Colonización de Colonización de MarteMarte

Dr. Ramón López AlemánDepto. De Ciencias FísicasUPR – Río Piedras

Mudarnos a Marte

1. La Tierra y Marte2. ¿Para qué mudarnos a Marte?3. Cuan difícil sería vivir en Marte4. Que vamos a necesitar y donde conseguirlo5. Salud & Ejercicios6. Terraformar planetas

Crisis de recursos en la Tierra

Pronto la población excederá los 7 billones.

Petróleo: pico extracción máxima se estima para 2030

Agua potable: Para 2080 la mitad del mundo no tendrá agua limpia para beber

Deforestación y pérdida de diversidad ecológica: ONU estima que usamos cada año 130% de lo que la Tierra es capaz de regenerar. Para 2050 se estima en sobre 200%

¿Por qué querríamos mudarnos a Marte?

Sobrevivir como especie.Explorar el espacio.Desarrollar nuevas tecnologías.Fomentar una visión de unidad planetaria.Porque es un desafío y una aventuraPorque estamos tarde ya

¿Y los demás planetas?

Marte es la decisión más práctica y fácil

Cerca de la Tierra y los asteroidesMás luz y calor que la competenciaDía dura casi lo mismoTiene estacionesHay atmósfera, agua y metalesPotencial para terraformar

Tierra vs Marte

Radius: 12746km 6805km

Gravity: 1g 0.38g

LunaDeimos

Phobos

Tierra MarteDistancia del Sol 150Gm (1AU) 228Gm (1.5AU)

Atmósfera 101.3kPa

78% N2

21% O2

1% Ar

0.6kPa

95% CO2

3% N2

2% ArTemperatura 185 – 331K

Mean: 287K (14°C)

133 – 293K

Mean: 210K (-63°C)

Duración del día 24h 1 sol = 24h 40m

Duración del año 365.25d 668.6 sols (1.88y = 687d)

Inclinación axial 23.4° 25.2°

Tierra vs Marte

Marte recibe solo un 43% de la luz solar que la Tierra, y carece de una magnetósfera o capa de ozono para bloquear la radiación UV.

¿Cuánto tarda un viaje a Marte?

Depende de donde estén ambos planetas y cuanto combustible uno quiera gastar.Lo menos son unos 130 días, pero es muy caro.La trayectoria más barata dura unos 260 días y se puede hacer cada 2 añosUn viaje ida y vuelta barato duraría por lo menos 18 meses.

Los problemas de mudarse a Marte

Está bien frío

Atmósfera finita y tóxica

Agua está congelada

No hay protección contra la radiación

Gravedad baja

Queda lejos de la Tierra

No hay tiendas ni importación

¿Qué vamos a necesitar para vivir allá?

Necesidades vitales:AguaAireComidaCalefacciónLuz solarRopaEdificios

Tecnologías:Electricidad

Materiales

Herramientas

Computadoras y comunicaciones

Vehículos y combustible

Robots

Agua

Hay mucha agua subterránea y en glaciares.Pero el hielo tan frío es bien duro y difícil de excavarSolución: Calentar el suelo para que se sublime y condensar el vaporSe debe también reciclar lo más posible.

Aire

Tierra: 20% O2, 80% N2

Se puede producir este tipo de aire con lo que hay alláN2 de la atmósfera marcianaO2 de:

CO2

H2O

Fe2O3, SiO2, etc.

Reciclar el aire en la colonia con plantas (fotosíntesis)

Alimentos

El suelo de Marte no sirve para sembrar (todavía)Habrá que usar granjas bajo techo cerradas (greenhouses)Hidropónica – cultivar plantas en agua sin usar tierraAquapónica – granjas de peces combinada con hidropónica.Gallinas y huevos son factibles.

Crear suelo fértil

Procesar las capas de suelo para remover elementos tóxicos.

Añadir nutrientes

Reciclar sobras de comida y excrementos (humanos y pollos)

Usar gusanos de tierra (buena comida para pollos y peces)

Ropa

Cannabis (marihuana) – planta muy útil y versátil

Ropa

Canvas para zapatos, bolsas, etc.

Soga

Lubricantes, pintura, base para polímeros plásticos

Aceites– suplemento nutricional, crema para la piel

Luego: algodón, fibras sintéticas

Eventualmente: ovejas & vacas

Construcción de EdificiosBaja gravedad y poca presión implica menos materiales

Mayor problema es la radiación

Estructuras en superficie– tirar mucha tierra en el techo

Bajo tierra – protección contra radiación y más caliente (pero hay que excavar y eso cuesta)

Domos – Vidrio o plástico, hay planes hasta de hacerlos inflables.

