Desde la noche de los tiempos, los grandes pensadores, las filósofos naturales, los científicos, ha querido explicarnos lo que el Toempo es. Todos trataron de hacerlo lo mejor posible. Sin embargo, los resultados, con más o menos fortuna, no fueron suficiente, ninguno de ellos sabía, lo que nera el Toiempo.

La Física lo describe a su manera diciendo (más o menos) que es el espacio temporal en el que transcurren los sucesos. De todas las explicaciones últimas y la más original, es aquella de  Leonard Suskind.que dice que, ni el Tiempo ni el Espacio, nacieron, que ambois surgen de la dinámica del Universo.

Creo que, en realidad, nadie sabe lo que el Tiempo es, y, curiosamente, nadie nunca nos ha dichoi a qué velocidad transcurreel Tiempo. Sí, la Relatividad de Einstein nos dice que si voiasjamos muy rápidos, el Tiempo se ralentiza, que cerca de un Agujero negro, el Tiempo llega a detenerse (lo que no deja de ser extraño, si tenemos en cuenta que el Tiempo no es materia y no tiene masa). Todo esto nos lleva a la Metafísica y toca un punto central en la filosofía y la ciencia: la distinción entre el tiempo experimentado o natural y el tiempo medido o artificial.

• El tiempo natural (Duración): Filósofos como Henri Bergson distinguían entre el tiempo científico y la “duración real” (la durée), que es la experiencia interna, subjetiva y continua del tiempo, no dividida en unidades, sino vivida.
• El tiempo artificial (Cuantificación): La necesidad de organizar la sociedad, la agricultura y el comercio llevó a la creación de calendarios y relojes. Los babilonios y egipcios, hace más de 3,000 años, crearon la medición en horas, minutos y segundos a partir de ciclos astronómicos.
• El segundo como invento: El segundo es una unidad arbitraria que ha evolucionado. Originalmente era una fracción de la rotación de la Tierra, y hoy se define con precisión atómica (9,192,631,770 oscilaciones del átomo de cesio-133), lo que lo convierte en una estructura puramente humana para imponer orden al cambio constante.
• El tiempo es un producto del cambio: Algunos físicos argumentan que el tiempo no existe de forma absoluta, sino que es una forma de medir el cambio físico o el movimiento. Los relojes no miden el tiempo directamente, sino que registran cambios físicos (como el movimiento de un péndulo o un cristal de cuarzo) y nosotros interpretamos esos cambios como “tiempo”.

En resumen, el tiempo natural es el cambio mismo, mientras que el reloj es la herramienta humana para cuantificar y gestionar ese cambio. Como sugiere la frase, hemos sustituido nuestra percepción intuitiva del fluir por una estructura métrica precisa para nuestro gobierno y orden social.

Emilio Silvera V.

 

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En este tema, me decanto por la Ciencia que no es cosa de Fé. El método científico exige demostración, los datos se comprueban una y mil veces, por distitas personas y en distintos lugares, con métodos diferentes, y, si siemnpre dan el mismo resultado… ¡Lo damos por cierto!

La Religión es cosa de Fé, y, tal como hemos visto que se desenvuelve el mundo y las criaturas que lo pueblan, tener Fé en lo que te cuenten sin que nadie lo pueda demostrar… ¡Es inadmisible!

Acordémonos de “La Santa Inquisición”.

¿A cuantos inocentes mataron en el nombre de Dios?

Emilio Silvera V.

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Cuando surgen nuevas ideas, nuesvos puntos de vista, nuevas perspectivas para aplicar a la manera de obnservar nuestro Universo, tenemos que prestarles atención, pensar en ellas profundamente, y tratar de dilucidar si en ese pensamiento está presente la certeza.

Un escenario diferente de ver el Universo que es mucho más que “una cosa”, es algo que evoluciona y de ese algo, surtgen el Tiempo y El Espacio como algo intrínseco de esa Evolución. Eso podría explicar el por qué, hasta el momento, nadie ha sabido explicar lo que el Tiempo es. Estamos ante respuestas a preguntas que nadie ha sabido  contstar, referida a secretos de la Naturaleza profundamente escondidos en la “niebla” de nuestra ignoranzia.

