La incesante expansión de la vida
A pesar de los esfuerzos de filósofos, teólogos y biólogos, delimitar qué es la vida continúa siendo una delicada cuestión sobre la que no existe un claro consenso. No obstante, si la vida tiene una cualidad indiscutible, sabemos, es la de expandirse. Desde que surgiera en nuestro planeta, la vida en sus múltiples formas no ha parado de colonizar nuevos hábitats. De una u otra manera podemos comprobar que se ha abierto paso de los modos más inusitados, en los lugares más recónditos y hostiles de nuestro mundo, y adoptando las configuraciones más variadas e inverosímiles.
La humanidad: un experimento evolutivo de la vida
Tras millones de años de evolución y como resultado de una infinidad de eventos azarosos, se puede decir que una de las formas de mayor éxito adoptadas por ese concepto al que llamamos vida, es la especie humana. Y ante esta reflexión nace una pregunta legítima: ¿Y si la Humanidad es tan solo uno de los miles de experimentos adoptados por la vida para continuar con su inexorable expansión? ¿Y si, cual seres vivos, como parte inherente de la vida, no estuviéramos más que actuando en respuesta a la imperiosa necesidad de esta de continuar diseminándose por los distintos rincones de Universo?
El desafío de colonizar el espacio
Conscientes o no, en respuesta a esta necesidad vital, y alejándonos del plano filosófico, parece que en lo práctico los humanos estamos inmersos en lo que se presenta como nuestra próxima gran empresa como especie: el establecimiento de la vida más allá de los límites de nuestra atmósfera. Y como no podía ser de otra manera, nuestros ojos están puestos en aquello que tenemos más cerca: la Luna.
El hito histórico: la llegada a la Luna
Así, ya lejos de lo que antaño fueron las ensoñaciones de escritores y visionarios como Julio Verne, el hombre llegó la Luna por primera vez durante el siglo XX. Fue un pequeño paso para el hombre, pero un gran paso para la Humanidad, como diría Neil Armstrong, el astronauta que posó su pie en el satélite por primera vez en nombre de nuestra especie aquel 20 de julio de 1969. No obstante, como bien expresó solo unas décadas antes Konstantín Tsiolkovski, considerado el padre de la cosmonáutica, “la Tierra es la cuna de humanidad, pero no podemos vivir para siempre en la cuna”, y todo apunta a que el siglo XXI está llamado a ser el testigo de nuestro próximo gran paso: establecernos en la Luna de manera permanente.
Avanzando hacia una colonia lunar permanente
Y así, las mentes más brillantes de todo el mundo trabajan codo con codo para hacer del sueño de habitar nuestro satélite una realidad. Cuando lo haremos sigue siendo una gran incógnita, pero ya empezamos a atisbar en el horizonte algunos de los modos en que esto tendrá lugar. La Humanidad sigue adelante en su continuo viaje, y la Luna es tan solo la próxima parada.
Aeronáutica y arquitectura para la colonización lunar
¿A qué desafíos nos enfrentamos a la hora de establecer la que puede ser la primera ciudad en la Luna? Durante los últimos años esa es una de las preguntas clave a la que se ha enfrentado la reconocida firma de arquitectos Skidmore, Owings & Merrill (SOM), creadores de algunos de los rascacielos más altos del planeta. Edificar en otros mundos es un desafío inédito, por lo que ante la empresa de diseñar un hábitat para la futura aldea lunar la compañía se puso en contacto con un riguroso panel de expertos de la Agencia Espacial Europea (ESA) y con varios profesores del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT.
El proyecto de Skidmore, Owings & Merrill dio el pistoletazo de salida en 2018 y combina las mejores ideas y experiencias tanto de la compañía como de los expertos de la ESA. “Este estudio claramente mira hacia el futuro, más allá del horizonte de las actividades de exploración lunar actualmente planificadas”, explica Advenit Makaya, líder del estudio en la ESA. «Pero ha sido un ejercicio muy interesante para los diversos expertos de la agencia colaborar con expertos en arquitectura para identificar y abordar como el diseño innovador de SOM podría implementarse en la Luna».
Elegir el lugar adecuado: el cráter Shackleton
Y al igual que ocurre en la Tierra, elegir bien el lugar en el que establecer esta primera colonia es fundamental para el futuro éxito. En aras de evitar las temperaturas extremas de los días y noches de dos semanas de la Luna, el lugar elegido para establecer la futura aldea lunar ha sido descrito como el inmueble más deseable del sistema solar: el borde del cráter Shackleton junto al Polo Sur lunar. Esta ubicación ofrece luz solar casi continua para la obtención de energía, una vista permanente de nuestro hogar, la Tierra, y un fácil acceso a los depósitos de agua lunar helada en los cráteres adyacentes y en sombra permanente.
