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En la carrera hacia el planeta rojo, la Luna podría ser una “zona cósmica de reabastecimientos”.

Cualquier esperanza de mantener expediciones a la Luna, a Marte o incluso más lejos, dependerá de “poner manos a la obra” en esos mundos, en el sentido de utilizar los recursos locales.

Las nuevas tecnologías resultarán claves para la exploración humana y robótica sostenible de la Luna, de Marte, y aún más allá. Crédito: ESA

La Utilización de Recursos In-Situ (ISRU = In-Situ Resource Utilization), es decir, el uso de los materiales y la energía nativos recogidos y procesados para sostener la exploración humana y robótica, serán cruciales para el éxito de las misiones tripuladas, ya que los materiales derivados de ISRU reemplazarán aquellos que de otro modo deberían ser trasladados desde la Tierra.

Los propelentes, la energía, el agua y el oxígeno, los materiales de construcción, todos estos productos ISRU fueron el tema de discusión en la Mesa Redonda para la Utilización de Recursos Espaciales, llevada a cabo entre los días 1 al 3 de noviembre en la Escuela de Minas de Colorado.

Durante años, la investigación sobre ISRU ha sido lenta, debido a la falta de decisión sobre la exploración humana del espacio a largo plazo. Sin embargo, parecería que las cosas se están acelerando.

Un apoyo renovado a los recursos espaciales ha sido desenterrado en gran medida por la “Visión de Exploración” anunciada por el Presidente George W. Bush el último mes de enero. De hecho, las propuestas de recursos espaciales están siendo ahora consideradas por el Programa de Tecnología Humana y Robótica de la NASA.

“Hay todo un espectro de posibilidades para el uso de recursos espaciales en la estrategia de exploración”, aún antes de que se envíen nuevamente personas a la Luna y más allá, hasta Marte, dijo Mike Duke, Director del Centro para Aplicaciones Comerciales de la Combustión en el Espacio (CCACS = Center for Commercial Applications of Combustion in Space) en la Escuela de Minas de Colorado. La NASA, sin embargo, tiene todavía que adoptar a ISRU en la planificación de esa estrategia, quizás por no querer en este punto asumir algunas presunciones... “algunos saltos de fe”, sugirió.

“Hay una sensación de que finalmente algo sucederá. Buena parte de esta sensación surge de la iniciativa de exploración del Presidente Bush, quien específicamente llamó a la utilización de recursos extraterrestres”, hizo notar G. Jeffrey Taylor, un profesor de Geofísica y Planetología de la Universidad de Hawai en Honolulu y presidente del programa científico del taller de trabajo.

Trabajo pesado

La maquinaria de extracción para la Luna y para Marte está siendo investigada por la Escuela de Minas de Colorado. Crédito: NASA

La sexta mesa redonda anual atrajo la mayor concurrencia hasta la fecha, incluyendo a veteranos del programa Apolo y a profesionales actuales del espacio, así como a autoridades mineras.

Está claro que la gente desea que suceda algo, enfatizó Taylor. “El próximo paso importante es que hagamos todo lo que podamos para asegurarnos que la utilización in-situ de recursos sea una parte integral de la iniciativa de exploración”, agregó, remarcando la visión de que ISRU equivale a sustentabilidad.

“No tendremos astronautas por largos períodos en otras superficies planetarias sin el uso extensivo de recursos locales”, dijo Taylor a SPACE.com.

Taylor apuntó también a la importancia crítica de los robots para la exploración. “Tendrán que realizar el trabajo pesado cuando exploremos la Luna y Marte, con la gente haciendo lo que hace mejor: resolver problemas, tomar decisiones, observar”.

Campo de entrenamiento

La Luna está siendo mirada como un lugar cercano para la resolución de problemas para la comprobación y perfeccionamiento de la maquinaria automática ISRU, así como para la capacitación en procesos y procedimientos extraterrestres.

Sonda Lunar Prospector de la NASA. Crédito: NASA

“Siempre pensé que la Luna era un desperdicio en lo que se refería a enviar seres humanos hasta allí”, dijo Robert Ash, un impulsor de ISRU desde hace tiempo dentro del Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Old Dominion en Norfolk, Virginia.

Ash dijo que alguna vez había contado con la Estación Espacial Internacional para la capacitación en vuelo del equipo autónomo para apoyo de viajes humanos a Marte. Pero las capacidades de la estación espacial se han degradado de tal forma que la Luna debería ser utilizada ahora como un lugar de pruebas.

“Podríamos aprender lo suficiente con las operaciones de superficie en la Luna como para arriesgar la vida de los astronautas que queremos enviar a otros planetas”, afirmó Ash. “Si utilizamos la Luna en forma apropiada... un problema en la Luna, se lo trae de vuelta y se lo arregla. En Marte, sería un problema potencialmente fatal”.

Dada la proximidad de la Luna, el lapso entre las comunicaciones Tierra-Luna es de unos 1,28 segundos, observó Ash. “Eso significa que Houston puede ayudar”.

Una falsa Luna

En la mesa redonda hubo un reclamo universal por nuevas partidas de materiales superficiales lunares “falsos”, mejor conocidos como “simuladores”.

Sonda Clementine de la Iniciativo de Defensa Estratégica del Pentágono. Crédito: NSSDC / NASA

Toneladas de suelo lunar simulado, llamado JSC-1, fueron desarrolladas y caracterizadas hace años bajo los auspicios del Centro Espacial Johnson de la NASA, de ahí su etiqueta. Derivado de la ceniza volcánica de composición basáltica, la composición de JSC-1 imita mucho de los atributos de las muestras del suelo de los mares lunares.

Por ejemplo, JSC-1 fue producido en enormes cantidades para ayudar a los ingenieros a comprobar y validar ideas sobre construcción lunar, manejo de materiales, excavación, control de polvo, producción agrícola, creación de oxígeno y aglomerado (el calentamiento de partículas pequeñas para crear aglomeraciones más grandes).

Pero ya se han consumido cantidades de simuladores lunares hechos en la Tierra, y solamente queda un poco en algunos lugares.

“Creo que necesitamos un clon de JSC-1 en grandes cantidades... y lo necesitamos ahora”, dijo James Carter, un profesor de geociencia de la Universidad de Texas en Dallas. Él propone una composición “raíz” de simuladores que podría ser luego utilizada en cantidades más pequeñas con ciertos atributos que fueran ideales para tipos específicos de experimentos.

“No se puede simplemente ir y hacer esto de cualquier manera”, advirtió Carter. “Debe ser armado un sistema de producción y distribución. Este material tiene que estar muy bien documentado y certificado. Eso es absolutamente fundamental”, dijo.

¿Liberalización de muestras lunares?

La necesidad de simuladores del regolito lunar es tan acuciante, que el Centro Marshall de Vuelo Espacial de la NASA en Huntsville, Alabama, en colaboración con el Centro Espacial Johnson, será el anfitrión de un taller de trabajo sobre el asunto del 24 al 26 de enero.

El proyecto Moonrise de recolección de muestras lunares se encuentra bajo revisión de la NASA. Crédito: Mike Duke/Colorado School of Mines

Se espera que ese encuentro en Marshall el año próximo decida sobre los requisitos para la provisión, producción y distribución de análogos del regolito lunar para ayudar a dominar las tecnologías de utilización de recursos espaciales.

Otra idea que ha sido expresada es liberar para la experimentación más cantidades de las muestras lunares de Apolo. Una porción de esos especimenes, traídos a la tierra por los caminantes lunares, ya se ha agotado desde el punto de vista científico, dijo Duke, de la Escuela de Minas.

Duke es también un antiguo curador de la NASA para las muestras traídas por Apolo a nuestro planeta de rocas y regolito lunares. “Y si vamos a ir allá nuevamente y conseguir más, se podría hacer un trabajo mejor de selección la próxima vez”, agregó.

Duke es el investigador principal de Moonrise, un candidato para el proyecto Nuevas Fronteras de la NASA que podría hacer descender dos módulos idénticos cerca del polo sur de la Luna.

Si es aprobado por la NASA el próximo año, la meta es traer de regreso a la Tierra algo más de dos kilogramos de materiales lunares de una región de la superficie de nuestro satélite que se cree guarda materiales del manto lunar.

Parada de reabastecimiento

Uno de los retos principales para los esfuerzos de la Tecnología de Operaciones de Superficie Lunares y Planetarias de la NASA es validar (o invalidar) para 2011 los sistemas del concepto de nivel de sistemas de ISRU, especialmente para la producción de oxígeno y propelentes a partir de los recursos lunares.

