Esto decían sin pensar siquiera en la imposibilidad tecnológica existente para tal empresa

Llevar al hombre a Marte es el gran reto de empresas privadas del segmento aeroespacial, pero la NASA también persigue ese objetivo, que ahora está combinando con otro igualmente llamativo.

La agencia espacial estadounidense ha recuperado un proyecto de los años 1960 para situar pequeños reactores de fisión nuclear en ese planeta para generar energía, otro de los elementos clave de esos teóricos asentamientos espaciales.

          La NASA planea construir centrales nucleares en Marte

La agencia comenzará en septiembre a probar en Las Vegas un mini-reactor de prueba, de 1,9 metros de altura, diseñado para producir hasta 1 kilovatio de potencia eléctrica.

La NASA se propone probar en enero próximos un reactor de fisión nuclear en el que lleva tres años trabajando, como fuente de energía para futuras bases en Marte.

Un Reactor Nuclear

El proyecto Kilopower, impulsado por el Space Technology Mission Directorate, se basa en pequeños reactores de fisión nuclear, que funcionan dividiendo átomos de uranio para generar calor, que luego se convierte en energía eléctrica.

Las pruebas van a tener lugar en el Nevada National Security Site cerca de Las Vegas. Su objetivo final es proveer suficiente energía en la superficie del Planeta Rojo para la producción de combustible, hábitats y otros equipos, cuando los seres humanos se instalen allí.

El reactor de prueba, que mide unos 1,9 metros de altura, está diseñado para producir hasta 1 kilovatio de potencia eléctrica.

Los ingenieros de la NASA calculan que las expediciones humanas a Marte requerirán un sistema capaz de generar cerca de 40 kilovatios de potencia, lo cual es lo que se necesita para “unas ocho casas en la Tierra”, según la agencia. El RTG de Curiosity fue diseñado para suministrar alrededor de 125 vatios de energía, menos de lo que se necesita para alimentar un horno de microondas, aunque los niveles de potencia disminuyen a medida que el plutonio radiactivo se desintegra.

La energía solar es otra opción, pero que restringiría la generación de energía a las regiones que están expuestas a suficiente luz solar para cargar las baterías. Por ejemplo, el cráter Shackleton de la luna, un candidato principal para las misiones lunares debido a sus recursos hídricos, es completamente oscuro. Las manchas más soleadas en Marte reciben sólo alrededor de un tercio de la cantidad de luz solar que la Tierra.

Usando propulsión nuclear para viajar a Marte desde la estación Gateway.

Aunque la Luna es el destino oficial para la NASA a corto y medio plazo, Marte sigue siendo su objetivo final. Los últimos planes concebidos para alcanzar el planeta rojo hacen uso de la estación lunar Gateway y el sistema SLS/Orión, pero, debido a las limitaciones de carga del cohete SLS, se requieren múltiples lanzamientos de este lanzador para llegar a Marte. Una solución es apostar por sistemas de propulsión más eficientes que la propulsión química tradicional.

¿Cuánto tiempo llevamos oyendo estas historias? Se reconoce en todo esto la necesidad de la NASA de ibtener nuevas subvenciones del Gobierno para poder seguir “intentando” que no “consiguiendo”, el objetico anunciado de ese viaje soñado al planeta rojo.

La misma NASA publicó : ¿Por qué es difícil Viajar a Marte? I (Apuntes de la NASA)

Fotograma de la película ‘The martian’. AIDAN MONAGHAN

El estreno de la película ‘Marte’ (The Martian) ha despertado cierta curiosidad acerca de posibles futuros viajes humanos al planeta rojo. Después de haber ido a la Luna en varias ocasiones hace ya casi cinco décadas, y estando acostumbrados a ver astronautas viajar al espacio casi de forma rutinaria, es tentador pensar que enviar seres humanos a Marte pueda ser algo perfectamente plausible a día de hoy, o tal vez un tanto más complicado que lo hecho hasta ahora. Sin embargo, la realidad es que enviar seres humanos a Marte constituye un desafío de una dificultad y complejidad absolutamente descomunales que se aleja mucho de todo lo que se ha hecho hasta ahora en la historia de la exploración humana del espacio.

