Olvidado en Marte, Matt Damon en el éxito de taquilla de Hollywood "The Martian" tuvo que hacer frente a muchas dificultades por su cuenta para sobrevivir en el Planeta Rojo. Sin embargo, en la vida real, tendrías que luchar por esta misma vida mucho antes de llegar a Marte. De hecho, además de la radiación, los problemas psicológicos y físicos asociados con una larga estancia en el espacio, una persona tendrá que enfrentarse a otras pruebas durante los vuelos reales a Marte. Echemos un vistazo a los más obvios.
Días marcianos más largos
Un día marciano es solo unos 40 minutos más largo que en la Tierra. Y aunque a primera vista puedes, por el contrario, alegrarte de tener hasta 40 minutos más cada día, esto en realidad puede llegar a ser un problema muy grave, ya que el ritmo biológico diario de una persona está diseñado para 24 horas. Unos 40 minutos adicionales cada día en Marte pronto llevarán a que la persona desarrolle jet lag, que a su vez se manifestará en forma de fatiga constante y mala salud.
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Los operadores aeroespaciales de la NASA ya han experimentado todas las "alegrías" de este síndrome, ya que tenían que trabajar de acuerdo con la hora marciana, tan pronto como uno de los primeros rovers enviados a Marte comenzó su trabajo diario en el Planeta Rojo. Todos los empleados de la misión espacial Sojourner a Marte, por ejemplo, cumplieron el mismo horario en el que debía trabajar el rover. Después de un mes de una agenda tan ocupada, los operadores, como dicen, se desvanecieron.
Para los rovers marcianos posteriores, el centro de control de la NASA pudo mantener con éxito la hora marciana durante tres meses, pero al final de la misión, los trabajadores todavía estaban muy cansados. Según las observaciones, los científicos han descubierto que una persona puede adherirse al tiempo marciano solo durante períodos cortos. Los astronautas, que tendrán que permanecer en Marte durante meses, nunca podrán salir del marco del tiempo marciano.
Estudios anteriores sobre los problemas del sueño mostraron que el cuerpo humano tiene un ritmo biológico natural de 25 horas; sin embargo, como se descubrió más tarde, los resultados de estos estudios eran incorrectos. Después de que se hicieron nuevas observaciones, ninguno de los participantes pudo adaptarse a la hora marciana.
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Gravedad reducida
A pesar de la posibilidad de simular un viaje espacial a Marte a bordo de la Estación Espacial Internacional a través de una larga estadía en ella, el efecto de la exposición prolongada del cuerpo humano a la gravedad marciana (38 por ciento de la de la Tierra) sigue siendo un misterio para los científicos. ¿La exposición prolongada a esta gravedad parcial preservará la integridad de la densidad muscular y esquelética? Y si no es así, ¿cómo afrontarlo? Teniendo en cuenta que en cualquier vuelo a Marte, una persona tendrá que pasar muchos meses en una lata cerrada, encontrar respuestas a estas preguntas es fundamental.
En simulaciones menos que ideales, dos estudios en ratones mostraron que la pérdida ósea y muscular en condiciones de gravedad marciana puede equivaler a ninguna gravedad. El primer estudio encontró que incluso estar en un entorno con el 70 por ciento de la gravedad de la Tierra no evitaría la pérdida de músculos y huesos.
En un segundo estudio, los investigadores encontraron que los ratones perdieron al menos alrededor del 20 por ciento de su masa esquelética en ambientes de baja gravedad. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que todos estos estudios se basan en simulaciones. Hasta que los astronautas aterricen realmente en Marte, será imposible conocer los verdaderos efectos de la reducción de la gravedad en sus cuerpos.