Materiales

Hierro y AceroNecesario para muchas cosas: edificios, herramientas, cocinar, muebles, vehículos, robots, etc.Marte está cubierto de hierro (óxidos)Se puede hacer acero con carbono de la atmósfera.

Hay varios otros metales en Marte y los asteroides.Se pueden hacer ladrillos, concreto, vidrio y plásticos de recursos marcianos.

Electricidad

Nuclear: problemática en la Tierra, aún peor en Marte. Habría que buscar uranio.Solar: posible, pero mucha menos luz solar en Marte.Viento: Mucho viento en Marte. Atmósfera fina y de baja presión pero vientos de gran velocidad.

Vehículos & Combustible

¿Qué tipos de vehículos?Rovers presurizados

ATVs (motoras four-track)

Aviones y globos

Cohetes y naves espaciales

Robots con patas (Star Wars)

• Combustibles: Metano (CH4) & oxígeno (O2) – fáciles de producir de hielos y atmósfera marciana.

Robots

Van a ser bien necesarios en todo el proceso.Para excavar, minería, construcción, exploración, y transportación.Problema principal: Los componentes electrónicos deben ser importados de la Tierra.Cuerpos se pueden construir en Marte de acero y otros metales.Software – de la Tierra o Marte.

¿Qué tenemos que traer de la Tierra?

Equipo para soporte vitalElectrónica, computadoras y equipos de comunicacionesMaquinaria, motores, y herramientasPaneles solares y molinos de vientoSemillas y animalesImplementos para cocinarJuegos, libros, música y películas

Salud y Ejercicios

Baja gravedad implica pérdida de huesos y músculos

Mucho ejercicio diario fuerte.

Riesgo de cáncer y mutaciones por radiación.

Estar bien pendiente a erupciones solares.

El aire, agua y comida serán mejores que los de la Tierra.Construir parques con luz solar artificial

Terraformando Marte

A largo plazo cambiar la atmósfera y la temperatura para acomodar la vida

Ver documental de National Geographic titulado “LIVING ON MARS” en YouTube

Como calentar a Marte

Somos expertos en calentar planetas. Usando PFCs (perfluorocarbonos) – un gas de invernadero mucho más eficiente que el CO2.

Usar espejos en órbita para concentrar más luz solar.Calentar un poco más a Marte hará que los polos de CO2 se sublimen, añadiendo atmósfera y más calentamiento planetario – feedback positivo.

Hay que buscar Nitrógeno

Para tener una presión atmosférica similar a la de la Tierra hace falta un montón de nitrógeno. El que hay en Marte no dá...Se puede traer N2 de Venus o Titán. Venus está más cerca, pero en Titán es más fácil.

Venus:

96.5% CO2

3.5% N2

Titan:

98.4% N2

1.6% CH4

Importando vida

Una vez esté más caliente y haya agua líquida afuera, la vida puede reproducirse.La biósfera afectará el clima y debe haber desde regiones tropicales hasta capas polares fríasPosibilidad de ingeniería genética

Construcción de la Biósfera

1. Empezar con microbios resistentes al frío y a la radiación.2. Cuando se formen los lagos añadir algas– éstas bombean oxígeno a la atmósfera. El agua las protege de la radiación UV.3. Peces y animales acuáticos.4. Según suban los niveles de oxígeno se forma ozono (O3) que provee protección UV en tierra seca.5. Helechos, plantas y luego animales.6. Eventualmente los humanos podrán caminar afuera sin trajes espaciales.

Agricultores Robot

Los robots deben estar mucho más avanzados en unos 100 años

Ellos buscarán y construirán los mejores sitios para plantar, y cuidarán de las cosechas y animales.

¿Quienes están trabajando en esto?

Mars Society – estudios de recursos, investigación, promover misiones a Marte (www.marssociety.org.au) Mars Homestead – diseño de colonias marcianas. (www.marshome.org) 4 Frontiers – compañía privada estudiando viabilidad de construcción en Marte. (www.4frontierscorp.com) Red Colony – website para ideas sobre colonización y terraformar. (www.redcolony.com)

¿Quieres mudarte a Marte?

Si eres joven necesitarás:Destrezas, educación, y experiencia.Saber de ciencias.Tener buena salud y ser fuerte.Llevarse bien con otros.Muchos intereses diversos.

Buenas carreras a estudiar:Ingeniería, Física, Computadoras, MedicinaIT, Electrónica, Matematicas, RobóticaMetalurgia, MecánicaMúsica, Idiomas, Cineastas

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Ciencia e Independencia

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