                        El sueño largamente acariciado

En esta y en la siguiente entrada hablaré de las razones por las que esta empresa constituye un desafío inmenso y sobre cómo se plantea en la actualidad una misión tripulada a Marte. Con objeto de ofrecer una perspectiva inicial para entender la dimensión del problema de una forma intuitiva, en esta entrada trataré de la razón principal que hace extremadamente difícil una misión a Marte, la razón de la que prácticamente se derivan casi todas las demás: la distancia.

                              Matt Damon in “The Martian.” Credit Aidan Monaghan/Twentieth Century Fox

Vemos astronautas viajar con frecuencia al espacio, a la Estación Espacial Internacional (ISS), antes a la estación Mir, a bordo de naves Soyuz, o antes a bordo del Transbordador Espacial, etc., y se suele tener la impresión de que el lugar al que se viaja en estas misiones es muy lejano; sin embargo, las altitudes típicas a las que estas estaciones y vehículos espaciales orbitan alrededor de la Tierra son de unos pocos cientos de kilómetros. La ISS, por ejemplo, orbita alrededor de la Tierra a una altitud que es equivalente a la distancia que hay en línea recta entre Madrid y Almería: unos 400 km. Esta región espacial a la que viajan los humanos de forma rutinaria está dentro de la conocida como ‘región de las órbitas bajas de la Tierra’, y técnicamente la llamamos LEO (del inglés Low Earth Orbit).

Los viajes tripulados lunares implicaron viajar más allá de las órbitas LEO ya que la Luna orbita nuestro planeta a una distancia media de unos 380.000 km, lo que viene a ser unas 1.000 veces más lejos que las altitudes de estas órbitas bajas. Una tripulación y su nave se ponen en órbita alrededor de la Tierra poco después de su lanzamiento, mientras que la distancia a la Luna se cubría en las misiones Apolo en prácticamente 3 días.

En el caso de Marte la situación es muy diferente. Ir a Marte implica pasar de una misión geocéntrica a una centrada en el Sol, o heliocéntrica, lo que supone un salto enorme en las distancias involucradas. Aunque las distancias máxima y mínima entre la Tierra y Marte varían dentro de un cierto rango, la mínima distancia posible es de unos 55 millones de km y la máxima posible es de unos 400 millones de km.

Estas son distancias enormes en comparación a todo lo que se ha volado en misiones tripuladas al espacio hasta ahora. La distancia máxima a Marte viene a ser 1.000 veces mayor que la que hay entre la Tierra y la Luna, lo que viene a ser 1.000.000 de veces mayor que la distancia que separa la superficie terrestre de las órbitas LEO a las que se viaja normalmente.

Distancias aproximadas mínima y máxima posibles entre la Tierra y Marte. Como referencia, la distancia media de la Tierra a la Luna es de 380.000 km.

Sin necesidad de conocer nada más, los datos acerca de la distancia a Marte ya constituyen una buena pista para empezarnos a asomar a la magnitud del problema. Para apreciarlo mejor, y sin entrar en detalles relativos a métodos de propulsión o dinámica orbital, vamos a comparar en números redondos dos misiones tripuladas, una orbital alrededor de la Tierra para un solo tripulante y otra lunar de tres tripulantes, para hacernos una idea de la progresión en la masa necesaria de los cohetes involucrados para llevar a cabo estas misiones y entender el contexto de lo que supondrá una misión a Marte.

Empezamos con la primera misión orbital del Programa Mercury de principios de los ’60: la Mercury 6 de John Glenn. Aquí se precisó de un cohete Atlas de 120 toneladas y 29 metros de altura para poner en una órbita de 200 km de altitud media alrededor de la Tierra una masa útil de 1,2 toneladas formada por una cápsula Mercury con su único tripulante, el cual permaneció en el espacio 5 horas.

Veamos ahora lo que cambia la situación al tener a la Luna como destino unas 1.000 veces más lejos. En el caso del Apolo 17 -la última misión de exploración lunar-, su módulo de mando y servicio más su módulo lunar, sumando todo cerca de 50 toneladas, hubieron de ser lanzados a la Luna por el poderoso cohete Saturno V de unas 3.000 toneladas y de 110 metros de altura para una misión de una duración total de unos 12 días y medio en la que 2 de sus tripulantes permanecieron sobre la superficie lunar algo más de 3 días.

Cohete lunar Saturno V junto al cohete Atlas del Programa Mercury para un tripulante (Transbordador Espacial incluido como referencia). Fuente: http://historicspacecraft.com/.