  Esta perspectiva que antes describo resuena profundamente con las fronteras más avanzadas de la física teórica y la cosmología moderna. La idea de que el Universo no es un escenario estático, sino un proceso dinámico y evolutivo del cual emergen el tiempo y el espacio, está ganando terreno frente a la visión clásica de “contenedor”.

• Espacio-tiempo emergente: Se postula que el espacio-tiempo es un tejido que se forma a partir de interacciones cuánticas subyacentes, similar a cómo la temperatura (concepto macroscópico) emerge del movimiento de moléculas individuales (concepto microscópico).
• Entrelazamiento Cuántico: Se teoriza que la estructura geométrica del espacio surge del entrelazamiento cuántico de los componentes fundamentales del Universo. 

• La física del “ahora”: Si el tiempo emerge de la evolución, buscar una definición absoluta de “segundo” fuera del contexto del cambio cósmico es inútil. El tiempo es el registro de que algo ha cambiado. 

• El espacio-tiempo “crece” o “evoluciona” continuamente, lo que explica la expansión observada.
• El “secreto de la naturaleza” es que estamos mirando la evolución desde dentro de la misma evolución, lo que oculta la verdadera naturaleza del escenario. 

Emilio Silvera V.

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                                              Fotogramas de la película ‘Marte’ (‘The Martian’). 

¿Por qué es difícil ir a Marte? (II)

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 trans-terrestre’, o TEI (Trans-Earth Injection).

 

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 aero-asistida, utilizando la atmósfera marciana para frenar la nave en una maniobra llamada ‘aero-captura’. 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.

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.

 

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 trans-terrestre 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.

                                       La vida en Marte no sería nada placentera

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, además 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.

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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• • Validación de tecnología: Era crucial probar el escudo térmico de Orion, los sistemas de soporte vital y la trayectoria de “regreso libre” (usando la gravedad lunar para volver) antes de poner en riesgo misiones de aterrizaje más complejas como Artemis III.
  • El salto a Marte: Para establecer una presencia duradera en la Luna y eventualmente ir a Marte, los seres humanos deben probar la tecnología de navegación y protección en el espacio profundo, más allá de la órbita terrestre baja.
  • Factor humano: Los astronautas entrenan para gestionar riesgos calculados, considerando el impacto científico y la inspiración como justificación de la misión. 

• • Datos de ingeniería vitales: La misión recopiló datos invaluables sobre el rendimiento del cohete SLS y la cápsula Orion en un entorno real, identificando ajustes necesarios en el escudo térmico tras la experiencia de Artemis I.
  • Investigación médica y biológica: La tripulación documentó efectos de la radiación y realizó experimentos de “órganos en chip” para estudiar cómo la salud humana se adapta al espacio profundo.
  • Mapeo y exploración lunar: Artemis II permitió documentar la topografía del terminador lunar (zona de luz/sombra) y observar el lado oculto de la Luna, fundamental para elegir los lugares de aterrizaje del futuro.
  • Desarrollo tecnológico: Los desafíos de la misión impulsan avances en sistemas de comunicación, soporte vital y materiales que terminan aplicándose en la Tierra. 

Son objetivos distintos: Apolo buscaba llegar primero (hazaña política/técnica), mientras que Artemis II es una misión de prueba técnica para establecer presencia humana sostenible. Apolo logró el primer alunizaje humano, pero Artemis II usa tecnología del siglo XXI para misiones más lejanas y complejas, preparando el terreno para las futuras Bases Lubnares.

Sí, con Bases Lunares con instalaciones necesarias para ello, sería más fácil salir  camino de Marte

• • Apolo (años 60-70): Se centró en alunizajes directos, alunizando 12 astronautas. Fue una carrera tecnológica y política de alto riesgo con tecnología analógica.
  • Artemis II (2026): Es una misión de “bordeo” (órbita lunar sin aterrizar) para probar el cohete SLS y la nave Orion. Es el paso previo para futuras misiones, con tripulación diversa.
  • Tecnología: Artemis II utiliza sistemas digitales avanzados, sistemas de soporte vital mejorados y una navegación más precisa en comparación con la tecnología analógica del Apolo.
  • Objetivo: Apolo era el “llegar y volver”, mientras que Artemis II busca la sostenibilidad a largo plazo y la preparación para llegar a Marte. 

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