Cuando los primeros
astronautas lleguen a Marte, necesitarán oxígeno para respirar. Llevar a
bordo el que precisarán para su estancia allí implicaría un peso extra
considerable. Lo mismo se puede decir del oxígeno que se utilice para el
sistema de propulsión en el trayecto de regreso a la Tierra. Obtener
todo ese oxígeno a partir del dióxido de carbono de la atmósfera
marciana es una opción más interesante. Una máquina que efectúa esta
operación ya ha sido ideada y viajará a Marte en un vuelo no tripulado
planeado para 2020.
Ese vuelo, que llevará al Planeta Rojo a
un robot parecido al Curiosity (que aterrizó en Marte en 2012), también
incluirá la citada máquina, MOXIE (por las siglas en
inglés de Mars OXygen In situ resource utilization Experiment), una
creación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge,
Estados Unidos. Eso permitirá ponerla a prueba en condiciones reales.
Si todo marcha como está previsto, el
sistema MOXIE, cuyo investigador principal es Michael Hecht, desempeñará
un papel principal en abrir el camino hacia la exploración humana de
Marte.
El aparato es una célula de combustible
invertida especializada, cuya función primaria es consumir electricidad
para poder producir oxígeno en Marte, donde la atmósfera es en un 96 por
ciento dióxido de carbono. Si se demuestra que funciona en la misión a
Marte de 2020, un sistema parecido al MOXIE podría ser utilizado más
tarde para producir oxígeno a gran escala, tanto para sistemas de
soporte vital con los que garantizar la vida de los viajeros humanos
como para proporcionar el oxígeno líquido que se necesite para quemar el
combustible del cohete que permitirá el viaje de retorno a la Tierra.
Se puede describir a MOXIE como una “célula de combustible que funciona a la inversa”.
En una célula de combustible normal, el combustible es calentado junto
con un oxidante (a menudo oxígeno) para producir electricidad. En este
caso, sin embargo, la electricidad producida por una máquina separada se
combinaría con el dióxido de carbono del aire marciano para producir
oxígeno y monóxido de carbono.
En la Tierra, un sistema así no tendría
sentido. Pero aplicado a Marte puede hacer viable una misión que de otro
modo sería poco factible.
Incorporar a una nave un sistema para
crear oxígeno que los exploradores humanos pudieran respirar sería
extremadamente útil para una misión de cualquier duración. Pero además
se consigue un ahorro de peso aún mayor al no tener que transportar a
bordo en el trayecto de ida el oxígeno que el sistema de propulsión
necesitará para el de vuelta.
Un plan a largo plazo para llevar
humanos a Marte (y traerlos de regreso a la Tierra) se parecería a esta
secuencia de operaciones: Primero, se enviaría al Planeta Rojo un
pequeño reactor nuclear junto con una versión a mayor escala del
instrumento MOXIE. A lo largo de un par de años, su tanque de oxígeno se
iría llenando, en preparación para los visitantes humanos. Una vez
llegasen los astronautas, tendrían ya esperándoles a punto su fuente de
energía, su oxígeno y la infraestructura para la misión.
En definitiva, producir oxígeno en la
superficie de Marte es probablemente la solución más sencilla por varias
razones. Eliminaría, por ejemplo, la dificultad y el coste de enviar
reservas de oxígeno líquido a Marte.
Para desarrollar el sistema MOXIE, el
MIT trabajará con el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA
en Pasadena, California. El JPL liderará el diseño y desarrollo de la
carga útil, mientras que el MIT establecerá la arquitectura de misión,
supervisará el desarrollo, y planeará las operaciones en la superficie
de Marte.
El instrumento se beneficiará también de la experiencia de Jeffrey Hoffman,
un antiguo astronauta, con cinco vuelos espaciales en su haber, a quien
tuvimos el placer de entrevistar hace años, y que ahora es profesor en
el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT. De sus cinco
viajes al espacio, quizá el más célebre fue el que realizó en 1993.
Durante esa misión, los astronautas restauraron el rendimiento óptico
del Hubble añadiendo instrumentos que corregían el problema de
aberración esférica inherente al espejo primario del telescopio cuando
fue lanzado en 1990. A esta operación de reparación en órbita se la
sigue considerando como una de las misiones más ambiciosas emprendidas
por la NASA en toda su historia.
“Tuve la satisfacción de saber
que probablemente aporté más a la astronomía al arreglar el Telescopio
Espacial Hubble que lo que podría haber hecho como astrónomo en toda mi
vida”, valora Hoffman. Durante su quinto vuelo, Hoffman, que
posee una amplia experiencia en actividades extravehiculares (EVA), se
convirtió en el primer astronauta en acumular más de 1.000 horas en el
espacio a bordo de la lanzadera espacial. Su actividad científica le ha
llevado a trabajar en investigaciones sobre trajes espaciales rígidos, y
también en el programa científico de los robots SPHERES de la NASA,
diseñados para operar en ingravidez dentro del interior de la Estación
Espacial Internacional, impulsados por pequeñas hélices alimentadas con
pilas eléctricas.
La ingeniera Bilge Yildiz, profesora en el MIT
y experta en la tecnología utilizada para el sistema MOXIE, también
tendrá un papel destacado en la preparación de la unidad que viajará a
Marte.
A todo esto, ¿cuándo un ser humano pisará Marte por vez primera?
Es una pregunta difícil de responder. Tanto Estados Unidos como Rusia
tuvieron en su día planes para hacerlo, pero las sucesivas fechas se han
ido posponiendo o incluso borrando definitivamente. Una misión
independiente conocida como Mars One pretende enviar humanos al Planeta
Rojo en años futuros. Sin embargo, y esto es importante, los voluntarios
que se han presentado y han sido aceptados saben que, si llegase a
materializarse este proyecto, no podrían regresar a la Tierra.
Para toda
misión tripulada a Marte financiada por gobiernos es imperativo que el
viaje sea de ida y vuelta, y eso exige invertir mucho tiempo y dinero en
hacer las cosas bien a fin de garantizar al máximo la seguridad de los
astronautas.
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