Camino a Marte

1989/02/01 Gluxko, B. | Semenov, J. | Gorxkov, L. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronautika

Imagen del espacio que puede ir a Marte.

A menudo se oye la siguiente pregunta: ¿Es necesario ir a Marte? Algunos consideran que en la Tierra tenemos muchos problemas graves, por lo que el viaje de los hombres puede esperar a Marte. Pero si nosotros siempre hubiéramos pensado así no hubiera Sputnik ni Juri Gagarin. En principio nadie veía que los vuelos espaciales iban a beneficiarse directamente. Sabemos que los ha tenido ahora. Pero, ¿hay que organizar el viaje a Marte ahora? Quizás podríamos retroceder hasta solucionar nuestros problemas actuales. Pero este tipo de problemas siempre existirán y este razonamiento paralizaría el desarrollo de la ciencia y la tecnología.

¿Cuáles son los medios técnicos disponibles en la actualidad? ¿Qué tipo de espacios puede llevar al hombre de un mundo a otro? Una de las posibilidades es el espacio interplanetario formado por tres partes: el sistema de propulsión, la residencia de la tripulación (donde se encuentran los sistemas de habitabilidad y de navegación y control) y el vehículo de la tripulación para el Martes y la vuelta al barco.

¿Cómo ir?

El barco para Marte se montará en el espacio.

El montaje de la nave espacial se realizaría en una órbita cercana a la Tierra, utilizando piezas transportadas por diferentes vehículos, probablemente por el Lanzador de Energía. Tras probar todos los sistemas, la expedición se dirigiría a Marte. De cuatro a seis personas formarán parte de la tripulación, que puede ser internacional.

El vehículo interplanetario sería lanzado desde una órbita terrestre de nivel bajo y tomaría una órbita heliocéntrica alrededor del Sol que cortaría la órbita de Marte. El viaje duraría varios meses. Al cortar el trayecto interplanetario a Marte, la nave espacial comenzaría a orbitar el planeta.

El aterrizaje de todo el espacio interplanetario sería un trabajo laborioso. Por eso, un vehículo pequeño marcaría con toda o parte de la tripulación. Una vez explorada la superficie, la tripulación deberá ir al vehículo interplanetario que orbite desde el planeta. Éste se dirigirá a la Tierra siguiendo un trazado similar al Lurra-Martitz. Una opción sería realizar un largo recorrido en dirección a Venus. En este caso, la expedición necesitaría un año o un año y medio (dos o tres años en el otro caso), pero las necesidades de combustible crecerían mucho. Esto significa que la masa y el tamaño del barco interplanetario aumentarían y al mismo tiempo los problemas de construcción. Para mejorar la seguridad del vuelo se deberían lanzar dos barcos interplanetarios a la vez. Si fuera necesario, los tripulantes de un barco podrían ayudarles.

Sistema de propulsión

Uno de los principales problemas es: Elegir un sistema de propulsión que acelere el barco desde la órbita de la Tierra hacia Marte, entre la órbita de Marte y desde Marte hacia la Tierra. Para ello se puede optar por un sistema de propulsión mediante cohetes de combustible líquido ya bien desarrollado, que utiliza energía química como la combustión del hidrógeno. Estos sistemas son los más efectivos de la actualidad y se utilizan en el lanzador de Energía.

El sistema de propulsión elegido en la misión a Marte tendrá gran importancia en la masa inicial de la misión. Si se utiliza combustible químico, la masa inicial será de 2.500 toneladas y si se utilizan reactores nucleares eléctricos de 459 toneladas. En el primer caso se necesitarían 25 tiros del lanzador de energía para colocar esta masa en el espacio. En la segunda, por el contrario, sólo 5.

El uso de propulsión química en el viaje a Marte no plantea problemas graves de diseño. Sin embargo, si tenemos en cuenta que la necesidad de energía de la expedición es elevada y que el vehículo pilotado tiene una masa mayor que los vehículos robóticos previos, observaremos que la necesidad de combustible es enorme.

