Cuando pensamos en una futura presencia permanente del ser humano en la Luna o en Marte, nos vienen a la cabeza los grandes desafíos técnicos que deberán superarse y que el cine se ha encargado de mostrarnos: ¿qué comerán? ¿Cómo conseguirán agua? ¿Oxígeno? ¿Energía? ¿Cómo dispondrán de suficientes medicamentos para que una enfermedad curable en la Tierra no sea letal allí? Y aunque todos estos son inmensos retos, quizá no seamos del todo conscientes del primero y más fundamental: basta detenernos a mirar el enorme y complejo tinglado que supone cualquier obra de construcción para caer en ello. ¿Cómo construiremos esas bases? ¿Con qué materiales? ¿Con qué máquinas?
Construir bases en la Luna o en Marte ya no es solo un sueño de ficción. De hecho, en los últimos años han surgido tantos proyectos, sobre todo relativos a la Luna, que se diría que en las próximas décadas el satélite terrestre podría convertirse en un lugar muy concurrido. El nuevo programa Artemisa de la NASA, que pretende regresar a la Luna a lo largo de esta década —la agencia reconoció que el objetivo original de 2024 es inalcanzable—, contempla situar en el Polo Sur lunar el Artemis Base Camp, que incluirá un hábitat fundacional y una plataforma móvil habitable, un vehículo cerrado y presurizado para expediciones de varios días fuera del campamento. El anterior director general de la Agencia Espacial Europea (ESA), Johann-Dietrich Wörner, ha impulsado durante años la idea de construir una Moon Village. Aunque no ha fructificado en un programa formal, el guante fue recogido por otros para crear la Moon Village Association.
El reto de construir con limitación de materiales
En la estela de sus exitosas misiones lunares Chang’e, China quiere también una base lunar; en junio de 2021 presentó conjuntamente con Rusia un plan de creación de una International Lunar Research Station (ILRS) para 2036, invitando a otros países a unirse, aunque es incierto cómo la reciente inestabilidad mundial afectará a estos proyectos. A las propuestas se han sumado también numerosas entidades privadas. Los magnates de la tecnología Jeff Bezos y Elon Musk, a través de sus compañías respectivas Blue Origin y SpaceX, han mostrado repetidamente su interés en apuntarse a la colonización lunar, como también lo han hecho otras organizaciones como Open Lunar Foundation o la International MoonBase Alliance. Y sobre todo ello gravita el empeño de Musk de crear una ciudad en Marte para 2050.
Grandes ambiciones, pero circula el dato de que transportar un solo ladrillo a Marte costaría 2 millones de dólares. Aunque no parece claro de dónde surge este cálculo, otras estimaciones basadas en las misiones espaciales reales apuntan que el coste de llevar un solo kilo de carga útil, simplemente a la órbita baja terrestre, puede superar los 20.000 dólares. Parece evidente que enviar a otro mundo volquetes cargados con cemento, grandes estructuras prefabricadas, grúas y buldóceres está del todo descartado, a pesar de que el cine de ciencia ficción nos muestre grandes estaciones extraterrestres en las que ni siquiera faltan tiendas o restaurantes. Por este motivo, todas las investigaciones y propuestas sobre construcción extraterrestre tienen un mismo principio inspirador como mantra: In Situ Resource Utilization (ISRU), utilización de recursos in situ. Es decir, limitarse en la medida de lo posible a lo que ya hay allí.
“No podemos establecer una cadena de suministro entre la Tierra y Marte similar a las que tenemos aquí, por lo que necesitamos encontrar maneras de generar materiales en un entorno de recursos extremadamente limitados”, comenta a OpenMind Javier Fernández, científico de materiales bioinspirados de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur. Esta carencia de recursos solo puede solventarla el ingenio humano. Es por ello que este es un campo fértil para la investigación multidisciplinar que reúna el conocimiento de químicos de materiales, geólogos, geofísicos, ingenieros, arquitectos, diseñadores, científicos planetarios, biólogos, tecnólogos y otros expertos en distintas ramas. Y aunque aún estamos lejos de las soluciones definitivas que superen este primer gran escollo para la colonización de otros mundos, ese ingenio humano ha aportado ideas sorprendentes.
De cuevas marcianas a edificios hinchables
La propuesta más inmediata es la más obvia: aprovechar habitáculos que la naturaleza ya ha construido por nosotros. El pasado volcánico de Marte y el impacto de meteoritos en la Luna y en el planeta rojo han creado tubos de lava similares a los terrestres, cuevas naturales que podrían ofrecer refugios prêt-à-porter. Estas cavernas cuentan además con grandes ventajas adicionales: su ubicación subterránea protegería a los ocupantes de la radiación cósmica y solar —una de las mayores amenazas a la vida fuera de la Tierra— y de posibles meteoritos, además de mantener temperaturas estables en torno a -20 °C y de proporcionar un fácil acceso a los recursos minerales del subsuelo y posiblemente a agua congelada. En Marte, además, si existe o existió vida, podría hallarse allí.
Las observaciones de las sondas lunares y marcianas han permitido detectar la presencia de estos tubos de lava, que debido a la menor gravedad en la Luna y Marte alcanzan tamaños gigantescos. Un estudio de 2020 calculaba que las dimensiones de estos tubos podrían albergar pequeñas ciudades, con alturas de techo mayores que los rascacielos más elevados de la Tierra. La ESA ha entrenado a sus astronautas en este tipo de terrenos en la isla canaria de Lanzarote mediante sus programas CAVES y PANGAEA, y promueve proyectos destinados a la futura exploración de cuevas lunares. Sin embargo, no se trata de un objetivo sencillo: además de la dificultad de su acceso y exploración, y según contaba a Live Science el coautor del estudio Riccardo Pozzobon, geólogo de la Universidad de Padua (Italia), el terreno sería muy escabroso e irregular, peligroso para el uso de habitáculos hinchables.
Los módulos hinchables, de aplicación inicial en estaciones espaciales, son una de las opciones a menudo barajadas para crear futuras bases lunares o marcianas. En esta línea ha destacado la compañía Bigelow Aerospace, del hotelero Robert Bigelow, que en 2016 acopló uno de sus módulos a la Estación Espacial Internacional. La empresa desarrolló un proyecto para una base lunar hinchable, pero despidió a toda su plantilla con la pandemia de COVID-19 y aún no hay noticias sobre cuál será su futuro. Sin embargo, cualquier solución de este u otro tipo de hábitat en la superficie necesitaría un grueso apantallamiento extra para proteger a los astronautas de las radiaciones peligrosas.
Pero sin duda la opción que mayor interés ha despertado es el uso del regolito (suelo suelto) de la Luna o Marte como material de construcción, según la filosofía del ISRU. Desde 1985, cuando comenzó a estudiarse el uso del sustrato lunar para fabricar un lunarcrete o mooncrete, un hormigón lunar, han sido innumerables las propuestas ensayadas utilizando regolitos artificiales que simulan el lunar o el marciano, como los llamados JSC (del Johnson Space Center de la NASA). El problema con el regolito lunar es que es pobre en óxido de calcio (CaO), componente esencial del cemento, subraya a OpenMind Ignasi Casanova, geoquímico de la Universitat Politècnica de Catalunya y director del Instituto de Técnicas Energéticas (INTE). Además, por razones obvias debe evitarse el uso de agua. “La fabricación de cemento a partir de materiales lunares, aunque no imposible, ya que algunos de ellos contienen todos los elementos químicos necesarios en bastante abundancia, requeriría una gran cantidad de energía”, comenta Casanova. Por ello los investigadores exploran opciones como reemplazar el agua por azufre fundido o compactar el material mediante sinterización (compactación por presión o calor) por láser o luz solar concentrada a través de grandes lentes; un proceso que, según Casanova, “aún está lejos de ser eficiente”.
Imprimir bases lunares con tecnología 3D
Del ingenio de los investigadores surgen ideas para crear materiales compuestos que complementen el regolito con un aglutinante o plastificante de origen biológico al alcance de los colonos, evitando la necesidad de procesos complicados e ingredientes importados. Se propone el uso de urea, un componente abundante en la orina, el sudor y las lágrimas, o de albúmina, una proteína de la sangre. Desde la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, Javier Fernández ensaya un biolito marciano que utiliza quitina, el segundo biopolímero más abundante en la Tierra después de la celulosa, presente en infinidad de organismos incluyendo los insectos, que podrían criarse en un hábitat en Marte.
Según explica Fernández, la quitina sería un subproducto de la basura orgánica generada por los humanos, ya que no tiene valor nutricional para nosotros, por lo que quedaría integrada dentro del ciclo ecológico del hábitat marciano en un sistema sostenible, circular y con mínimos residuos. “Para construir objetos sólidos reprodujimos la manera en que las conchas de los crustáceos incorporan minerales en estructuras de quitina”, señala, precisando que el biolito podría utilizarse no solo para construir las infraestructuras, sino también para fabricar piezas, repuestos y herramientas mediante impresión 3D.
La impresión 3D, o fabricación aditiva, es la tecnología clave a la que mira el grueso de las propuestas como método de construcción de las futuras bases extraterrestres. El escalado de las máquinas ya ha permitido aplicar este sistema para construir en la Tierra. “La ESA ha sido pionera en el uso de tecnologías de impresión en 3D para construir una base lunar”, señala a OpenMind Laurent Pambaguian, ingeniero de materiales de la agencia europea. El primer proyecto de la ESA en esta línea, en colaboración con la firma de arquitectos Foster+Partners, ha consistido en un módulo al que se une un domo hinchable sobre el cual se imprime en 3D una gruesa capa de regolito. La ESA participa además en otros proyectos en colaboración con distintas instituciones. Por su parte, la NASA también ha explorado el concepto a través de su competición 3D-Printed Habitat Challenge.
“Para todo esto, los retos son muchos, incluyendo los medios para recolectar y procesar el regolito, el reparto entre lo que hay disponible y lo que debe llevarse desde la Tierra o cómo eliminar los residuos”, apunta Pambaguian, a lo que añade la arquitectura, ampliación, mantenimiento, energía, recursos, etcétera. Las ideas no se agotan aquí: se han propuesto también edificios hechos de hielo o incluso de hongos. El ingenio humano no tiene límites, pero aún queda un camino tan largo como de aquí a la Luna, o a Marte. “En mi opinión, está bastante claro que tendremos que aprender sobre la marcha”, concluye Casanova.
Javier Yanes
@yanes68
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