En el ámbito de las prospecciones especulativas basadas en datos científicos, la Unidad de Arquitectura Extrema de la Universidad Técnica Federico Santa María, tiene una importante experiencia práctica en el diseño e implementación en terrenos difíciles de construcciones concretas de laboratorios y refugios, lo hemos hecho con éxito en Antártica, Campos de Hielo Norte y Sur y montañas de Chile, que resultan ser además, interesantes territorios análogos planetarios, donde es posible probar en Chile tecnologías, que apoyarán en mediano y largo plazo la conquista del espacio planetario. También hemos trabajado y diseñado, con estudiantes de final de carrera, arquitectura para cuerpos de agua interiores y oceánicos. Por supuesto, hemos abarcado también rigurosamente el diseño de naves espaciales Luna-Marte y ocupaciones territoriales en Luna y Marte, Referenciado toda la información de ciencia e ingeniería disponible de trabajos de la ESA, NASA, Rocosmos, Emiratos Árabes, China, India y Space-X, entre otras agencias espaciales.

Terraformar es un invento de la literatura de ciencia ficción del siglo pasado, que implicaría conseguir en otros planetas, condiciones semejantes a las de la Tierra para el habitar humano. Esto facilita el accionar de los humanos del futuro, al contar con un paisaje, atmósfera (biodiversidad) y aguas como acá en la Tierra hoy. Subentendiendo que la especie humana y todas las especies vivas que nos rodean en el planeta de todos, han evolucionado por millones de años adaptándose por mutaciones continuas a las condiciones de este exclusivo pequeño mundo. Pero hay que poner atención, toda esa posible “terraformación” es para la vida humana, puesto que se supone que la conquista del espacio cercano es, aún, una exclusiva actividad humana, Un chauvinismo bastante ridículo en mi entender, pero en eso estamos.

Ahora bien, el más cercano y posible planeta rocoso con posibilidades de terraformar es Marte, nuestro pequeño vecino, con la mitad del diámetro de la Tierra, ha estado estos meses en las redes, prensa y planes de muchos países de la Tierra. A Marte han llegado navíos, satélites, robots, laboratorios y antenas, de Rusia, China, Europa, Estados Unidos, Emiratos Árabes, India, (siendo el satélite hindú el más interesante logro de la ingeniería, puesto que costó menos que un avión 707 de Boeing). En los tiempos de coincidencia de perihelio terrestre y afelio marciano, con la tecnología de hoy en día, el viaje dura entre 6 y 7 meses.

Hay mucho interés de países y corporaciones terrícolas en Marte, donde ya se encontró bastaste agua, una delgada atmósfera de CO2, por lo tanto oxígeno, carbono e hidrógeno, entre muchas otras cosas que, con la tecnología apropiada, hagan posible la existencia humana en el planeta. De allí que, pensando en los próximos 100 años, hay mucho interés especulativo en la terraformación de Marte. Aquí intentaremos divagar sobre los límites desafíos y posibilidades que los humanos de hoy tenemos para esta aventura.

Los límites
Con sólo el 38% de la gravedad terrícola, Marte tiene una atmosfera tenue con una presión media en la superficie de sólo el 6,1 mbar. La presión media de la superficie de la Tierra es de 1013 mbar, o sea hay en Marte 166 veces menos presión atmosférica, un ser humano a presión terrestre interna, tendería a vaciarse o explotar, la mezcla de la poca atmósfera marciana tampoco es respirable, compuesta principalmente de dióxido de carbono (95%), nitrógeno (3%) y argón (1,6%), trazas de metano, oxigeno, xenón. Sin embargo, un 95% de CO2 indica que hay oxigeno posible de separar y carbono gaseoso disponible. Terraformar en parte implicaría obtener atmosfera respirable a presión y temperaturas terrícolas, asunto que se topa con muchos límites hoy no abordables.

