Desafíos y avances del proyecto Artemisa: hacia una nueva era de exploración espacial

La idea de que el ser humano pueda vivir fuera de la Tierra en estaciones espaciales, que sea capaz de levantar estructuras e iniciar colonias en la Luna o Marte es un proyecto de diferentes agencias espaciales que encabeza la NASA conocido como Artemisa.

Participan, además de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA), la Agencia Espacial Canadiense (CSA), la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), la Agencia Espacial Alemana, (DLR) y la Agencia Espacial Italiana (ASI).

Alberto Flandes, investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM, explicó que la misión Artemisa se desarrolla en varias etapas: “Artemisa I fue un vuelo de prueba no tripulado que rodeó la Luna y regresó a la Tierra en 2022. Artemisa II, programada para finales de 2024, será un vuelo tripulado por cuatro astronautas, entre ellos una mujer, previo al alunizaje de Artemisa III, también con una tripulación de tres hombres y una mujer. Las naves principales incluyen a las cápsulas Orion de Boeing y Dragon XL de SpaceX, que conectarán la Tierra y la Luna. Además, la nave Gateway de SpaceX servirá como una miniestación espacial en órbita lunar, y la nave Starship HLS será el módulo de aterrizaje para futuras misiones lunares”.

En esta lógica, comentó que la idea es que, una vez establecida esta estación espacial alrededor de la Luna, se pueda comenzar a enviar materiales y construir bases en la superficie lunar en un futuro relativamente cercano. Estas bases orbitales, agregó, servirían como puntos de apoyo para enviar y recibir materiales desde la Tierra y luego transportarlos a la Luna. La empresa privada SpaceX, por ejemplo, ya está desarrollando los vehículos necesarios para llevar a cabo estas tareas.

“Las misiones Artemisa usarán nuevas computadoras, más potentes y compactas, permitiendo una electrónica más eficiente para el control de cohetes y naves. Cohetes como los de SpaceX, con numerosos sensores, pueden detectar fallas en tiempo real. La tecnología moderna también simplifica las consolas con pantallas táctiles, haciendo las cabinas más espaciosas y cómodas”.

Alberto Flandes aseveró que cada lanzamiento de la misión Artemisa costará al menos 4,000 millones de dólares y el costo total probablemente superará el Producto Interno Bruto de muchos países.

Al hablar específicamente de un viaje a Marte, el doctor en Ciencias de la UNAM relató que podría durar alrededor de seis meses, pero depende de las posiciones relativas entre Marte y la Tierra:

“Como Marte está en una órbita exterior con respecto a la Tierra, la nave primero tiene que escapar de la gravedad terrestre y luego alejarse del Sol, lo que también requiere una inversión mayor de energía. Si la distancia entre Marte y la Tierra es mínima, el viaje sería más corto”.

Retos

Respecto a los principales desafíos de vivir fuera de la Tierra, el académico expuso que lo más preocupante son los efectos fisiológicos que tienen los seres humanos por las altas dosis de radiación dañina fuera del escudo protector del campo magnético terrestre y las diferentes condiciones de gravedad que prevalecen en esos ambientes.

El también articulista de revistas de ciencia precisó que la fuerza de gravedad es la atracción que hay entre cuerpos debido a su masa. En la Tierra, relató, esta fuerza provoca una aceleración de 9.81 m/s², conocida como 1 g. Aunque disminuye al alejarnos del planeta, nunca llega a ser cero. En cuerpos más pequeños, como la Luna y Marte, la gravedad es menor debido a su menor masa, con aceleraciones de 0.16 g y 0.37 g, respectivamente.

El investigador apuntó que en la Estación Espacial Internacional (EEI), que orbita a 400 km sobre la Tierra, “los astronautas experimentan una aceleración gravitacional del 88 % de la que se siente en la superficie terrestre. Sin embargo, al estar en órbita, la EEI y todo dentro de ella están en una caída libre continua, lo que crea la sensación de microgravedad, haciendo que los objetos parezcan flotar”.

Indicó que en un ambiente de “microgravedad”, el cuerpo de los astronautas se relaja, lo que genera que la columna vertebral se distienda y aumenten de estatura, pero también, aseguró, pueden sufrir de dolores en la espalda baja debido a la pérdida de la curva natural de la columna.

Enfatizó que, además, al no requerirse mucho esfuerzo para moverse, los músculos y huesos se atrofian, especialmente en la espalda baja. “Un astronauta puede perder hasta el 50 % de su masa muscular en seis meses y la densidad ósea disminuye entre 1 % y 2 % al mes, un ritmo 12 veces mayor que en la Tierra”.

Por ello, el universitario priorizó la protección contra la radiación, el que el ambiente tenga una presión adecuada y que haya un suministro suficiente de aire respirable. Recordó que la atmósfera de la Tierra es 80 % nitrógeno y 20 % oxígeno, es decir, “ya sea en estaciones espaciales o Marte las estructuras por construir primero hay que hacerlas habitables, para que el ser humano pueda sobrevivir”.

