Presentación
Está muy clara la importancia de tener acceso a los satélites tanto ecuatoriales como circumpolares que nos provean información sobre nuestro territorio, ya sea satélites arrendados, adquiridos o de manufactura nacional. También nuestras posibilidades de poner en órbita con lanzaderas nacionales es un desafío que de algún modo estamos abordando.
Tenemos además en Chile, los mejores cielos de la Tierra y los instrumentos para analizar desde el infrarrojo al ultravioleta pasando por, el más grande telescopio óptico del planeta, una situación privilegiada que habrá que defender contra el lucro industrial a costa de la calidad de la luz
Sin embargo, este artículo busca poner en relieve todos los desafíos que presenta la carrera espacial, más allá de lo satelital, lo militar o lo astronómico. Desafíos a los cuales también puede aportar Chile desde su variedad climática, territorial y su enorme experiencia en minería subterránea, uso de robots, IA y telecontrol. Pues aquí hablaremos de estas otras opciones.
Los Territorios Análogos, TA
Para la carrera espacial TA son aquellos territorios que permiten probar, en la Tierra, los equipos, personas y procedimientos que pretenden ser usados en otros cuerpos como, por ejemplo, en la Luna o Marte. Por dar un ejemplo concreto, probar en áreas del desierto de Atacama, los robots, los vehículos, protocolos y equipamientos a ser usados en Marte. Tenemos incluso un cráter de impacto muy semejante a los de Marte.
Tiene Chile una cordillera, alta, larga y ancha que pasa por distintas latitudes y climas, ideal para probar equipos, incluso para investigaciones bajo kilómetros de roca para poder medir radiación cósmica y comportamientos de partículas tan abundantes como elusivas como lo son los neutrinos.
Propuesta Claudio Dib, coordinador en Chile del proyecto y académico del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María.
Es más, tenemos más de 4300 km de costas frente al océano más ancho y profundo del planeta donde las presiones llegan a las 1000 atmósferas. Lo que permite probar equipos robóticos que se aventuren en los gaseosos Júpiter o Saturno.
Como investigador de arquitectura extrema me ha tocado desarrollar y construir refugios en Campos de Hielo Norte, Campos de Hielo Sur y en la plataforma de hielo de la Antártica, tres territorios a los cuales tenemos accesos privilegiados, donde no sólo es posible probar equipo, sino que derechamente entrenar equipos de astronautas y refugios en sus trajes espaciales sometidos a condiciones de frio, tormentas de hielo, aislación, incomunicación y carencia de suministros, producción alimentaria propias de un viaje interplanetario, y estadías en condiciones extremas.
Algo que la ESA practica en la estación de Concordia.
Estación Polar Parodi (FACH, Diseño USM 1999, año 2002
Una oportunidad posible para Chile de establecer estaciones de prueba y entrenamiento espacial, construcciones con hielo a – 50°C, para todos los países que confluyen a este desafío de la humanidad. Hoy podemos volar a Glaciar Unión o en Patriot Hills, ambos lugares sobre 80° latitud sur a los cuales podemos, desde Chile, abastecer, viajar y aterrizar nuestros aviones sobre hielo o neviza todos los años.
Tecnologías alimentarias.
Otro punto fundamental para la carrera espacial de la humanidad es la producción alimentaria en condiciones de baja o nula gravedad, durante viajes tripulados y estadías extraplanetarias de uno o más años. Hasta el momento la crianza de hortalizas comunes en el espacio cercano, Estación Espacial Internacional, no ha funcionado bien. Aparentemente habrá que buscar la crianza, cultivo y producción de proteínas e hidratos de carbono en condiciones diferentes.
En Chile hemos probado con éxito la producción de espirulina, la espirulina es una microalga azul, cianobacteria con clorofila, con una alta concentración de proteínas, antioxidantes, minerales y micronutrientes, que fue producida y consumida en circunstancias naturales por los antiguos egipcios y aztecas. Lo importante es que, la espirulina se puede producir in vitro en cañerías translucidas y no estar sometida a cambios de gravedad, utiliza aguas alcalinas que se recirculan, reutilizan y pueden formar parte del ciclo del agua dentro de una nave espacial, usando luz artificial led color naranja de bajo consumo, en una nave espacial permite reciclar el carbono y liberar oxígeno.