El montaje del vehículo en la órbita de la Tierra será complicado. La masa inicial del buque será superior a 2.500 toneladas. Parece legítimo buscar fuentes de energía más eficientes, como la nuclear. En este caso, el reactor nuclear produce calor e impulsa que un gas salga de los respiraderos de los cohetes obteniendo el empuje necesario. Se necesitan dos o tres veces menos sustancias propulsoras (gas de los vientos) que en cohetes que utilizan combustible químico. La masa inicial del buque alimentado con energía nuclear sería de 800 toneladas.

El reactor nuclear eléctrico sería aún más efectivo. En ellos la energía del reactor se transforma directamente en energía eléctrica. La propulsión se acelera mediante un campo eléctrico para obtener el impulso necesario. En este caso la cantidad de propulsión necesaria es aún menor de la requerida en el caso anterior. La masa inicial de la misión sería de sólo 450 toneladas.

El barco

Vamos a analizar ahora otras partes de la flota interplanetaria. La parte más importante es la de los habitáculos. Se trata de un módulo herméticamente cerrado o de un montón de módulos, además de un camarote para la tripulación y una ubicación para los instrumentos. La tripulación deberá suministrar oxígeno, agua y alimentos, además de retirar los residuos. El desarrollo actual de este tipo de sistemas es suficiente para realizar un viaje interplanetario.

Antes de enviar al hombre a Marte, se utilizarán sondas y vehículos automáticos para la exploración. Vehículo robot que se utilizará en la imagen en Marte.

El módulo Vivir contará con herramientas de comunicación con la Tierra. El vehículo dispondrá de un sistema de navegación y guiado automático.

La confortable temperatura de los habitáculos se mantendrá con sistemas similares a los utilizados en las estaciones orbital. La energía eléctrica puede tener dos fuentes: el reactor nuclear o los paneles solares. Para minimizar el riesgo de rayos cósmicos o radiaciones solares que puedan penetrar, parte del utillaje se mantendrá dentro de las paredes herméticas del módulo de habitabilidad. Se necesita una coraza especial para proteger a la tripulación de la caldera solar. En los vuelos orbital sobre la Tierra, el astronauta protege del sol los violentos campos magnéticos de la Tierra. Pero en el viaje interplanetario esta protección no existe y es necesaria una protección adicional. La tripulación no tendrá que permanecer dentro de la protección durante todo el tiempo, pero deberá permanecer en ella el tiempo suficiente (por ejemplo, durante el sueño) para que la dosis de radiación recibida se mantenga a un nivel no peligroso.

Otro punto relacionado con la seguridad es la protección frente a los meteoritos. En los vuelos espaciales, incluso en los que se realizan en la órbita de la Tierra, es posible encontrar meteoritos. La protección más eficaz es la protección de la pantalla especial que rodea el módulo hermético de vida. Cuando el meteorito encuentra la pantalla se transforma en un chorro de polvo que es el único que llega a la pared del habitáculo. Las paredes de las estaciones Saliut y Mir están así diseñadas. La posibilidad de encontrar un meteorito con suficiente masa para perforar pantallas y paredes herméticas es muy reducida. Pero en este caso también se puede diseñar una habitación habitable con módulos separados. Si se perfora un módulo, la tripulación puede residir en los demás una vez sellada la comunicación.

Vehículo de Martitzar

Con la misión de Fobos se inicia la planificación soviética para ir a Marte.

La tercera parte del espacio interplanetario es el módulo de marchado. Para posarse en el pavimento tiene que atravesar la atmósfera de Marte, por lo que su aspecto es aerodinámico. La densidad atmosférica en la superficie de Martitz es un 1% inferior a la de la Tierra. No obstante, para frenar el vehículo durante el reposo se utilizarán cohetes de combustible líquido. Este vehículo incluirá un cohete de subida que devolverá la tripulación a la embarcación.

