Elon Musk nunca ha sido uno para mantener sus planes a largo plazo para sí mismo. Más allá del desarrollo de cohetes reutilizables, automóviles eléctricos y la revolución de la energía solar, también ha expresado su opinión sobre el establecimiento de una colonia en Marte durante su vida. El objetivo aquí es nada menos que garantizar la supervivencia de la raza humana mediante la creación de una "ubicación de respaldo", y requiere una planificación y arquitectura serias.
Estos y otros aspectos de la misión propuesta de Musk a Marte se describieron en un ensayo titulado "Hacer de los seres humanos una especie multiplanetaria", que se publicó en la edición de junio de 2017 de la revista Nuevo espacio. El documento es un resumen de la presentación que hizo en la 67ª Reunión Anual del Congreso Internacional de Astronáutica, que tuvo lugar del 26 al 30 de septiembre de 2016 en Guadalajara, México.
El documento fue producido por Scott Hubbard, profesor consultor de la Universidad de Stanford y editor en jefe de Nuevo espacio, e incluye todo el material y diapositivas de la presentación original de Musk. Contiene los pensamientos de Musk sobre cómo se podría lograr la colonización de Marte en este siglo y qué problemas deberían abordarse.
Estos incluyen los costos de enviar personas y cargas a Marte, los detalles técnicos del cohete y el vehículo que realizaría el viaje, y posibles desgloses y plazos. Pero, por supuesto, también aborda las preguntas filosóficas clave: "¿Por qué ir?" y "¿Por qué Marte?"
Abordar esta primera pregunta es uno de los aspectos más importantes de la exploración espacial. ¿Recuerdas el icónico discurso de John F. Kennedy "Elegimos ir a la Luna"? Lejos de ser solo una declaración de intenciones, este discurso fue una justificación por parte de la administración Kennedy de todo el tiempo, la energía y el dinero que estaba comprometiendo con el programa Apollo. Como tal, el discurso de Kennedy enfatizó sobre todo por qué el objetivo era una empresa noble.
Al mirar a Marte, Musk dio un tono similar, enfatizando la supervivencia y la necesidad de la humanidad de expandirse al espacio. Como él dijo:
“Creo que realmente hay dos caminos fundamentales. La historia se bifurcará en dos direcciones. Un camino es permanecer en la Tierra para siempre, y luego habrá algún evento de extinción eventual. No tengo una profecía inmediata del día del juicio final, pero eventualmente, según la historia, habrá algún evento del día del juicio final. La alternativa es convertirse en una civilización espacial y una especie multiplanetaria, y espero que estén de acuerdo en que es el camino correcto ”.
En cuanto a lo que hace de Marte la opción natural, fue un poco más difícil de vender. Por supuesto, Marte tiene muchas similitudes con la Tierra, de ahí que a menudo se le llame "el gemelo de la Tierra", lo que lo convierte en un objetivo tentador para la investigación científica. Pero también tiene algunas diferencias bastante marcadas que hacen que las estancias a largo plazo en la superficie parezcan menos atractivas. Entonces, ¿por qué sería la elección natural?
Como explica Musk, la proximidad tiene mucho que ver con eso. Claro, Venus está más cerca de la Tierra, acercándose a 41 millones de kilómetros (25,476,219 millas), en comparación con 56 millones de kilómetros (3,4796,787 millas) con Marte. ¡Pero el ambiente hostil de Venus está bien documentado e incluye una atmósfera súper densa, temperaturas lo suficientemente altas como para derretir el plomo y la lluvia de ácido sulfúrico! Mercurio está demasiado caliente y sin aire, y las lunas jovianas están muy lejos.
Esto nos deja con solo dos opciones para el futuro cercano, en lo que respecta a Musk. Una es la Luna, que probablemente tendrá un asentamiento permanente en los próximos años. De hecho, entre la ESA, la NASA, Roscosmos y la Administración Nacional del Espacio de Chines, no faltan planes para construir un puesto avanzado lunar, que servirá como sucesor de la ISS.
Pero en comparación con Marte, es menos rico en recursos, no tiene atmósfera y representa una transición importante en cuanto a la gravedad (0.165 sol comparado con 0.376 sol) y la duración del día (28 días frente a 24,5 horas). Aquí radica la razón más importante para ir a Marte, que es el hecho de que nuestras opciones son limitadas y Marte es el más parecido a la Tierra de todos los cuerpos a los que tenemos acceso actualmente.
