Ingeniería en la Conquista de la Luna

        

                 Ingeniería en la Conquista de la Luna

     Por : Ing. CIP Manuel Luque Casanave (*)

(*) Catedrático e Investigador de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima-Perú. Consultor Internacional en Diseño de Tecnologías Sostenibles

Hace 41 años la llegada del hombre a la Luna representó uno de los mayores logros de la ingeniería y de la historia de la humanidad.

Fue el corolario de una carrera espacial que se inició el 4 de octubre de 1957, con la puesta en órbita del primer satélite artificial “Sputnik”.- El 20 de julio de 1969 los EE. UU. sorprenden al mundo con la llegada del hombre a la Luna .- Aquel memorable día Neil Armstrong comandante de la Misión Apolo 11 descendió del Módulo Lunar Eagle y pisó la superficie de nuestro satélite al sur del Mar de la Tranquilidad, pronunciando aquellas célebres palabras “Un pequeño paso para el hombre, pero un gran salto para la humanidad”, convirtiéndose así en el primer ser humano en imprimir su huella en la Luna.

La Misión Apolo 11 fue impulsada por el cohete Saturno V -cohete desechable de múltiples fases y de combustible líquido- usado en los programas Apolo y Skylab de la NASA, y que en la misión portaba al módulo de mando Columbia y al Módulo Lunar Eagle. El diseño estuvo a cargo de Wernher von Braun en el Marshall Space Flight Center.

Como ingenieros peruanos estamos orgullosos de que nuestro compatriota Pedro Paulet, haya tenido un rol gravitante en este logro de la ingeniería, pues es considerado en el mundo como el inventor del motor de combustible líquido en 1895 y del primer sistema moderno de propulsión de cohetes en el año1900.- Sus trabajos pioneros sentaron las bases de la cohetería que hicieron posible la llegada del hombre a la Luna.- En su momento, el director de la NASA, Wernher von Braun, reconoció este aporte mundial de Paulet y lo expresó así en su libro "Historia Mundial de la Astronáutica", en el que reivindica a Pedro Paulet ante el mundo como el padre la cohetería moderna.

Actualmente la NASA tiene dos metas importantes respecto a la Luna, la primera es realizar exploraciones debajo de la corteza lunar para determinar la existencia de hielo atrapado, para lo cual esta año envió dos sondas a la Luna; y la segunda es la utilización de la Luna como primera estación de una misión tripulada a Marte.

De descubrirse hielo atrapado en la Luna, se tendría disponibilidad de agua y se podría con ello además obtener por electrólisis hidrógeno y oxígeno.- Me atrevo a pronosticar -con una visión futurista- que ante la falta de atmósfera en la Luna, con el oxígeno así obtenido sería posible crear enormes burbujas artificiales cerradas como hábitats para el ser humano a modo de invernaderos.- Entornos artificiales que además sean resistentes a las condiciones límite que existen en la Luna, sin atmósfera (condiciones externas de vacío), con unas enormes diferencias térmicas de muchos grados centígrados en un solo día, con entorno sometido a la incidencia del violento viento solar. Un aspecto adicional es el que el día lunar es de aproximadamente 29 días terrestres, por lo que el biorritmo del ser humano podría verse afectado, no podemos pensar en una evolución rápida -que costó miles de años para el ser humano- para iniciar una adaptación del organismo a 14 ½  días terrestres seguidos con luz del sol  y a 14 ½ días terrestres seguidos sin sol, por lo que el hábitat que se construya debe contemplar este aspecto.

Las enormes burbujas artificiales a modo de hábitats, tendrían una “atmósfera artificial” con presencia de oxígeno y nitrógeno en la proporción de vida, con el ingrediente de humedad y presión, que emulen las condiciones de la Tierra.

La carencia de atmósfera en la Luna nos expondría a una radiación ultravioleta más intensa, al igual que a radiaciones ionizantes alfa y beta, con mayores riesgos de cáncer.- Ello nos obligaría a construcciones reforzadas y a usar una ropa especial refractaria a las radiaciones a modo de blindaje para movilizarnos de un hábitat –como el descrito anteriormente- a otro similar en la superficie lunar.- El peso aparente de esta ropa especial no debería representar mayor problema a causa de la menor gravedad de la Luna (seis veces menor que en la Tierra). 

La energía eléctrica se generaría con reactores atómicos por fisión nuclear, también se la obtendría del sol con arreglos de paneles fotovoltaicos, juegos de baterías e inversores.

