar la composición elemental a escala fina de materiales de la superficie de Marte. PIXL proporcionará capacidades que permitan la detección y análisis más detallados de elementos químicos que nunca. La investigadora principal es Abigail Allwood, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

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An artist concept image of where seven carefully-selected instruments will be located on NASA’s

– Escaneo de Entornos Habitables con Raman y Luminiscencia para Productos Orgánicos y Químicos (SHERLOC), un espectrómetro que proporcionará imágenes a escala fina y utiliza una luz ultravioleta de láser para determinar la mineralogía a escala fina y detectar compuestos orgánicos. El investigador principal es Luther Beegle, DEL JPL.

– Experimento ISRU de Oxígeno en Marte, una investigación de tecnología de exploración que va a producir oxígeno a partir del dióxido de carbono atmosférico marciano. El investigador principal es Michael Hecht, Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts.

– Analizador de Dinámicas Ambientales en Marte, un conjunto de sensores que permitirá la medición de temperatura, velocidad y dirección del viento, presión, humedad relativa y el tamaño y la forma de polvo. El investigador principal es José Rodríguez-Manfredi, del Centro de Astrobiología, Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, España.

– Radar de Imagen para la Exploración del Subsuelo de Marte, un radar de penetración de tierra que proporcionará resolución de centímetro en la estructura geológica del subsuelo. El investigador principal es Svein-Erik Hamran, del Forsvarets forskning Institute, Noruega.

Arriba podemos contemplar Valles Marineris, un accidente geográfico de cuatro mil kilómetros de longitud, 200 de ancho y 10 de profundidad. Marte tiene rincones que debemos descubrir y, sobre todo, me intrigan esos huecos o grutas naturales que bajo la superficie fueron hechos por la pasada actividad volcánica del planeta en el pasado. Allí, a más profundidad y más alta temperatura, a salvo de la radiación nosiva del exterior… ¡Pudiera estar presente el agua líquida! Y, si eso es así… ¡La Vida andará muy cerca.

Marte phobos deimos

                                                     El planeta rojo con sus dos pequeñas lunas

Como podéis ver por la noticia de la NASA, no dejamos de dar pequeños pasos hacia nuevos “pequeños” logros en aquel planeta que, algún día (lejano aún en el futuro), podremos visitar. De todas las maneras, y, poniendo los pies en el suelo, en los dos trabajos que siguen, se deja bien clara la realidad del proyecto de Marte que, no es tan sencillo como a primera vista pueda parecer.

emilio silvera

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Feb

22

¿Por qué es difícil Viajar a Marte? I (Apuntes de la NASA)

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Marte    ~    Comentarios Comments (0)

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¿Por qué es difícil ir a Marte?

 

 

                          Fotograma de la película ‘The martian’. AIDAN MONAGHAN

El estreno de la película ‘Marte’ (The Martian) ha despertado cierta curiosidad acerca de posibles futuros viajes humanos al planeta rojo. Después de haber ido a la Luna en varias ocasiones hace ya casi cinco décadas, y estando acostumbrados a ver astronautas viajar al espacio casi de forma rutinaria, es tentador pensar que enviar seres humanos a Marte pueda ser algo perfectamente plausible a día de hoy, o tal vez un tanto más complicado que lo hecho hasta ahora. Sin embargo, la realidad es que enviar seres humanos a Marte constituye un desafío de una dificultad y complejidad absolutamente descomunales que se aleja mucho de todo lo que se ha hecho hasta ahora en la historia de la exploración humana del espacio.

En esta y en la siguiente entrada hablaré de las razones por las que esta empresa constituye un desafío inmenso y sobre cómo se plantea en la actualidad una misión tripulada a Marte. Con objeto de ofrecer una perspectiva inicial para entender la dimensión del problema de una forma intuitiva, en esta entrada trataré de la razón principal que hace extremadamente difícil una misión a Marte, la razón de la que prácticamente se derivan casi todas las demás: la distancia.

