Vivir en Marte, en teoría, es una idea súper genial. Una ciudad expansiva y de alta tecnología del futuro, protegida por cúpulas de vidrio brillante, la vida de lujo en la frontera interplanetaria.
Sin embargo, en la práctica, vivir en Marte será difícil durante mucho tiempo.
Esas estructuras de metal y cúpulas de vidrio son geniales en la ciencia ficción, pero no las veremos en Marte en este siglo.
ÍNDICE
Por qué los hábitats inflables son clave para una colonia en Marte
Si estás decidido a habitar el planeta rojo, la mejor apuesta probablemente sea vivir bajo tierra, utilizando impresión 3D para construir estructuras a base de rocas, o vivir en un globo.
Hoy vamos a abogar por el globo como el alojamiento marciano ideal, o más específicamente, un hábitat inflable altamente ingenierizado y autosuficiente.
La tecnología de los hábitats inflables
Los hábitats inflables resuelven varios problemas inherentes a la supervivencia de personas fuera de la atmósfera terrestre. Son una excelente solución para futuras estaciones espaciales en órbita y podrían convertirse en clave para la colonización de Marte.
La impresión 3D en Marte, sin embargo, ha sido durante mucho tiempo la líder en diseño e ingeniería de colonias a nivel práctico en Marte. Hemos visto conceptos impresionantes de impresión en 3D en los últimos años, algunos de ellos respaldados y financiados por la NASA.
Pero cuanto más investigamos sobre estos hábitats inflables, más fuerza toma esta idea, y, en cambio, más defectos inherentes se vuelven visibles sobre la de idea construir estructuras a base de rocas
El concepto básico de la impresión 3D en el espacio es aterrizar un sistema robótico completamente autónomo en un planeta extraterrestre.
Luego, enviar rovers para recoger grandes cantidades de regolito, que es el polvo suelto y los pedazos de roca que cubren la superficie.
El material recolectado se lleva a un horno de alta temperatura que mezcla el regolito con una sustancia polimérica y lo hornea hasta que se convierte en un tipo de concreto extrudible. Este material se coloca mediante una impresora 3D que construye la estructura capa por capa.
Aunque suena genial, obviamente requerirá que aterricemos todos esos robots en Marte y una gran cantidad de electricidad para alimentarlos durante todo el proceso de recolección, fusión e impresión en 3D.
Como resultado final, nos quedaríamos con lo que esencialmente es una cueva sobre la superficie hecha de roca marciana, que muy probablemente sea físicamente tóxica para los seres humanos.
Además, hay otro problema importante: no tenemos una muestra del regolito marciano, por lo que no sabemos exactamente qué contiene, y no lo sabremos durante algunos años al menos.
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Por otro lado, si elegimos la opción inflable, podemos prefabricar todo en la Tierra, cargarlo en una matriz de cohetes y enviarlo a Marte. Cuando llegue, el hábitat se inflará automáticamente, desplegará paneles solares, se encenderá y esperará a que llegue una tripulación humana.
El pionero de los hábitats inflables: Bigelow Aerospace
No podemos hablar de hábitats espaciales inflables sin rendir homenaje a la empresa Bigelow Aerospace.
Mucho antes de Musk, Bezos y Branson, había un excéntrico multimillonario llamado Robert Bigelow, quien decidió adentrarse en el espacio exterior.
Bigelow acumuló su fortuna como propietario de la cadena de hoteles Budget Suites of America y en 1998 utilizó esa riqueza para fundar su propia empresa aeroespacial con el sueño de crear hoteles en el espacio.
Podríamos hacer toda una web solo sobre Robert Bigelow, es un personaje sin duda alguna. De cualquier manera, la empresa se puso manos a la obra con una tecnología de módulo espacial expansible de múltiples capas que pudieron licenciar directamente de la NASA.
El proyecto TransHab fue una idea concebida para la Estación Espacial Internacional a finales de la década de 1990, pero nunca lograron obtener los fondos necesarios de los miembros del Congreso de Estados Unidos.
Después de una década de investigación y desarrollo privado, Bigelow tenía una tecnología viable lista para una demostración en el espacio exterior.
