Los viajes a Marte y otros proyectos de la NASA en los pr¨®ximos 20 a?os

La NASA ha identificado 15 ¨¢reas de nuevas tecnolog¨ªas que deben ayudar, en los pr¨®ximos 20 a?os, a cumplir sus misiones cient¨ªficas y de exploraci¨®n, incluidos los viajes humanos a Marte. Se trata de 15 hojas de ruta espec¨ªficas que son ¡°clave en el Plan de Inversi¨®n en Tecnolog¨ªas Estrat¨¦gicas y que sienta las bases de prioridades para los desarrollos tecnol¨®gicos esenciales¡±, se?ala la propia agencia. Son objetivos ambiciosos, pero no hay que olvidar que sus recursos no son tan abundantes como lo fueron en el pasado: si la NASA contaba en los a?os sesenta, en los momentos ¨¢lgidos del programa lunar, con casi el 4,5% (en 1966) del presupuesto federal estadounidense, en 2015 es un 0,5% (unos 16.000 millones de euros).

Las 15 hojas de ruta espec¨ªficas unificadas en una ¨²nica propuesta presentada esta semana son: sistemas de propulsi¨®n en el lanzamiento; tecnolog¨ªas de propulsi¨®n en el espacio; producci¨®n y almacenamiento espaciales de energ¨ªa; rob¨®tica y sistemas aut¨®nomos; sistemas de comunicaciones y navegaci¨®n, as¨ª como de seguimiento de basura espacial; salud y sistemas de soporte de la vida humana y habitacionales en el espacio; sistemas de exploraci¨®n humana en los destinos; instrumentos cient¨ªficos, observatorios y sensores; sistemas de entrada, descenso y aterrizaje; nanotecnolog¨ªa; tecnolog¨ªas de la informaci¨®n, modelizaci¨®n, simulaci¨®n y proceso de datos; materiales, estructuras, sistemas mec¨¢nicos y fabricaci¨®n; sistemas de lanzamiento y de seguimiento en Tierra, sistemas t¨¦rmicos y aeron¨¢utica.

Adem¨¢s, el nuevo documento especifica ¨¢reas transversales a las diferentes tecnolog¨ªas, como sistemas aut¨®nomos e inteligencia artificial, avi¨®nica, paseos espaciales, reutilizaci¨®n de recursos in situ o radiaci¨®n y meteorolog¨ªa espacial.

Hay ya m¨¢s de 100 millones de fragmentos de basura espacial de tama?o superior a un mil¨ªmetro

Con la Hoja de Ruta 2015, elaborada por 40 expertos con el apoyo de especialistas de diferentes ¨¢reas, la NASA extiende y mejora el panorama tecnol¨®gico para el futuro presentado en 2012. ¡°Para la exploraci¨®n espacial, los siguientes son algunos de los formidables obst¨¢culos tecnol¨®gicos que hay que conquistar antes de dejar la primera huella de una bota en el suelo de Marte: crear un entorno para que los humanos vivan y trabajen en el espacio; navegar y viajar a lugares lejanos; fabricar productos en el espacio; aterrizar en superficies planetarias y despegar de ellas, as¨ª como tener comunicaciones r¨¢pidas entre la Tierra y los sistemas espaciales¡±, resume el documento ahora presentado. La Hoja de Ruta est¨¢ abierta para comentarios p¨²blicos (hasta el 10 de junio) con el objetivo de ¡°incrementar la concienciaci¨®n social, generar soluciones innovadoras para la exploraci¨®n espacial y el descubrimiento cient¨ªfico e inspirar la implicaci¨®n p¨²blica en el programa espacial americano¡±, invita la NASA.

La exploraci¨®n espacial con robots seguir¨¢ acaparando gran parte del esfuerzo estadounidense. Pero las futuras misiones autom¨¢ticas ser¨¢n mucho m¨¢s complejas y exigir¨¢n buenas dosis de autonom¨ªa de las m¨¢quinas, se?alan los expertos que han confeccionado las hojas de ruta. Las misiones lejanas dedicadas a objetivos cambiantes, din¨¢micos, necesitar¨¢n robots que adapten sus configuraciones y comportamiento a las circunstancias y deber¨¢n manejar la incertidumbre. Por ejemplo la exploraci¨®n de asteroides cercanos a la Tierra requerir¨¢ equipos autom¨¢ticos capaces de tomar decisiones y de hacer aut¨®nomamente el seguimiento de procesos, funciones que ahora se controlan desde Tierra.