Matt Damon in “The Martian.” Credit Aidan Monaghan/Twentieth Century Fox

 

Vemos astronautas viajar con frecuencia al espacio, a la Estación Espacial Internacional (ISS), antes a la estación Mir, a bordo de naves Soyuz, o antes a bordo del Transbordador Espacial, etc., y se suele tener la impresión de que el lugar al que se viaja en estas misiones es muy lejano; sin embargo, las altitudes típicas a las que estas estaciones y vehículos espaciales orbitan alrededor de la Tierra son de unos pocos cientos de kilómetros. La ISS, por ejemplo, orbita alrededor de la Tierra a una altitud que es equivalente a la distancia que hay en línea recta entre Madrid y Almería: unos 400 km. Esta región espacial a la que viajan los humanos de forma rutinaria está dentro de la conocida como ‘región de las órbitas bajas de la Tierra’, y técnicamente la llamamos LEO (del inglés Low Earth Orbit).

movimientos de la luna

 

La luna como satélite natural de nuestro planeta tierra, conjuntamente con los  movimientos de la luna, nos determinara el intervalo de tiempo del día, como los días, semanas, meses, hasta el año, de ahí surge la idea del porque son importante los movimientos de la luna.

 

Los viajes tripulados lunares implicaron viajar más allá de las órbitas LEO ya que la Luna orbita nuestro planeta a una distancia media de unos 380.000 km, lo que viene a ser unas 1.000 veces más lejos que las altitudes de estas órbitas bajas. Una tripulación y su nave se ponen en órbita alrededor de la Tierra poco después de su lanzamiento, mientras que la distancia a la Luna se cubría en las misiones Apolo en prácticamente 3 días.

En el caso de Marte la situación es muy diferente. Ir a Marte implica pasar de una misión geocéntrica a una centrada en el Sol, o heliocéntrica, lo que supone un salto enorme en las distancias involucradas. Aunque las distancias máxima y mínima entre la Tierra y Marte varían dentro de un cierto rango, la mínima distancia posible es de unos 55 millones de km y la máxima posible es de unos 400 millones de km.

Estas son distancias enormes en comparación a todo lo que se ha volado en misiones tripuladas al espacio hasta ahora. La distancia máxima a Marte viene a ser 1.000 veces mayor que la que hay entre la Tierra y la Luna, lo que viene a ser 1.000.000 de veces mayor que la distancia que separa la superficie terrestre de las órbitas LEO a las que se viaja normalmente.

Distancias aproximadas mínima y máxima posibles entre la Tierra y Marte. Como referencia, la distancia media de la Tierra a la Luna es de 380.000 km.

Sin necesidad de conocer nada más, los datos acerca de la distancia a Marte ya constituyen una buena pista para empezarnos a asomar a la magnitud del problema. Para apreciarlo mejor, y sin entrar en detalles relativos a métodos de propulsión o dinámica orbital, vamos a comparar en números redondos dos misiones tripuladas, una orbital alrededor de la Tierra para un solo tripulante y otra lunar de tres tripulantes, para hacernos una idea de la progresión en la masa necesaria de los cohetes involucrados para llevar a cabo estas misiones y entender el contexto de lo que supondrá una misión a Marte.

Empezamos con la primera misión orbital del Programa Mercury de principios de los ’60: la Mercury 6 de John Glenn. Aquí se precisó de un cohete Atlas de 120 toneladas y 29 metros de altura para poner en una órbita de 200 km de altitud media alrededor de la Tierra una masa útil de 1,2 toneladas formada por una cápsula Mercury con su único tripulante, el cual permaneció en el espacio 5 horas.

Veamos ahora lo que cambia la situación al tener a la Luna como destino unas 1.000 veces más lejos. En el caso del Apolo 17 -la última misión de exploración lunar-, su módulo de mando y servicio más su módulo lunar, sumando todo cerca de 50 toneladas, hubieron de ser lanzados a la Luna por el poderoso cohete Saturno V de unas 3.000 toneladas y de 110 metros de altura para una misión de una duración total de unos 12 días y medio en la que 2 de sus tripulantes permanecieron sobre la superficie lunar algo más de 3 días.