Lo que es más, Musk tiene en cuenta el hecho de que los colonos podrían comenzar a impulsar el proceso de terraformación, para hacerlo aún más parecido a la Tierra con el tiempo. Como él dice (negrita añadida para enfatizar):
“De hecho, ahora creemos que Marte temprano se parecía mucho a la Tierra. En efecto, si pudiéramos calentar Marte, una vez más tendríamos una atmósfera espesa y océanos líquidos. Marte está aproximadamente a la mitad de distancia del Sol que la Tierra, por lo que todavía tiene luz solar decente. Hace un poco de frío, pero podemos calentarlo. Tiene una atmósfera muy útil, que, siendo principalmente CO2 con algo de nitrógeno y argón y algunos otros elementos traza, significa que podemos cultivar plantas en Marte simplemente comprimiendo la atmósfera.
“Sería muy divertido estar en Marte porque tendrías una gravedad que es aproximadamente el 37% de la de la Tierra, por lo que serías capaz de levantar cosas pesadas y atacarlas. Además, el día es notablemente cercano al de la Tierra. Solo necesitamos cambiar las poblaciones porque actualmente tenemos siete mil millones de personas en la Tierra y ninguna en Marte ”.
Naturalmente, no se puede esperar que ninguna misión suceda sin el vehículo tan importante. Con este fin, Musk utilizó la reunión anual de IAC para desvelar los planes de su compañía para el Sistema de Transporte Interplanetario. Una versión actualizada del Mars Colonial Transporter (del que Musk comenzó a hablar en 2012), el ITS constará de dos componentes principales: un cohete reutilizable y la nave espacial interplanetaria.
El proceso para llegar a Marte con estos componentes implica unos pocos pasos. Primero, el cohete y la nave espacial despegan juntos y la nave espacial se entrega en órbita. Luego, mientras la nave espacial asume una órbita de estacionamiento, el propulsor regresa a la Tierra para recargarse con la nave cisterna. Este vehículo tiene el mismo diseño que la nave espacial, pero contiene tanques propulsores en lugar de áreas de carga.
Luego, el petrolero se lanza en órbita con el propulsor, donde se encontrará con la nave espacial y la reabastecerá de combustible para el viaje a Marte. En general, el buque tanque propulsor subirá de tres a cinco veces para llenar los tanques de la nave espacial mientras está en órbita. Musk estima que el tiempo de respuesta entre el lanzamiento de la nave espacial y la recuperación del refuerzo podría ser tan bajo como 20 minutos.
Este proceso (si Musk se sale con la suya) se expandiría para incluir varias naves espaciales que viajan hacia y desde Marte cada 26 meses (cuando Marte y la Tierra están más cerca):
“En última instancia, tendrías más de 1,000 o más naves espaciales esperando en órbita. Por lo tanto, la flota colonial de Marte partiría en masa. Tiene sentido cargar las naves espaciales en órbita porque tiene 2 años para hacerlo, y luego puede hacer un uso frecuente del propulsor y el tanquero para obtener una gran reutilización de esos. Con la nave espacial, obtienes menos reutilización porque tienes que considerar cuánto tiempo va a durar, tal vez 30 años, lo que podría ser entre 12 y 15 vuelos de la nave espacial como máximo ".
En términos de la estructura del cohete, consistiría en un avanzado exterior de fibra de carbono que rodea los tanques de combustible, que dependería de un sistema de presurización autógeno. Esto implica que el combustible y el oxígeno se gasifiquen a través de intercambios de calor en el motor, que luego se utilizarían para presurizar los tanques. Este es un sistema mucho más simple que el que se está utilizando actualmente para el cohete Falcon 9.
El amplificador usaría 42 motores Raptor dispuestos en anillos concéntricos para generar empuje. Con 21 motores en el anillo exterior, 14 en el anillo interior y siete en un grupo central, el impulsor tendría un empuje de despegue estimado de 11,793 toneladas métricas (13,000 toneladas) - 128 MegaNewtons - y un empuje de vacío de 12,714 métricas toneladas (14.015 toneladas), o 138 MN. Esto la convertiría en la primera nave espacial donde la barra de rendimiento del cohete excede el tamaño físico del cohete.
En cuanto a la nave espacial, los diseños requieren una sección presurizada en la parte superior con una sección no presurizada debajo. La sección presurizada podría contener hasta 100 pasajeros (pensó que Musk espera eventualmente aumentar esa capacidad a 200 personas por viaje), mientras que todo el equipaje y la carga necesarios para construir la colonia marciana se mantendrían en la sección no presurizada a continuación.