En cuanto a los astronautas, los expertos recuerdan que necesitan trajes espaciales tanto para determinadas fases del viaje como para realizar operaciones fuera de los veh¨ªculos, por ejemplo reparaciones o actividades de investigaci¨®n. Y los trajes ¡°son naves espaciales en miniatura ajustadas al cuerpo humano que tienen muchos de los sistemas de las naves propiamente dichas, como sistemas vitales, control t¨¦rmico, avi¨®nica, distribuci¨®n y almacenaje de energ¨ªa, protecci¨®n frente a impactos, propulsi¨®n y comunicaciones¡±, se?alan los expertos. Actualmente se est¨¢n desarrollando nuevos interfaces f¨ªsicos y mec¨¢nicos para los trajes espaciales o soluciones de recarga de sistemas vitales y regeneraci¨®n. Y hay que tener en cuenta necesidades futuras de la exploraci¨®n planetaria como sistemas de recogida de muestras en otros lugares.

Cualquier programa de extensi¨®n de la presencia humana y operaciones en cuerpos extraterrestres exige aprender a reutilizar recursos de los lugares de destino, tanto naturales como aportados por la propia actividad exploraci¨®n. Esto incluye agua/hielo, elementos como hidr¨®geno, helio, carbono o nitr¨®geno, metales y minerales, constituyentes atmosf¨¦ricos, energ¨ªa solar, residuos de las tripulaciones y artefactos que se hayan desechado por un uso anterior. ¡°Los productos obtenidos a partir de esos recursos pueden ser utilizados para reducir la masa y el coste de la exploraci¨®n tanto humana como rob¨®tica, reducen los riesgos al permitir la autosuficiencia e incrementan las capacidades o permite nuevos conceptos de misi¨®n en comparaci¨®n con el planteamiento de llevar todo desde la Tierra¡±, se?ala la hoja de ruta de la NASA. Adem¨¢s, con la reutilizaci¨®n se puede reducir el coste de las misiones.

Los trajes espaciales son naves en miniatura ajustadas al cuerpo humano

En 2015, la masa total de basura espacial en ¨®rbita supera las 6.000 toneladas; la red estadounidense de vigilancia de basura espacial est¨¢ actualmente siguiendo m¨¢s de 22.000 objetos de tama?o mayor a 10 cent¨ªmetros; los datos indican que hay unas 500.000 piezas de basura mayores que un cent¨ªmetro y m¨¢s de 100 millones de tama?o superior a un mil¨ªmetro, recuerda el informe de la NASA. Y los fragmentos de basura espacial de tama?o tan reducido como 0,2 mil¨ªmetros suponen un riesgo real tanto para los astronautas como para los artefactos espaciales autom¨¢ticos en el entorno terrestre. Las medidas que se vienen adoptando hasta ahora resultan insuficientes para evitar el aumento de la basura espacial en el futuro. La hoja de ruta de la NASA identifica tecnolog¨ªas que ser¨¢n necesarias para afrontar este reto, se?alando que son esenciales las observaciones ¨®pticas y con radar, as¨ª como mediciones directas para caracterizar mejor la poblaci¨®n de la basura espacial desde ¨®rbitas bajas hasta ¨®rbita geoestacionaria (a unos 36.000 kil¨®metros de altura), donde funcionan muchos sat¨¦lites de comunicaciones. Tambi¨¦n hay que avanzar en la modelizaci¨®n del entorno de la basura espacial tanto actual y como futuro, as¨ª como de los procesos de fragmentaci¨®n de sat¨¦lites y las situaciones de reentrada de trozos en la atm¨®sfera terrestre.

Es esencial, dicen los expertos de la agencia, conocer la meteorolog¨ªa espacial en las misiones lejanas o prologadas en las que ni los astronautas ni las naves y sondas espaciales cuentan con la protecci¨®n que brindan los campos magn¨¦ticos terrestres. La radiaci¨®n es un problema tanto para los exploradores humanos como para los equipos electr¨®nicos que llevan. Por tanto, deben mejorar los conocimientos que permitan hacer una mejor predicci¨®n de las erupciones solares. Pero esto no ser¨¢ suficiente, por lo que hay que desarrollar tecnolog¨ªas de mitigaci¨®n y protecci¨®n.