Cohete lunar Saturno V junto al cohete Atlas del Programa Mercury para un tripulante (Transbordador Espacial incluido como referencia). Fuente: http://historicspacecraft.com/.

Vemos así el salto cuantitativo necesario cuando queremos ir a otro mundo que está 1.000 veces más allá de las órbitas bajas de la Tierra tanto en la masa útil a lanzar (de 1,2 a 50 toneladas) como en el tamaño del cohete lanzador requerido (de 120 a 3.000 toneladas). Comparemos todo esto con una misión a Marte. Aquí la tripulación constará de 6 astronautas y su duración, tomando como ejemplo la oportunidad en 2037, sería de 174 días para la ida y 201 días para la vuelta, con una estancia de 539 días en Marte. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de centenares de toneladas de combustible. Todo esto supone un total de 914 días, o 2 años y medio.

Como vemos, el salto entre la Luna y Marte es descomunal, ya que doblar la tripulación y extender la duración a cerca de 73 veces la de la misión lunar más larga, supone la necesidad de proveer y transportar cerca de 150 veces más suministros. Por otra parte, una mayor duración de viaje interplanetario supone la necesidad de proveer a la tripulación de mayor protección contra las radiaciones, lo que se consigue en parte añadiendo aún más masa, aunque este problema no está aún resuelto.

Otro problema de la larga duración es que las cosas se rompen a lo largo de tanto tiempo. O bien se tendrá que mejorar sustancialmente la durabilidad de los equipos o estos habrán de poder ser repuestos por recambios que también habrá que transportar, lo que implica una mayor masa. Las naves de carga que visitan la ISS pueden abastecerla de repuestos cuando algo se estropea a bordo pero esta opción no será posible en una misión a Marte.

Una vez dicho todo esto, al igual que cuesta más acelerar y frenar un camión que un turismo por tener el primero más masa, tengamos en cuenta que enviar más masa a Marte implica transportar también más combustible para acelerar toda esa carga hacia Marte, para frenarla a la llegada a ese planeta, y para volver a la Tierra desde allí; y pensemos que todo ese combustible (centenares de toneladas) también hay que lanzarlo al espacio inicialmente.

En total, para una misión a Marte se requerirá lanzar al espacio entre 850 y 1.250 toneladas. Esta es una cantidad enorme si tenemos en cuenta que la Ia ISS tiene una masa de unas 420 toneladas y que una nave con la que estamos familiarizados como el Transbordador Espacial solo podía enviar al espacio entre 15 y 25 toneladas aproximadamente, dependiendo de la altitud de la órbita final. El Ariane 5 es capaz de poner unas 20 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra, al igual que el cohete ruso Protón, por ejemplo.

Así pues, a partir de todo esto, y sin saber mucho más, ya podemos anticipar de forma intuitiva que no se podrá utilizar un único cohete para ir a Marte, sino que se precisarán varios lanzamientos de cohetes -tanto o más poderosos que el Saturno V de los años ’60- para ensamblar en el espacio distintos elementos de propulsión, módulos de combustible, hábitats y naves, que habrán de enviarse a Marte por separado y por anticipado, además de la nave con la tripulación, que sería enviada en último lugar. Entraremos en estos detalles en la siguiente entrada.

Aunque depende de diversos factores, se requerirán, de hecho, del orden de 10 lanzamientos de cohetes con la capacidad del Saturno V o similar; pero recordemos que el número total de cohetes Saturno V que se enviaron a la Luna en todo el Programa Apolo fue de 9. El Saturno V fue retirado de servicio después del Porgrama Apolo pero ostenta el récord, aún a día de hoy, como el cohete operativo más poderoso que haya habido nunca, capaz de poner algo más de 120 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra y de enviar 50 toneladas a la Luna. Tuvo que ser específicamente diseñado y construido en su día para poder alcanzar la Luna, y no existe un lanzador de tanta capacidad en la actualidad. El cohete que se encargaría de la mayor parte de los lanzamientos en una futura misión a Marte se está desarrollando en la actualidad y se llama SLS (Space Launch System), el cual tendrá prestaciones parecidas o acaso un tanto mayores que el Saturno V.