Vuelta a la Tierra

Existen varias opciones para plantear el vuelo de vuelta hasta la Tierra. El buque puede utilizar cohetes de frenado para entrar en la órbita de la Tierra. Esto supondría un producto adicional. Como alternativa se puede utilizar la atmósfera terrestre para reducir la velocidad. En este caso, el espacio interplanetario necesitará una cabina especial y la tripulación será transferida antes de llegar a la Tierra. La cabina se separaría del espacio antes de acceder a las capas más compactas de la atmósfera. En la última parte se utilizarían paracaídas.

A la hora de elegir el esquema de retorno, se debe considerar que Lurra se protege de posibles formas de vida peligrosas (no podemos descartar esta posibilidad del todo). Tras su regreso a la Tierra, la tripulación y todos los objetos que han tenido una relación directa con Marte deberán ser examinados detenidamente. La cuarentena será larga. Si la tripulación en lugar de regresar directamente a la Tierra regresa a una órbita terrestre, la cuarentena puede hacerse en la estación espacial. La ventaja de esta vía es el aislamiento natural del terreno. Lo negativo es limitar la profundidad de la investigación médica y biológica. Si se aterriza directamente en el suelo, la cuarentena se realizará en un módulo situado en una hangara. En las estaciones de cuarentena de la Tierra se pueden realizar estudios médicos y biológicos más profundos que en los orbitales.

¿Tenemos la tecnología necesaria?

El transbordador Buran puede jugar un papel importante en el montaje del barco de Marte.

Ahora vamos a analizar hasta qué punto la tecnología espacial terrestre está preparada para realizar el primer vuelo interplanetario. ¿Qué problemas habrá que afrontar antes de que los representantes de la Tierra den el primer paso en otro planeta? Uno de ellos es el montaje del espacio en órbita terrestre a partir de piezas. La Unión Soviética tiene desde hace 20 años una gran experiencia en el montaje automático de estructuras en el espacio. La Unión Soviética y los Estados Unidos de América han acoplado espacios en el espacio.

En la misión a martes también habrá que hacerlo. Ambas potencias tienen experiencia en rutas interplanetarias y navegación aérea. Las sondas automáticas han explorado en el Sistema Solar los planetas periféricos y lejanos. Las estancias en estaciones orbitales (Saliut, Skylab, Mir) han permitido desarrollar medios para vuelos humanos de larga duración. Y analizar la seguridad y fiabilidad del utillaje. No habrá ayuda por tierra. Por tanto, todas las herramientas y medios de mantenimiento deberán estar en el espacio.

En cuanto al marizante, habrá que hacer frente a problemas similares. Estados Unidos tiene experiencia en llevar y atraer a una tripulación a la Luna. Desde 1969 hasta 1972, seis veces se posaron en la Luna por las embarcaciones Apollo. Las sondas automáticas soviéticas también se posan y vuelven en la Luna. La URSS y EEUU han sido enviados a Artizar y Marte.

El problema es que la tripulación permanezca trabajando durante mucho tiempo sin gravedad. Durante años se han realizado trabajos para conocerlo. El camino ha sido largo. En algunos momentos la falta de peso para estancias largas en el espacio parecía una barrera insalvable. Por ejemplo, después de un vuelo de 18 días, A. Nikolaiev y V. La remodelación de Sebiastianov a la Tierra fue muy laboriosa y el prolongar la estancia en los siguientes vuelos parecía preocupante. Sin embargo, mediante el desarrollo del sistema cardiovascular y muscular, se han trabajado las vías para que la tripulación pueda permanecer durante mucho tiempo sin gravedad. El trabajo continúa. Se ha prolongado la estancia en la estación espacial durante varios años. En diciembre del año pasado (1987) el cosmonauta Juri Romanenko ha realizado la estancia humana más larga sin gravedad (326). Volvió en muy buen estado físico. El éxito de los vuelos de larga estancia se debe a un programa especial de ejercicios físicos en la estación. Tenemos razones para mirar con optimismo el vuelo espacial de larga duración.

Sin embargo, no debemos simplificar demasiado el problema. Antes del gran viaje a Marte, especialistas en tecnología espacial tendrán que resolver muchos problemas técnicos y médicos. El vuelo no es sólo un problema técnico y científico, sino que puede provocar el avance de la civilización terrestre.