Llevar humanos a Marte se ha convertido en un objetivo prioritario para diversas agencias espaciales y compañías privadas. Sin embargo, los prolongados tiempos de traslado representan uno de los mayores desafíos para garantizar la seguridad de los tripulantes. Actualmente, empleando sistemas de propulsión convencionales y trayectorias de baja energía, las naves tardan entre seis y nueve meses en alcanzar el planeta rojo. Ahora, una nueva investigación ha identificado dos rutas que podrían reducir ese trayecto a tan solo tres meses, utilizando la tecnología existente de la nave espacial Starship de SpaceX.
El estudio fue desarrollado por Jack Kingdon, investigador de posgrado en el Departamento de Física de la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB). Según su análisis, estas rutas están dentro de los límites seguros de exposición a la radiación establecidos por la NASA y no requieren inversiones en tecnologías espaciales más avanzadas, lo que permitiría acelerar significativamente la exploración marciana.
La NASA ha subrayado en repetidas ocasiones la necesidad de contar con un transporte más ágil y seguro hacia Marte. Para ello, se han propuesto conceptos que utilizan propulsión nuclear térmica (NTP) y eléctrica (NEP), entre ellos el Motor Nuclear para Aplicaciones en Vehículos Cohete (NERVA), el proyecto DRACO (Cohete de Demostración para Operaciones Cislunares Ágiles) y el motor VASIMR (Cohete de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable), desarrollado por Ad Astra.
Aunque muchos expertos sostienen que estas tecnologías son la única vía para reducir los viajes interplanetarios a 90 días, los hallazgos de Kingdon contradicen esa visión. En declaraciones a Universe Today, el investigador subraya que la principal ventaja de las trayectorias que propone es que solo se requieren sistemas existentes o en desarrollo cercano. “Tecnologías como VASIMR y los motores NEP están aún lejos de estar listas para misiones reales, ya que dependen de grandes reactores nucleares espaciales, cuyo desarrollo es técnicamente complejo y políticamente sensible. El NTP, aunque factible, probablemente sea más costoso que los sistemas químicos y no ofrece mejoras sustanciales”, explica.
La investigación, publicada en la revista Scientific Reports, se basa en la arquitectura de la misión tripulada Starship Mars de SpaceX, que contempla el envío de seis naves. Cuatro de ellas transportarían hasta 400 toneladas métricas de carga, mientras que las dos restantes llevarían a bordo a 200 pasajeros.
Kingdon detalla que las cápsulas tienen una capacidad de almacenamiento de 1,500 toneladas métricas de combustible, lo que implica que las naves tripuladas requerirían el apoyo de 15 buques cisterna para su reabastecimiento completo en la órbita terrestre baja (LEO). En contraste, las naves de carga, que seguirían trayectorias más largas y eficientes energéticamente, solo necesitarían cuatro.
Una vez en Marte, las naves se reabastecerían utilizando propelente fabricado localmente a partir del dióxido de carbono y el agua helada presente en el planeta. Cuando se aproxime la ventana de retorno, una de las naves de pasajeros, junto con tres o cuatro vehículos de carga, se recargarían de combustible y despegarían hacia una órbita baja marciana (LMO). Allí, los vehículos de carga realizarían la transferencia de la mayor parte de su combustible a la nave tripulada, para luego regresar a la superficie. Finalmente, la nave de pasajeros emprendería el viaje de regreso a la Tierra, y el mismo procedimiento se replicaría con la segunda nave tripulada.
Dos nuevas trayectorias
Utilizando el problema de Lambert, que permite calcular el arco elíptico más corto en problemas de dos cuerpos, Kingdon logró definir dos trayectorias que acortarían el tiempo de tránsito interplanetario a un rango de entre 90 y 104 días, frente a los seis o nueve meses actuales.
La primera ruta tendría su punto de partida el 30 de abril de 2033, aprovechando la alineación favorable entre la Tierra y Marte que ocurre cada 26 meses. El trayecto de ida tomaría 90 días, y el regreso, con la misma duración, se programaría para el 2 de julio de 2035. La segunda opción partiría el 15 de julio de 2035 y permitiría regresar el 5 de diciembre de 2037 tras un tránsito de 104 días. De acuerdo con el investigador, la trayectoria más eficiente es la de 2033, ya que requiere menor cantidad de combustible y ofrece el tiempo de tránsito más breve.
El enfoque también contempla uno de los principales obstáculos técnicos del diseño actual de la Starship: aunque resulta óptima para el viaje de ida, su peso hace difícil el retorno a la Tierra. Esta limitación ya había sido identificada por especialistas del Centro Aeroespacial Alemán, la Universidad de Bremen y la Universidad Técnica de Dresde, quienes señalaron que, incluso optimizando la trayectoria, la nave dispondría de poco combustible para ejecutar la maniobra de inyección transterrestre.
La propuesta de Kingdon resuelve este problema al considerar un reabastecimiento en órbita marciana que proporcionaría el combustible necesario para el viaje de regreso y permitiría trayectos más rápidos de vuelta.
Pese a estos avances, el físico reconoce que su planteamiento aún enfrenta obstáculos considerables, en parte heredados del plan actual de SpaceX. “El sistema Starship debe funcionar plenamente: hay que superar las fallas observadas en los vuelos 7, 8 y 9, además de mejorar el rendimiento del vehículo, desarrollar sistemas eficaces de soporte vital y garantizar el reabastecimiento orbital. No obstante, todo esto forma parte del plan de desarrollo”, aclara.
Otro reto señalado es la necesidad de construir estaciones de reabastecimiento en la superficie marciana. Aunque SpaceX contempla esta posibilidad en su propuesta inicial, hasta ahora nadie ha producido propelentes criogénicos en otro planeta, lo que plantea incertidumbres técnicas considerables.
El estudio también subraya la importancia de abordar los aspectos relacionados con la salud de la tripulación, como la duración del soporte vital, las contramedidas para la microgravedad y el bienestar psicológico durante una misión interplanetaria, incluso si esta es más breve.
“Con estas advertencias en mente, nuestros resultados sugieren que las misiones tripuladas a Marte con tiempos de tránsito más cortos podrían ser factibles en el corto plazo. Sin embargo, es necesario ampliar las investigaciones”, concluye el informe.
Font, article de Fernanda González per a "Wired"
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