Vemos así el salto cuantitativo necesario cuando queremos ir a otro mundo que está 1.000 veces más allá de las órbitas bajas de la Tierra tanto en la masa útil a lanzar (de 1,2 a 50 toneladas) como en el tamaño del cohete lanzador requerido (de 120 a 3.000 toneladas). Comparemos todo esto con una misión a Marte. Aquí la tripulación constará de 6 astronautas y su duración, tomando como ejemplo la oportunidad en 2037, sería de 174 días para la ida y 201 días para la vuelta, con una estancia de 539 días en Marte. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de centenares de toneladas de combustible. Todo esto supone un total de 914 días, o 2 años y medio.

Como vemos, el salto entre la Luna y Marte es descomunal, ya que doblar la tripulación y extender la duración a cerca de 73 veces la de la misión lunar más larga, supone la necesidad de proveer y transportar cerca de 150 veces más suministros. Por otra parte, una mayor duración de viaje interplanetario supone la necesidad de proveer a la tripulación de mayor protección contra las radiaciones, lo que se consigue en parte añadiendo aún más masa, aunque este problema no está aún resuelto.

Otro problema de la larga duración es que las cosas se rompen a lo largo de tanto tiempo. O bien se tendrá que mejorar sustancialmente la durabilidad de los equipos o estos habrán de poder ser repuestos por recambios que también habrá que transportar, lo que implica una mayor masa. Las naves de carga que visitan la ISS pueden abastecerla de repuestos cuando algo se estropea a bordo pero esta opción no será posible en una misión a Marte.

La nave de carga Cygnus llegó a la ISS

Una vez dicho todo esto, al igual que cuesta más acelerar y frenar un camión que un turismo por tener el primero más masa, tengamos en cuenta que enviar más masa a Marte implica transportar también más combustible para acelerar toda esa carga hacia Marte, para frenarla a la llegada a ese planeta, y para volver a la Tierra desde allí; y pensemos que todo ese combustible (centenares de toneladas) también hay que lanzarlo al espacio inicialmente.

En total, para una misión a Marte se requerirá lanzar al espacio entre 850 y 1.250 toneladas. Esta es una cantidad enorme si tenemos en cuenta que la Ia ISS tiene una masa de unas 420 toneladas y que una nave con la que estamos familiarizados como el Transbordador Espacial solo podía enviar al espacio entre 15 y 25 toneladas aproximadamente, dependiendo de la altitud de la órbita final. El Ariane 5 es capaz de poner unas 20 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra, al igual que el cohete ruso Protón, por ejemplo.

Las naves a Marte tendrán que ser muy distintas a las que ahora utilizamos

Así pues, a partir de todo esto, y sin saber mucho más, ya podemos anticipar de forma intuitiva que no se podrá utilizar un único cohete para ir a Marte, sino que se precisarán varios lanzamientos de cohetes -tanto o más poderosos que el Saturno V de los años ’60- para ensamblar en el espacio distintos elementos de propulsión, módulos de combustible, hábitats y naves, que habrán de enviarse a Marte por separado y por anticipado, además de la nave con la tripulación, que sería enviada en último lugar. Entraremos en estos detalles en la siguiente entrada.

Aunque depende de diversos factores, se requerirán, de hecho, del orden de 10 lanzamientos de cohetes con la capacidad del Saturno V o similar; pero recordemos que el número total de cohetes Saturno V que se enviaron a la Luna en todo el Programa Apolo fue de 9. El Saturno V fue retirado de servicio después del Programa Apolo pero ostenta el récord, aún a día de hoy, como el cohete operativo más poderoso que haya habido nunca, capaz de poner algo más de 120 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra y de enviar 50 toneladas a la Luna. Tuvo que ser específicamente diseñado y construido en su día para poder alcanzar la Luna, y no existe un lanzador de tanta capacidad en la actualidad. El cohete que se encargaría de la mayor parte de los lanzamientos en una futura misión a Marte se está desarrollando en la actualidad y se llama SLS (Space Launch System), el cual tendrá prestaciones parecidas o acaso un tanto mayores que el Saturno V.

Por otra parte, un tiempo de 174 días de ida en condición de ingravidez afecta profundamente a la fisiología humana, algo especialmente preocupante al llegar a un planeta donde no hay nadie para asistirte. Las naves que se pueden ver en las películas (incluida la película ‘Marte’), con un amplio y confortable habitáculo en forma de donut girando para simular la aceleración de la gravedad, no son realistas en la actualidad.