No habiendo campo magnético en Marte y considerando su muy débil atmósfera, el planeta rojo no tiene defensa natural contra las tormentas solares, ninguna defensa contra la radiación cósmica y escasísima defensa contra los cuerpos espaciales, piedras (litos, de allí aerolitos) y los fragmentos de hielo que chocan con el planeta. Se han medido choques en la superficie de Marte que cubren en un año la superficie del estado de Texas en U.S.A, no hay medición de los cuerpos más pequeños que bombardean a la superficie marciana a velocidades sobre los
30.000 K/h o más. En la Tierra esos cuerpos suelen desintegrarse al paso por la atmósfera, pero en Marte la mayoría impactará el suelo.

La gravedad es otro asunto muy importante que considerar, dado que, nuestra ciencia y tecnología actual, no sabe cómo manejar este límite físico, resulta interesante entender que terraformar bien significaría lograr los 9,8 m/seg2 de gravitación que hay en la Tierra a nivel del mar, en un planeta Marte que, naturalmente por su volumen y masa solo presenta una gravedad 38% la de la Tierra: 3,7 m/seg2. Ya nuestros astronautas, a sólo 400 km de a Tierra después de pasar 4 meses en baja gravedad (microgravedad), pierden musculatura, pierden calcio y debilitan los huesos, deforman y debilitan su corazón de modo que todos los que vuelven, son sacados en camilla de sus capsulas y pasan un par de meses recuperándose. Vivir la vida en un Marte casi terraformado con un 38% de la gravedad terrestre, traería consecuencias graves para el cuerpo humano normal, también para una posible descendencia y muchas otras cosas. Es probable que no podamos retornar fácilmente a la Tierra luego de años de vivir en Marte, si no es con un exoesqueleto y soportes para el corazón que nos adapten artificialmente al retorno.

Por supuesto, otra etapa importante y simultánea a lograr en un proceso de terraformación es lograr la vida orgánica bacteriana, vegetal, animal y fúngica que semeje a la de la superficie de la Tierra. Si estos procesos fuesen posibles requerirán por supuesto tiempo. En Marte hoy, a todas vistas árido y estéril, aparentemente no hay nada de esto desarrollado y activo en la superficie.

Todo esto es en parte lo que debiera resolverse si se desea terraformar Marte, o sea convertirlo en apto para la vida humana terrícola. Nuestro cuerpo evolucionó durante millones de años de mutaciones, dentro de las condiciones físicas de los tres primeros kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Por ahora, ir a Marte significa soportar el viaje (6-7 meses, ojalá menos), llegados allí estaremos embutidos en un traje de presión que tenga acceso a aire terrestre, controles de temperaturas, manejo de aguas, movilidad, comunicaciones, alimento, reciclaje. Agregado a esto deberemos llevar, construir y desplegar refugios presurizados, energizados y con atmósfera a presión terrícola, pero aun con gravedad marciana.

La atmósfera
El primer gran problema para terraformar Marte debiese ser conseguir una atmósfera respirable. Por allí alguien en la Nasa especuló hace dos décadas, que dentro de 100 años sería posible iniciar plantaciones de árboles y plantas, inicialmente bajo protección y en condiciones especiales para introducir la fotosíntesis a escala planetaria, (el sol está más lejos) y lograr una atmósfera con oxígeno al 22 % ¿y el 70% de nitrógeno?. Ya por allí el asunto se veía difícil, pero suponiendo la posibilidad de insuflar y retener una cantidad de gases suficiente como para lograr una atmósfera más densa, queda un problema bastante difícil de resolver, cual es la gravedad, la gravedad es la que hace en la Tierra que el aire logre presión en el suelo, el aire nos pesa 1,32 Kg/m3. Ya a los 6000 metros sobre el nivel del mar en la Tierra, el aire se torna tenue e irrespirable para un ser humano no entrenado. Entonces, con solo un tercio de la gravedad disponible, la nueva atmósfera marciana tendría una presión equivalente a estar a varios miles de metros sobre el suelo y sería irrespirable para un humano normal. Como ya lo hemos escrito, aún no hemos encontrado como manipular la gravedad, de hecho, sabemos muy poco sobre ella.