La energía calórica se la obtendría con concentradores solares ante la imposibilidad de realizar combustión como en la Tierra, ante la carencia de aire.

Ante la carencia de atmósfera (aire) en la Luna, no sería posible quemar combustibles fósiles como lo hacemos en la Tierra, por lo que las llamadas celdas de combustible (fuel cells), podrían representar una fuente importante y complementaria a la energía solar fotovoltaica, para la generación de energía eléctrica en la Luna, sobre todo para el transporte dentro de nuestro satélite en vehículos guiados con motores eléctricos, operando éstos con la energía generada en las celdas de combustible (fuel cells), que emplearían  hidrógeno y oxígeno obtenidos en la electrólisis propuesta.- Las celdas de combustible emitirían tan solo vapor de agua, no ocasionando contaminación en la Luna; este vapor de agua emitido y debido a las bajas temperaturas en la superficie lunar se convertiría en hielo, pudiendo reusarse como agua –luego de un proceso físico-para su uso posterior en la misma celda de combustible, teniendo con ello un combustible cuyo reuso resulta fundamental para la sostenibilidad de la vida en la Luna, dado que la masa de hielo entrampada en nuestro satélite –en caso de descubrirse sería finita.

      La larga noche lunar, de casi 15 días terrestres, podría representar un obstáculo para  el abastecimiento de energía fotovoltaica, por lo que se podrían tener dos salidas, contar con gran capacidad de baterías que acumulen la energía eléctrica y/o convertirla en energía química almacenada para luego devolverla como energía eléctrica.- Una. excepción a esta restricción son los picos de luz eterna localizados en el polo norte lunar, que siempre están iluminados por la luz del sol, además el cráter Shackleton, hacia el polo sur lunar, también tiene una iluminación casi permanente.- Por ello adicionalmente lo que habría que hacer sería implementar redes de generación eléctrica en tales zonas para abastecer de energía a las colonias o hábitats propuestos líneas arriba.

       Los largos periodos de oscuridad en la Luna deberían ser superados  con invernaderos artificiales climatizados, iluminados, presurizados y dotados de oxígeno para producir alimentos.

Un problema que compete a la ingeniería y a la medicina para resolver, será la adaptación del ser humano a la ingravidez de la Luna; las jornadas prolongadas de estancia en el espacio de los astronautas ha permitido identificar que en la ingravidez se presenta una pérdida ósea y de masa muscular, debido a que los miembros no tienen que soportar el peso del esqueleto.- Existe un debilitamiento gradual del corazón, debido a que ya no estarían forzados a resistir la fuerza de la gravedad.- El músculo cardíaco perdería masa y la presión sanguínea bajaría, los latidos se harían más lentos pues el corazón requiere menor trabajo de bombeo y el metabolismo celular sufriría transformaciones.- Para evitar ello la bionanotecnología y la bioingeniería tendrían mucho que aportar con la incorporación de nanomáquinas y nanobombas impulsadas por nanomotores biológicos en las arterias y con biosensores en los órganos para impulsar selectivamente la sangre a cada órgano en función a las necesidades de flujo y presión de sangre en cada uno según la actividad del momento de cada uno, facilitando la circulación de la sangre ante situaciones prolongadas de la ingravidez relativa  al funcionamiento de nuestro organismo en la Tierra.

No podemos descartar la alternativa de generar gravedad artificial.- Los generadores gravitatorios estarían basados en crear hábitats con un sistema referencial de rotación que genere una aceleración centrífuga que emule a la gravedad.

Superado los aspectos técnicos, tendría que generarse una “jurisprudencia espacial”, pues la colonización de la Luna podría generar situaciones de dependencia y desencadenar marginación, exclusión y conflictos espaciales con ingredientes terrenales de violencia ya conocidos.

La decisión técnico-económica para crear estos hábitats se daría cuando la Tierra llegue a su punto de quiebre por inhabitabilidad extrema debida al cambio climático y daño ambiental.

La humanidad crece en proporciones geométricas y enfrenta la realidad de una disponibilidad de recursos limitada, un cambio climático acelerado que puede complicar la habitabilidad en nuestro planeta.- Por estas razones es probable que la humanidad en el futuro vuelva sus ojos a la Luna, sustituyendo su visión romántica por una visión de subsistencia, como un hábitat alternativo.