Dos años y medio es un tiempo muy largo también por razones psicológicas. La Tierra será vista por la tripulación como un punto de luz semejante a una estrella durante la mayor parte del viaje y será apenas imperceptible en la noche marciana cuando fuera visible. La tripulación tendrá que convivir en una condición de confinamiento permanente en un espacio reducido en una situación de gran estrés, y con la imposibilidad de mantener conversaciones fluidas con los seres queridos en la Tierra debido al tiempo de viaje de la señal.

Después de todo esto, y aunque no se han mencionado todas las dificultades técnicas, tecnológicas y operativas, creo que ahora puede apreciarse un poco mejor a lo que nos enfrentamos en una misión a Marte. A partir de aquí, y una vez expuesta esta perspectiva para contextualizar el problema y entrar en materia, en la siguiente entrada explicaré cómo se plantea en la actualidad una misión humana a Marte y cómo se relaciona con lo que se ve en la película ‘Marte’ (The Martian).

sigue en la II parte

Fuente: NASA

¿Por qué es difícil viajar a Marte? II (Desde la NASA)

Marte (The Martian)‘ de Ridley Scott se ha convertido uno de los éxitos de la temporada de crítica y público. De hecho, su grado fidelidad es tal que ha recibido la felicitación de la comunidad científica y de los astronautas. No en vano la NASA se volcó con el proyecto para intentar alimentar la pasión por llegar pronto al Planeta Rojo. Sin embargo, no todo en la cinta protagonizada por Matt Damon rigor científico, también hay ‘licencias cinematográficas’ ¿Cuándo manda la ciencia y cuando la ficción en Marte?

El descenso a Marte de naves de tanta masa es a día de hoy un problema no resuelto. Hasta la fecha se han enviado a Marte vehículos exploradores y aterrizadores de muy poca masa. El principal problema reside en que la atmósfera marciana es muy tenue y no consigue frenar una nave de reentrada lo suficiente sin necesidad de emplear retropropulsión supersónica o enormes superficies de frenado si la nave es lo suficientemente masiva. La tecnología a día de hoy permite como máximo aterrizar en Marte masas de alrededor de una tonelada, un valor muy lejano de las naves de varias decenas de toneladas que habrá que poder aterrizar en una misión humana, por lo que nuevas técnicas y tecnologías deberán también ser desarrolladas para este propósito, un área de investigación en el que personalmente trabajo parcialmente en la actualidad.

Después de los 539 días de estancia en Marte, la tripulación será lanzada en la etapa de ascenso del DAV al encuentro del MTV, que habrá permanecido en órbita alrededor de Marte todo ese tiempo. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de ingentes cantidades de combustible. Una vez transferidos al MTV, se procederá a la inyección trans-terrestre por la que los astronautas regresarán a casa unos 200 días después, para acabar haciendo una reentrada en la atmósfera de la Tierra a bordo de una cápsula Orion, la cual está siendo desarrollada en la actualidad.

Muchas personas me preguntan si sería posible reducir la estancia en Marte. Efectivamente, la estancia podría reducirse a tiempos de entre 30 y 90 días; pero, en ese caso, los tránsitos interplanetarios habrían de ser muy largos, de mas de 200 días de ida y de unos 400 días de vuelta; requiriendo, además, maniobras de asistencia gravitatoria en el camino; de otra manera, el coste sería prohibitivo. Se favorece la opción de viajes cortos y estancias largas para reducir la exposición de la tripulación a la radiación. Estando en Marte, el mismo planeta bloquea el 50% de la radiación a la que estarían expuestos los astronautas, ademas de que ciertas medidas de protección serian mas fáciles de implantar.

Como se ha dicho constantemente, las masas involucradas en una misión humana a Marte son enormes. Un elemento que contribuye significativamente a esto es el combustible, y es por esta razón que se ha propuesto la opción de utilizar propulsión nuclear-térmica en lugar de propulsión química, tal y como ha sido el caso en todas las misiones tripuladas hasta la fecha. Esta no es una decisión baladí ya que el ahorro en combustible entre una opción y otra es de unas 400 toneladas; esto es, aproximadamente la masa de una Estación Espacial Internacional (ISS). Para poner esto en perspectiva, apuntemos que se precisaron 10 años para ensamblar la ISS y algo más de una treintena de lanzamientos (aunque de menor capacidad que el Saturno V).