Dura superficie marciana
Lo primero que descubrió Neil Armstrong después de pisar la superficie lunar fue que el área de aterrizaje estaba literalmente cubierta de grandes rocas, lo que representa una amenaza para su módulo de aterrizaje. Un problema similar podría surgir para los astronautas que aterrizarán en Marte. Tendrán muy poco tiempo para identificarse y evitar chocar con el módulo de aterrizaje en estos adoquines o areniscas. Las rocas y varias pendientes pueden hacer que el módulo de aterrizaje de Marte se vuelque. El hecho es que incluso cambios muy grandes en el plano de la superficie pueden ser muy difíciles de detectar desde la órbita, por lo que las personas que crearán planes de aterrizaje pueden simplemente perder accidentalmente tales cambios.
Las pequeñas grietas y depresiones también pueden engañar a los sensores, lo que, a su vez, puede provocar la liberación prematura de paracaídas o patas de aterrizaje, así como un cálculo automático incorrecto de la velocidad de aterrizaje. Las posibilidades de que el módulo de aterrizaje se enfrente a un desastre debido a un sitio de aterrizaje analizado incorrectamente son sorprendentemente muy altas. Un estudio encontró que estas posibilidades son aproximadamente del 20 por ciento.
Tamaño del carenado de la nariz del cohete
En el desarrollo de un módulo de aterrizaje tripulado en Marte, surge casi instantáneamente un problema técnico serio: el diámetro del carenado de la nariz del cohete en el que se lanzará este módulo de Marte. A pesar de que el diámetro actual del carenado más grande es de 8,4 metros, será muy difícil hacer coincidir su tamaño con el diseño de un módulo de aterrizaje tripulado en Marte.
El escudo térmico protector necesario para proteger la carga pesada sería demasiado grande para caber debajo del carenado. Por lo tanto, en este caso, lo más probable es que sea necesario utilizar la tecnología de escudo térmico inflable, cuyo desarrollo se encuentra actualmente solo en la etapa experimental.
Usar el diseño de radomo actual para una misión a Marte requeriría un módulo de aterrizaje mucho más compacto que se ajustara al radomo de 8.4 metros. Cualquier módulo más grande simplemente no encajará.
Incluso si se decide utilizar un módulo de aterrizaje más compacto, lo más probable es que debido a tales limitaciones técnicas, su diseño deba rehacerse. Por ejemplo, tendremos que reciclar no solo la ubicación de los astronautas, sino también los tanques de combustible del módulo. El tamaño del carenado en sí no se puede cambiar, porque esto desestabiliza el vehículo de lanzamiento.
TDU supersónico
Una de las principales formas de reducir la velocidad del módulo de aterrizaje de Marte para un acoplamiento suave con la superficie marciana es el sistema de propulsión de frenado supersónico (TSP). Su esencia radica en el uso de motores a reacción dirigidos hacia el movimiento para desacelerar el aparato desde velocidades supersónicas.
El uso de una TDU supersónica en la fina atmósfera enrarecida de Marte es imprescindible. Sin embargo, arrancar motores supersónicos podría crear una onda de choque que podría dañar el módulo de aterrizaje de Marte. La NASA, por ejemplo, tiene poca experiencia con tales procedimientos, lo que a su vez reduce las posibilidades de que toda la misión tenga éxito.
Esta tecnología tiene tres aspectos problemáticos. Primero, el efecto de interacción entre el flujo de aire y los gases de escape del motor puede literalmente dividir el módulo de aterrizaje por la mitad. En segundo lugar, el calor generado por el escape del combustible del cohete gastado puede calentar el módulo de aterrizaje. En tercer lugar, mantener la estabilidad del módulo de aterrizaje al lanzar TDU supersónicos puede ser una tarea desalentadora.
A pesar de las pruebas anteriores en túnel de viento a pequeña escala de tales TDE, se requieren muchas pruebas a gran escala para determinar la confiabilidad de dicho sistema. Ésta es una tarea muy costosa y que requiere mucho tiempo. Sin embargo, la misma NASA también puede tener una versión alternativa (indirecta) de probar dichos sistemas. La empresa privada estadounidense SpaceX está tratando activamente de desarrollar un cohete reutilizable que utilice un principio de aterrizaje similar. Y cabe señalar que hay éxitos en esta dirección.
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Electricidad estática
Sí, sí, el mismo que te pone los pelos de punta, o una pequeña descarga eléctrica cuando tocas algo. Aquí en la Tierra, la electricidad estática puede ser objeto de varios chistes y bromas (aunque en las condiciones de la Tierra también puede ser peligrosa), pero en Marte, la electricidad estática puede convertirse en un problema grave para los astronautas.
En la Tierra, la mayoría de las descargas estáticas se deben a las propiedades aislantes de las bases de goma de los zapatos que usamos. En Marte, la propia superficie de Marte servirá como material aislante. Incluso caminando por la superficie marciana, un astronauta puede acumular suficiente electricidad estática para quemar componentes electrónicos, como la esclusa de aire, simplemente tocando la carcasa metálica exterior de la nave.
La peculiaridad y sequedad de la superficie marciana la convierte en un excelente material aislante. Las partículas de la superficie marciana pueden ser hasta 50 veces más pequeñas que las partículas de polvo de la Tierra. Al caminar sobre él, una cierta cantidad se acumulará en las botas de los astronautas. Cuando el viento marciano lo sople, sus zapatos acumularán suficiente carga para causar una leve descarga eléctrica, que en tales condiciones podría ser suficiente para enterrar toda la misión.
Los rovers marcianos, que ahora trabajan en el planeta rojo, utilizan agujas especiales más delgadas que descargan la carga a la atmósfera y evitan que golpee los componentes electrónicos de los rovers. En el caso de misiones tripuladas a Marte, se requerirán trajes espaciales especiales para proteger tanto a los astronautas como al equipo que utilizarán.
Refuerzo adecuado
El Space Launch System (SLS) es actualmente el vehículo de lanzamiento más grande en desarrollo y se espera que se utilice en un futuro próximo. Es este cohete el que Occidente planea usar para misiones tripuladas a Marte.
Los planes actuales de la NASA requieren una docena de cohetes SLS para una misión tripulada a Marte. Sin embargo, la infraestructura terrestre actual para los lanzamientos SLS cumple las condiciones necesarias solo en parámetros mínimos: es necesario tener al menos un espacio para ensamblar el cohete, un transportador gigante para entregar el cohete a la plataforma de lanzamiento y una plataforma de lanzamiento propiamente dicha.
Si incluso uno de estos componentes se rompe o falla, surgirán serias preocupaciones sobre la disponibilidad del vehículo de lanzamiento requerido, lo que a su vez cuestionará la posibilidad misma de una misión tripulada a Marte.
Por ejemplo, cualquier retraso asociado con la configuración y validación de todos los sistemas SLS puede generar cambios importantes en los programas de inicio. Problemas técnicos menos importantes e incluso las condiciones climáticas pueden crear los mismos problemas.
Además, el atraque en órbita necesario para montar una nave espacial para ir a Marte requiere el cumplimiento de la denominada ventana de lanzamiento, es decir, el tiempo dentro del cual se lanzará el cohete. Además, el lanzamiento de una nave espacial a Marte directamente desde la órbita de la Tierra también requiere el cumplimiento de un cierto período de tiempo. Los científicos han desarrollado modelos de lanzamiento completos basados en datos históricos sobre los primeros lanzamientos de transbordadores. Muestran una falta de confianza en que el cohete SLS estará disponible en una determinada ventana de lanzamiento, lo que a su vez también puede poner fin a cualquier misión tripulada a Marte.
Suelo marciano tóxico
En 2008, la sonda robótica de la NASA hizo un descubrimiento histórico. Se han encontrado percloratos en la superficie de Marte. A pesar de que estos reactivos tóxicos han llegado a la producción industrial, pueden causar serios problemas con la glándula tiroides en las personas, incluso cuando se usan en pequeñas cantidades.
