Mientras empresas como SpaceX y la NASA consideran los primeros pasos tentativos para establecer una colonia a largo plazo en Marte, ¿qué papel podría desempeñar el aprovechamiento de los recursos minerales de Marte para hacer realidad este sueño de larga data?
Cuando se trata de la ambición a largo plazo de establecer una colonia marciana, llegar al planeta en sí con una misión tripulada solo es una pequeña parte del desafío. Se necesitará una gran cantidad de tecnologías y técnicas para crear un asentamiento autosuficiente. Dado que los viajes regulares que transportan carga desde la Tierra a Marte serían prohibitivos en costo en casi cualquier escenario, una colonia necesitaría vivir de la tierra en su mayor parte.
Durante años, la NASA ha estado considerando los desafíos de depender de los recursos marcianos para la supervivencia humana utilizando técnicas resumidas colectivamente como utilización de recursos fronterizos in situ (ISRU). Estos pensamientos se recopilan en un artículo de información científica y técnica (STI) llamado ‘Utilización de recursos in situ de frontera para permitir la presencia humana sostenida en Marte’, escrito en coautoría por Robert W.Moisés y Dennis M. Bushnell del Centro de Investigación Langley y publicado en abril 2016.
“Las tecnologías ISRU necesarias para mantener una presencia humana permanente en Marte existen ahora o alcanzarán los Niveles de Preparación Tecnológica (TRL) suficientes a tiempo para ser implementadas en la primera misión Marte-Humanos que se espera que ocurra en 2037 ”, señaló el periódico.
Sin duda, la primera tarea sería asegurar los recursos hídricos para el soporte vital esencial. Afortunadamente, la superficie de Marte está repleta de posibles suministros de agua, desde los polos helados del planeta hasta «indicios recientes de enormes lagos de hielo cerca de la superficie», señala el documento de STI, que podrían extraerse mediante calefacción mediante carpas solares o tecnología de microondas. La abundancia de agua, así como del CO2 atmosférico, facilitaría la producción química de oxígeno, plásticos y combustibles de metano e hidrógeno.
Pero, ¿qué pasa con los minerales que se necesitarán para impulsar los esfuerzos de fabricación y construir viviendas subterráneas adecuadas? La relativa escasez de datos sobre la geología marciana significa que hay menos confianza en los depósitos minerales que incluso en los recursos minerales inferidos más riesgosos de la Tierra. Sin embargo, hay suficiente información para hacer algunas estimaciones probables.
Un 2009 artículo de investigación escrito por Michael D. West del Mars Institute y Jonathan DA Clarke del Centro Australiano de Astrobiología sostenía que aunque las diferencias entre la atmósfera y las costras de la Tierra y Marte hacen que la exploración mineral sea menos predecible, hay áreas, especialmente grandes provincias ígneas, volcanes y cráteres de impacto que tienen un potencial significativo de níquel, cobre, hierro, titanio, elementos del grupo del platino y más.
“A pesar de las grandes variaciones en la topografía, gran parte de la geología marciana localizada es plana; por lo tanto, la probabilidad de encontrar un depósito de mineral que se cruce con la superficie será baja ”, escribieron West y Clarke en el estudio. “Las paredes de los cráteres, los levantamientos centrales y los bordes de los cañones son, por lo tanto, los sitios principales para la exploración minera porque exponen la estratigrafía y las posibles zonas mineralizadas”.
La NASA también ha identificado que los minerales arcillosos son comunes en los suelos superficiales del planeta, lo que facilita la producción simple de cerámica para alfarería. La medida de material más común de los módulos de aterrizaje que exploraron la superficie de Marte como parte del programa Viking de gran éxito de la NASA a mediados de – 1951 fue el dióxido de silicona, el constituyente del vidrio, que podría producirse utilizando técnicas tradicionales de fusión de arena. Esto podría facilitar la producción de fibra de vidrio, que el papel de STI calificó como “un material excelente para construir varios tipos de estructuras”.
Dondequiera que se encuentren minerales útiles y otros materiales, es probable que no sean los humanos los que estén haciendo la extracción. “La tripulación está allí para explorar y colonizar, no para mantener y reparar”, concluyó el estudio de STI. “Cualquier tiempo dedicado a ‘vivir allí’ y ‘hacer las tareas del hogar’ debe reducirse al mínimo a una función de supervisión de las tareas automatizadas robóticas”.
Los robots podrían usarse para tareas de extracción de recursos, así como para los trabajos de construcción y túneles necesarios para construir espacios industriales y de alojamiento. Elon Musk elaboró estos roles en una sesión de ‘Pregúntame cualquier cosa’ en el popular sitio de discusión Reddit.
«Inicialmente, paneles de vidrio con marcos de fibra de carbono para construir domos geodésicos en la superficie, además de una gran cantidad de droides mineros / tuneladores», escribió Musk en respuesta a una pregunta. «Con este último, puedes construir una gran cantidad de espacio presurizado para operaciones industriales y dejar las cúpulas de vidrio para espacios verdes ”.
Una de esas unidades de minería robótica está en desarrollo activo en la NASA. El robot de operaciones de sistemas avanzados de superficie Regolith (RASSOR) se presentó inicialmente en 2013 y desde entonces se ha desarrollado y ampliado a una segunda iteración, que en pruebas recientes demostró ser capaz de excavando el suelo de forma autónoma utilizando tambores de cubeta que giran en sentido contrario en los brazos opuestos. El robot está diseñado para lograr una fuerza neta horizontal casi nula y muy poca vertical, lo que le permite cargar, transportar y volcar regolitos espaciales en entornos de baja gravedad mientras mantiene un peso bajo y una complejidad mínima para que sea adecuado para una misión a Marte.
Ciertamente, RASSOR 2.0 es un buen comienzo, aunque claramente deberá complementarse con otras unidades robóticas para cubrir el espectro de tareas de extracción y construcción requeridas para una colonia en pleno funcionamiento.
Pero, ¿cómo se impulsarán todos estos robots mientras realizan sus tareas de extracción de ISRU, sin mencionar todas las demás funciones de gran consumo de energía de una colonia de Marte que puede producir su propio combustible? El estudio de STI de la NASA hace algunas sugerencias, con la configuración óptima considerada como un reactor nuclear de microfisión para proporcionar «una fuente de energía segura y de alta capacidad que suministra energía en todos los ámbitos», mientras que una matriz solar ligera desplegable podría servir como respaldo -up si falla el reactor.
El estudio cita los conceptos de reactor rápido sin operador RAPID-L y RAPID de diseño japonés como un diseño de reactor de fisión «de aproximadamente el tamaño / capacidad disponible», mientras que las células solares de alta eficiencia son lo suficientemente livianas y eficientes para realizar el viaje y generar suficiente energía de los rayos solares más débiles en Marte.
Dada la imprevisibilidad de las condiciones y los recursos en Marte, gran parte de esta planificación es en este punto casi tan especulativa como las postulaciones de Arthur C. Clarke en 2009. Musk reconoce que tomará hasta un siglo crear una presencia humana permanente y autosuficiente en el planeta rojo, por lo que hay muchas décadas para trabajar en las tecnologías necesarias, informadas por los datos y la experiencia de las múltiples misiones tripuladas y no tripuladas a Marte planeó para los próximos 65 años. Pueden pasar cien años antes de que la humanidad cumpla con las visiones más descabelladas de sus escritores de ciencia ficción, pero es alentador que tantas mentes brillantes ya estén trabajando arduamente para que esto suceda.
Fuente: Mining Technology