Según se estima en la actualidad, para llevar a cabo una única misión a Marte habrá que lanzar al espacio desde la Tierra un total de 850 toneladas en caso de que se utilice propulsión nuclear-térmica, o 1.250 toneladas en caso de utilizar propulsión química. Esto son 2 o 3 Estaciones Espaciales Internacionales. Asumiendo que un cohete lanzador de prestaciones similares al Saturno V de las misiones lunares puede emplazar 120 toneladas en una órbita baja alrededor de la Tierra, el número de lanzamientos requeridos en una sola misión humana a Marte sería aproximadamente de 7 u 11, dependiendo del tipo de combustible, y asumiendo que todos los elementos necesarios puedan ponerse en órbita con un lanzador así. El envió de la tripulación precisaría de un lanzamiento especifico a bordo de un cohete de menor capacidad, por ejemplo, y es posible que ciertas tareas de ensamblaje puedan requerir asistencia humana también.

Existen muchas variaciones en las arquitecturas propuestas para misiones tripuladas a Marte pero lo expuesto aquí refleja lo que viene a ser la arquitectura de referencia que se considera hoy en día. En cualquier caso, la envergadura de una misión humana a Marte es sobrecogedora. Espero que estas dos ultimas entradas hayan ayudado a entender un poco mejor la magnitud de una empresa tan ambiciosa y compleja. Las dificultades técnicas, operativas y tecnológicas que encierra no son para nada triviales, y resulta imposible siquiera mencionarlas todas en una entrada de un blog. Se requiere aún el desarrollo de tecnologías inexistentes en la actualidad para llevar a cabo una misión así, y muchas de las cuestiones planteadas no están aún resueltas. Aún estamos lejos de poder enviar seres humanos a Marte, pero también hace un siglo se estuvo muy lejos de alcanzar el espacio y la Luna. Estoy seguro de que el ser humano llegará a Marte algún día si así lo desea, pero creo, y esta es una opinión estrictamente personal, que ese día está más lejos de lo que muchos puedan pensar.

Fuente: NASA

Publica el Blog de Emilio Silvera V., que añade a todo lo anterior:

Estamos lejos, muy lejos de poder viajar al Espacio con naves tripuladas sin peligro para los viajeros. Como nos dicen los datos de la misma NASA,  la idea está lejos de poder plasmarse en realidad. No contamos ni con los medios técnicos, ni materiales, ni humanos para poder enfrentarnos a un proyecto de ese calibre en el Presente, y según todos los indicios, así seguiremos por mucho, mucho, muchísimo tiempo más.

Mientras el Tiempo transcurre inexorable… ¡Seguiremos soñando con viajes a otros mundos, a otras estrellas, a otras galaxias.

¿Será por soñar?

Emilio Silvera V.

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No tienen masa en reposo, pero son pura energía, y, si aplicamos la fórmula de Einstein, en ellos están ambas cosas

Siempre me han transmitido una gran fuente de curiosidad los llamados Fotones. Le he dado muchas vueltas a su condición (al menos las que creemos conocer), y me he preguntado (sin saber que responder), ¿Si el fotón no tiene masa en reposo, siendo energía pura, si nos remitimos a la fórmula E =mc2, ¡también es materia! Ya que según  la Relatividad Especial, masa yu energía son dos aspectos de la misma cosa. 

¿La masa y la energía dos escenarios de la misma cosa? La Bomba atómica lo confirmó

También me llena de dudas el hecho de que, si el fotón no tiene masa y es el cuanto que conforma la luz, ¿Cómo se ve atraído por la Gravedad que genera el Agujero Negro? (1)

El Fotón es una partícula que desde siempre ha sido mi favorita, gracias a ella podemos ver el mundo que nos rodea, y, además, ¿Qué sería de un Universo sin Luz? Además es el Bosón mensajero de las radiaciones electromagnéticas.

Es una partícula única, no tiene antipartícula.

                         Minúsculos paquetes llamados cuantos de luz (los fotones)

Einstein, cuando leyó el trabajo de Planck que afirmaba que la energía no era continua, sino que se producía en pequeños “paquetes”, propuso que la la luz estaba hecha de “cuantos” de energía reales y corpusculares, y más tarde, en 1905, usó esta idea para explicar el efecto fotoeléctrico, describiendo la luz como partículas que chocan con electrones. El término “fotón” se acuñó más tarde (en 1926), consolidando la idea de Einstein de que la luz tiene una naturaleza dual onda-partícula, a pesar de que Planck inicialmente veía los cuantos como un truco matemático para la emisión de energía, no como partículas viajeras. 