El polo sur de la Luna visto por la sonda Clementine del Pentágono, ¿un área posible de hielo de agua?. Crédito: Naval Research Laboratory

La Luna puede llegar a ser, literalmente, una “parada de reabastecimiento de propelentes”.

Por ejemplo, los cráteres permanentemente en sombras de los polos norte y sur de la Luna, podrían servir como trampas frías para las moléculas de hielo llegadas a nuestro satélite a través de los impactos cometarios.

Dos naves estadounidenses que orbitan la Luna, el Lunar Prospector de la NASA y la sonda Clementine del Pentágono, han proporcionado datos que han sugerido a algunos científicos que podría haber guardadas ciertas cantidades de hielo lunar en cráteres que nunca ven al Sol.

“Hay creyentes y hay no-creyentes”, dijo Ben Bussey, científico de plantilla del Grupo de Exploración Planetaria del Laboratorio de Física Aplicada en la Universidad John Hopkins, en Laurel, Maryland. “Y no hay nada en los datos actuales que vaya a cambiar las mentes de la gente en este asunto”, agregó.

Bussey dijo que el hielo es un recurso importante y que vale la pena gastar algún dinero “para lograr que esta cuestión quede resuelta, de una forma u otra”. Hay grandes regiones oscuras en ambos polos lunares, dijo, “que representan lugares potenciales de depósitos de hielo”.

La nave europea SMART-1 ha sido capturada en una órbita lunar a mediados del mes de noviembre. Otras naves de la India, Japón, y China, así como el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA, la seguirán en los próximos años y ayudarán a definir el asunto del hielo, así como otras cuestiones sobre los recursos lunares.

Opciones abiertas

La noción de que los cometas llovieron sobre la Luna debería también significar que las zonas lunares que están continuamente en sombras deberían contener algo más que simplemente agua.

Robert Wegeng, el director en funciones de la NASA para el programa de maduración de tecnología en la Oficina de Sistemas de Exploración, dijo que también deberían estar presentes ciertas cantidades de amoníaco, metano, bióxido de carbono y de otros materiales. “Estaría encantado si sucede que allí hay mucho más que agua”, dijo.

Sonda SMART-1 de la Agencia Espacial Europea. Crédito: ESA

Aún si el agua no estuviera presente, “no creo que eso signifique una pérdida”, dijo Wegeng. La mayor parte de la ventaja proviene de la producción de oxígeno, no de la de hidrógeno, afirmó. El oxígeno es un recurso abundante en la Luna, que puede ser extraído para las necesidades de soporte de vida y como un oxidante de propelente para los vehículos espaciales y de superficie.

El precio de exportar todo el oxígeno necesario desde la Tierra hacia una base lunar es lo suficientemente alto como para asegurar una investigación seria sobre el oxígeno de la Luna.

“Para mí, esto implica en este momento un ataque por dos flancos. Tenemos que mantener abiertas nuestras opciones”, aconsejó Wegeng.

El momento de la decisión

Recientemente, la NASA ha bocetado un trío de diseños referenciales para misiones tripuladas a la Luna: una única estadía corta, de 7 días de duración, cerca del ecuador lunar; múltiples misiones de corta estadía, pero con tripulaciones que tengan acceso a otros lugares; y un escenario donde los exploradores permanezcan en nuestro satélite por períodos cortos y medianos en una única área, preferiblemente en uno de los polos lunares.

Trabajando en Marte. Crédito: NASA

Sin embargo, todavía queda por definir la forma en que ISRU será mejor incorporado a cualquier asentamiento lunar, y cuáles de las lecciones aprendidas serían aplicables a un futuro viaje tripulado a Marte.

Una posibilidad que va ganando apoyo es el descenso en la Luna de una nave robótica equipada con varios tipos de experimentos ISRU. Quizás ya esté asegurada una campaña para vuelos de investigación ISRU.

El oxígeno podría ser liberado por un equipo de procesamiento lunar. Quizás podría idearse una célula solar de silicio, o un trozo de escudo de radiación. ¿Y quizás hasta un transporte que vuele sobre el paisaje de cráteres impulsado por un propelente hecho en la Luna?.

Cualquiera que sea el ejemplo a mostrar, para los impulsores de ISRU ha llegado el momento de la decisión.

Enlace con el artículo original en inglés..

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Web Site: Space.com
Artículo: “Mining the Moon, the Gateway to Mars ”
Autor: Leonard David
Fecha: Noviembre 10, 2004

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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