El especialista en Física planetaria y Física del medio interplanetario se refirió en específico a vivir en el planeta rojo, “la ventaja es que la gravedad es más alta que en el espacio. Sin embargo, el problema es que no tiene un campo magnético, como el de la Tierra, que proteja de la radiación. Cuando hablamos de radiación, en realidad nos referimos tanto a ondas electromagnéticas como a partículas, por ejemplo, protones y electrones o núcleos atómicos. La atmósfera de la Tierra nos protege de la radiación electromagnética, como la luz ultravioleta, y el campo magnético nos protege del viento solar, que son partículas provenientes de la atmósfera del Sol, moviéndose a velocidades de 400 kilómetros por segundo o más”.

Flandes subrayó que además hay la “radiación cósmica, que es aún más dañina”, la cual es una lluvia de núcleos atómicos que provienen de fuera del sistema solar. “No se sabe exactamente de dónde viene, pero se cree que podría ser de explosiones de supernovas, choques de estrellas o eventos similares. Estas partículas son de muy alta energía y muy pequeñas, lo que significa que pueden dañar el cuerpo humano a nivel celular, alterando el ADN y potencialmente causando enfermedades como cáncer”.

Lo anterior, sostuvo, también ocasiona desgaste en los materiales. En las naves espaciales, se ha documentado que la radiación cósmica puede alterar la electrónica:

“Por ejemplo, en la nave Voyager, una de las que ha podido alejarse más de la Tierra ya que fue lanzada en 1977, se presentó un problema en el que los datos enviados eran ininteligibles. Se descubrió que el sistema binario se había alterado, cambiando los ceros por unos y viceversa y se sospecha que la causa es la radiación cósmica”.

Alberto Flandes dijo respecto a todos estos factores, que las tormentas solares se pueden predecir en cuanto a su llegada a la Tierra, pero no en cuanto a su ocurrencia, ya que son eventos completamente aleatorios; pero una vez detectadas en la superficie del Sol es posible seguirles el rastro. Por otro lado, la radiación cósmica es diferente; ésta llega de manera continua y, aunque en ocasiones algunas partículas muy energéticas impactan con mayor frecuencia, no hay forma de predecir su frecuencia.

Al referirse de la posibilidad de la llegada a Marte, aclaró que, aunque este planeta rojo tiene oxígeno, su atmósfera se compone principalmente de dióxido de carbono, por lo tanto, sería necesario crear una mezcla de aire respirable en Marte comparable con la atmósfera terrestre.

Agregó que, en cuanto a los recursos, ya estando en Marte, quizás no sería un problema tan grande, siempre y cuando se desarrolle una infraestructura adecuada. Esta infraestructura permitiría la extracción y utilización de materiales, gases y combustibles, de manera similar a como lo hacemos en la Tierra.

“Los cambios de los astronautas que permanecen mucho tiempo en el espacio son muy evidentes, como la descalcificación ósea, atrofia muscular y reducción en la masa del corazón. Por ejemplo, se reportó que una de las cámaras del corazón del famoso astronauta estadunidense Scott Kelly se redujo notablemente durante su estancia de 340 días en la Estación Espacial Internacional. También se percibieron problemas en su sistema inmunológico, pero al regresar a la Tierra, su corazón comenzó a recuperar masa muscular debido al esfuerzo requerido por la gravedad terrestre, en contraste con la microgravedad del espacio, donde apenas se necesita esfuerzo para moverse”.

En lo que respecta a la EEI, aseveró que actualmente está en órbita a unos 400 km de altura, lo cual es relativamente bajo, pero suficiente para mantenerla con una inversión de energía mínima. Se planea darla de baja alrededor de 2029. “El plan es hacer que descienda de forma controlada para que reingrese a la atmósfera de manera segura, desintegrándose gradualmente. Esto se lograría acoplando naves que la empujen suavemente hacia la atmósfera terrestre”.

Conclusión

El proyecto Artemisa, liderado por la NASA junto con otras agencias espaciales, busca establecer una presencia humana sostenible fuera de la Tierra, iniciando con la Luna y eventualmente Marte. Aunque las misiones Apolo llevaron a 12 hombres a la Luna, Artemisa planea llevar a la primera mujer al satélite. Sin embargo, vivir fuera de la Tierra presenta desafíos significativos, como la exposición a la radiación y los efectos fisiológicos de la microgravedad, que afectan los músculos, huesos y otros sistemas corporales. Estos desafíos subrayan la importancia de desarrollar tecnologías e infraestructuras adecuadas para garantizar la seguridad y el bienestar de los astronautas en misiones prolongadas fuera de nuestro planeta.