Mudanza planetaria: los desafíos del transporte y la habitabilidad en la Luna
Pese a los continuos y notables avances, uno de los mayores desafíos a la hora de establecer una colonia en la Luna sigue siendo llegar hasta allí. Se prevé que el futuro hábitat lunar, incluido todo su equipo interno, tendrá una masa superior a las 58 toneladas, lo que estaría más allá del alcance de los vehículos de lanzamiento actuales. Mirando más allá del corto plazo, por el momento las opciones de transportar los recursos necesarios para establecer el campamento base lunar pasarían por el Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA o bien por la compañía de Elon Musk, SpaceX, para la cual los requisitos de masa parecen no ser un impedimento, pero cuyos proyectos, sin embargo, aún se encuentran en una etapa temprana de desarrollo.
Minimizando el impacto del polvo lunar
Otro factor clave en los planes pasaría por minimizar el contacto con el polvo lunar abrasivo y pegajoso. Según se estima, la primera comitiva llegada desde la Tierra arribaría a una distancia considerable de su destino final para evitar el contacto con la gran cantidad de polvo levantada por el aterrizaje del módulo lunar, dañino tanto para las personas como para el equipo. Así, posteriormente, todo el material habría de ser transportado por la superficie lunar hasta su lugar de despliegue.
Grandes casas inflables: un diseño innovador para la habitabilidad lunar
Tomando el módulo BEAM inflable actualmente adjunto a la Estación Espacial Internacional (la ISS) como modelo de partida, SOM ha diseñado una estructura de carcasa semi-inflable para ofrecer la mayor relación posible entre volumen y masa. Una vez inflados los módulos en la superficie de la Luna alcanzarían aproximadamente el doble de su volumen interno original.
Daniel Inocente, líder del estudio del SOM explica que: “respecto al interior, pensamos mucho en la experiencia humana en términos de condiciones de iluminación, de una arquitectura flexible que se pueda reconfigurar según sea necesario, pero también en términos de espacio entre el suelo y el techo en el que los astronautas pueden desplazarse fácilmente utilizando barras, asideros y otras ayudas simples. En este sentido, el astronauta retirado de la NASA Jeffrey Hoffman, profesor del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, nos brindó numerosos comentarios sobre cómo mejorar el espacio vital y de trabajo a partir de su experiencia personal».
En un principio pensada para albergar a los primeros colonos durante 500 días, el presente diseño del módulo mantendría viva y cómoda a una tripulación de cuatro personas hasta 300 días. El hábitat de 4 pisos sería inflado localmente por astronautas en el mismo lugar o de forma remota mediante el empleo rovers teleoperados desde la Estación Gateway, una estación que orbitaría la Luna, que estaría alimentada por energía solar y que funcionaría como centro de comunicaciones, laboratorio, módulo de habitación a corto plazo y área de espera para rovers y otros robots.
Peligro: Radiación
Aunque originalmente el diseño estaba previsto para una estancia de 500 días, este objetivo tuvo que ser reexaminado debido a una de las limitaciones más desafiantes de la vida en la Luna: la radiación. Debido a que la Luna se encuentra fuera del escudo magnético protector de la Tierra durante la mayor parte de su órbita, está sujeta a la radiación ionizante del Sol y del espacio profundo. “Un análisis de la radiación nos dio una mejor indicación de los límites de exposición y duración a la que podría someterse a los astronautas, por lo que tuvimos que cambiar nuestro objetivo inicial”, apunta Inocente.
Del mismo modo, el diseño del habitáculo debió ser rediseñado en base a esta limitación. “Inicialmente planeamos ubicar el alojamiento de la tripulación en un piso superior, pero lo cambiamos a un nivel inferior, para que sirva también como refugio contra las tormentas solares. Este nivel también almacenaría nuestro sistema de soporte vital, proporcionando protección adicional contra la radiación. También existe la posibilidad de revestir la estructura con material lunar o agua de origen local para aumentar aún más la protección».
Comodidad y confort en la futura aldea lunar
Con la mirada puesta en el futuro, el hábitat combinará los sistemas tradicionales de soporte vital con los sistemas regenerativos de circuito cerrado desarrollados a través del programa MELiSSA de larga duración de la ESA, que contará con la ventaja adicional de permitir que los alimentos se cultiven in situ.
Las necesidades de energía del hábitat, estimadas en 60 kilovatios a partir de los datos recogidos durante años de experiencia en la ISS, se cubrirían utilizando una granja de energía solar adyacente o un reactor de fisión desplegado en la superficie.
Igualmente importantes serán los radiadores, necesarios para descargar el calor residual y mantener una temperatura interna cómoda de 22 ° C. Basándose en la experiencia pasada del cazador de cometas Rosetta de la ESA, el equipo propuso agregar «rejillas» que se pueden regular para controlar la emisividad del radiador durante las breves pero frías noches polares.
