Cuando iniciaron los «viajes» al espacio, allá a finales de los años 50 e inicios de los 60 del siglo pasado, salir de la atmósfera terrestre era una proeza. Las computadoras tenían una muy limitada capacidad de cálculo, los materiales de construcción eran rudimentarios y pensados realmente para la tierra y, además, se desconocía casi por completo la respuesta del cuerpo humano a las condiciones que encontrarían los astronautas. Cuando uno mira las «naves» que lo lograron, de verdad que admiramos más a los hombres y mujeres que se arriesgaron. Es como meterse en un barril y que lo lancen sobre una bomba.
Después 70 años, la tecnología ha avanzado de manera sorprendente: la informática, los materiales, la fisiología y demás áreas del conocimiento están a «años luz» de distancia de los pioneros. Sin embargo, no es coser y cantar. Estamos muy lejos de ello. Por esa razón, es preferible usar robots en ciertas misiones y aun así, una proporción muy alta de ellas, fracasan por algún error de comunicación o de falla técnica. De manera que pensar en mandar humanos, aunque sea aquí a la vuelta de la esquina, a Marte, por ejemplo, realmente no forma parte de los planes a corto o mediano plazo de muchas agencias.
Cada vuelo se calcula al mínimo detalle, el material indispensable viaja después de un exhaustivo análisis de lo que se va a usar realmente en alguna circunstancia determinada y cada astronauta tiene un papel específico, como una especie de coreografía que es ensayada una y otra vez.
Un problema fundamental es el peso. Se requiere combustible para lograr vencer la atracción gravitacional de la tierra y para ello se queman litros y litros de combustible, líquido o sólido. Cuando uno mira un cohete, la nave tripulada es solo la punta, lo demás son tanques de combustible y motores que lo quemen y generen empuje. Cada gramo añadido a la carga representa muchos litros de combustible adicional, por lo tanto, se requiere un mayor tamaño de la nave, espacio para guardarlo, más complejidad técnica y, por consiguiente, mayor probabilidad de falla. Pero además está otro problema: la fisiología humana. Nuestro metabolismo requiere agua y oxígeno más otros gases para funcionar, fuentes constantes y de calidad de carbono, nitrógeno, fósforo y otros nutrientes, macro y micro, además están los desechos líquidos, sólidos y gaseosos. De manera que un viaje a la vecindad del planeta es una cosa muy seria.
Ahora imaginemos que se viaja a otro planeta, como Marte, que se encuentra a 399 millones de kilómetros en la fase más lejana y en la fase más cercana, a 54,6 millones de kilómetros, es decir, unas 140 veces la distancia de la tierra a la luna. Un viaje en las mejores condiciones de distancia, en la actualidad, les llevaría aproximadamente 1.2 años de ida y vuelta. De manera que, si van personas, imaginen lo que deben de cargar de comida, agua, oxígeno y otros gases, además de lo necesario técnicamente para el viaje. Pero estamos suponiendo un viaje de ida y vuelta, ahora pensemos en un descenso a la superficie del planeta, donde además de la complejidad de la acción y del tiempo que estarán en una roca (por lo menos hasta ahora) inerte, hay que llevar todo.
Muchas películas del cine de fantasía, apelan a soluciones muy tramposas y actualmente inexistentes, por ejemplo, poner a dormir a los astronautas para reducir su metabolismo al mínimo, aunque mínimo no significa anularlo y luego no explican las atrofias musculares y de varios órganos por la inactividad y la falta de gravedad, de manera que por el momento eliminemos esas alternativas y pensemos en personas activas desde que salen de la tierra. Se ha pensado en vuelos en escalas, donde se colocarían estaciones intermedias con combustible, alimentos, oxígeno, agua, es decir, se llevarían en viajes previos, probablemente robotizados, lo que se va a requerir, lo cual incrementaría el tiempo y el costo para realizar tal misión. Incluso se ha pensado en crear una estación en el propio Marte, usando robots e impresoras 3D y luego dotarla de agua y las otras cosas en viajes sucesivos.
Pero la probabilidad de un error y que las misiones fracasen son tan altas, que los costos se disparan a tal nivel, que lo hacen, por ahora, impensable. Después de todo un robot tiene necesidades mínimas y si se pierde, es solo dinero… Pero créame, se trabaja intensamente en buscar soluciones: motores más eficientes y menos gastalones, naves reutilizables, construcción fuera de la atmósfera terrestre, estaciones intermedias, etc.