El fotón está muy arraigado en la Mente de todos los físicos, es la partícula maravillosa que hizo posible los láseres y otras maravillas que la Humanidad ha utilizado para mejorar su forma de vida.

Los fotones son misteriosos porque desafían nuestra intuición de lo que debería ser: no tienen masa, viajan a la velocidad de la luz (donde el tiempo no existe para ellos), exhiben una dualidad onda partícula (son onda y partícula a la vez), y su naturaleza cuántica hace que su estado solo se defina al ser medidos, mostrando comportamientos impredecibles y entrelazamiento. Su aparente contradicción entre ser partículas de energía y ondas de probabilidad los convierte en un enigma central de la física cuántica, a pesar de ser fundamentales para todo lo que vemos. 

Hay preguntas planteadas a los físicos, que les ponen en una situación delicada:

El anillo de fotones que conforma la luz, es atraído por la singularidad del Agujero negro ¿O es otra cosa?

¿Por qué la luz hecha de fotones sin masa, es atraída por la fuerza de Gravedad de un Agujero Negro?

La respuesta evasiva pudiera ser:

La luz es atraída por los agujeros negros no porque la gravedad actúe sobre su masa (que es cero), sino porque la masa extrema del Agujero Negro deforma el tejido del Espacio-Tiempo a su alrededor, y la luz, como todo lo demás, debe seguir esas curvas del espacio-tiempo, como si fuera una autopista deformada cayendo inevitablemente en la curva extrema del Horizonte de Sucesos.

  Los fotones viajan en línea recta, pero si el “camino” (el espacio-tiempo) está curvado, su trayectoria se dobla y es atrapada, necesitando una velocidad imposible para escapar.

¿Os convence la explicación? ¡N0? Pues a mí tampoco.

Claro que, los físicos teóricos te dirán:

• Gravedad como geometría: Según la teoría de Einstein, la gravedad no es una fuerza que jala, sino una curvatura del espacio-tiempo causada por la masa y la energía.
• La luz sigue la curvatura: Los fotones siempre viajan en el camino más recto posible (una geodésica), pero si el espacio-tiempo está curvado por un objeto masivo como un agujero negro, esa “línea recta” se curva.
• Efecto del agujero negro: Un agujero negro crea una deformación tan extrema que el espacio-tiempo fluye hacia él. La luz, al entrar en esta región, no tiene más remedio que seguir ese flujo, atrapada como un nadador en una corriente muy fuerte.
• Más allá del horizonte de sucesos: Una vez que la luz cruza el horizonte de sucesos, el espacio-tiempo fluye hacia la singularidad más rápido que la velocidad de la luz, haciendo imposible cualquier escape, incluso para la propia luz, ya que requeriría viajar hacia atrás en el tiempo. 

La cuestión es sembrar la duda en nuestras Mentes, que habiendo forjado una idea sobre la verdadera condición de los fotones y de la luz, se verá de nuevo sumergida en un campo de dudas del que no sabemos escapar.

¿Los Fotones? ¡Una maravilla de la Naturaleza! No podemos olvidar que, cuando nació el Universo era opaco, y, hasta que no fueron liberados los fotones… ¡No se hizo transparente!

Podemos decir, sin temor a equivocarnos, que los fotones han sido un gran aliado para nuestra especie desde que, en la noche de los tiempos, se producía la salida del Sol para alejar el miedo que sentían nuestros ancestros en la peligrosa oscuridad.

Los fotones han sido siempre nuestros aliados y benefactores. Sin embargo, a pesar de los muchos estudios realizados sobre ellos, aún esconden secretos que no hemos sabido desvelar.

Cuano decimos que ni la luz que viaja a 299.792.458 metros por segundo, puede escapar de la fuerza de Gravedad que genera un agujero negro, lo cierto es que, deberíamos decir: ¡Que la fuerza de Gravedad generada por la singularuidad del Agujero negro, distorsiona el espacio y ralentiza el Tiempo, es decir la luz sigue las distorsdiones espaciales provocadas por el agujero negro, y, así llega a la singuilaridad de la que nada escapa.

Emilio Silvera V.