Convertir tierra en aire
Aunque una futura aldea lunar deba contar con mucha ayuda desde la Tierra, sobre todo en sus fases iniciales, con el transcurso del tiempo sus habitantes deberán de forma paulatina avanzar hacia la autosuficiencia. Y en este aspecto, el regolito lunar, esa fina capa de roca polvorienta que cubre la Luna, adquiere un papel esencial, pues no es tan diferente de los minerales que se encuentran en la Tierra. Es más, dicho regolito tiene una ventaja que podría ser explotada en una colonia en la Luna: contiene en peso aproximadamente un 45% de oxígeno. Sin embargo, la mala noticia es que no se encuentra disponible, ya que se halla unido a metales como el hierro y el titanio. Es por ello que un primer paso a la hora de establecerse en la Luna sería contar con una planta de extracción de oxígeno extraterrestre. El oxígeno generado se utilizaría principalmente para fabricar combustible para cohetes, sin embargo también podría, y probablemente lo hará, proporcionar aire a los colonos lunares. Esto ayudaría a permitir la exploración y mantener la vida en nuestro satélite, evitando el enorme coste de enviar parte de los materiales desde la Tierra.
Para ello un grupo de ingenieros británicos de la compañía Metalysis ya está afinando un proceso que se utilizará para extraer oxígeno del polvo lunar, dejando atrás polvos metálicos que posteriormente podrían imprimirse en 3D en forma de materiales de construcción para la base de la estructura. Se trata de un método ya utilizado en la Tierra y que a principios de este año ya ha demostrado su viabilidad en regolito lunar simulado.
El proceso electroquímico tiene lugar en una cámara especialmente diseñada del tamaño de una lavadora. El material que contiene oxígeno se sumerge en una sal fundida y se calienta a 950 °C. Luego se pasa una corriente a través de él, lo que hace que el oxígeno se libere y migre a través de la sal líquida para acumularse en un electrodo, dejando una mezcla de polvos metálicos. La gran diferencia es que en la Tierra el oxígeno generado no es necesario, pero en el espacio será el producto más importante del proceso. O lo que es lo mismo, el diseño de este proceso de alta ingeniería deberá producir la mayor cantidad de gas posible.
La fiebre del regolito y los microbios mineros
Hierro y oxígeno serán clave para establecer una base lunar inicial. Sin embargo, el suelo de la Luna está destinado a dar lugar a una nueva carrera por los recursos que podría guardar notables semejanzas con el éxodo masivo y apresurado que a mediados del siglo XVIII supuso la llamada «fiebre del oro». Más allá del interés científico, la superficie lunar es objeto de numerosos intereses económicos. En ella, y en cantidades que justifican el esfuerzo por su potencial explotación, elementos como el hidrógeno en forma de deuterio y tritio, el helio-3, el titanio, o grandes cantidades de las llamadas tierras raras (elementos escasos en la Tierra o de difícil y costoso acceso, pero de una importancia capital en el sector tecnológico) han despertado un vivo interés en empresas de todo el mundo.
En efecto, de entre las actividades económicas que podrían desarrollarse en una hipotética aldea lunar se presume que la minería será el auténtico motor de la economía selenita. Y es probable que en muchos aspectos esta adopte algunas de las formas que conocemos aquí en la Tierra.
Sin embargo, explotar los recursos de nuevos mundos requerirá el desarrollo de nuevos métodos más eficientes.
A este respecto, desde la ESA se ha puesto especial atención en la biominería, es decir, en la capacidad de algunos microorganismos para desempeñar esta función. En 2019 la agencia llevó a cabo un experimento llamado BioRock en la Estación Espacial Internacional demostrando que la misma capacidad de algunos microorganismos en la Tierra para extraer del sustrato lunar diversos elementos valiosos, era reproducible en condiciones de gravedad 0 y gravedad lunar.
Se trata de una vía todavía aún por explorar más en profundidad, pero que en un futuro podría convertirse en una práctica esencial para el empleo del regolito como materia prima de sistemas de soporte vital, pilas de combustible microbianas, y para la obtención de algunos elementos que pueden resultar fundamentales para el próximo gran salto tecnológico de nuestra especie.
Telescopios lunares para explorar el espacio
La superficie lunar también dará lugar a una forma única de avanzar en cosmología permitiendo expandir sus límites actuales. Por ejemplo, el llamado lado oscuro de la Luna proporcionará un entorno radio silencioso insuperable para sondear la edad oscura del Universo o para buscar nuevas pistas sobre las formación de las primeras galaxias. Telescopios de infrarrojo lejano en los oscuros y fríos cráteres lunares polares sondearán hasta los primeros meses del Big Bang y estudiarán de manera más detallada la radiación del fondo de microondas.
Los megatelescopios ópticos e infrarrojos tomarán imágenes de los primeros cúmulos de estrellas del Universo y buscarán firmas biológicas en las atmósferas de un número sin precedentes de exoplanetas en las zonas habitables de estrellas cercanas.
Fuente: Artículo de National Geographic: https://www.nationalgeographic.com.es/multimedia/aldea-lunar-futuro-humanidad-esta-luna_16165