Pero un problema muy vigente sigue siendo la fisiología humana, ¿qué hacer con las necesidades de alimento, agua y gases? Y más aún, los productos de desecho de la fisiología se convierten en un veneno potencial, entonces, ¿qué hacer con ellos?
Todo esto lo estoy reflexionando porque vi una película de estreno reciente en Netflix, que toca este tema de manera muy interesante. Se trata de Stowaway (Polizón), coescrita y dirigida por el brasileño Joe Penna y que en México se presenta como Pasajero inesperado, título que me gusta más, ya que el polizón es alguien que sube a alguna nave de manera voluntaria y clandestina y no es el caso en esta película.
Pasajero inesperado es un drama espacial a medio camino entre la ciencia ficción y thriller psicológico. Una misión a Marte, Hyperion, programada para llevar a tres tripulantes: una astronauta, la comandante Marina (Toni Colette) y dos científicos (una médica, Anna Kendrick y un biólogo, Daniel Dae Kim) al planeta rojo para realizar una serie de experimentos que faciliten futuras misiones. El despegue transcurre bien, con algunos incidentes menores que no ponen en peligro la misión, para volcarse, una vez abandonada la tierra, en un problema. La tripulación descubre a un pasajero inesperado (Shamier Anderson). Decía que realmente no es un polizón. Se trata de un ingeniero estructural que en la preparación del despegue «sufrió un accidente» del que nadie se percató, quedando atrapado inconsciente en un lugar recóndito (el eliminador de bióxido de carbono —CO2—) y la nave despegó con él a bordo.
Vamos a dejar nuestra credulidad muy bien aparcada con el propósito de disfrutar la «cinta». Pero realmente eso sería imposible. Como mencioné antes, cada aspecto de un viaje se calcula al milímetro y aún más el peso. Supongamos que alguien pueda subir de contrabando un cortaúñas en un avión transatlántico, puede suceder, pero que alguien suba una guillotina y nadie se percata, eso ya no es posible. En un cohete, unos gramos mal calculados pueden terminar en un accidente de grandes proporciones, ahora pensemos en 90 kilos extras y que ningún sensor a bordo o en tierra lo detecta. Ese aspecto está completamente fuera de lugar, pero bueno, esa es la historia. Lo cuento porque sucede andando unos cuantos minutos de la película (12 horas después del despegue, en la historia).
El cohete se acopla a una estación de tránsito, que realmente está allí para llevarlos al lejano Marte y será su hogar durante los largos meses de ida y vuelta, además, es el lugar donde descubren al polizón. No pueden devolverse, el viaje está programado y la nave, realmente hará el viaje sin que nadie «tome los controles», así que hay que lidiar con el extra (en el espacio, fuera de las películas de vaqueros interestelares, uno no puede tomar un volante y darse la vuelta, el costo energético y factores gravitacionales lo impedirían). El problema, les decía, es que en una misión espacial todo está calculado para no llevar nada de más, y resulta que tienen otro comensal, que además respira y por lo tanto consume oxígeno y expulsa CO2 y algo de monóxido de carbono (CO), un gas totalmente mortal, pero que en la tierra, a menos que estemos encerrados herméticamente, no constituye un problema, pero en el espacio ni hay oxígeno y en un sistema cerrado, los niveles de CO2 y CO llegarán pronto a ser muy peligrosos.
Una nave de esas características debe tener un sistema para deshacerse de estos gases, el asunto es que el pasajero inesperado se quedó atorado precisamente en ese aparato y lo dañó… como rápido se enteraran. Por alguna razón extraña, la nave no lleva un repuesto para tan vital aparato ni manera de repararlo (a pesar de que el polizón involuntario es ingeniero, quien por cierto, en la película la hace de monigote), así que en un instante la misión y la vida de los tripulantes está en grave riesgo.
Nosotros respiramos oxígeno molecular (O2). Los usamos en las mitocondrias de cada célula como aceptor final de H+ en la producción de ATP (energía para todo el trabajo biológico). Al consumir compuestos de carbono (básicamente azúcares y/o grasas), rompemos las moléculas y el carbón lo eliminamos como CO2 y los electrones los usamos para generar un gradiente de H+ que será la fuerza motriz para producir ATP. Esos H+, serán aceptados finalmente por el O2 que se reducirá hasta agua (H2O). A todo este proceso le llamamos respiración. Captamos oxígeno que intercambiamos por dióxido de carbono. En nuestro planeta, el CO2 que producimos va a la atmósfera de donde es capturado por las plantas y otros organismos autótrofos que lo intercambian por O2 en la fotosíntesis.