Por otra parte, un tiempo de 174 días de ida en condición de ingravidez afecta profundamente a la fisiología humana, algo especialmente preocupante al llegar a un planeta donde no hay nadie para asistirte. Las naves que se pueden ver en las películas (incluida la película ‘Marte’), con un amplio y confortable habitáculo en forma de donut girando para simular la aceleración de la gravedad, no son realistas en la actualidad.

                     La Tierra vista desde Marte (izda.) y desde la Luna (dcha.). Fuente: NASA.

Dos años y medio es un tiempo muy largo también por razones psicológicas. La Tierra será vista por la tripulación como un punto de luz semejante a una estrella durante la mayor parte del viaje y será apenas imperceptible en la noche marciana cuando fuera visible. La tripulación tendrá que convivir en una condición de confinamiento permanente en un espacio reducido en una situación de gran estrés, y con la imposibilidad de mantener conversaciones fluidas con los seres queridos en la Tierra debido al tiempo de viaje de la señal.

Después de todo esto, y aunque no se han mencionado todas las dificultades técnicas, tecnológicas y operativas, creo que ahora puede apreciarse un poco mejor a lo que nos enfrentamos en una misión a Marte. A partir de aquí, y una vez expuesta esta perspectiva para contextualizar el problema y entrar en materia, en la siguiente entrada explicaré cómo se plantea en la actualidad una misión humana a Marte y cómo se relaciona con lo que se ve en la película ‘Marte’ (The Martian).

sigue en la II parte

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Feb

22

¿Por qué es difícil viajar a Marte? II (Desde la NASA)

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Marte    ~    Comentarios Comments (0)

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Fotograma de la película ‘Marte’ (‘The Martian’). EM

¿Por qué es difícil ir a Marte? (II)

 
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         Nave camino de Marte en el futuro

En la pasada entrada contextualizamos el problema de una misión humana a Marte para apreciar la dimensión del desafío que supone. Como vimos, la principal razón que la hace difícil es la enorme distancia que nos separa de ese planeta, lo que implica que la misión tendría una duración total de aproximadamente 2 años y medio. En esta entrada vamos a concretar cómo se plantea hoy en día esta misión, tomando como ejemplo la oportunidad para el año 2037.

Según está propuesto en la actualidad, para completar una misión humana a Marte serán necesarias 3 naves: dos de carga y una para la tripulación. Una de las naves de carga transportará a Marte el hábitat que albergará a la tripulación durante su estancia de 539 días en la superficie marciana. Este hábitat se denomina SHAB (Surface Habitat), y es ahí donde Mark Watney, el protagonista de ‘Marte’ The Martian, trata de sobrevivir en solitario.

 

 

 

 

La otra nave de carga es el denominado ‘vehículo de descenso y ascenso’, o DAV (Descent and Ascent Vehicle). El DAV es la nave a bordo de la que la tripulación, una vez acabada su estancia en Marte, abandonará este planeta, y es, por tanto, la nave que utiliza la tripulación al principio de la película para abortar su estancia en la superficie marciana en medio de una feroz tormenta de arena.

La nave con la tripulación es conocida como ‘vehículo de transferencia para Marte’, o MTV (Mars Transfer Vehicle), y es la que se encargará de transportar a la tripulación en sus dos trayectos interplanetarios: el de ida a Marte y el de regreso a la Tierra (las naves de carga solo tienen tiques de ida).

 

 

 

Concepto de vehículo de transferencia de tripulación para Marte. Fuente: NASA.

 

Estas tres naves habrán de ensamblarse en una órbita baja alrededor de la Tierra antes de ser enviadas por separado a Marte, pero estos ensamblajes y envíos se harán en tiempos distintos. Las naves de carga (SHAB y DAV) serán las primeras en ser ensambladas, y serán lanzadas al planeta rojo dos años antes que el MTV con la tripulación. ¿Por qué dos años? Porque es aproximadamente cada dos años que se da la posición relativa precisa entre Marte y la Tierra que permite que entre ambos planetas se pueda volar una trayectoria por la que se minimiza la cantidad de combustible a utilizar. Esto es de gran importancia porque son muchas las toneladas de combustible que se necesitan para hacer posible una misión así, como veremos luego.