En cuanto a los compartimentos de la tripulación, Musk estaba seguro de ilustrar cómo el tiempo en ellos no sería aburrido, ya que el tiempo de tránsito es largo. "Por lo tanto, el compartimento de la tripulación o el compartimento de los ocupantes está configurado para que puedas hacer juegos de gravedad cero, puedes flotar", dijo. “Habrá películas, salas de conferencias, cabañas y un restaurante. Será muy divertido ir. ¡Lo vas a pasar genial! ”
Debajo de ambas secciones, se encuentran el tanque de oxígeno líquido, el tanque de combustible y los motores de las naves espaciales. Los motores, que se conectarían directamente al cono de empuje en la base, consistirían en un anillo exterior de tres motores a nivel del mar, que generarían 361 segundos de impulso específico (Isp), y un grupo interno de seis motores de vacío que generaría 382s Isp.
El exterior de la nave espacial también estará equipado con un escudo térmico, que estará compuesto del mismo material que SpaceX usa en su nave espacial Dragon. Esto se conoce como un ablador de carbono impregnado de fenólicos (PICA), del cual SpaceX se encuentra en su tercera versión. En total, Musk estima que la Nave Espacial Interplanetaria podrá transportar 450 toneladas de carga a Marte, dependiendo de cuántas veces el buque cisterna pueda rellenar la nave.
Y, dependiendo de la cita entre la Tierra y Marte, el tiempo de tránsito podría ser tan pequeño como 80 días de ida (calculando una velocidad de 6 km / s). Pero con el tiempo, Musk espera reducir eso a solo 30 días, lo que permitiría establecer una población considerable en Marte en un período de tiempo relativamente corto. Como Musk indicó, el número mágico aquí en 1 millón, lo que significa el número de personas que se necesitarían para establecer una colonia autosuficiente en Marte.
Admitió que este sería un gran desafío y que podría durar hasta un siglo:
“Si solo puedes ir cada 2 años y si tienes 100 personas por barco, eso es 10,000 viajes. Por lo tanto, al menos 100 personas por viaje es el orden de magnitud correcto, y podemos terminar ampliando la sección de la tripulación y, en última instancia, tomar más de 200 o más personas por vuelo para reducir el costo por persona. Sin embargo, 10,000 vuelos son muchos vuelos, por lo que, en última instancia, realmente querría del orden de 1,000 barcos. Tomaría un tiempo construir hasta 1,000 naves. El tiempo que llevaría alcanzar ese umbral de un millón de personas, desde el punto en el que la primera nave va a Marte, probablemente se situaría entre 20 y 50 citas totales de Marte, por lo que llevaría entre 40 y 100 años lograr un autocontrol total. manteniendo la civilización en Marte ".
Cuando el ITS esté listo para el lanzamiento, lo hará desde la plataforma de lanzamiento 39A en el Centro Espacial Kennedy en Florida, que SpaceX utiliza actualmente para realizar lanzamientos de Falcon 9. Pero, por supuesto, el aspecto más desalentador de cualquier esfuerzo de colonización es el costo. En la actualidad, y utilizando los métodos actuales, enviar más de 1 millón de personas a Marte simplemente no es asequible.
Al usar los métodos de la era Apolo como una piedra de toque, Musk indicó que el costo de ir a Marte sería de alrededor de $ 10 mil millones por persona, lo que se deriva del hecho de que el programa en sí cuesta entre $ 100 y $ 200 mil millones (ajuste por inflación) y resultó en 12 astronautas que pisan la Luna. Naturalmente, esto es demasiado alto para crear una colonia autosuficiente con una población de 1 millón.
Como resultado, Musk afirmó que el costo de transportar personas a Marte ¡tendría que reducirse en un enorme 5 millones por ciento! El deseo de Musk de reducir los costos asociados con los lanzamientos espaciales es bien conocido, y es la razón por la que fundó SpaceX y comenzó a desarrollar tecnología reutilizable. Sin embargo, los costos tendrían que reducirse hasta el punto en que un boleto a Marte costaría aproximadamente lo mismo que una casa mediana, es decir, $ 200,000, antes de que pueda ocurrir cualquier viaje a Marte.
En cuanto a cómo se podría hacer esto, se describen varias estrategias, muchas de las cuales Musk y agencias espaciales como la NASA ya están aplicando activamente. Incluyen la reutilización completa, donde todas las etapas de un cohete y su módulo de carga (no solo la primera etapa) tendrían que ser recuperables y reutilizables. El reabastecimiento de combustible en órbita es un segundo medio, lo que significaría que la nave espacial no tendría que transportar todo el combustible que necesita de la Tierra.
