Cómo construir una colonia humana en otro planeta

A largo plazo, si la raza humana quiere sobrevivir deberá colonizar otros planetas. Ya sea que convertimos nuestro planeta Tierra en algo inhabitable o que simplemente la Tierra alcance el nivel máximo de soporte y alimentación a un número determinado de seres vivos, algún día tendremos que buscar un nuevo hogar.

Fuera de este mundo (crédito: NASA)

Hollywood nos da un acercamiento a lo que esto podría significar en filmes como Interestelar y El Marciano. Marte es hasta el momento el planeta con condiciones más habitables en nuestro sistema solar, pero hay miles de exoplanetas orbitando otras estrellas que bien podrían ser un reemplazo más eficiente para nuestra Tierra. ¿Qué tecnología se requiere para hacer esto posible?

Efectivamente, se cuenta ya con una colonia espacial, la Estación Espacial Internacional (ISS). Sin embargo, se encuentra a sólo 350 kilómetros de nuestro planeta y depende del suministro continúo de recursos para su población de sólo seis integrantes. Mucho de la tecnología desarrollada para la ISS, tales como el escudo de radiación, reciclado de agua y aire, recolección de energía solar, será sin duda de utilidad para los asentamientos espaciales futuros. Sin embargo, una colonia permanente en la superficie de otro planeta o en la Luna representa retos novedosos que no se pueden obviar.

Hábitat No Natural

El primer requerimiento para una colonia humana es un hábitat adecuado, ambiente aislado capaz de conservar la presión y composición del aire (cantidad de oxígeno), así como la protección de sus habitantes de la radiación solar y espacial. Será sin duda una estructura relativamente grande y pesada.

El envío de objetos grandes y pesados al espacio resulta costoso y difícil. Las naves espaciales, desde las misiones Apollo, que estaban compuestas de varios módulos que debían separarse y ensamblarse, han sido enviadas en piezas separadas y ensambladas por los astronautas. Sin embargo, dado el avance impresionante que hemos visto en control autónomo, las piezas de una colonia espacial podrían ensamblarse a sí mismas. El día de hoy, maniobras similares a las del Apollo se ejecutan completamente de manera automática.

Colonia impresa en 3D (crédito: NASA/Team Gamma)

La mejor alternativa sería llevar un “equipo de herramientas” mínimo desde la Tierra y fabricar la colonia utilizando recursos locales. De manera específica, impresoras 3D podrían ser utilizadas para convertir los minerales del suelo local en estructuras físicas. Ya hemos iniciado en este campo para hacerlo posible. La empresa privada Planetary Resources ha dado demostraciones de impresoras 3D utilizando material proveniente de asteroides ricos en metales encontrados en la superficie terrestre. La NASA igualmente ha instalado una impresora 3D en la ISS para evaluar qué tan bien se desempeña en gravedad cero y atender así la posibilidad de elaborar componentes de naves espaciales en el espacio mismo.

Línea líquida de vida

Una vez se tenga el hábitat adecuado construido, la colonia requerirá suministro constante de agua, oxígeno, energía y alimento para sus habitantes, asumiendo que la colonia no fuera construida en un planeta idéntico al nuestro abundante en estos recursos. El agua es fundamental para la vida de la manera como la conocemos y podría también ser utilizada como propulsor y escudo de radiación.

Un asentamiento inicial requerirá llevar una cierta cantidad de agua y reciclar todos sus desechos líquidos. Esto ya se hace en la ISS, donde ni una gota de líquido (de lavado, lágrimas, e incluso orina) se desperdicia. Pero una colonia buscará también extraer agua del subsuelo del planeta –como en realidad sucede en Marte– o del hielo, como se da en algunas superficies de ciertos asteroides.

Al menos no hay nubes. (crédito: NASA)

El agua es también una fuente de oxígeno. En la ISS, el oxígeno se genera por medio de un proceso conocido como electrólisis para separar el oxígeno del hidrógeno en el agua. La NASA también trabaja ya en el desarrollo de técnicas para regenerar el oxígeno de subproductos atmosféricos, tales como el dióxido de carbono que emitimos mientras respiramos.

Recolección de energía

La generación de energía es probablemente el aspecto tecnológico para el que estamos mejor preparados al iniciar una colonia, y eso gracias a los paneles solares fotovoltaicos. Sin embargo, eso depende del lugar donde se ubique la colonia, y muy probablemente se requiera mejorar este tipo de tecnología aún más. A la distancia terrestre, se puede obtener cerca de 470W de energía eléctrica por cada metro cuadrado de celdas solares. Esta cantidad es menor en la superficie de Marte ya que está un 50 por ciento más alejado del sol que la Tierra, que tiene una atmósfera gruesa que protege de la luz solar.

La atmósfera marciana está sujeta a tormentas periódicas de arena, que resultan notoriamente problemáticas a medida que la arena limita de manera radical la cantidad de luz que puede recolectarse en los paneles solares. Pero también ya se ha empezado a abordar este tipo de problemas en el diseño de las misiones actuales de los rovers a Marte. Por ejemplo, los rovers de exploración Spirit y Opportunity fueron diseñados para durar cerca de 90 días, y después de 12 años, aún están en operación. Y también hemos visto que el viento marciano limpia periódicamente el polvo de los paneles.

Hidroponía (crédito: NASA)

Una colonia debe ser autosustentable, por lo que la agricultura es esencial para producir alimentos. Los cultivos pueden también ser utilizados para convertir dióxido de carbono en oxígeno. El crecimiento de plantas en nuestro planeta resulta relativamente fácil ya que este es el medio ambiente natural al cual han estado adaptadas por miles de años, pero el cultivo de frutas y vegetales en el espacio o en otro planeta no resulta algo simple.

Temperatura, presión, humedad, niveles de dióxido de carbono, composición del suelo y la gravedad, todo esto afecta a la sobrevivencia y crecimiento de las plantas, con efectos distintos en especies distintas. En la actualidad se realizan varios estudios y experimentos que intentan cultivar plantas en ambientes controlados que simulan el ambiente de una colonia espacial. Una solución potencial que ha sido ya probada con rábanos, lechugas y cebollas es el cultivo hidropónico, el cultivo de plantas en un fluído enriquecido sin requerir tierra.

Cambio climático

El requerimiento final para una colonia espacial es mantener un clima habitable. La composición atmosférica y el clima de otros planetas resulta muy diferente a los encontrados en el planeta Tierra. No hay atmósfera en la Luna o los asteroides, y en Marte la atmósfera se compone principalmente de dióxido de carbono, generando temperaturas que van desde los 20 a los -153 grados centígrados durante el invierno en los polos, y una presión del aire de sólo un 0.6 por ciento de la terrestre. En tales condiciones prohibitivas para la vida tal y como la conocemos, los colonizadores se verán limitados a vivir dentro de ambientes aislados y sus viajes al exterior del planeta será posible sólo con traje especial.

¿Podemos colocar vida en Marte? (crédito: Steve Jurvetson/Flickr, CC BY)

Una posible alternativa es cambiar el clima planetario a gran escala. Ya estamos estudiando este tipo de “bio-ingeniería” como una medida de respuesta ante el cambio climático terrestre. Esto requerirá de un esfuerzo mayúsculo pero técnicas similares podrían escalarse y aplicarse en otros planetas, por ejemplo, Marte.

Otros métodos posibles incluyen organismos de bioingeniería que conviertan el dióxido de carbono de la atmósfera en oxígeno, o  quizá oscurecer los cascos polares marcianos para reducir la cantidad de luz solar que reflejan y así incrementar la temperatura  de la superficie marciana. Alternativamente, una formación de espejos solares que orbiten el planeta para reflejar la luz solar en regiones específicas y así incrementar su temperatura en forma local. Algunos especulan que tales cambios pequeños en la temperatura podría ser el detonador de un cambio en la presión del aire, el cual podría ser el primer paso en transformar Marte en una nueva Tierra.

Fuente: [http://www.kurzweilai.net/heres-how-we-could-build-a-colony-on-an-alien-world]