En 2012, la NASA les proporcionó 18 millones de dólares en financiamiento para desarrollar el Módulo Expandible Bigelow de Actividad, también conocido como BEAM. En 2016, el módulo fue llevado a la ISS, se infló exitosamente a 4 metros de longitud y 3.23 metros de diámetro, con un volumen presurizado de 16 metros cúbicos.
BEAM es más como una prueba de concepto que un módulo funcional de la ISS. Aún está allí, inflado y presurizado, pero según tengo entendido, los astronautas lo utilizan principalmente como un armario y nunca dejan la puerta abierta por si acaso.
Sin embargo, los estudios a largo plazo del desempeño de BEAM han demostrado que puede resistir impactos de micro meteoritos sin sufrir daños y los niveles de radiación cósmica registrados dentro del módulo han sido prácticamente los mismos que en cualquier otro lugar de la ISS.
Por lo tanto, a partir de esta única prueba limitada, podemos formular una hipótesis bastante sólida de que los módulos inflables para estaciones espaciales funcionan al menos tan bien como cualquier otro módulo de una estación espacial.
Afortunadamente, para el futuro de los hábitats inflables espaciales, la Sierra Nevada Corporation, a través de su nueva filial Sierra Space, ha entrado en escena. Esta es la misma empresa que ha estado fabricando el avión espacial Dream Chaser y está asociada con Blue Origin para construir la futura estación espacial orbital Reef.
La LIFE, que significa “ambiente grande integrado y flexible” en español, sigue la misma idea básica que el TransHab y el BEAM.
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La verdad sobre el nuevo cohete New Glenn de Blue OriginTotalmente inflada, la LIFE tendrá tres pisos de altura y 27 pies de diámetro, ofreciendo aproximadamente un tercio del volumen interno de toda la ISS en un solo módulo compactado.
En su forma compacta, la LIFE se ajusta a una matriz de cohetes estándar de 5 metros, como la que se encuentra en la parte superior de un Falcon 9. Una vez desplegada en órbita, la vida se infla automáticamente y luego utiliza su propio sistema de propulsores para maniobrar hacia un destino final en órbita.
Sierra planea integrar módulos de LIFE en la próxima estación orbital Reef, pero los módulos también están diseñados para ser estaciones espaciales autónomas totalmente autosuficientes, y Sierra ha concebido la vida como un sistema modular para que se puedan conectar múltiples hábitats y formar estructuras orbitales con volúmenes internos masivos.
La seguridad de vivir en un hábitat espacial Inflable
Te estarás preguntando si es seguro vivir dentro de un globo espacial. Ir al espacio exterior y especialmente visitar un planeta extraterrestre son actividades extremadamente peligrosas. Pero considerando todo, no hay muchas formas más seguras de habitar que estos hábitats inflables.
La cubierta exterior puede ser suave, pero está compuesta por múltiples capas de un material ultra resistente similar al kevlar, llamado Vectran, que es una fibra hilada a partir de un polímero líquido cristalino.
Si observas de cerca el prototipo de LIFE, puedes ver que la tela está tejida como una cesta para aumentar la resistencia del material.
Sierra afirma que cuando se presuriza, su cubierta exterior es más resistente que el acero, y han estado verificando eso con una serie de pruebas a pequeña escala durante el último año.
Obviamente, esto incluye pruebas de sobrepresión en las que solo siguen llenando el recipiente hasta que reviente. Esas pruebas son bastante divertidas de ver y ayudan a Sierra a recopilar datos sobre la consistencia y longevidad de su producto. También realizan pruebas balísticas con estos prototipos más pequeños, básicamente, lo sacan y le disparan para ver qué pasa, variando el tamaño del proyectil, su velocidad y el ángulo de ataque.
Según los datos que han recopilado hasta ahora, Sierra proyecta una vida útil operativa de aproximadamente 60 años para el hábitat inflable.
Sin embargo, solo por si acaso nos queremos un poco paranoicos, ¿qué pasa si algo atraviesa la cubierta? ¿Se rompería como un globo y serías succionado al espacio exterior?
La respuesta es no. Aquí es donde debemos desprogramar nuestras mentes de lo que la ciencia ficción nos ha enseñado.
El espacio es un vacío en el sentido de que es un entorno de presión extremadamente baja, pero no es como si hubiera un gigantesco Dyson que absorbe todo.
La presión ambiental en el espacio exterior es de alrededor de -14 PSI (libras por pulgada cuadrada), mientras que la presión del aire en la Tierra al nivel del mar es de alrededor de 14 PSI, lo que significa una diferencia de presión de aproximadamente 30 libras por pulgada cuadrada.
No es suficiente para causar una descompresión explosiva o succionar algo a través de un agujero. Si un micrometeorito perforara el módulo inflable, sería como un agujero de alfiler en una llanta de bicicleta, el aire se escaparía, pero despacio y constantemente. Podría arreglarse, esa es la idea.
En cuanto a la radiación, la buena noticia es que las estructuras blandas son muy efectivas para protegerse de la radiación.
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El diseño de los trajes espaciales de SpaceXEl mejor material para bloquear la radiación es el hidrógeno, de ahí que a menudo escuchemos hablar de usar agua como escudo contra la radiación. El polietileno es unpolímero plástico con un contenido de hidrógeno muy alto y se puede tejer en una matriz que se puede agregar a la composición de la cáscara del módulo inflable.
Por lo tanto, si bien abandonar la magnetosfera de la Tierra es extremadamente peligroso, sin importar qué, el hábitat inflable es al menos tan seguro o tal vez incluso más seguro que cualquier otra opción que tengamos actualmente.
Los hábitats inflables como parte de una colonia en Marte
Estos módulos están diseñados en torno a un núcleo central sólido que contiene todos los sistemas principales de comunicación, soporte vital, energía y todos los bienes duraderos como equipo de investigación, la enfermería y equipos de ejercicio. Se almacenan aquí durante el lanzamiento y, una vez inflada la cáscara, los astronautas trasladan todas estas cosas a las áreas exteriores.
Aquí hay dos aplicaciones de diseño distintas: hábitats de gravedad cero y hábitats planetarios.
Hasta ahora, Sierra ha estado trabajando en los hábitats de gravedad cero, que son mucho más fáciles de diseñar desde una perspectiva de ingeniería. Se pueden separar diferentes áreas del hábitat utilizando simples divisorias blandas, no se necesita un suelo sólido ni escaleras ni nada rígido en el interior.
Pero también tienen planes para futuros módulos de vida que funcionarán con gravedad. Para establecer una colonia seria en Marte, probablemente deseemos una combinación de infraestructura en la superficie y una estación espacial orbital para funcionar como punto intermedio entre la Tierra y Marte, la misma idea en la que la NASA está trabajando con su estación Gateway lunar para la Luna. Entonces, los módulos de LIFE pueden ser perfectos para ambas aplicaciones.
Sierra tiene la idea de que si enlazan suficientes módulos, pueden formar una estación espacial con forma de anillo, que luego se podría girar para crear un efecto de gravedad artificial.
El diseño actual del hábitat de LIFE se basa únicamente en las capacidades actuales de los cohetes, pero pronto llegarán cohetes mucho más grandes que ofrecerán tamaños de matrices de carga mucho mayores.
Por lo pronto, y a pesar de que el lanzamiento de Starship de SpaceX lanzado en abril de 2023 no acabó del todo bien, propone entregar 100 toneladas métricas de masa directamente a la superficie de Marte en una matriz de carga que tiene 9 metros de ancho en la base y alrededor de 17 metros de longitud.
Pero Elon Musk ya está hablando de hacer que la etapa superior de la nave sea aún más larga y SpaceX está desarrollando motores Raptor 3 aún más poderosos, por lo que podría ser aún más capaz para cuando realmente estemos volando estas cosas a Marte.
Sierra estima que al aprovechar al máximo el Starship podrían crear un módulo de LIFE de gran tamaño que se expandiría a más de 2.000 metros cúbicos de volumen. Para poner en perspectiva, la ISS tiene solo unos 900 metros cúbicos, por lo que con un solo lanzamiento, Sierra podría más que duplicar el espacio de trabajo. Una vez inflado completamente, el hábitat podría tener hasta 18 metros de longitud y de 40 a 50 metros de diámetro.
Por lo tanto, con una de esas en órbita y otra en el suelo, tendríamos una infraestructura marciana plenamente funcional que incluso sería relativamente segura y cómoda para mantener una presencia humana a largo plazo.
Será difícil encontrar una idea que supere eso.
