jueves, 31 de marzo de 2016

Colonización marciana: ficción y (brutal) realidad (II)

En la segunda parte de este post dedicado a la colonización marciana vamos a volver a ver la ilustración que abría el anterior. Se trata del estupendo cartel de la genial "2001 una odisea del espacio" de Stanley Kubrick, que después de tantos años se vuelve a reponer en los cines. Decíamos que en lo único que acierta esta ilustración es en el uso del IPad. Todo lo demás no es realista desde un punto de vista bio-médico, según sabemos hoy en 2016. La realidad que nos cuenta James S. Logan es muy diferente. 

La ilustración de esta película tiene todo lo necesario parea capturar la imaginación de cualquier chaval. Se ve una base espacial permanente en un cráter, dos transportes (nada menos) saliendo desde la base y varios astronautas haciendo lo que parecen tareas rutinarias en lo que se conoce como EVA, que en inglés quiere decir Extravehicular activity o lo que llamaríamos paseo espacial fuera de la nave.  Fantástico. Esta imagen (la película en sí) ha sido responsable de que muchos chavales de los años 70 se enrolaran en la NASA como "space cadets" con toda la ilusión del mundo para poder vivir estas cosas.


La cruda realidad

La película se rodó en 1968 y casi 50 años más tarde podemos decir que casi todo lo que se narra en ella no es posible hoy en día. Jarro de agua fría para los entusiastas, pero es así. Todo lo que se puede ver en el film no es consistente con respecto a los conocimientos que tenemos hoy en día sobre el espacio. El Dr. Logan se dedica a analizar los pormenores de la vida en el espacio y trata de educar a todos aquellos que se interesen en el tema. En su página Web se puede encontrar mucha información sobre cuales son las barreras que nos impiden empezar a colonizar Marte. Estas barreras son básicamente cuatro:

  • Los peligro del Regolito
  • La radiación
  • La hipogravedad
  • Los efectos sinergéticos

Los peligro del Regolito

Regolito es el término general usado para designar una capa de materiales no consolidados, alterados, como fragmentos de roca, granos minerales y cualquier otro depósitos superficiales, que descanse sobre roca sólida inalterada. En la luna el regolito es la capa continua de material fragmentario, incoherente, producida por impactos meteoríticos. 

También se da en planetas, satélites y asteroides, donde forma normalmente los depósitos superficiales cuando la atmósfera es delgada o ausente. En la ilustración se puede ver el ejemplo clásico, el regolito lunar, con varios metros de espesor, con componentes que varían desde bloques de tamaño métrico hasta polvo microscópico y partículas de vidrio. 

Como curiosidad adicional cabe decir que uno de estos elementos que forman el regolito lunar es un mineral llamado armalcolita, un óxido de titanio con hierro y magnesio que forma cristales opacos, denominada así en honor a los tres astronautas del Apolo 11 (ARMstrong, ALdrin y COLlins). Se ha estimado la edad del regolito en unos 3800 a 4000 millones de años. Las famosas huellas de las pisadas de los astronautas norteamericanos muestran precisamente el fino polvo del que se compone este regolito. ¿Pero cual es el peligro? Pues es algo similar a lo que les ocurre a los mineros. 

Cuando yo tenía 15 años, mi padre que era ingeniero de minas me quiso motivar para ver si yo quería seguir sus pasos. Me llevó a una mina en la montaña de Asturias, cerca de Grandas de Salime. Era 1976 y en las minas de alta montaña aisladas todavía se usaban mulas (con lámpara minera en la cabeza) para tirar de las vagonetas. Me pareció el viejo Oeste. Pero eso no fue lo que más me impactó. Tampoco me sorprendió (por esperado) la larga (aunque veloz) bajada a casi 500 metros de profundidad en el ascensor (al que se le llamaba jaula). Lo que realmente llamó poderosamente mi atención en aquellos días (aparte de ver las condiciones de trabajo de los picadores en las galerías) fue el hecho de que estuve escupiendo y sonándome "mocos negros" durante casi una semana. 

Simplemente con una bajada a la mina tenía polvo por todas partes, no solo en los más recónditos rincones de mi mono y equipo de iluminación sino también en mi interior. Mis mis conductos nasales (...y resto de vías respiratorias), ojos, oídos etc. se llenaron de este polvo a penas perceptible. Gracias a aquella experiencia pude entender muy bien el problema de la llamada silicosis, que por aquellos días afectaba irremediablemente a todos los mineros. En la superficie de los planetas es exactamente lo mismo.    

Como un auténtico dolor (pain in the ass). Así lo describe Eugene Cernan, uno de los astronautas de la misión Apolo 17. El polvo lunar estaba en todas partes. En las juntas, los sellos, en los recubrimientos, en los filtros, en los interruptores, puertas, escotillas, ...se metió en mis pulmones, nariz, garganta y ojos. No hay más que verle al pobre después de su paseo espacial. Nada que ver con la imagen de 2001. De hecho se cuenta que Eugene tuvo que cancelar una EVA programada posterior porque el polvo de la anterior salida había inutilizado las juntas de sus traje espacial.


La inhalación de este polvo es lo causa (aquí también en la tierra), la mayoría de las enfermedades asociadas a los pulmones. Este polvo es tan diminuto que va directo a los alvéolos.


Este polvo no ha visto una molécula de agua desde hace 4.000 millones de años... está como loco por reaccionar con la que contiene nuestro cuerpo. Nuestras mucosas, nuestro tejido biológico y nuestro sistema sanguíneo, etc. Un auténtico desafío bio-médico. Por si esto fuera poco, estos granos minúsculos han sido bañados por la radiación a través de los siglos. Un auténtico Chernobyl en nuestro interior.

Pero por si esto no fuera poco, en esta imagen de 10 manómetros (100 Amstrongs)  que se muestra a continuación se puede ver trazas de metal Fe (hierro, del latín "ferrum"). Si, claro, como aquí en la tierra, salvo una pequeña diferencia. Tienen una valencia de cero (0). Reaccionará ipso facto. En un ambiente acuoso como es el caso de los pulmones, estas nano-partículas pueden ir directamente a través de nuestras conexiones nerviosas directamente al cerebro y reaccionar allí también. ¿Cómo reacciona un cuerpo humano a esto? No es solo la alta probabilidad de morir de fibrosis pulmonar, es que ...sencillamente no tenemos ni puñetera idea. No tenemos experiencia en este campo.   

Se podría pensar que todo es una cuestión de tener cuidado con este polvo y no levantar mucho al hacer la exploración espacial, pero esto es algo imposible. Para darse cuenta de ello basta mirar la foto siguiente en la que se observa como el módulo lunar del Apolo 12 al fondo (separado unos 300 metros de módulo experimental Suveyor 3) levantó tanto polvo en su aterrizaje que quedó dando vueltas por toda la luna durante una buena temporada (basta ver como está el traje espacial). Ahora si nos damos cuenta de que esas dos naves del cartel de 2001 son pura ficción y poco de ciencia.


Con respecto a Marte las otras cosas peligrosas que nos impiden colonizarlo (de momento) son: el percloratos, (muy tóxicos para los humanos) de los cuales Marte tiene en abundancia (de 0,5% a 1% de su suelo) y el cromo hexavalente. Se sabe que el cromo +6 es cancerígeno por inhalación y por ingestión. Los análisis de laboratorio también han arrojado evidencias contundentes de que el cromo +6 puede dañar el ADN e inducir mutaciones genéticas. 

Como se puede ver son cosas que habrá que tratar con mucho tiempo y que requieren mucha más experiencia de la que ahora tenemos. Por otra parte la fisiología espacial tiene también sus problemas. uno de los principales es la adaptación del cuerpo humanos a las condiciones de ingravidez. El cuerpo empieza a cambiar en el espacio y lo que es peor, siempre va a peor. 

Radiación y adaptación

Los dos grandes problemas de esta adaptación (existen muchos más) son la radiación y la pérdida de densidad de los huesos. Esto último empezamos a darnos cuenta de que es mucho peor de lo que en principio habíamos pensado. Una vez que se comienza el proceso la situación se agrava irremediablemente con el tiempo. En la ilustración inferior se muestra un gráfico muy ilustrativo en el que se puede ver el gran cambio que sufre el cuerpo humanos con el paso del tiempo en un entorno de ingravidez.


La foto que sigue muestra la atrofia sufrida por una rata en su masa muscular debido precisamente a la ausencia de gravedad. Lo verdaderamente preocupante es que no solo se pierde la masa muscular, sino que también se pierde la alineación muscular. La masa siempre se puede recuperar de vuelat en la tierra, pero la alineación de las fibras musculares nunca se recupera. Algo parecido ocurre con la densidad ósea.


Otro de los grandes temas fisiológicos que más preocupan son los cambios fisiológicos visuales. El 30% de los astronautas de la misión Apolo y el 60% de los que conforman la ISS informan de cambios en su visión. Hoy en día sabemos que se produce una pérdida considerable que no vuelve a recuperarse.


Por cada uno de estos problemas fisiológicos, los médicos espaciales han desarrollado una especie de contra-medida para contrarrestar el efecto producido por la falta de gravidez. Esto, aunque palía ciertos efectos en periodos cortos de tiempo, evidentemente está muy lejos de poder ser la forma óptima de colonizar el espacio.


Otros problemillas técnicos

Si fuéramos ingenieros aeroespaciales no dudaríamos de que tendremos que lanzar al espacio a los humanos con reservas de oxígenos, agua y comidas, pero ¿Qué ocurre con la gravedad? ¿Podemos prescindir realmente de ella? Hemos visto que no. La respuesta está clara. Considerando de donde viene nuestro mundo tenemos que proveer gravedad. No tiene ningún sentido lanzarse a la exploración espacial profunda sin estar provistos de ella. Las opciones son pocas, pero lo más difícil de todo es decidir cual es la mínima dosis prescrita para el desarrollo "normal" de las funciones humanas (incluidos los aspectos psicológicos ojo). ¿Es un tercio de la gravedad terrestre suficiente?¿Cuál es la frecuencia a la que debemos de someter el cuerpo a la acción de la gravedad? ¿Cuáles son los efectos secundarios? Sencillamente nadie lo sabe. Lo que se ve en la foto inferior es un acelerador donde hoy en día se prueban estas cosas. En los pies se llega a alcanzar 2G's. No hace falta tener muchas luces para darse cuenta de que esta maquina es muy grande y pesada como para ser lanzada al espacio en una sola pieza.


En los posts siguientes seguiré hablando de estos y otros problemas que nos mantienen alejados de la pretendida colonización marciana.


3 comentarios:

  1. Manolo:

    Ante la avalancha de datos físicos, matemáticos y biológicos que ofreces, poco puede alegarse, pero como sabes, me gusta hacer de "abogado defensor" de causas (aprentemente) perdidas. Vamos a ver si soy capaz.
    El argumento básico de defensa hacia la factibilidad de la colonización lo apuntas tú mismo en este y en el anterior post, esto es, el propio avance tecnológico que permita superar todos y cada uno de los enormes riesgos de la exploración espacial por humanos, pero ése es un argumento defensivo obvio, a falta de gravedad artificial o de condensador de fluzo... Así que, aun cuando vuelva a basarme en él, déjame exponelo desde una perspectiva histórica, planteando una analogía con la navegación...marítima. Sí, la marítima y no la aérea, pues, aunque de naturaleza distinta, la espacial no deja de ser una continuación natural de ésta. Si ponemos en perspectiva la historia de la navegación, ésta evolucionó muy poco en un período de tiempo enorme, no hay gran diferncia entre una galera fenicia o romana y un buque de línea del siglo XVIII, al menos en cuanto a la propulsión (dejo aparte a los esforzados galeotes...), y en cuanto a los instrumentos de navegación, no te tengo que decir nada, que de éso tú sabes un montón. La propulsión mecánica es un invento de última hora, con apenas 200 años de vida en una perspectiva de siglos (milenios). Y me vienen a la cabeza los problemas de salud, el escorbuto entre otros, por no hablar de la alimentación y de las condiciones de vida de los marinos en general , en cuanto los viajes dejaron de ser relativamente cortos y empezaron a ser oceánicos, todos mal resueltos hasta que el avance de la ciencia permitió conocer su naturaleza y ofrecer soluciones. Si todo empezó en 1903 o, en su caso, en 1957, creo que, siguiendo la analogía con la navegación, estaríamos aún en el paso del tronco a la almadía...
    Y otra defensa, no todos los autores de ciencia ficción pintaron un panorama fácil a la exploración espacial, ahora me acuerdo de la colección de cuentos cortos agrupados bajo la denominación "Historia del Futuro" de Robert Heinlein (escritos entre finales de los años 30 y principio de los 50), en donde pinta un panorama de avances lentos y penosos en la conquista del espacio (...con una guerra nuclear, "los años locos", por medio, lagarto, lagarto)en donde la propulsión, entre otros, es uno de los problemas no resueltos.

    Bueno, aquí lo dejo, después de un cierto hiato en mis parrafadas, ceo que ya he cumplido.

    Y por cierto, aunque ya no es novedad, pero no había tenido ocasión de comentarlo, creo ventajosamente sustituído al CR-32 solarizado por el C-101.
    Un saludo y hasta pronto.
    Pablo.

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    1. Hola Pablo, muchas gracias como siempre por tu comentario. Como siempre muy acertado. Esta vez te tengo que dar la razón. Te me has adelantado un poco al tercer post de la serie jajaja. Ya sabes que a mi me gusta dar un poco de cal y otro poco de arena. En la última entrega que subire pronto me pongo un poco de tu parte. La verdad es que en los dos primeros hago un poco de pupa poniendo los inconvenientes y parte de la problemática que supone la exploracion espacial profunda. Esto es por culpa de estar siguiendo las charlas de estos gurús de la NASA, pero en el proximo post me reconcilio un poco con lo que tu comentas (...que en realidad es un poco lo que yo creo también).

      Efectivamente el salto tecnológico profundo en cuanto a propulsión no lo hemos dado. De la misma forma aún nos queda mucho por descubrir en el campo de la bioquímica. Los descubrimientos de la nanotecnología y los nuevos materiales no han hecho mas que comenzar y la computación cuántica está iniciándose en estos momentos. Quién sabe donde estaremos dentro de 20 años.

      En aviación desde luego yo defiendo la idea de que seguirán existiendo dos pilotos, pero uno de ellos estará en tierra. Es un vaticinio que creo bastante acertado... ya veremos.

      Muchas gracias por lo del C-101, me costó unas cuantas horas a base de apple pencil, pero creo que ha quedado resultón :)

      Un cordial saludo
      Manolo

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    2. Manolo:

      Breve addenda a lo que tú comentas, y, de nuevo, en ámbito del transporte marítimo. Un poco de ciencia - ficción, pero ahí está, aquí ni piloto a bordo.
      Un saludo.
      Pablo.
      http://gcaptain.com/rolls-royce-reveals-details-on-shore-based-control-rooms-for-operation-of-unmanned-cargo-ships/

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