 

 

 

Concepto de nave de carga para Marte. Fuente: NASA.

 

Una vez ensamblada cualquiera de estas tres naves en órbita alrededor de la Tierra, cada una de ellas es lanzada desde ahí hacia Marte a través del encendido de sus motores durante un corto espacio de tiempo. La nave es así acelerada hasta adquirir la velocidad necesaria para abandonar la influencia gravitatoria terrestre y dirigirse hacia Marte a lo largo de una trayectoria interplanetaria que es, en realidad, una órbita elíptica alrededor del Sol y cuyo punto más lejano intersectará con el paso de Marte por ese punto en el momento preciso. Cuando la velocidad deseada ha sido alcanzada, los motores se apagan y permanecen así durante toda la travesía (se encenderán en algún momento para hacer alguna corrección en la trayectoria). A pesar de encender los motores durante un corto espacio de tiempo, del orden de pocos minutos o decenas de minutos, la cantidad de combustible que se utiliza es enorme (decenas de toneladas).

Este lanzamiento hacia Marte desde una órbita baja alrededor de la Tierra se denomina ‘inyección transmarciana’, y nos referimos a él como TMI (Trans-Mars Injection). Nótese que al regreso de la tripulación desde Marte, el mismo proceso ocurrirá desde allí en sentido inverso: desde una órbita alrededor de Marte, la nave encenderá sus motores por un corto espacio de tiempo en lo que se denomina ‘inyección transterrestre’, o TEI (Trans-Earth Injection).

 

 

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Una vez llegada una nave a las proximidades de Marte, esta debe frenarse para quedar capturada en una órbita alrededor de ese planeta desde donde acometer las siguientes operaciones. Esta maniobra de frenado se denomina ‘inserción en órbita marciana’, o MOI (Mars Orbit Insertion). El MOI puede hacerse de forma propulsada, encendiendo los motores otro corto espacio de tiempo, o de forma aeroasistida, utilizando la atmósfera marciana para frenar la nave en una maniobra llamada ‘aerocaptura’. Esta última opción se ha propuesto solo para las naves de carga de forma que sería mucho el combustible que se ahorraría en la misión. El problema es que nunca se ha volado una aerocaptura hasta la fecha, con lo que esta capacidad habría de ser demostrada antes. El SHAB (la nave portando el hábitat) permanecerá en órbita alrededor de Marte a la espera de la tripulación, pero el DAV (vehículo de descenso y ascenso) descenderá a la superficie marciana de forma autónoma.

 

Resultado de imagen de El DAV será la nave de ascenso que utilizará la tripulación en su día para despegar de la superficie al acabar su estancia en el planeta rojo

 

 

El DAV será la nave de ascenso que utilizará la tripulación en su día para despegar de la superficie al acabar su estancia en el planeta rojo. Con objeto de ahorrar el combustible necesario para ese lanzamiento, se propone que el DAV no porte el combustible con él, sino que lo produzca en Marte, in situ. Y es que sería prohibitiva la masa de una nave que descendiera a la superficie de Marte con el combustible para el lanzamiento posterior de 6 personas al finalizar su estancia allí. De hecho, se propone que el DAV no solo produzca in situ el combustible, siendo el metano/oxígeno la opción preferida, sino que también produzca el oxígeno, nitrógeno y el agua necesarios para la tripulación. Esta es otra área que precisa investigación y desarrollo tecnológico.

Dos años después de haber enviado las dos naves de carga, y después de comprobar que los consumibles (combustible, aire, agua) hayan sido producidos en Marte y de que todo allí funcione correctamente, la tripulación será lanzada finalmente al planeta rojo desde la Tierra. Una vez en órbita alrededor de Marte, el MTV (la nave en la que viaja la tripulación) se encontrará con el SHAB, que lo espera en órbita alrededor de Marte. Los astronautas pasarán al SHAB y procederán a bordo de esta nave al descenso a la superficie, donde aterrizarán a una corta distancia del DAV.