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Tenemos la sensación y el oculto pensamiento de que, la fragilidad biológica de nuestra especie, no está hecha para vivir en el Espacio, para poder alcanzar otros mundos lejanos que, situados a decenas, cientos o miles de años luz de la Tierra, podrían tener condiciones físicas distintas al mundo al que nos asaptamos y en el que crecimos. Atmósferas diferentes, Gravedad más alta i más baja, Océanos, el agua líquida que surge de los manantiales camino del Mar, la tierra y su fertilidad, si tendrtán o no los escudos magnéticos que presenvan a los seres vivos de la radiación del espacio…

Esa sensación y ese “oculto pensamiento” que describes no son solo intuiciones románticas; son, de hecho, el mayor choque de realidad al que se enfrenta la astrofísica y la medidicna espacial moderna. Nuestra especie no solo creció en la Tierra, sino que fue modelada, átomo a átomo, por sus condiciones exactas: su gravedad, su atmósfera exacta de nitrógeno y oxígeno, su campo magnético y el ciclo del agua líquida.

Fuera de este “invernadero perfecto”, el espacio profundo y los exoplanetas se presentan como entornos hostiles para nuestra frágil biología. Los principales desafíos a los que nos enfrentamos se pueden agrupar en cuatro grandes barreras biológicas y ambientales:

1. La tiranía de la gravedad (Alta o Baja)

Nuestros sistemas cardiovascular, óseo y muscular evolucionaron para funcionar bajo la gravedad de 1G.

• Baja gravedad o microgravedad: En viajes largos o mundos pequeños, los huesos pierden densidad (osteoporosis espacial) y los músculos (incluido el corazón) se atrofian al no tener que luchar contra el peso.
• Alta gravedad: En una “Supertierra” con mayor masa, el corazón tendría dificultades extremas para bombear sangre al cerebro, la presión arterial se dispararía y nuestra estructura esquelética podría colapsar bajo nuestro propio peso.

2. El enemigo invisible: La radiación cósmica

La Tierra cuenta con un escudo magnetosférico y una atmósfera densa que bloquean los letales rayos cósmicos galácticos y las tormentas solares. En el espacio profundo, o en mundos sin un campo magnético dinámico (como Marte), la radiación desgarra el ADN celular, provocando mutaciones, cáncer a gran escala y daños cognitivos irreversibles en cuestión de meses.

3. Atmósferas ajenas y bioquímica extraña

Aunque encontráramos un planeta con agua líquida, su atmósfera podría ser rica en gases tóxicos para nosotros (como el metano o el dióxido de carbono en altas concentraciones) o carecer de la presión necesaria. Sin la presión atmosférica adecuada, los fluidos de nuestro cuerpo hervirían a temperatura ambiente. Además, la fertilidad de la tierra depende de microbiomas y bacterias terrestres; un suelo alienígena podría ser estéril o químicamente venenoso (rico en percloratos, por ejemplo).

4. Las distancias de escalas temporales humanas

Cruzar el abismo hacia mundos a decenas o cientos de años luz implica viajes que durarían generaciones o milenios con la tecnología actual. Esto plantea el dilema de si una tripulación humana podría mantener su salud mental, su diversidad genética y su cultura encerrada en una burbuja de metal durante siglos.

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¿Cómo intenta la ciencia superar nuestra fragilidad?

Para responder a este desafío, la humanidad no piensa solo en “viajar”, sino en transformarse o transformar su entorno:

• Bioingeniería y modificación genética: Algunos científicos sugieren que para colonizar el espacio deberemos editar nuestro propio ADN (usando herramientas como CRISPR) para hacernos más resistentes a la radiación o ralentizar la pérdida ósea.

 

 

• Terraformación: Modificar planetas enteros (como calentar Marte o liberar oxígeno) para que se adapten a nosotros, un proceso que tardaría siglos.
• Hábitats artificiales: No vivir en el planeta en sí, sino en megasubestructuras cerradas que imiten la gravedad mediante rotación centrífuga y utilicen metros de roca o agua como escudos contra la radiación.

 

 

Los hábitats artificiales en otros mundos son estructuras diseñasdas para albergar la vida humasna  donde la falta de atmósfera, la radiación extrema y la gravedad alterada imposibilitan la supervivencia natural. Estas construcciones representan el pináculo de la arquitectura espacial y la ingeniería de soporte vital bio-regenerativo.