En Marte, la concentración de percloratos en el suelo es del 0,5 por ciento, lo que ya es muy peligroso para los humanos. Si los astronautas llevan estos reactivos a sus viviendas marcianas, con el tiempo, seguramente se producirá contaminación y luego envenenamiento.
Los procedimientos de descontaminación comúnmente utilizados en la industria minera pueden ayudar a reducir la probabilidad de contaminación hasta cierto punto. Sin embargo, no será posible deshacerse completamente del problema en las condiciones de Marte y, por lo tanto, los astronautas tarde o temprano esperarán problemas con las glándulas tiroides.
Además, la intoxicación con percloratos corporales se asocia con diversas enfermedades del sistema circulatorio. Es cierto que los científicos en esta dirección aún no han avanzado mucho y, por lo tanto, aún no se ha aprendido a esclarecer todos los efectos de los percloratos en el cuerpo humano. Por tanto, a largo plazo, las consecuencias de estar en el Planeta Rojo son muy difíciles de predecir.
Es probable que los astronautas tengan que tomar constantemente hormonas artificiales para mantener su metabolismo a fin de combatir los efectos de la exposición prolongada a los percloratos.
Almacenamiento a largo plazo de combustible para cohetes
Necesitamos combustible para cohetes para volar a Marte y regresar. Gran suministro de combustible. El combustible para cohetes más eficiente en este momento es el combustible criogénico, que es hidrógeno líquido y oxígeno.
Este combustible debe enfriarse constantemente durante el almacenamiento. Sin embargo, incluso con la máxima preparación, según las estadísticas, mensualmente se producen fugas de hidrógeno del 3 al 4 por ciento de los tanques de combustible. Si, ya en vuelo, los astronautas descubren que sus tanques de combustible no tienen suficiente combustible para el camino de regreso a casa, entonces, usted mismo lo comprende, ocurrirá un desastre total.
Los astronautas tendrán que controlar la ebullición del combustible criogénico durante varios años hasta que se lleve a cabo su misión en el Planeta Rojo. Se podría producir combustible adicional directamente en Marte, pero su almacenamiento y enfriamiento requerirán la instalación de refrigeradores especiales, que, a su vez, requieren electricidad para funcionar. Por lo tanto, antes de comenzar una misión a Marte, debemos realizar muchas pruebas a largo plazo de las tecnologías de almacenamiento de combustible para asegurarnos de que tenemos suficiente combustible en todas las circunstancias.
Amor y desacuerdos
En el marco de los vuelos espaciales de larga duración, nadie puede renunciar al surgimiento de una relación romántica entre los tripulantes. Al final de una jornada laboral difícil, muchas personas necesitan relajación psicológica y física, cuya salida es simplemente una relación amorosa. Y aunque a primera vista todo suena lindo y romántico, en la práctica en el espacio, este tipo de relación puede ser muy mala para toda la misión.
En 2008, un grupo de personas participó en un experimento. La larga estancia en un espacio cerrado se utilizó como simulación de un vuelo a Marte. Los eventos del experimento se salieron de control en un momento en que uno de los "astronautas" estaba muy molesto porque su novia se negó a tener sexo con él y eligió un tercer astronauta en su lugar. Estando en un estado de estrés y fatiga constante, el primer astronauta en algún momento no pudo soportarlo, y todo terminó con una mandíbula rota del tercer astronauta. Si esto no fuera un experimento, sino una misión espacial real, entonces tal comportamiento cuestionaría seriamente su éxito.
Desafortunadamente, la NASA ni siquiera intenta considerar todas estas posibilidades. Según un informe reciente de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU., La NASA no investigó en absoluto los problemas de las posibles relaciones sexuales en las misiones espaciales a Marte, ni abordó los problemas de la posible compatibilidad de los psicotipos de las personas en misiones espaciales a largo plazo.