Cultivos de Espirulina y Clórela in vitro
“Los insectos comestibles son una fuente sostenible y nutritiva de proteínas, con más de 1900 especies consumidas globalmente, incluyendo saltamontes (chapulines), escarabajos, hormigas, larvas (gusanos de maguey), chinches (jumiles) y orugas, ofreciendo sabores que van desde el a nuez hasta lo cítrico y son populares en México, Tailandia y otras regiones, siendo una alternativa a la carne rica en vitaminas, minerales y fibra”.
Hacer ensayos sobre producción alimentaria en espacios confinados por períodos de meses y años, en la Luna, espacio interplanetario o en Marte, es algo a lo que Chile puede colaborar técnica y territorialmente.
Trajes espaciales
Desarrollar ropa, trajes espaciales, calzado, guantes, escafandras y probarlas en condiciones análogas es también fundamental para la carrera espacial, un viaje a Marte son al menos 2 años en ambientes de navío espacial, escasa atmósfera muy fría de Marte, o superficie lunar, actividades autónomas en vacío interplanetario. En Chile hay profesionales capaces de enfrentar estos desafíos y desarrollar confeccionar y probar estos equipos.
El Periodico: Prototipos de trajes espaciales utilizados durante la primera carrera espacial. / MARK AVINO / SMITHSONIAN
Un traje espacial a la Nasa le cuesta entre 10 y 20 millones de dólares, también los desarrollan en la ESA, ROCOSMOS, JAXA, ISRO, la colaboración espacial contempla todos los aspectos que buscan la seguridad y movilidad de seres humanos en condiciones interplanetarias. De hecho, la ESA prueba estos equipos y entrena su personal en la estación Concordia en Antártica. ESA ha abierto este año un concurso internacional para el diseño de trajes espaciales.
Cápsulas
Las cápsulas, como lo indica su nombre, son estructuras pequeñas, es este caso habitables por los viajeros espaciales, ya sea durante el viaje, como durante el proceso de exploración en territorios planetarios. En genera deben soportar las condiciones externas extremas, vacío, bajas o altas presiones, atmósferas diferentes y a la vez generar condiciones de habitabilidad interna, tales como temperatura, mantener aire respirable, control de humedad, control de bacterias y partículas, agua de bebida desechos y sistemas sanitarios. En Arquitectura Extrema USM hemos diseñado y construido cápsulas habitables para la zona polar antártica y la exploración de Campos de Hielo Norte y Sur.
Extrapolar este tipo de experiencias a territorios como Marte y Luna es una tarea posible con tecnología Chilena, convenios internacionales y financiamientos mixtos. Arquitectura tecnológica para el espacio es un campo donde podemos incursionar con una experiencia concreta acumulada y la ayuda del territorio análogo adecuado para pruebas en Tierra.
Cápsulas para hielo, Arquitectura extrema USM 2004 al 2025
Diseño de navíos
No parece recomendable viajar en una cápsula estrecha, por 2 o 4 años, menos aun pasar 2 a 4caños sin gravedad.( o que sería fatal), Aquí es donde entra la arquitectura espacial a proponer modelos de navío espaciales que contengan el espacio es instalaciones posibles para hacer del viaje una experiencia aceptable en términos de una expedición tan prolongada en espacios de todas formas confinados.
En Arquitectura USM, la Unidad de Arquitectura Extrema desarrolló un taller de último año, que llevó a algunas titulaciones en el tema e incluso a una presentación en Dubai, durante la feria mundial de tres navío espaciales destino a Marte, especialmente diseñados según el siguiente protocolo:
- La misión contempla un navío espacial que se ensamblará en órbita lunar y e viaje se hará Luna-Marte ida y regreso, lo que implicará una logística de transporte Tierra-Luna, de segmentos, partes y piezas, técnicos y astronautas
- Se consideran los carenados de mayor tamaño disponibles a la fecha en este caso modelos en prueba de Space-x (2022).
- Se estudiaron minuciosamente las estructuras, paredes compuestas y sistemas de propulsión usados por ESA, Nasa, ROOSMOS, CNSA (China) así como uso de los espacios, sistemas de anclaje, ensamble y compuertas de la Estación Espacial Internacional (Rusia -USA).
- Se consideró el cálculo y diseño de un sistema de cápsulas rotatorias para obtener por fuerza centrífuga 9,8m/s de simulación gravitatoria para la cara exterior del sistema de cápsulas. (cálculo muy antiguo, que Rusia dice haber patentado este 2025), curiosamente coincidente con lo presentado en Dubái respecto de diámetros y velocidades angulares, incluido un diseño para el acceso y abandono de tripulaciones ingrávidas, desde el eje del navío diseñado.
- Existe una arquitectura propia para gravedad cero y otra para gravedad artificial.
- El navío solo hace el viaje entre orbitas planetarias se mantiene en órbita mientras se usan sistemas de alunizaje y amartizaje ida y retorno al navío que serán una base orbital para toda la exploración
- Se asume un viaje de estadía larga un año, según cálculos de tiempo, órbitas y acercamientos favorables Tierra Marte.
- Se consideraron charas y consultas de profesores de física y también de miembros de ACHIDE, como por ejemplo Rodrigo Suarez de ACA USM. Francisco Ayala, biólogo experto en espirulina alimentaria y Mario Pérez, Ing. y Dr. astrofísico de la Nasa, así como también, con la profesora del Departamento de Física: Yulia Poliakova que nos introdujo en los cálculos del sistema rotatorio artificial.
Viajes a Marte actualmente posibles:
Dibujo autor
Nave espacial a marte, taller avanzado Camino a Marte Arq usm 2020
Cámara de atmosferas
Como un instrumento factible de producir para probar, ensayar y experimentar con artefactos destinados la exploración interplanetaria Arquitectura Extrema USM desarrolló esquemáticamente un Laboratorio que permitiese probar desde satélites a rovers, desde ropas a instrumentos de todo tipo a ser usados en la exploración espacial.
El laboratorio propuesto debiese generar un espacio instrumentalmente asistido, que pudiese estar al vacío lunar o atmósferas de baja presión como Marte o mezclas de gases como en la superficie de Venus, poder forzar temperaturas extremadamente bajas, incluso llegar a cercanías de los -273 °C. Todo esto implica una serie de máquinas anexas como la simuladora de mezclas de gases y presiones atmosféricas según cada superficie planetaria posible, un control de temperaturas, todo instrumentalizado a modo de disponer una cámara del volumen suficiente como para probar en ambiente multifactorialmente simulado un traje espacial, un vehículo, sistemas de comunicación, etc.
Este laboratorio estaba en un principio pensado dentro del equipamiento de un futuro centro CIVIL antártico de exploración entrenamiento e investigación científica planetaria, administrado por un consorcio de universidades chilenas, la agencia chilena civil del espacio, ACHIDE, y convenios con las diversas agencias espaciales globales.
Conclusiones:
La idea de este artículo es mostrar que es lo que puede hacer Chile en la carrera espacial que ya tenemos encima, más allá de asuntos militares, comprar, probar o arrendar servicios satelitales, asunto completamente procedentes. Es la ciencia civil la que puede aportar en una enormidad de asuntos, de un modo colaborativo, a los asuntos que viene en este siglo en la exploración interplanetaria.
Por supuesto, hay muchos temas más a investigar en Chile, tales como los sanitarios, la recirculación de agua, salud física y mental, herramientas especiales, robots y sistema robóticos con IA.
Obviamente se requiere con fuerza una institucionalidad espacial civil chilena, El estado chileno no se ha pronunciado en este punto.
Tenemos ahora un CEN, Centro Espacial Nacional, según la prensa es “un hito que marca su entrada a la carrera espacial con autonomía para investigar, desarrollar y construir satélites propios.”
Pero en lo que insiste este artículo es que la carrera espacial va mucho más allá de los satélites y hay allí mucho trabajo por hacer con grandes oportunidades país que tomar desde la sociedad civil.
* Las opiniones vertidas en este espacio son de exclusiva responsabilidad de quienes las emiten, y no representan necesariamente el pensamiento del Departamento y la Universidad.