El campo magnético
Sin embargo, el desafío más difícil para terraformar Marte es defender la superficie de las tormentas solares más intensas y la radiación cósmica, esto significaría desarrollar tecnológicamente un campo magnético artificial de un tamaño hasta el día de hoy imposible de conseguir y ubicar. Este es un desafío mayor que tal vez logremos en el futuro. El campo magnético ha sido la condición física principal del planeta Tierra para el desarrollo de la vida orgánica en ella.

La solución
Hoy en día, no habiendo soluciones tecnológicas para atender la gravedad, el campo magnético, la radiación cósmica, la lluvia de piedras y hielos espaciales de todos los tamaños, las tormentas solares intensas, al menos es posible evitar la mayoría de estas amenazas desarrollando “terraformadamente” grandes espacios en el subsuelo marciano, según lo calculado, dejando al menos 200 metros de roca marciana encima, ya sean espacios excavados artificiales, intumescencias volcánicas o impactos profundos de rocas espaciales.

Así es posible lograr volúmenes grandes sellados, donde desarrollar una atmósfera terrestre con sistemas de filtros y recuperación de oxígeno, incluso con vegetación y vida animal desarrollada con agua marciana y luz artificial, alimentada por estaciones solares exteriores o incluso con reactores de fusión nuclear. Estas grandes catedrales, selladas, subsolares, autónomas, iluminadas con luz blanca, un poco de ultravioleta, con cualidades terrícolas, que puedan permitir el desarrollo de una humanidad en Marte, eso sí que, con un tercio de la gravedad, para lo cual a la larga, la humanidad debiese mutar adaptativamente para lograr la especie marciana del homo sapiens-sapiens. Será curioso ver como vuelan y evolucionan allí aves de genética terrícola.

En un plazo mediano, terraformar estos grandes espacios, volúmenes enormes, que se han detectado, bastante ayudados estructuralmente por la baja gravedad, será una tarea posible de lograr por expediciones humanas con gran apoyo robótico y bastante IA avanzada, ya hemos llegado a desarrollar comercialmente fotovoltaicos de 32% de eficiencia y hemos desarrollado plantas de fisión nuclear seguras de pequeño tamaño y estamos esperando las plantas de fusión nuclear eficientes y de tamaños manejables para este siglo, incluso es posible pensar en la geotermia marciana.

Al menos protegidos de las altas radiaciones y las lluvias de meteoritos, el ser humano en Marte podrá desarrollar su vida, su industria, sus alimentos, su exploración y ciencia en un ambiente lo más cercano posible al terrícola y explorar la superficie marciana por períodos cortos y de modo remoto robótico continuo, asistido por visión 3-D, asunto que ya vemos hoy en nuestras explotaciones mineras.

Sobre la gravedad
Es muy probable que, mientras no tengamos resuelto de modo científico y técnico algunos dominios sobre la fuerza de gravedad, todo humano que quiera volver a la Tierra luego de un período mayor a un año en suelos marcianos, deba someterse gradualmente a una kinesioterapia en gravedad centrífuga artificial. Vale decir, subir (cada 4 meses) a una estación espacial Marciana, con una gran rueda centrifuga, que consiga en el piso del fondo de la gran rueda, una aceleración de gravedad 9,8 m/s2 donde recuperar musculatura, afirmar los huesos, regular el corazón y repetir esta rutina durante los 7 meses del viaje de regreso, a modo de sobrevivir en el regreso a la Tierra. Vale decir, lo que hemos especulado en nuestras búsquedas es que toda nave espacial interplanetaria, que viaje muchos meses en espacios de gravedad cero deberá ser terraformada: Mantener agua aire y alimentos re-circulando permanentemente, tener un anillo de gravedad artificial que tenga los espacios suficientes como para hacer una vida terrícola, incluso con paisajes naturales vegetales y artificiales (proyectados, olores, sonidos simulaciones de ambientes terrícolas), se trata de mantener el físico de un terrícola el mayor tiempo posible y sobre todo, mantener el equilibrio psicológico de las personas, terraformar no es sólo un asunto fisiológico, es perceptual y psicológico.

Msc Ing. Pedro Serrano Rodríguez
Director Unidad de Arquitectura Extrema UTFSM Socio ACHIDE, Asociación Chilena del Espacio.
Junio 2023

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