 

 

                 Ejemplo de misión a Marte propuesta para la oportunidad de 2037. Fuente: NASA.

El descenso a Marte de naves de tanta masa es a día de hoy un problema no resuelto. Hasta la fecha se han enviado a Marte vehículos exploradores y aterrizadores de muy poca masa. El principal problema reside en que la atmósfera marciana es muy tenue y no consigue frenar una nave de reentrada lo suficiente sin necesidad de emplear retropropulsión supersónica o enormes superficies de frenado si la nave es lo suficientemente masiva. La tecnología a día de hoy permite como máximo aterrizar en Marte masas de alrededor de una tonelada, un valor muy lejano de las naves de varias decenas de toneladas que habrá que poder aterrizar en una misión humana, por lo que nuevas técnicas y tecnologías deberán también ser desarrolladas para este propósito, un área de investigación en el que personalmente trabajo parcialmente en la actualidad.

Después de los 539 días de estancia en Marte, la tripulación será lanzada en la etapa de ascenso del DAV al encuentro del MTV, que habrá permanecido en órbita alrededor de Marte todo ese tiempo. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de ingentes cantidades de combustible. Una vez transferidos al MTV, se procederá a la inyección transterrestre por la que los astronautas regresarán a casa unos 200 días después, para acabar haciendo una reentrada en la atmósfera de la Tierra a bordo de una cápsula Orion, la cual está siendo desarrollada en la actualidad.

Resultado de imagen de El viaje a Marte y la distancia a recorrer

Muchas personas me preguntan si sería posible reducir la estancia en Marte. Efectivamente, la estancia podría reducirse a tiempos de entre 30 y 90 días; pero, en ese caso, los tránsitos interplanetarios habrían de ser muy largos, de mas de 200 días de ida y de unos 400 días de vuelta; requiriendo, además, maniobras de asistencia gravitatoria en el camino; de otra manera, el coste sería prohibitivo. Se favorece la opción de viajes cortos y estancias largas para reducir la exposición de la tripulación a la radiación. Estando en Marte, el mismo planeta bloquea el 50% de la radiación a la que estarían expuestos los astronautas, ademas de que ciertas medidas de protección serian mas fáciles de implantar.

Como se ha dicho constantemente, las masas involucradas en una misión humana a Marte son enormes. Un elemento que contribuye significativamente a esto es el combustible, y es por esta razón que se ha propuesto la opción de utilizar propulsión nuclear-térmica en lugar de propulsión química, tal y como ha sido el caso en todas las misiones tripuladas hasta la fecha. Esta no es una decisión baladí ya que el ahorro en combustible entre una opción y otra es de unas 400 toneladas; esto es, aproximadamente la masa de una Estación Espacial Internacional (ISS). Para poner esto en perspectiva, apuntemos que se precisaron 10 años para ensamblar la ISS y algo más de una treintena de lanzamientos (aunque de menor capacidad que el Saturno V).

Según se estima en la actualidad, para llevar a cabo una única misión a Marte habrá que lanzar al espacio desde la Tierra un total de 850 toneladas en caso de que se utilice propulsión nuclear-térmica, o 1.250 toneladas en caso de utilizar propulsión química. Esto son 2 o 3 Estaciones Espaciales Internacionales. Asumiendo que un cohete lanzador de prestaciones similares al Saturno V de las misiones lunares puede emplazar 120 toneladas en una órbita baja alrededor de la Tierra, el número de lanzamientos requeridos en una sola misión humana a Marte sería aproximadamente de 7 u 11, dependiendo del tipo de combustible, y asumiendo que todos los elementos necesarios puedan ponerse en órbita con un lanzador así. El envió de la tripulación precisaría de un lanzamiento especifico a bordo de un cohete de menor capacidad, por ejemplo, y es posible que ciertas tareas de ensamblaje puedan requerir asistencia humana también.

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Posible evolución de la base marciana. Imagen: SpaceX.

Existen muchas variaciones en las arquitecturas propuestas para misiones tripuladas a Marte pero lo expuesto aquí refleja lo que viene a ser la arquitectura de referencia que se considera hoy en día. En cualquier caso, la envergadura de una misión humana a Marte es sobrecogedora. Espero que estas dos ultimas entradas hayan ayudado a entender un poco mejor la magnitud de una empresa tan ambiciosa y compleja. Las dificultades técnicas, operativas y tecnológicas que encierra no son para nada triviales, y resulta imposible siquiera mencionarlas todas en una entrada de un blog. Se requiere aún el desarrollo de tecnologías inexistentes en la actualidad para llevar a cabo una misión así, y muchas de las cuestiones planteadas no están aún resueltas. Aún estamos lejos de poder enviar seres humanos a Marte, pero también hace un siglo se estuvo muy lejos de alcanzar el espacio y la Luna. Estoy seguro de que el ser humano llegará a Marte algún día si así lo desea, pero creo, y esta es una opinión estrictamente personal, que ese día está más lejos de lo que muchos puedan pensar.

Fuente: NASA

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Feb

22

Con el paso del Tiempo, todo cambia, nada permanece

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Viajar al pasado    ~    Comentarios Comments (0)

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Madrid hace 300 millones de años

Este mapa te enseña qué había donde ahora está tu ciudad desde hace 750 millones de años

“La herramienta «Ancient Earth» se basa en registros de hace 1.100 millones de años para crear imágenes interactivas de todo el planeta.”

 

 

Desde unas manchas irreconocibles hasta el supercontinente Pangea y, finalmente, los continentes actuales. La Tierra se ha transformado de forma impresionante en los últimos 750 millones de años y las montañas que ves desde la ventana de tu habitación no han estado siempre ahí. Entonces, ¿qué había antes?

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Es la pregunta que quiere responder Ian Webster, creador de una herramienta web que te permite buscar tu ciudad como lo harías con una dirección de Google y posicionarla en diferentes mapas interactivos que abarcan desde la actualidad a los 750 millones de antigüedad -aunque tiene limitaciones y todas las ciudades no están registradas en las líneas temporales, hay algunas que sí, como Nueva York-. En ellos, Webster (que también es el creador de la mayor base mundial de datos online sobre dinosaurios) muestra a todo el mundo (y de forma gratuita) la deriva de los continentes durante todo ese tiempo. De la misma forma, es posible comprobar dónde estaría cada uno de los estados contemporáneos por la superposición de los límites políticos actuales a los geológicos de cada época mostrada.

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La aplicación, llamada Ancient Earth, está basada en los datos del proyecto Paleomap, encabezado por el paleogeógrafo Christopher Scotese, y cuyo objetivo es rastrear la evolución de la distribución de la tierra y el mar en los últimos 1.100 millones de años. Por ello, además de buscar por fecha, se puede viajar con un simple menú desplegable a episodios cruciales de nuestro planeta como la aparición de la vida vegetal, la llegada de los homínidos o la extinción de los dinosaurios. Y todo rotando y alejando nuestra anciana Tierra, para poder observar más de cerca qué es lo que había hace millones de años antes de la colina que vemos por la ventana.

Acompáñenos en esta aventura por los hitos más importantes de nuestro país a lo largo de todas estas eras gracias a esta aplicación.

En la imagen se puede apreciar España en la parte inferior del globo

  1. Cuando eramos un supercontinente

  2. En la imagen se puede apreciar España en la parte inferior del globo – Ancient Earth

    Por ejemplo, hace 600 millones de años, cuando la vida estaba evolucionando en el mar y se daban los primeros organismos pluricelulares, la zona que hoy ocupa España era parte del supercontinente llamado Pannotia, en el que compartía espacio pegada a las costas africanas.

  3. Además, la mayor parte del continente masivo estaba situado en el Hemisferio Sur (sobre todo en el Polo Sur), incluida nuestra «porción» de Tierra que se convertiría en nuestro país.

Noticia de Prensa
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