El problema de una nave en el espacio es que es un sistema cerrado. No hay manera de tomar O2 del espacio porque no hay, y el CO2 inevitablemente se acumulará. Así que debemos expulsar este gas, pero en el espacio no es una tarea fácil. Por otro lado, no hay quien produzca O2. En la tierra, este es liberado del agua por una reacción única en los seres vivos y que solo realizan los organismos fotosintéticos. El oxígeno no es usado (solamente el H+), así que se le intercambia por CO2. En la nave cerrada, el CO2 se acumulará y al aumentar en nuestra sangre, provocará daños pulmonares, afectará a otros órganos más, disminuirá la captación de oxígeno (aquí le llamamos EPOC a la enfermedad que provoca esto) y finalmente se producirá la muerte.
Así que imaginen: la nave lleva oxígeno para tres personas, pero son cuatro con lo cual aumentan aún más el CO2 que no tiene manera de desecharse, de modo que hay un asunto muy serio: o se deshacen de uno de los pasajeros (y ya imaginaran quién) o se mueren todos. La alternativa es encontrar una solución rápido. No les quiero contar, pero la película se adentra en el conflicto moral que esto significa para los tripulantes, en particular los no militares.
Decíamos, sin ánimo de platicar la película, que a bordo va un biólogo que realizará experimentos con microalgas que al cultivarse, produzcan oxígeno y capturen CO2 de la atmósfera marciana, de manera que esta es una posible solución, pero nadie lo ha probado en el espacio, para eso era la misión. Otra es aumentar el oxígeno disponible que está en unos tanques, pero no sé por qué demonios son inaccesibles. Tal vez sean parte del combustible no usado y que nadie imaginó jamás requerir.
El asunto no es trivial. La misión reciente de la NASA Perseverance que envió un vehículo robot a Marte con mucho éxito, hace unos días comunicó que el Rover (así le llaman a los autos robot desde el famoso vehículo que movió a los astronautas de la misión Apollo XVI, en 1977 en la Luna) lleva un equipo del tamaño de una tostadora, llamado MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) que ha logrado convertir CO2 marciano en oxígeno. La atmósfera marciana es muy rica en CO2 (96 %) y MOXIE logró producir alrededor de 5 gramos, más o menos lo que ocuparía un humano en respirar ocho minutos. Es una miseria, pero es el comienzo. El equipo separó los átomos de oxígeno del carbono y el producto CO (muy tóxico) se desechó a la atmósfera donde no causa ningún daño. Por ahora, se informa que se requirieron grandes cantidades de energía (unos 800º) para lograr la separación, pero eventualmente el proceso se puede hacer más eficiente e instalar aparatos de estos en las naves, lo que reduciría la necesidad de llevar tanques de oxígeno. Los experimentos en este sentido continuarán todo el año. La idea es realizar un equipo «compacto» que se pueda llevar a Marte y sustituya las 25 toneladas de tanques de oxígeno que se requieren para una misión tripulada.
Por allí leí que la compañía de Elon Musk, dueño de Tesla y empeñado en el diseño de cohetes reutilizables con miras a misiones tripuladas a Marte, ofrece un premio millonario al mejor diseño de un artefacto para deshacerse del temido (en el ambiente cerrado de una nave) CO2 y la posibilidad de generar O2 al mismo tiempo. Al parecer la tecnología de la NASA no le convence y él plantea una tecnología más sencilla y sin tanto gasto de energía.
Como podemos ver, viajar por el espacio, colonizar o siquiera explorar mundos externos es, de momento, un sueño. Los robots pueden hacerlo (no sin dificultades) por nosotros, y es claro que procesos que damos por sentados en la tierra, no sucederán de igual manera fuera de ella.
Les recomiendo mucho la lectura del libro Aurora de Kim Stanley Robinson (Minotauro, 2016. ISBN 978-84-450-0306-0. Barcelona, Traducción de Miguel Antón). Si bien es una novela de ciencia ficción, analiza de manera muy detallada, no la tecnología requerida, sino las dificultades ecológicas de un sistema cerrado y aislado. El autor cuenta la historia de una nave preparada para sostener a varias generaciones de humanos para viajar fuera del sistema solar por primera vez en la historia de la humanidad. Esto es Aurora, la película de Stowaway llevada más allá.
Horacio Cano Camacho, Profesor Investigador del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología y Jefe del Departamento de Comunicación de la Ciencia de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.