 

Siempre nos hemos autoengañados con lo que podríamos hacer, hasta donde podemos llegar

Nuestro sentido común nos dice que, nunca podremos alcanzar las distancias que nos separan de las estrellas, que nunca podremos vivir en otros mundos, que nuestra condición humana es frágil para el Espacio, que solo estamos preparados para vivir en el mundo que nos vió nacer, al que esatamos adaptados (su Gravedad, la radiación que rtecibe, su Atmósfera, los océanos, el agua líquida…), ¿Cómo serán en otros mundos?.

Claro que cuando llego a este punto, me retrotraogpo en el Tiempo y miro lo que éramos y hasta donde hemos llegado, desde los elementos de Empédocles y eñl átomo de Demócrito, hasta la Mecánica cuántica y la Relatividad. Y, siendo así (que lo es), ¿Cómo poder negar lo que podamos conseguir en el futuro?

Emilio Silvera V.

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            Gustav Mie

Ese ha sido uno de las grandes esfuerzos realizados por desarrollar una teoría que diera cuenta del equilibrio de la electricidad que constituye el electrón y, los trabajos de Mie, han sido apoyados por toda la comunidad de los físicos teóricos, él se basa principalmente en la introducción de un tensor- energía de términos suplementarios que dependen de las componentes del potencial electromagnético, además de los términos de energía de la teoría de Maxwell-Lorentz. Estos nuevos términos que en el espacio exterior no son importantes, son sin embargo efectivos en el interior de los electrones al mantener el equilibrio frente a la repulsión eléctrica.

A pesar de la belleza de la estructura formal de esta teoría, erigida por Mie, Hilbelt y Weyl, sus resultados físicos hasta ahora han sido insatisfactorios. Por una parte, la multiplicidad de posibilidades es desalentadora, y por otra parte dichos términos adicionales no han podido ser formulados de una manera tan simple que la solución pudiera ser satisfactoria,

Hasta ahora la Teoría de la Relatividad General no ha realizado ningún cambio en este estado de la cuestión. Si por el momento no consideramos el término cosmológic0.

Donde G denota el Tensor de curvatura de Riemann contraído, G es el escalar de curvatura formado por contracción repetida, y Tμν el Tensor de energía de “materia”. En fin, explicar toda la ecuación puede llegar a ser engorroso y es toda una larga historia que no siempre entretiene al personal. Así que, lo dejamos.

Muchos son los conceptos que tendríamos que explicar aquí para dilucidar todas estas cuestiones que, implicadas en estas teorías, nos llevan a la cinemática, la simultaneidad, transformaciones de coordenadas, relatividad de longitudes y tiempos, adición de velocidades, lo que nos dijo Maxwell y Lorentz. transformación de energía en rayos luminosos, la gravedad y la propagación de la luz, la naturaleza física de los campos gravitatorios… y un sin fin de cuestiones que, hacen necesario un gran volumen y, también, un amplio dominio de conocimientos de los que carezco.

Lo cierto es que, la Teoría de la Gravedad, nos lleva a imaginar situaciones que podrían ser y, en alguna ocasión, se nos puede presentar como posibles caminos para solucionar cuestiones que, en el mundo físico que conocemos, nos parecen irresolubles pero… En física, amigos míos, lo imposible parece posible.

¡Encontrar la solución para burlar la velocidad de la luz, y, atravesando portales mágicos, ir a otras galaxias! Es cierto que la mente está muy delante de los hechos pero… Cuando se piensa en algo, ahí queda la posibilidad de plasmarlo en una realidad.

Al menos por el momento, no podemos saber si nuestro Universo es único. Sin embargo, hemos pensado en la posibilidad de que pudiera ser uno de tantos. Como nunca nadie pudo estar en otro Universo, tenemos que imaginarlos y basados en la realidad del nuestro, realizamos conjeturas y comparaciones con otros que podrían ser. ¿Quién puede asegurar que nuestro Universo es único? Realmente nadie puede afirmar tal cosa e incluso, estando limitados a un mundo de cuatro dimensiones espacio-temporales, no contamos con las condiciones físicas necesarias para poder captar (si es que lo hay), ese otro universo paralelo o simbiótico que presentimos junto al nuestro y que sospechamos que está situado en ese “vacío” que no hemos llegado a comprender. Sin embargo, podríamos conjeturar que, ambos universos, se necesitan mutuamente, el uno sin el otro no podría existir y, de esa manera, estaríamos en un universo dual dentro de la paradoja de no poder conocernos mutuamente, al menos de momento, al carecer de los conocimientos necesarios para ello.

Emilio Silvera V.

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