Además de eso, tendría que haber una opción para la producción de propulsores en Marte, donde la nave espacial podrá repostar en Marte para hacer el viaje de regreso. Este concepto ha sido explorado en el pasado para misiones lunares y marcianas. Y en el caso de Marte, la presencia de CO² atmosférico y congelado, y el agua tanto en el suelo como en los casquetes polares, significaría que se podría fabricar combustible de metano, oxígeno e hidrógeno.
Por último, está la cuestión de qué propelente sería el mejor. Tal como están las cosas, existen opciones básicas cuando se trata de queroseno (combustible para cohetes), hidrógeno y metano. Todos estos presentan ciertas ventajas y pueden fabricarse in situ en Marte. Pero basado en un desglose de costo-beneficio, Musk afirma que el metano sería el propulsor más rentable.
Como siempre, Musk también planteó la cuestión de los plazos y los próximos pasos. Esto consistió en un resumen de los logros de SpaceX en la última década y media, seguido de un resumen de lo que espera ver que su compañía haga en los próximos años y décadas.
Estos incluyen el desarrollo de la primera nave espacial interplanetaria en aproximadamente cuatro años, que será seguida por vuelos de prueba suborbitales. Incluso insinuó cómo la nave espacial podría tener aplicaciones comerciales, siendo utilizada para el transporte rápido de carga en todo el mundo. En cuanto al desarrollo del refuerzo, indicó que este sería un proceso relativamente sencillo, ya que simplemente implica ampliar el refuerzo Falcon 9 existente.
Más allá de eso, estimó que (suponiendo que todo salga bien) un marco de tiempo de diez años sería suficiente para unir todos los componentes para que funcione para llevar personas a Marte. Por último, pero no menos importante, ofreció algunas vislumbres de lo que podría lograrse con ITS más allá de Marte. Como su nombre lo indica, Musk espera realizar misiones a otro destino en el Sistema Solar algún día.
Dadas las oportunidades para la producción de combustible in situ (gracias a la abundancia de hielo de agua), las lunas de Júpiter y Saturno fueron mencionadas como posibles destinos. Pero más allá de lunas como Europa, Encelado y Titán (todos los cuales fueron mencionados), incluso los destinos en la región transneptuniana del Sistema Solar se indicaron como una posibilidad.
Dado que Plutón también tiene una gran cantidad de hielo de agua en su superficie, Musk afirmó que se podría construir un depósito de reabastecimiento de combustible aquí para cumplir misiones en el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort. "No recomendaría esto para viajes interestelares", admitió, "pero este sistema básico, siempre que tengamos estaciones de servicio en el camino, significa acceso total a todo el sistema solar".
La publicación de este documento, muchos meses después de que Musk presentara los detalles de su plan en la reunión anual de IAC, naturalmente ha generado tanto aprobación como escepticismo. Si bien hay quienes cuestionarían los plazos de Musk y su capacidad para cumplir con las propuestas contenidas en ellos, otros lo ven como un paso crucial en el cumplimiento del deseo de Musk de ver la colonización de Marte en este siglo.
Para Scott Hubbard, sirve como una valiosa contribución a la historia de la exploración espacial, algo a lo que las futuras generaciones podrán acceder para poder trazar la historia de la exploración de Marte, de la misma manera que los materiales de archivo de la NASA se utilizan para estudiar la historia. del alunizaje. Como él comentó:
“En mi opinión, la publicación de este documento brinda no solo una oportunidad para que la comunidad espacial lea la visión de SpaceX impresa con todos los cuadros en contexto, sino que también sirve como una valiosa referencia de archivo para futuros estudios y planificación. Mi objetivo es hacer de New Space el foro para la publicación de nuevos conceptos de exploración, particularmente aquellos que sugieren un camino emprendedor para los humanos que viajan al espacio profundo ".
Elon Musk no es ajeno a pensar en grande y soñar en grande. Y aunque muchas de sus propuestas en el pasado no surgieron en el plazo que él especificó originalmente, nadie puede dudar de que haya cumplido hasta ahora. ¡Será muy emocionante ver si puede tomar la compañía que fundó hace 15 años en aras de fomentar la exploración de Marte, y usarla para liderar un esfuerzo de colonización!
Actualizar: Musk tuiteó su agradecimiento a Hubbard por la publicación y ha indicado que hay algunos "cambios importantes en el plan que vendrán pronto".
Y asegúrese de ver este video del discurso completo de Musk en la 67ª reunión anual de la IAC, cortesía de SpaceX:
