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Colonización de la Luna

La colonización de la Luna es una propuesta para el establecimiento permanente de comunidades de seres humanos en la Luna. El asentamiento permanente sobre un cuerpo planetario distinto a la Tierra ha sido uno de los temas centrales de la ciencia ficción, pero con el avance de la tecnología, la idea de la colonización del espacio es un objetivo factible y provechoso que se está convirtiendo en algo realista.[1]​Coincidiendo con el inicio del siglo XXI, todas las grandes potencias han iniciado programas para ir a la Luna en torno a 2020, con aspiraciones hacia Marte una década después.[2][3][4][5][6][7][8]

Representación de una posible colonia lunar.

Debido a su cercanía a la Tierra, algunos defensores de la exploración espacial están convencidos de que la colonización lunar es el siguiente paso lógico en la expansión del ser humano, pues las dificultades tecnológicas y económicas de abastecer una base lunar desde la Tierra son relativamente sencillas en comparación con una base marciana.

Historia

La idea de ubicar una colonia en la Luna es anterior a la era espacial: en el libro De la Tierra a la Luna, escrito en 1865 por el francés Julio Verne, se relata una aventura similar a la que acaecerá en la realidad un siglo más tarde.[9]​ En el terreno científico, y todavía en el siglo XIX, el físico ruso Konstantín Tsiolkovski fue uno de los primeros en sugerir una colonia lunar,[10]​ con un espíritu que resumió en la frase:[11]

La Tierra es la cuna de la humanidad, pero no podemos vivir para siempre en una cuna.

La colonización se inició con los primeros satélites orbitales de exploración lunar: el primer objeto hecho por el ser humano que consiguió tocar la superficie de nuestro satélite fue la sonda soviética Luna 2, en octubre de 1959.[12]​ La primera sonda estadounidense, la Ranger 7, tardaría 5 años más.[12]​ Pero de un modo más estricto, se podría considerar como inicio de la colonización el 20 de julio de 1969; fecha del primer alunizaje de un ser humano, efectuado por el astronauta norteamericano Neil Armstrong a bordo del Apolo 11. Sin embargo, desde la cancelación del programa Apolo en 1972, ningún humano se ha aventurado nuevamente fuera de la órbita terrestre.[13]

A pesar del "abandono" temporal de la Carrera espacial tras el fin de la Guerra Fría, desde finales del siglo XX han surgido diversos proyectos,[14]​ enfocados hacia costes más bajos y asumibles para los presupuestos aeroespaciales. La mentalidad ha migrado desde el plan "Mars Direct" de los años 1990, al "Moon First" (Primero la luna).[15]​ La NASA ha anunciado que el establecimiento de una colonia permanente en la luna será su objetivo prioritario,[14]​ y para conseguirlo se ha planteado un proyecto internacional que involucrará a unos 15 países.[14]​ Uno de los primeros proyectos que se han puesto en marcha el proyecto Constellation, que incluye del desarrollo de la nave Orión y de los cohetes de lanzamiento Ares I, Ares IV y Ares V. Potencias como Rusia, China, Europa, Japón o la India han mostrado su interés por el proyecto lunar,[2]​ y las agencias espaciales estadounidense, europea y japonesa están reclutando nuevos astronautas.[16]​ Mientras tanto, multitud de misiones de exploración están ya en marcha o en proceso de desarrollo, como la Chang'e 1 china,[17]​ la SELENE japonesa,[17]​ la Chandrayaan-1 india,[18]​ las LCROSS y GRAIL estadounidenses,[13][19]​ o la MoonLITE británica.[20]

A nivel privado también han surgido iniciativas para fomentar el desarrollo de tecnologías que permitan colonizar nuestro satélite. Entre ellas destaca el Google Lunar X Prize, vigente desde 2007, que premiará con 20 millones de dólares al primer equipo que logre enviar a la Luna un rover capaz de desplazarse 500 m y transmitir después vídeo e imágenes a la Tierra.[21]

Objeciones a la base lunar

El programa espacial es extraordinariamente caro.[22]​ Algunos analistas opinan que el programa Apolo que llevó al hombre a la Luna fue una "anomalía" histórica[13]​ debida a una alineación puntual de las fuerzas políticas, que hicieron de la Luna el destino, y que cuando éste fue alcanzado, esas fuerzas empezaron a divergir.

A pesar de que el discurso oficial de la NASA apunta al programa lunar, algunos científicos consideran que la Luna no es ya un objetivo prioritario de la Agencia,[13]​ y existe consenso en que la bonanza económica es un prerrequisito para el éxito de un programa tan ambicioso.[13]​ El hecho de que Michael Griffin, uno de los adalides del programa lunar, haya abandonado su cargo como administrador de la NASA,[13]​ ha sido interpretado como un síntoma de que quizás las fechas anunciadas por las distintas administraciones sean más una declaración de intenciones que un calendario realista.[23]

Pero las objeciones no son solo económicas: En una reunión de 2008, el Comité Nacional de Investigación (NRC) estadounidense advirtió que los peligrosos niveles de radiación espacial podrían descartar una misión a Marte, así como misiones a largo plazo a la Luna,[24]​ e instó a dar la máxima prioridad al estudio de las consecuencias biológicas de la radiación.[24]​ También hay dudas sobre la capacidad de los nuevos cohetes Ares I y Ares V para enviar la nave Orión a la Luna, lo que podría ocasionar la cancelación del programa de las lanzaderas.[23]

Otros científicos opinan que en el actual estado de la tecnología, la presencia humana en la Luna o en otros planetas es innecesaria y precipitada, argumentando que de las cinco razones principales para ir al espacio (descubrimientos científicos, aplicaciones comerciales, seguridad nacional, prestigio geopolítico y supervivencia de la especie) solo la última requiere indispensablemente humanos.[25]

Por último, y tras la salida del presidente Bush, principal impulsor del proyecto lunar, a inicios de 2009, es posible que la política gire nuevamente hacia la opción marciana, en detrimento de la base lunar.[23][26][27]

Ventajas y desventajas de la Luna

A diferencia de lo que sucedería con una colonia ubicada en el espacio exterior, el asentamiento sobre un cuerpo natural como la Luna proporcionará una abundante fuente de materiales para la construcción así como para otros usos, como la protección frente a la radiación cósmica y solar. Pero hay más emplazamientos posibles para una colonia, tales como Marte o algún asteroide cercano. Respecto a estos posibles emplazamientos, la Luna ofrece tanto ventajas como desventajas:

Ventajas

Las ventajas de la opción lunar derivan de su cercanía a la Tierra. Descontando algunos asteroides que pasan ocasionalmente más cerca, la Luna es el cuerpo más cercano a la Tierra, orbitando a una distancia media de 384.400 kilómetros. Esta es una distancia constante y, en términos astronómicos, reducida. Esta proximidad presenta varias ventajas:

  • La energía requerida para enviar objetos desde la Tierra es inferior a la necesaria para otros cuerpos celestes.
  • La duración del recorrido es corta: los astronautas del Apolo hicieron el viaje en tres días, y puesto que se usarán cohetes químicos similares, al menos durante las próximas décadas se tardará un tiempo parecido en hacer el viaje. La corta duración del recorrido también permitirá acciones de emergencia para alcanzar rápidamente la colonia, o una evacuación y regreso a la Tierra relativamente rápidas en caso de urgencia. Esta es una consideración importante a la hora de establecer una primera colonia.
  • El retraso en las comunicaciones de ida y vuelta entre la Tierra y la Luna es de menos de tres segundos, permitiendo una comunicación casi a tiempo real y la videoconferencia. El retraso para otros cuerpos del sistema solar es de minutos u horas; por ejemplo, el tiempo que tarda una señal en su viaje de ida y vuelta entre la Tierra y Marte varía de ocho a cuarenta minutos. Esto de nuevo será particularmente valioso en una primera colonia, donde pueden ocurrir problemas que requieran la ayuda desde la Tierra. (Véase, por ejemplo, el caso del Apolo 13).
  • Sobre la cara visible de la Luna, la Tierra aparece grande y es siempre visible, 60 veces más brillante que la Luna vista desde la Tierra. Por el contrario, en ubicaciones más distantes, la Tierra sería vista simplemente como un punto más, como se ven los demás planetas desde la Tierra. Por consiguiente, una colonia lunar se percibirá menos remota a la Tierra.

Desventajas

 
La cara oculta de la Luna, vista desde satélite. Los problemas de comunicación con La Tierra desde un hipotético asentamiento en esta cara podrían solucionarse con satélites de comunicación.

La ausencia de atmósfera en la Luna constituye su mayor desventaja, pero no es la única:

  • La larga noche lunar, de casi 15 días terrestres, impedirá el abastecimiento a partir de energía solar, y requerirá una colonia diseñada para soportar temperaturas extremas. Los periodos de oscuridad también dificultarán las cosechas de alimentos. Una excepción a esta restricción son los picos de luz eterna localizados en el polo norte lunar, que siempre están bañados por la luz del sol. El borde del Cráter Shackleton, hacia el polo sur lunar, también tiene una iluminación casi permanente.
  • Sigue existiendo incertidumbre sobre si la baja gravedad sobre la Luna (de un sexto de la terrestre) es suficiente para prevenir efectos perjudiciales para la salud humana a largo plazo. Se ha demostrado que la exposición a la ingravidez durante períodos de un mes deteriora ciertos sistemas fisiológicos, ocasionando pérdidas de masa ósea y muscular, y la depresión del sistema inmunológico. Se desconoce si efectos similares podrían ocurrir en un ambiente de baja gravedad, pues prácticamente toda la investigación sobre salud se ha limitado a condiciones de gravedad nula. La práctica de una rutina agresiva de ejercicio diario ha probado ser al menos parcialmente eficaz en la prevención de los efectos deletéreos de la baja gravedad.
  • La ausencia de una atmósfera aislante origina temperaturas extremas y crea unas condiciones superficiales similares al vacío espacial. La Luna también carece de magnetosfera,[28]​ por lo que su superficie queda expuesta a casi la mitad de la radiación sufrida en el espacio interplanetario (la otra mitad es bloqueada por la propia luna bajo la colonia). Aunque los materiales lunares pueden servir de escudo contra la radiación mientras se permanezca en la colonia, será mucho más problemático protegerse durante expediciones al exterior.[1]​ Ningún humano ha pasado más de 7 días fuera de la protección de la magnetosfera terrestre,[1]​ y un informe de 2008 del Consejo Nacional de Investigación estadounidense advierte del peligro de la radiación, con riesgo de cáncer y envejecimiento prematuro de los tejidos.[29]​ Una de las estrategias en desarrollo para evitar este problema es la creación de pequeñas magnetosferas artificiales, tanto en las naves[30]​ como en la propia base lunar.[2]
  • También la inexistencia de atmósfera aumenta las posibilidades de impacto de meteoritos sobre la colonia. Incluso pequeños guijarros y polvo tienen potencial para dañar o destruir estructuras insuficientemente protegidas. Esto deberá ser tomado en cuenta a la hora de plantear explotaciones mineras o demoliciones, pues las partículas generadas pueden viajar grandes distancias sin que fricción alguna pueda aminorar su velocidad inicial.[15]​ La ausencia de atmósfera también dificultará la refrigeración de la maquinaria, pues el vacío es el mejor aislante térmico.
  • La superficie de la luna está compuesta en gran medida por un polvo vidrioso y sumamente abrasivo denominado regolito. Este material se adhiere a todo, pudiendo dañar los equipos y ser perjudicial para la salud. Una colonia en la Luna necesitará desarrollar una tecnología "resistente al regolito".[22]
  • La Superficie de la Luna está compuesta por mares de basalto,[31]​ y contiene metales y oxígeno, pero poco carbono. Aunque hay indicios de existencia de hidrógeno, para cultivar habría que enriquecer el suelo con elementos ligeros como carbono, nitrógeno y fósforo.[32]​ Además el oxígeno, a pesar de estar presente en el regolito, se encuentra asociado a otros elementos dentro de minerales. Extraerlo requeriría una infraestructura industrial bastante compleja que precisaría mucha energía. Algunos o todos estos elementos ligeros son necesarios para generar aire respirable, agua, alimento, o combustible para los cohetes, todo lo cual tendría que ser importado desde la Tierra hasta que otras alternativas fuesen desarrolladas. Esto limitará el crecimiento de la colonia y la mantendrá dependiente de la Tierra. Para evitar este problema se estudia la posibilidad de utilizar bacterias capaces de romper la roca lunar por medios bioquímicos, una alternativa mucho más económica que los métodos industriales tradicionales.[33]​ También se ha sugerido reducir el desabastecimiento de estos elementos construyendo la última etapa de las naves de suministro con materiales tales como fibra de carbono u otros plásticos, para luego reciclarlos en elementos útiles para la vida, si bien no se conocen estudios para poner en marcha esta solución, cuyo desarrollo acarrearía nuevos problemas tecnológicos.
  • La escasez de agua es también uno de los principales argumentos esgrimidos contra la elección de la Luna en lugar de Marte. Aunque la presencia de agua en la luna ya ha sido demostrada, su concentración es muy baja; menor incluso que la existente en los desiertos más áridos de la Tierra.[34]​ Este problema no afecta a Marte, que dispone de agua relativamente abundante y fácil de extraer.[34]

Localizaciones

Un puesto avanzado lunar debería cumplir estos tres criterios:

  • Buenas condiciones para operaciones de transporte.
  • Un gran número de objetos naturales, y rasgos de interés científico.
  • Recursos naturales, como oxígeno, ya que la abundancia de ciertos minerales varía drásticamente sobre la superficie lunar.

Las ubicaciones potenciales para una colonia lunar se dividen en tres amplias categorías:

Regiones polares

Las regiones más estudiadas para establecer una colonia son los polos.[14]​ Hay dos motivos por los que los polos lunares son atractivos como ubicaciones para una colonia humana: en primer lugar, hay indicios que el agua puede estar presente en áreas permanentemente protegidas del sol. En segundo lugar, porque el eje de rotación de la Luna es casi perfectamente perpendicular al plano de la eclíptica. Ello hace posible la existencia de picos de luz eterna bañados ininterrumpidamente por el sol, que permitan el abastecimiento energético de colonias exclusivamente con la energía solar.[35]​ Las estaciones de colección de energía pueden disponerse de modo que en todo momento al menos una reciba la luz del sol. Algunos lugares tienen luz del sol casi continua, como la montaña Malapert, localizada cerca del cráter Shackleton,[14]​ en el polo sur lunar.[36]​ Este emplazamiento está siendo muy estudiado, pues ofrece varias ventajas:

  • Está expuesto al sol la mayor parte del tiempo; los paneles solares recibirían energía de manera casi continua.
  • Su proximidad al Cráter Shackleton (116 kilómetros) podría proporcionar comunicaciones al cráter. Este cráter es potencialmente valioso para la observación astronómica. Un instrumento infrarrojo se beneficiaría de las bajas temperaturas, y un radiotelescopio de la protección frente a las interferencias de radioespectro de la Tierra.
  • El cercano Shoemaker y otros cráteres están en sombra profunda constante, y podrían contener concentraciones de hidrógeno y otros elementos volátiles.[14]
  • Sus cerca de 5.000 metros de altura ofrecen una línea de comunicación directa sobre un área extensa, así como con la Tierra.

En el Polo Norte lunar, se ha propuesto como alternativa el borde del cráter Peary.[37]​ El examen de imágenes de la misión Clementine parece mostrar que partes del borde de cráter están permanentemente iluminadas por la luz del sol (con la excepción de los eclipses lunares). Por lo que esperan que las temperaturas permanezcan muy estables en esta ubicación, con un promedio de -50 °C. Esto es comparable con las condiciones de invierno en el polo, en Siberia, o en algunas partes de la Antártida, donde la NASA ha realizado pruebas para el diseño del asentamiento lunar. El interior del cráter Peary también podría albergar depósitos de hidrógeno, si bien este extremo está sin confirmar.

Regiones ecuatoriales

Las regiones lunares ecuatoriales probablemente tienen las concentraciones más altas de helio-3 debido a que en esta latitud el viento solar tiene un mayor ángulo de incidencia. El Helio 3 es un elemento raro sobre la Tierra, pero muy buscado en la investigación de la fusión nuclear. La zona ecuatorial también es ventajosa a la hora de realizar lanzamientos en órbita, si bien esta ventaja es leve debido al escaso impulso generado por la lenta rotación del satélite.

Varias sondas han alunizado en el área del Oceanus Procellarum. Hay muchas áreas y rasgos que podrían ser objeto de estudio a largo plazo, como la anomalía de Reiner Gamma y el cráter oscuro Grimaldi.

Cara oculta

La cara oculta carece de comunicación directa con la Tierra, aunque un satélite de telecomunicaciones en el punto de Lagrange L2, o una red de satélites orbitales,[38]​ podría permitir la comunicación entre el lado oculto de la Luna y la Tierra. El lado oculto es también una buena ubicación para un radiotelescopio por estar bien protegido de las interferencias de la Tierra.

Hasta el momento, no se ha realizado exploración del lado oculto, aunque se estima que las concentraciones más altas de helio 3 se encontrarán en la cara oculta, ya que cuando el satélite orbita más cerca de la Tierra, el campo magnético de esta protege parcialmente su superficie del viento solar,[1]​ pero la cara oculta está totalmente expuesta, recibiendo una mayor cantidad de corriente iónica.

El hábitat

Las especulaciones sobre una colonia lunar han estimulado la imaginación y la inventiva de numerosos ingenieros, científicos, y escritores de ciencia ficción. Existen infinidad de propuestas, aunque muchas de ellas (en parte debido a su elevado presupuesto, o al carácter especulativo y poco factible de los diseños), no tienen relación con las grandes compañías aeronáuticas y aeroespaciales, como la NASA o la ESA. Estos diseños proponen estaciones compuestas por diversos habitáculos, aislados o intercomunicados, albergando distintas funciones: laboratorios, habitáculos para el personal, invernaderos, granjas, zonas de trabajo, etc.

El notable autor de ciencia ficción Arthur C. Clarke propuso en 1954 una base lunar de módulos inflables protegidos por una capa de regolito de polvo lunar. Una nave espacial, montada en la órbita baja de la Tierra, sería lanzada hacia la Luna, y los astronautas establecerían módulos parecidos a un iglú. Pasos subsiguientes incluirían el establecimiento de una cúpula permanente más grande, un purificador de aire a base de algas, un reactor nuclear para la provisión de energía, y cañones electromagnéticos para lanzar carga y combustible a navíos interplanetarios en espacio.

En 1959, el doctor en física John S. Rinehart,[39]​ sugirió que el diseño más seguro sería una estructura flotante en un océano inmóvil de polvo. Algunas teorías afirman que podrían existir océanos de polvo de más de un kilómetro de profundidad sobre la Luna. El diseño propuesto consistió en medio cilindro con medias cúpulas en los extremos, con un escudo contra micrometeoritos colocado encima de la base.

El proyecto Horizonte también data de 1959: proponía un plan del ejército estadounidense para establecer una fortaleza sobre la Luna hacia 1967. H. H. Koelle, un ingeniero alemán de cohetes de la Agencia de Misiles Balísticos del ejército (ABMA) conducía el estudio. El primer aterrizaje sería realizado por dos "astronautas-soldado" en 1965, seguidos por más trabajadores de la construcción.

Los diseños se han ido perfilando notablemente a lo largo de los últimos años, a medida la tecnología y el conocimiento sobre la Luna ha ido creciendo. Los hábitats propuestos se extienden desde la simple nave espacial con sus depósitos de combustible usados para conformar el hábitat, hasta los módulos inflables de varias formas.

Características

 
Concepción artística de una posible base lunar. (NASA).

Una base lunar debe tener en cuenta estas características:[40]

  • La gravedad es un sexto de la terrestre.
  • La necesaria presión de aire, debida a la ausencia de atmósfera.
  • La necesidad de escudos, tanto para radiación (solar y cósmica) como para micrometeoritos.
  • Los efectos del vacío sobre los materiales de construcción.
  • La contaminación originada por el polvo lunar.
  • Los elevados gradientes de temperatura.

Además de estos condicionantes, la construcción deberá ser económicamente viable, lo que hace conveniente, si no imprescindible, utilizar materiales autóctonos. El regolito fundido puede comportarse como el basalto, creando estructuras diez veces más resistentes que el hormigón habitual.[40]​ No obstante, parece muy poco probable que, al menos en unas primeras fases, sea factible la utilización de "hormigones lunares".[41]

Existe consenso en que las etapas iniciales de creación de hábitats lunares casi con toda certeza serán llevadas a cabo por misiones robóticas: se construirá la infraestructura y los sistemas de soporte vital, con visitas humanas durante cortos períodos.[17]​ Hasta la fecha, todavía no se ha decidido la estructura de la base,[42]​ no obstante, los hábitats iniciales serán probablemente temporales, y por motivos económicos deberían ser de poco peso (quizás hinchables).[43]​ Se estima que el coste de transporte de cada kilo de material a la Luna será prohibitivo, rondando entre los 50.000 y 100.000 dólares,[44]​ por lo que una vez establecida la primera colonia, cuestiones económicas obligarán a plantear el uso de materiales autóctonos para su posterior crecimiento.[15]

Tipologías

 
Un módulo lunar inflable. Concepción artística.

Todavía no se ha decidido la forma que adoptará la primera base lunar, pero las principales alternativas se pueden agrupar en tres estrategias:

Colonias enterradas

Una colonia subterránea proporcionaría protección contra la radiación y los micrometeoritos. Se calcula que será necesaria una capa de al menos 2,5 metros de grosor para proteger a los colonos de la radiación.[15]​ Estas no son las únicas ventajas de la opción subterránea: la temperatura media sobre la luna es de aproximadamente -5 °C. El período de día, de dos semanas de duración, tiene una temperatura media de aproximadamente 107 °C, pudiendo ascender hasta los 123 °C. Las dos semanas del período de noche, en cambio, presentan una temperatura media de aproximadamente -153 °C. Bajo tierra, ambos períodos estarían alrededor de 24 °C; una temperatura similar a la terrestre.

Como inconveniente, la construcción de una base enterrada probablemente sería más compleja, debido a la necesidad de excavar. Las primeras máquinas excavadoras estarían dirigidas por control remoto desde la Tierra. Una vez creada la depresión, sería necesaria algún tipo de estructura para evitar el derrumbe; posiblemente una sustancia parecida al hormigón, hecha de materiales autóctonos. También se podría aplicar un material aislante más poroso igualmente fabricado "in situ". Como alternativa a la excavación, se podrían buscar posibles tubos formados por extintas coladas de lava subterráneas.[24]

Hábitats en superficie

 
Módulo inflable desarrollado por la NASA.

Probablemente la solución más fácil sea construir la base lunar sobre la superficie: una de las opciones más populares son los hábitats inflables de tela. Pesan poco, y su formato hinchable parece ideal para albergar el aire necesario dentro del complejo, dada la ausencia de atmósfera en la Luna.[43]​ El problema fundamental es su endeblez frente a impactos fortuitos. Para minimizar este riesgo, algunos diseños plantean habitáculos cerrados en forma de almohadas, que se podrían apilar, enterrar, o cubrir con regolito.[43]​ También se ha sugerido que la base sea protegida por otros medios, como campos magnéticos artificiales para proporcionar protección frente la radiación.[2]

Otro tipo de estructuras superficiales son los diseños modulares, que se podrían montar en una órbita baja de la Tierra y luego desplazar al satélite, o ser erigidos directamente en la propia Luna. Estos diseños tienen la ventaja de utilizar tecnología existente y ya probada.[43]

Por último, también se han propuesto bases móviles, que permitirían paliar algunos de los problemas de una base estática (como la ausencia temporal de luz), pero que dificultarían otras (como las actividades agrícolas)[43]

Construcción autóctona

La alternativa a importar el hábitat desde la tierra es construir directamente con materiales lunares. Para ello habría que desarrollar un hormigón lunar. El problema principal es la escasez o incluso ausencia del agua necesaria para fabricar dicho material, por lo que se están buscando tipos de hormigón con mayor contenido en azufre, muy abundante en la Luna, que precisen menor cantidad de agua,[43]​ o incluso ninguna en absoluto, como el hormigón lunar ideado en la universidad de Alabama.[45]​ Este tipo de hormigón utiliza azufre líquido en lugar de agua como conglomerante. Soporta presiones de 17 atmósferas y endurece en solo una hora, aunque para fabricarlo habría que extraer el azufre del suelo lunar y posteriormente calentarlo a temperaturas superiores a 130 °C.[45]​ Otro hormigón lunar ha sido propuesto por Peter Chen, del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. El material se obtiene mezclando polvo lunar con resina epoxi y nanotubos de carbono, y se podría utilizar puntualmente para estructuras con elevadas necesidades de resistencia, permitiendo ahorrar un 90% del transporte con respecto a un material importado íntegramente desde la Tierra.[45][46]

Para impermeabilizar el interior de los habitáculos y evitar la pérdida de aire, el hormigón debe ser impermeable al gas, o bien se podrían usar láminas geotextil.

Dentro de los diseños construidos con material autóctono, uno de los más prometedores es el tipo "hangar", una tipología muy apropiada para una estructura a base de hormigón, pues toda la estructura estaría sometida a esfuerzos de similar intensidad, pudiendo así optimizar el empleo de material.[40]​ Hay que tener en cuenta que las tensiones principales de la estructura no serán debidas al peso (la gravedad es comparativamente muy baja), sino a la presión de la atmósfera interior frente al vacío exterior. Un diseño de hangar fue propuesto por F. Ruess, J. Schänzlin y H. Benaroya en 2006.[40]

Tamaño

Si la ocupación de la base va a ser prolongada o permanente, tendrá que ser mínimamente confortable. Los "Estándares de Integración de Sistemas Humanos" (STD3000) de la NASA estiman que para estancias mayores a 4 meses, el volumen del hábitat no debe ser inferior a 20 m³ por persona;[40]​ 35 veces mayor que el disponible en las misiones lunares de los años 60.[40]​ No obstante, el volumen recomendado eleva la cifra a 120 m³,[40]​ lo que equivale al volumen total de la Estación Espacial Internacional.

Las estancias prolongadas en espacios reducidos pueden tener un importante impacto psicológico en los colonos: estos y otros efectos se están tratando de comprender en diversos estudios, como el Biosfera 2, y también son objeto de conferencias multidisciplinares como la Humans in Outer Space–Interdisciplinary Odysseys (Humanos en el espacio exterior–Odiseas interdisciplinarias), celebrada en 2006.[47]

Urbanismo

Será necesario pensar en las posibles ampliaciones de crecimiento: para facilitar este proceso, los módulos deben ser capaces de adosarse unos a otros. Se contemplan 5 patrones de crecimiento: Lineal, Patio, Radial, Ramificado y Cúmulo.[40]

Energía

Una base lunar necesitará grandes cantidades de energía, fundamentalmente para producir el propelente para los cohetes y mantener los sistemas de soporte vital. Existen varias alternativas:

Energía nuclear

Un reactor de fisión nuclear podría abastecer la mayor parte de las exigencias de energía de la base, o bien podrían utilizarse generadores termoeléctricos de radioisótopos como fuentes de energía de reserva o emergencia para colonias abastecidas solarmente.

En un futuro a largo plazo podrían emplearse reactores de fusión, con la ventaja que el helio 3, probable combustible para ese tipo de reactores, es abundante sobre la Luna. Sin embargo, los reactores de fusión son todavía una tecnología experimental, y no estarán disponibles en el momento de la colonización.

Energía solar

La energía solar es el candidato más fuerte: podría ser una fuente relativamente barata para una base lunar. Sin embargo, la larga noche lunar de 14 días es un serio inconveniente. Este es uno de los motivos por los que el asentamiento se está planteando en los polos, donde este problema podría solucionarse construyendo varias centrales eléctricas, de modo que al menos una de ellas esté siempre a la luz. Se han planteado otras dos posibilidades: dejar los paneles en la órbita y emitir la energía mediante microondas, o construir una serie de centrales intercomunicadas y repartidas por la superficie lunar. Ambas opciones presentan serios problemas, pues los paneles en órbita son muy ineficientes, y la instalación extendida muy cara. No obstante, y puesto que las materias primas necesarias para la producción de los paneles solares pueden ser extraídas de la Luna, en un futuro a largo plazo no se puede descartar la sucesiva colonización de la superficie gracias a este último método.

Puede ser más ventajoso prescindir de la tecnología fotovoltaica y hacer uso de la gran diferencia de temperaturas entre zonas de sol y de sombra para controlar generadores motorizados por calor. La luz del sol concentrada también podría ser transmitida vía espejos y usada en motores Stirling, o incluso podría usarse esa luz directamente para la iluminación, la agricultura y generación de calor. El calor enfocado (concentrado) también podría ser empleado para extraer distintos elementos de las rocas lunares superficiales.

Almacenaje de energía

Colonias lejos de los polos y sin energía nuclear necesitarán sistemas de almacenaje de energía durante la larga noche lunar. Una posibilidad consiste en utilizar la energía solar para convertir agua en hidrógeno y oxígeno, y luego usar los gases almacenados para abastecer células de combustible o motores de combustión interna durante la noche.

Las células de combustible del Transbordador espacial han funcionado de forma fiable hasta 17 días seguidos, mientras que sobre la Luna solamente serían necesarios 13,7 días (la longitud de la noche lunar). Las células de combustible producen agua directamente como residuo. La tecnología actual de célula de combustible está más avanzada que las células de la Lanzadera, que emplean el sistema PEM (intercambio de protón por membrana). Las células actuales producen bastante menos calor (son más eficientes), y son físicamente más ligeras, por lo que resultan más económicas de lanzar desde la Tierra.

Alimentos

Un asentamiento permanente probablemente incluirá invernaderos para cultivar comida para los colonos.[48]​ El crecimiento de cosechas sobre la Luna afronta muchos desafíos difíciles debido a la larga noche lunar, las variaciones extremas de temperatura, la exposición a la radiación, la ausencia de agua y elementos ligeros como el carbono, fósforo o nitrógeno,[32]​ o la ausencia de insectos para la polinización.

Se han propuesto varias soluciones para los largos periodos de oscuridad, incluyendo el empleo de luz artificial para mantener las plantas durante la noche, pero el empleo de iluminación eléctrica para compensar la ausencia de luz natural podría ser difícil, pues una hectárea de cultivo sobre la Tierra disfruta de un pico de 10 megavatios de energía solar al mediodía, una cantidad de energía a priori difícil de conseguir. Los experimentos llevados a cabo por el programa de vuelos espaciales soviético en los años 70 sugieren que sería posible cultivar cosechas convencionales con 15 días de luz y 15 días de ciclo oscuro. También se ha sugerido el empleo de cosechas de crecimiento rápido, que podrían ser comenzadas como plantones con la luz artificial, y haber crecido lo suficiente para sobrevivir al final de un día lunar. La disposición de los cultivos en el Polo Norte, constantemente iluminado, sería un modo de soslayar este problema.

Debido a la ausencia de atmósfera, las plantas tendrían que ser cultivadas en cámaras selladas. Los experimentos han mostrado que las plantas pueden prosperar en presiones mucho más bajas que las de la Tierra, aunque no se conoce su comportamiento en situaciones de baja gravedad,[48]​ ni cómo serán afectadas por la radiación.[24]

Una estimación sugirió que una granja espacial de media hectárea podría alimentar a 100 personas. Está en marcha un proyecto para llevar un primer invernadero a la Luna en el 2014.[48]

Otra interesante opción que se está estudiando es el empleo de unas resistentes cianobacterias, capaces de crecer en el suelo lunar.[33]​ Estas bacterias solo necesitan agua y luz para descomponer la roca y extraer de ella los recursos necesarios. Si se confirma esta posibilidad, los colonos podrían disponer de combustible y fertilizante sin necesidad de importarlo de la Tierra.[33]

Agua

Uno de los mayores problemas que plantea una base en la Luna es la escasez de agua. La existencia y concentración de este elemento en la superficie de nuestro satélite fue objeto de debate durante la última década del siglo XX y la primera del siglo XXI.

La controversia sobre el agua

Durante mucho tiempo se especuló con la idea de que podrían existir depósitos de agua en forma de hielo, protegidos en las zonas de sombra permanente de algunos cráteres cercanos a los polos.[32]​ En 1994 esta creencia fue alentada por los datos recogidos por la sonda estadounidense Clementine, que dio indicaciones positivas de hielo de agua en una de las depresiones frías conocida como Cráter Shackleton, en el polo sur lunar.[49]​ No obstante, algunos científicos cuestionaron la validez de esos datos, basándose en los registros de los radares terrestres.[49]

En 1999, el espectrómetro de neutrones de la sonda Lunar Prospector descubrió fuertes trazas de hidrógeno en el cráter,[32]​ y se estimó que si este hidrógeno estuviese en forma de hielo de agua, el metro superior de la Luna podría contener unos 200 millones de toneladas de este líquido.[50]​ Sin embargo, ese hidrógeno también podría ser fruto del continuo bombardeo del viento solar sobre la superficie lunar, en cuyo caso estaría disociado en forma de protones.[50]​ En 2007 el satélite japonés SELENE no encontró depósitos de hielo de agua expuestos en el cráter,[49][50]​ por lo que se pensó que la explicación del viento solar podría ser finalmente la correcta.

A pesar de los resultados de la SELENE, otros estudios afirmaban haber encontrado trazas de esta molécula atrapadas en el regolito lunar,[51]​ aunque probablemente en cantidades no superiores a las 200 ppm.[51]

Por otra parte, estudios de las Universidades de Glasgow y Durham basados en muestras de roca lunar, dedujeron que los cráteres polares a resguardo del Sol podrían albergar concentraciones de hielo de hasta 10 gramos por kilogramo de roca.[50]

Con el fin de aclarar la incógnita sobre la presencia de agua en la Luna, en 2009 se lanzó la misión estadounidense LCROSS, que al impactar en la superficie lunar evaporó más de 100 litros de agua, despejando así definitivamente las dudas sobre la existencia de este elemento en nuestro satélite.[52]

Disponibilidad de agua

A pesar de que finalmente se haya demostrado su presencia, la escasez del agua presente en el satélite puede hacer inútil su extracción: muchos investigadores opinan que con tan baja concentración, la extracción de este elemento rebasaría con creces el coste de importarlo directamente desde la Tierra; un coste estimado en 20.000 dólares el kilo.[34]

A pesar de ello, se siguen estudiando alternativas, como la posibilidad de fabricar agua a partir del hidrógeno y el oxígeno presentes en la superficie lunar:[32]​ en 2009, un sistema de obtención de oxígeno a partir de óxidos metálicos presentes en la Luna entró en fase de experimentación con resultados prometedores.[53]

Otras posibles soluciones al problema del agua se plantean a más largo plazo: en 2006 el Observatorio Keck anunció que el asteroide binario troyano 617 Patroclus, y gran cantidad de otros objetos en la órbita de Júpiter probablemente estén compuestos de hielo, y que también puede haber hielo en abundancia más cerca, en el planeta enano Ceres. Se ha sugerido que podría ser práctica en un futuro la importación de elementos desde estas regiones, a través de una "Red Interplanetaria de Transporte", aunque es muy improbable que tal opción esté disponible para una colonia lunar a medio plazo.

Sin embargo, en marzo de 2010 la NASA encontró cerca de 600 millones de toneladas métricas de agua cerca del polo norte lunar, con lo cual podría solucionarse el aprovisionamiento de agua en futuras bases. [cita requerida]

Transporte

De la Tierra a la Luna

Hasta el momento se han empleado cohetes convencionales para la exploración lunar. La ESA empleó la misión SMART-1 para el reconocimiento lunar desde 2003 hasta 2006. La NASA usará cohetes químicos sobre su propulsor Ares V, y el Módulo de Acceso Lunar Superficial, que se desarrolla para el regreso a la Luna, planificado alrededor de 2019. Otros astronautas vitales de la instalación serán llevados en la nave Orión de la NASA.

Sobre la superficie

 
Un rover lunar siendo descargado. Concepción artística.

Los colonos lunares necesitarán moverse largas distancias, transportar carga y personal entre los módulos y la nave espacial, y realizar estudios científicos sobre una gran área de la superficie lunar, y deberán ser capaces de realizar estas actividades durante largos períodos. Los vehículos propuestos incluyen una gran variedad de diseños, desde pequeños rover abiertos, a grandes módulos presurizados con el equipo de laboratorio.[54]

Los rovers podrían ser útiles si el terreno no es demasiado escarpado o montañoso. Hasta 2009, los únicos rovers que han transitado sobre la superficie lunar son el Vehículo Lunar Errante (LRV) del programa Apolo, desarrollado por Boeing, y los dos Lunojod robóticos soviéticos. El LRV era un rover abierto para una tripulación de dos miembros, tenía un radio de acción de 180 kilómetros y alcanzaba una velocidad máxima de 14 km/h, no pudiendo alejarse más de 9,6 km del módulo lunar por motivos de seguridad,[55]​ mientras que los vehículos soviéticos, guiados por control remoto desde la Tierra, no superaron los 37 km de recorrido a una velocidad máxima de 2 km/h.[56]​ Los soviéticos habían diseñado también un modelo tripulado denominado L5: el vehículo estaba presurizado, tenía capacidad para 3 tripulantes, y desarrollaría una velocidad de 20 km/h,[57]​ pero el programa espacial ruso se canceló antes de que pudiese entrar en servicio.

Para el regreso en 2020, la NASA ha desarrollado el laboratorio móvil lunar, un rover presurizado para dos personas con un radio de acción de 1.000 kilómetros, que permitirá viajes de hasta dos semanas fuera de la base lunar,[54]​ aunque otros países plantean diseños alternativos o complementarios al modelo norteamericano.[58]

Los vehículos de ruedas parecen los más indicados para desplazamientos individuales, pero pueden experimentar problemas de tracción, y levantan excesivo polvo.[41]​ El 20% del polvo lunar es menor a 0.02 mm,,[41]​ y puede provocar problemas mecánicos, de visibilidad, y de salud.

Para áreas difíciles, un vehículo capaz de volar puede ser más conveniente.[41]​ Bell Aerosystems propuso su diseño para Vehículo de Vuelo Lunar como parte de un estudio para la NASA. El vehículo volador también presentará, sin embargo, el problema del polvo. Otras opciones que se han barajado con los caminos de relogito fundido (que dependerían de la existencia de abundantes cantidades de energía para su construcción), o los cables elevados entre bases, a modo de teleféricos.[41]

En un futuro más a largo plazo, si se estableciesen múltiples bases sobre la superficie lunar, podrían comunicarse por vías férreas permanentes. Se ha propuesto tanto la levitación convencional como magnética (el Maglev) como sistemas de transporte. Los sistemas de MagLev son en particular atractivos, pues no hay ninguna atmósfera para reducir la velocidad del tren, por lo que los vehículos podrían alcanzar velocidades comparables a las del avión en Tierra. Una diferencia significativa de los trenes lunares, sin embargo, es que los coches tendrían que estar sellados individualmente, y poseerían sus propios sistemas de soporte vital.

De la superficie al espacio

 
Una base lunar con una catapulta electromagnética. (La alargada estructura que se pierde en el horizonte) NASA.

Una base lunar necesitará modos eficientes de transportar personas y mercancías entre la Tierra y la Luna y, más adelante, desde y hacia otros lugares del espacio interplanetario. Una ventaja de la Luna es su débil gravedad, que hace más fácil el lanzamiento de mercancías. Sin embargo, la ausencia de atmósfera supone tanto ventajas como desventajas, pues facilita el lanzamiento al no haber resistencia por aerofrenado, pero por idéntico motivo hace necesario transportar combustible extra para aterrizar. Una opción económica para mercancías consiste en envolver la carga útil con sistemas que absorban impacto, algo que ya fue intentado en el programa Ranger. Esta estrategia puede ser todavía más eficiente si las protecciones se fabrican con los elementos ligeros ausentes en la Luna, que luego podrían ser reutilizados.

El otro problema recurrente debido a la ausencia de atmósfera es el peligroso polvo de regolito levantado por los cohetes durante su despegue y aterrizaje. Se han propuesto dos alternativas para acondicionar la zona de despegue: cubrir el área solamente con material rocoso,[59]​ o rodearla con un muro de protección. La NASA ha financiado un programa conjunto entre la empresa Astrobotic Technology y el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon para el diseño de unos vehículos robóticos, del tamaño de un cortacésped y peso menor de 300 kg,[60]​ que se encargarían de levantar un muro de 2,5 m de altura en torno a una zona de lanzamiento de 50 metros de lado.[59]​ Los autores del proyecto calculan que los robots tardarían 6 meses en realizar la tarea.[60]​ Para construir el muro no se contempla el uso de conglomerantes; en lugar de ello, se compactará el material mediante presión y vibración, o si el tamaño de las rocas no es suficientemente grande (10-15cm), se transportarán mallas externas o telas geotextiles a modo de sacos para contener el material.[60]

También se han propuesto otros métodos más especulativos para el transporte de materiales al espacio:

  • Una catapulta electromagnética: un lanzador de proyectiles magnéticamente acelerado. La carga sería recogida en órbita o en uno de los puntos de lagrange del sistema Tierra-Luna por una lanzadera que propulsada por motores iónicos, velas solares u otros medios, y la entregaría a la Tierra o eventualmente a otros destinos, quizás siendo el nodo de una Red Interplanetaria De Transporte.
  • Un ascensor espacial lunar: si alguna vez es construido, podría transportar personas, materias primas y productos desde y hacia una estación orbital, si bien esta idea es poco factible, pues aunque la gravedad es seis veces menor que en la tierra, también lo es la velocidad de rotación (28 veces más), por lo que sería más rentable construirlo en la Tierra.

Aplicaciones tecnológicas

La Luna constituirá el paso inicial para lo que se ha dado en llamar la Colonización espacial, jugando un papel muy importante en el desarrollo de sistemas de soporte de vida herméticos de larga duración, y en el aprendizaje sobre procesos de replicación de la ecología de la Tierra como el reciclaje de desechos, que tendrán que ser mucho más eficientes que los actuales.[22]​ También la riqueza y el conocimiento ganados mediante la extracción y refinado de recursos sobre la Luna reducirán el esfuerzo para construir nuevas colonias en otras partes del Sistema Solar.[22]

En el año 2006, la NASA pidió al Consejo de Investigación Nacional de los Estados Unidos (NRC), un informe sobre el tipo de ciencia que podría realizarse desde la Luna.[61]​ En su informe The Scientific Context for the Exploration of the Moon, citan como prioridad los radiotelescopios (y no los telescopios ópticos, debido a la acumulación de polvo lunar).[61]​ Debido a la baja velocidad de rotación de la Luna, el cielo gira lentamente, permaneciendo visibles los objetos de estudio durante días sin interrupción. Un observatorio en la cara visible podría monitorizar la tierra permanentemente para el estudio del clima o propósitos similares. Uno en la cara oculta, podría observar el espacio profundo con una mayor eficiencia debido a la menor interferencia de radiofrecuencia terrestre.[62]

La NASA ha seleccionado 19 diseños de radiotelescopios lunares,[62]​ muchos de ellos modulares[62]​ o desenrollables.[61]​ Los diseños más modestos podrían ser desplegados por robots,[61]​ y los más ambiciosos serían capaces de proporcionar información sobre el interior de los planetas extrasolares.[61]

Otro tipo de telescopios propuestos son los de espejo líquido: un equipo canadiense trabaja en un prototipo de 2 m de diámetro, como paso previo para un futuro gran telescopio de hasta 100 m de diámetro.[63]

Otra interesante opción es buscar antiguo material terrestre que no haya sido afectado por la erosión atmosférica de la Tierra:[61]​ se calcula que han podido caer hasta 200 kg de rocas terrestres sobre cada km² de la luna.[32]​ Este material será muy valioso para el estudio del origen de la Tierra, e incluso algunos científicos especulan con la idea de que la ausencia de atmósfera y las bajas temperaturas en las zonas de sombra permanente, a 25 K (-248,16 °C), hayan conservado signos de vida de la joven Tierra en la Luna.[64]

Preservación de la biodiversidad

Una colonia permanente en la Luna dificultará la extinción accidental de la especie humana, y permitirá salvaguardar nuestra cultura y biodiversidad de un eventual cataclismo. La base lunar se ha propuesto como una segunda biosfera donde los humanos pudiesen vivir.[17]​ También se planteó en 2008 la construcción de un arca del juicio final, para preservar la biodiversidad en caso de desastre. El proyecto fue concebido por William Burrough y Jim Burke, y contendría discos duros con el código genético humano, descripciones de nuestras tecnologías, y un banco de semillas. Incluso se plantea trasladar muestras de material genético real. Esta instalación podría ser mantenida por robots, o por una colonia humana.[65]

Marco legal

Las leyes espaciales están basadas en el Tratado sobre el espacio ultraterrestre de 1967, descrito como “la Carta Magna del vuelo espacial”, y ratificado por 98 estados.[47]​ Dicho tratado expone que ninguna nación puede reclamar la Luna:[47]

El espacio exterior, incluyendo la Luna y otros cuerpos celestes, no está sujeto a la apropiación nacional por reclamo de soberanía, a través de uso u ocupación, o por cualquier otro medio
Tratado del Espacio Exterior (1967)

Por lo tanto, la convivencia de humanos en la Luna plantea conflictos jurisdiccionales a la hora de cumplir las leyes o juzgar un hipotético delito. El Acuerdo Luna de las Naciones Unidas de 1979 establece cómo deberían comportarse los estados cuando exploren la Luna y otros planetas, pero solo ha sido ratificado por 13 países, ninguno de los cuales tiene los medios para ir a la Luna,[47]​ por lo que éste es un tema aún por solucionar.

Viabilidad a largo plazo

Aunque la rentabilidad económica de la base lunar no sea un tema relevante a corto o medio plazo, la colonización permanente de la Luna solamente tendrá éxito si las colonias son autosuficientes y económicamente viables. Aunque por el momento sean especulaciones más propias de la ciencia ficción, esto podría ser posible a largo plazo por varios métodos:

Minería y astilleros

Eventualmente, intereses económicos promoverán establecimientos ubicados cerca de minas. La Luna parece ser rica en minerales tales como el titanio.[66]​ Con el tiempo —y suponiendo que se colonicen más lugares del sistema solar—, la minería y el refinado de materiales en la propia Luna podría ser ventajosa para otras colonias frente a materiales entregados desde la Tierra, debido al menor coste energético del lanzamiento. Por el mismo motivo, la Luna podría servir en un futuro como emplazamiento para la construcción de naves espaciales, o para su abastecimiento de combustible.

Procesado de materiales

La luna permitirá, gracias a su baja gravedad, el procesamiento de materiales que serían difíciles o imposibles de fabricar en la Tierra, como 'espumas' de metales, obtenidas inyectando gas en un metal fundido que a continuación solidifica lentamente. La baja gravedad lunar evitará la ruptura por el movimiento de las burbujas de gas. Las condiciones de vacío también pueden suponer una ventaja competitiva en determinados procesos: el recocido de metales requiere grandes cantidades de energía, por ser un proceso que mantiene el material muy caliente durante un tiempo prolongado. El aislamiento del vacío puede ahorrar mucha energía durante el proceso. También podrían aparecer nuevas aleaciones difíciles de realizar en la Tierra.

Exportaciones a la Tierra

La exportación desde la Luna es más problemática debido al alto coste del transporte, pero no es descartable que puedan exportarse mercancías muy valiosas. Si prospera la tecnología de reactores de fusión, es posible que el Helio-3 del viento solar, acumulado en la superficie de la Luna durante miles de millones de años, pudiera ser un excelente combustible. El He3 está presente en el regolito lunar en cantidades de diez a cien partes por millón o del 0,003 al 1 por ciento, en función de los suelos. En 2006, el precio de mercado del He3 fue de alrededor de un millón y medio de dólares por kilo; más de 120 veces el valor del oro.

Gerald Kulcinski, del grupo de fusión en el Instituto de Tecnología de la Universidad de Wisconsin-Madison ha operado con un reactor experimental de fusión de He3 durante un periodo prolongado. Sin embargo, el reactor no ha logrado el balance de energía o umbral de rentabilidad. El ITER que se está construyendo en Francia continúa la investigación en este campo.

También se ha encontrado uranio en la Luna, lo que permitiría o bien crear allí mismo reactores nucleares, o bien exportar dicho combustible hasta la Tierra.[67]

Turismo

Otras posibilidades económicas incluyen la industria del turismo. La baja gravedad puede tener aplicaciones en la salud tales como permitir a los discapacitados físicos seguir disfrutando de un estilo de vida activo. Cúpulas o cavernas presurizadas permitirían a las personas hacer movimientos increíbles, lo que puede dar lugar a nuevas actividades deportivas. La Luna podría ser también un atractivo lugar vacacional para el resto de la población.[cita requerida]

Véase también

Referencias

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Enlaces externos

  • Construir una base en la Luna


  •   Datos: Q367737
  •   Multimedia: Colonization of the Moon

colonización, luna, colonización, luna, propuesta, para, establecimiento, permanente, comunidades, seres, humanos, luna, asentamiento, permanente, sobre, cuerpo, planetario, distinto, tierra, sido, temas, centrales, ciencia, ficción, pero, avance, tecnología, . La colonizacion de la Luna es una propuesta para el establecimiento permanente de comunidades de seres humanos en la Luna El asentamiento permanente sobre un cuerpo planetario distinto a la Tierra ha sido uno de los temas centrales de la ciencia ficcion pero con el avance de la tecnologia la idea de la colonizacion del espacio es un objetivo factible y provechoso que se esta convirtiendo en algo realista 1 Coincidiendo con el inicio del siglo XXI todas las grandes potencias han iniciado programas para ir a la Luna en torno a 2020 con aspiraciones hacia Marte una decada despues 2 3 4 5 6 7 8 Representacion de una posible colonia lunar Debido a su cercania a la Tierra algunos defensores de la exploracion espacial estan convencidos de que la colonizacion lunar es el siguiente paso logico en la expansion del ser humano pues las dificultades tecnologicas y economicas de abastecer una base lunar desde la Tierra son relativamente sencillas en comparacion con una base marciana Indice 1 Historia 1 1 Objeciones a la base lunar 2 Ventajas y desventajas de la Luna 2 1 Ventajas 2 2 Desventajas 3 Localizaciones 3 1 Regiones polares 3 2 Regiones ecuatoriales 3 3 Cara oculta 4 El habitat 4 1 Caracteristicas 4 2 Tipologias 4 2 1 Colonias enterradas 4 2 2 Habitats en superficie 4 2 3 Construccion autoctona 4 3 Tamano 4 4 Urbanismo 5 Energia 5 1 Energia nuclear 5 2 Energia solar 5 3 Almacenaje de energia 6 Alimentos 7 Agua 7 1 La controversia sobre el agua 7 2 Disponibilidad de agua 8 Transporte 8 1 De la Tierra a la Luna 8 2 Sobre la superficie 8 3 De la superficie al espacio 9 Aplicaciones tecnologicas 9 1 Preservacion de la biodiversidad 10 Marco legal 11 Viabilidad a largo plazo 11 1 Mineria y astilleros 11 2 Procesado de materiales 11 3 Exportaciones a la Tierra 11 4 Turismo 12 Vease tambien 13 Referencias 14 Bibliografia 15 Enlaces externosHistoria EditarLa idea de ubicar una colonia en la Luna es anterior a la era espacial en el libro De la Tierra a la Luna escrito en 1865 por el frances Julio Verne se relata una aventura similar a la que acaecera en la realidad un siglo mas tarde 9 En el terreno cientifico y todavia en el siglo XIX el fisico ruso Konstantin Tsiolkovski fue uno de los primeros en sugerir una colonia lunar 10 con un espiritu que resumio en la frase 11 La Tierra es la cuna de la humanidad pero no podemos vivir para siempre en una cuna Konstantin Tsiolkovski La colonizacion se inicio con los primeros satelites orbitales de exploracion lunar el primer objeto hecho por el ser humano que consiguio tocar la superficie de nuestro satelite fue la sonda sovietica Luna 2 en octubre de 1959 12 La primera sonda estadounidense la Ranger 7 tardaria 5 anos mas 12 Pero de un modo mas estricto se podria considerar como inicio de la colonizacion el 20 de julio de 1969 fecha del primer alunizaje de un ser humano efectuado por el astronauta norteamericano Neil Armstrong a bordo del Apolo 11 Sin embargo desde la cancelacion del programa Apolo en 1972 ningun humano se ha aventurado nuevamente fuera de la orbita terrestre 13 A pesar del abandono temporal de la Carrera espacial tras el fin de la Guerra Fria desde finales del siglo XX han surgido diversos proyectos 14 enfocados hacia costes mas bajos y asumibles para los presupuestos aeroespaciales La mentalidad ha migrado desde el plan Mars Direct de los anos 1990 al Moon First Primero la luna 15 La NASA ha anunciado que el establecimiento de una colonia permanente en la luna sera su objetivo prioritario 14 y para conseguirlo se ha planteado un proyecto internacional que involucrara a unos 15 paises 14 Uno de los primeros proyectos que se han puesto en marcha el proyecto Constellation que incluye del desarrollo de la nave Orion y de los cohetes de lanzamiento Ares I Ares IV y Ares V Potencias como Rusia China Europa Japon o la India han mostrado su interes por el proyecto lunar 2 y las agencias espaciales estadounidense europea y japonesa estan reclutando nuevos astronautas 16 Mientras tanto multitud de misiones de exploracion estan ya en marcha o en proceso de desarrollo como la Chang e 1 china 17 la SELENE japonesa 17 la Chandrayaan 1 india 18 las LCROSS y GRAIL estadounidenses 13 19 o la MoonLITE britanica 20 A nivel privado tambien han surgido iniciativas para fomentar el desarrollo de tecnologias que permitan colonizar nuestro satelite Entre ellas destaca el Google Lunar X Prize vigente desde 2007 que premiara con 20 millones de dolares al primer equipo que logre enviar a la Luna un rover capaz de desplazarse 500 m y transmitir despues video e imagenes a la Tierra 21 Objeciones a la base lunar Editar El programa espacial es extraordinariamente caro 22 Algunos analistas opinan que el programa Apolo que llevo al hombre a la Luna fue una anomalia historica 13 debida a una alineacion puntual de las fuerzas politicas que hicieron de la Luna el destino y que cuando este fue alcanzado esas fuerzas empezaron a divergir A pesar de que el discurso oficial de la NASA apunta al programa lunar algunos cientificos consideran que la Luna no es ya un objetivo prioritario de la Agencia 13 y existe consenso en que la bonanza economica es un prerrequisito para el exito de un programa tan ambicioso 13 El hecho de que Michael Griffin uno de los adalides del programa lunar haya abandonado su cargo como administrador de la NASA 13 ha sido interpretado como un sintoma de que quizas las fechas anunciadas por las distintas administraciones sean mas una declaracion de intenciones que un calendario realista 23 Pero las objeciones no son solo economicas En una reunion de 2008 el Comite Nacional de Investigacion NRC estadounidense advirtio que los peligrosos niveles de radiacion espacial podrian descartar una mision a Marte asi como misiones a largo plazo a la Luna 24 e insto a dar la maxima prioridad al estudio de las consecuencias biologicas de la radiacion 24 Tambien hay dudas sobre la capacidad de los nuevos cohetes Ares I y Ares V para enviar la nave Orion a la Luna lo que podria ocasionar la cancelacion del programa de las lanzaderas 23 Otros cientificos opinan que en el actual estado de la tecnologia la presencia humana en la Luna o en otros planetas es innecesaria y precipitada argumentando que de las cinco razones principales para ir al espacio descubrimientos cientificos aplicaciones comerciales seguridad nacional prestigio geopolitico y supervivencia de la especie solo la ultima requiere indispensablemente humanos 25 Por ultimo y tras la salida del presidente Bush principal impulsor del proyecto lunar a inicios de 2009 es posible que la politica gire nuevamente hacia la opcion marciana en detrimento de la base lunar 23 26 27 Ventajas y desventajas de la Luna EditarA diferencia de lo que sucederia con una colonia ubicada en el espacio exterior el asentamiento sobre un cuerpo natural como la Luna proporcionara una abundante fuente de materiales para la construccion asi como para otros usos como la proteccion frente a la radiacion cosmica y solar Pero hay mas emplazamientos posibles para una colonia tales como Marte o algun asteroide cercano Respecto a estos posibles emplazamientos la Luna ofrece tanto ventajas como desventajas Ventajas Editar Las ventajas de la opcion lunar derivan de su cercania a la Tierra Descontando algunos asteroides que pasan ocasionalmente mas cerca la Luna es el cuerpo mas cercano a la Tierra orbitando a una distancia media de 384 400 kilometros Esta es una distancia constante y en terminos astronomicos reducida Esta proximidad presenta varias ventajas La energia requerida para enviar objetos desde la Tierra es inferior a la necesaria para otros cuerpos celestes La duracion del recorrido es corta los astronautas del Apolo hicieron el viaje en tres dias y puesto que se usaran cohetes quimicos similares al menos durante las proximas decadas se tardara un tiempo parecido en hacer el viaje La corta duracion del recorrido tambien permitira acciones de emergencia para alcanzar rapidamente la colonia o una evacuacion y regreso a la Tierra relativamente rapidas en caso de urgencia Esta es una consideracion importante a la hora de establecer una primera colonia El retraso en las comunicaciones de ida y vuelta entre la Tierra y la Luna es de menos de tres segundos permitiendo una comunicacion casi a tiempo real y la videoconferencia El retraso para otros cuerpos del sistema solar es de minutos u horas por ejemplo el tiempo que tarda una senal en su viaje de ida y vuelta entre la Tierra y Marte varia de ocho a cuarenta minutos Esto de nuevo sera particularmente valioso en una primera colonia donde pueden ocurrir problemas que requieran la ayuda desde la Tierra Vease por ejemplo el caso del Apolo 13 Sobre la cara visible de la Luna la Tierra aparece grande y es siempre visible 60 veces mas brillante que la Luna vista desde la Tierra Por el contrario en ubicaciones mas distantes la Tierra seria vista simplemente como un punto mas como se ven los demas planetas desde la Tierra Por consiguiente una colonia lunar se percibira menos remota a la Tierra Desventajas Editar La cara oculta de la Luna vista desde satelite Los problemas de comunicacion con La Tierra desde un hipotetico asentamiento en esta cara podrian solucionarse con satelites de comunicacion La ausencia de atmosfera en la Luna constituye su mayor desventaja pero no es la unica La larga noche lunar de casi 15 dias terrestres impedira el abastecimiento a partir de energia solar y requerira una colonia disenada para soportar temperaturas extremas Los periodos de oscuridad tambien dificultaran las cosechas de alimentos Una excepcion a esta restriccion son los picos de luz eterna localizados en el polo norte lunar que siempre estan banados por la luz del sol El borde del Crater Shackleton hacia el polo sur lunar tambien tiene una iluminacion casi permanente Sigue existiendo incertidumbre sobre si la baja gravedad sobre la Luna de un sexto de la terrestre es suficiente para prevenir efectos perjudiciales para la salud humana a largo plazo Se ha demostrado que la exposicion a la ingravidez durante periodos de un mes deteriora ciertos sistemas fisiologicos ocasionando perdidas de masa osea y muscular y la depresion del sistema inmunologico Se desconoce si efectos similares podrian ocurrir en un ambiente de baja gravedad pues practicamente toda la investigacion sobre salud se ha limitado a condiciones de gravedad nula La practica de una rutina agresiva de ejercicio diario ha probado ser al menos parcialmente eficaz en la prevencion de los efectos deletereos de la baja gravedad La ausencia de una atmosfera aislante origina temperaturas extremas y crea unas condiciones superficiales similares al vacio espacial La Luna tambien carece de magnetosfera 28 por lo que su superficie queda expuesta a casi la mitad de la radiacion sufrida en el espacio interplanetario la otra mitad es bloqueada por la propia luna bajo la colonia Aunque los materiales lunares pueden servir de escudo contra la radiacion mientras se permanezca en la colonia sera mucho mas problematico protegerse durante expediciones al exterior 1 Ningun humano ha pasado mas de 7 dias fuera de la proteccion de la magnetosfera terrestre 1 y un informe de 2008 del Consejo Nacional de Investigacion estadounidense advierte del peligro de la radiacion con riesgo de cancer y envejecimiento prematuro de los tejidos 29 Una de las estrategias en desarrollo para evitar este problema es la creacion de pequenas magnetosferas artificiales tanto en las naves 30 como en la propia base lunar 2 Tambien la inexistencia de atmosfera aumenta las posibilidades de impacto de meteoritos sobre la colonia Incluso pequenos guijarros y polvo tienen potencial para danar o destruir estructuras insuficientemente protegidas Esto debera ser tomado en cuenta a la hora de plantear explotaciones mineras o demoliciones pues las particulas generadas pueden viajar grandes distancias sin que friccion alguna pueda aminorar su velocidad inicial 15 La ausencia de atmosfera tambien dificultara la refrigeracion de la maquinaria pues el vacio es el mejor aislante termico La superficie de la luna esta compuesta en gran medida por un polvo vidrioso y sumamente abrasivo denominado regolito Este material se adhiere a todo pudiendo danar los equipos y ser perjudicial para la salud Una colonia en la Luna necesitara desarrollar una tecnologia resistente al regolito 22 La Superficie de la Luna esta compuesta por mares de basalto 31 y contiene metales y oxigeno pero poco carbono Aunque hay indicios de existencia de hidrogeno para cultivar habria que enriquecer el suelo con elementos ligeros como carbono nitrogeno y fosforo 32 Ademas el oxigeno a pesar de estar presente en el regolito se encuentra asociado a otros elementos dentro de minerales Extraerlo requeriria una infraestructura industrial bastante compleja que precisaria mucha energia Algunos o todos estos elementos ligeros son necesarios para generar aire respirable agua alimento o combustible para los cohetes todo lo cual tendria que ser importado desde la Tierra hasta que otras alternativas fuesen desarrolladas Esto limitara el crecimiento de la colonia y la mantendra dependiente de la Tierra Para evitar este problema se estudia la posibilidad de utilizar bacterias capaces de romper la roca lunar por medios bioquimicos una alternativa mucho mas economica que los metodos industriales tradicionales 33 Tambien se ha sugerido reducir el desabastecimiento de estos elementos construyendo la ultima etapa de las naves de suministro con materiales tales como fibra de carbono u otros plasticos para luego reciclarlos en elementos utiles para la vida si bien no se conocen estudios para poner en marcha esta solucion cuyo desarrollo acarrearia nuevos problemas tecnologicos La escasez de agua es tambien uno de los principales argumentos esgrimidos contra la eleccion de la Luna en lugar de Marte Aunque la presencia de agua en la luna ya ha sido demostrada su concentracion es muy baja menor incluso que la existente en los desiertos mas aridos de la Tierra 34 Este problema no afecta a Marte que dispone de agua relativamente abundante y facil de extraer 34 Localizaciones EditarUn puesto avanzado lunar deberia cumplir estos tres criterios Buenas condiciones para operaciones de transporte Un gran numero de objetos naturales y rasgos de interes cientifico Recursos naturales como oxigeno ya que la abundancia de ciertos minerales varia drasticamente sobre la superficie lunar Las ubicaciones potenciales para una colonia lunar se dividen en tres amplias categorias Regiones polares Editar Las regiones mas estudiadas para establecer una colonia son los polos 14 Hay dos motivos por los que los polos lunares son atractivos como ubicaciones para una colonia humana en primer lugar hay indicios que el agua puede estar presente en areas permanentemente protegidas del sol En segundo lugar porque el eje de rotacion de la Luna es casi perfectamente perpendicular al plano de la ecliptica Ello hace posible la existencia de picos de luz eterna banados ininterrumpidamente por el sol que permitan el abastecimiento energetico de colonias exclusivamente con la energia solar 35 Las estaciones de coleccion de energia pueden disponerse de modo que en todo momento al menos una reciba la luz del sol Algunos lugares tienen luz del sol casi continua como la montana Malapert localizada cerca del crater Shackleton 14 en el polo sur lunar 36 Este emplazamiento esta siendo muy estudiado pues ofrece varias ventajas Esta expuesto al sol la mayor parte del tiempo los paneles solares recibirian energia de manera casi continua Su proximidad al Crater Shackleton 116 kilometros podria proporcionar comunicaciones al crater Este crater es potencialmente valioso para la observacion astronomica Un instrumento infrarrojo se beneficiaria de las bajas temperaturas y un radiotelescopio de la proteccion frente a las interferencias de radioespectro de la Tierra El cercano Shoemaker y otros crateres estan en sombra profunda constante y podrian contener concentraciones de hidrogeno y otros elementos volatiles 14 Sus cerca de 5 000 metros de altura ofrecen una linea de comunicacion directa sobre un area extensa asi como con la Tierra En el Polo Norte lunar se ha propuesto como alternativa el borde del crater Peary 37 El examen de imagenes de la mision Clementine parece mostrar que partes del borde de crater estan permanentemente iluminadas por la luz del sol con la excepcion de los eclipses lunares Por lo que esperan que las temperaturas permanezcan muy estables en esta ubicacion con un promedio de 50 C Esto es comparable con las condiciones de invierno en el polo en Siberia o en algunas partes de la Antartida donde la NASA ha realizado pruebas para el diseno del asentamiento lunar El interior del crater Peary tambien podria albergar depositos de hidrogeno si bien este extremo esta sin confirmar Regiones ecuatoriales Editar Las regiones lunares ecuatoriales probablemente tienen las concentraciones mas altas de helio 3 debido a que en esta latitud el viento solar tiene un mayor angulo de incidencia El Helio 3 es un elemento raro sobre la Tierra pero muy buscado en la investigacion de la fusion nuclear La zona ecuatorial tambien es ventajosa a la hora de realizar lanzamientos en orbita si bien esta ventaja es leve debido al escaso impulso generado por la lenta rotacion del satelite Varias sondas han alunizado en el area del Oceanus Procellarum Hay muchas areas y rasgos que podrian ser objeto de estudio a largo plazo como la anomalia de Reiner Gamma y el crater oscuro Grimaldi Cara oculta Editar La cara oculta carece de comunicacion directa con la Tierra aunque un satelite de telecomunicaciones en el punto de Lagrange L2 o una red de satelites orbitales 38 podria permitir la comunicacion entre el lado oculto de la Luna y la Tierra El lado oculto es tambien una buena ubicacion para un radiotelescopio por estar bien protegido de las interferencias de la Tierra Hasta el momento no se ha realizado exploracion del lado oculto aunque se estima que las concentraciones mas altas de helio 3 se encontraran en la cara oculta ya que cuando el satelite orbita mas cerca de la Tierra el campo magnetico de esta protege parcialmente su superficie del viento solar 1 pero la cara oculta esta totalmente expuesta recibiendo una mayor cantidad de corriente ionica El habitat EditarLas especulaciones sobre una colonia lunar han estimulado la imaginacion y la inventiva de numerosos ingenieros cientificos y escritores de ciencia ficcion Existen infinidad de propuestas aunque muchas de ellas en parte debido a su elevado presupuesto o al caracter especulativo y poco factible de los disenos no tienen relacion con las grandes companias aeronauticas y aeroespaciales como la NASA o la ESA Estos disenos proponen estaciones compuestas por diversos habitaculos aislados o intercomunicados albergando distintas funciones laboratorios habitaculos para el personal invernaderos granjas zonas de trabajo etc El notable autor de ciencia ficcion Arthur C Clarke propuso en 1954 una base lunar de modulos inflables protegidos por una capa de regolito de polvo lunar Una nave espacial montada en la orbita baja de la Tierra seria lanzada hacia la Luna y los astronautas establecerian modulos parecidos a un iglu Pasos subsiguientes incluirian el establecimiento de una cupula permanente mas grande un purificador de aire a base de algas un reactor nuclear para la provision de energia y canones electromagneticos para lanzar carga y combustible a navios interplanetarios en espacio En 1959 el doctor en fisica John S Rinehart 39 sugirio que el diseno mas seguro seria una estructura flotante en un oceano inmovil de polvo Algunas teorias afirman que podrian existir oceanos de polvo de mas de un kilometro de profundidad sobre la Luna El diseno propuesto consistio en medio cilindro con medias cupulas en los extremos con un escudo contra micrometeoritos colocado encima de la base El proyecto Horizonte tambien data de 1959 proponia un plan del ejercito estadounidense para establecer una fortaleza sobre la Luna hacia 1967 H H Koelle un ingeniero aleman de cohetes de la Agencia de Misiles Balisticos del ejercito ABMA conducia el estudio El primer aterrizaje seria realizado por dos astronautas soldado en 1965 seguidos por mas trabajadores de la construccion Los disenos se han ido perfilando notablemente a lo largo de los ultimos anos a medida la tecnologia y el conocimiento sobre la Luna ha ido creciendo Los habitats propuestos se extienden desde la simple nave espacial con sus depositos de combustible usados para conformar el habitat hasta los modulos inflables de varias formas Caracteristicas Editar Concepcion artistica de una posible base lunar NASA Una base lunar debe tener en cuenta estas caracteristicas 40 La gravedad es un sexto de la terrestre La necesaria presion de aire debida a la ausencia de atmosfera La necesidad de escudos tanto para radiacion solar y cosmica como para micrometeoritos Los efectos del vacio sobre los materiales de construccion La contaminacion originada por el polvo lunar Los elevados gradientes de temperatura Ademas de estos condicionantes la construccion debera ser economicamente viable lo que hace conveniente si no imprescindible utilizar materiales autoctonos El regolito fundido puede comportarse como el basalto creando estructuras diez veces mas resistentes que el hormigon habitual 40 No obstante parece muy poco probable que al menos en unas primeras fases sea factible la utilizacion de hormigones lunares 41 Existe consenso en que las etapas iniciales de creacion de habitats lunares casi con toda certeza seran llevadas a cabo por misiones roboticas se construira la infraestructura y los sistemas de soporte vital con visitas humanas durante cortos periodos 17 Hasta la fecha todavia no se ha decidido la estructura de la base 42 no obstante los habitats iniciales seran probablemente temporales y por motivos economicos deberian ser de poco peso quizas hinchables 43 Se estima que el coste de transporte de cada kilo de material a la Luna sera prohibitivo rondando entre los 50 000 y 100 000 dolares 44 por lo que una vez establecida la primera colonia cuestiones economicas obligaran a plantear el uso de materiales autoctonos para su posterior crecimiento 15 Tipologias Editar Un modulo lunar inflable Concepcion artistica Todavia no se ha decidido la forma que adoptara la primera base lunar pero las principales alternativas se pueden agrupar en tres estrategias Colonias enterradas Editar Una colonia subterranea proporcionaria proteccion contra la radiacion y los micrometeoritos Se calcula que sera necesaria una capa de al menos 2 5 metros de grosor para proteger a los colonos de la radiacion 15 Estas no son las unicas ventajas de la opcion subterranea la temperatura media sobre la luna es de aproximadamente 5 C El periodo de dia de dos semanas de duracion tiene una temperatura media de aproximadamente 107 C pudiendo ascender hasta los 123 C Las dos semanas del periodo de noche en cambio presentan una temperatura media de aproximadamente 153 C Bajo tierra ambos periodos estarian alrededor de 24 C una temperatura similar a la terrestre Como inconveniente la construccion de una base enterrada probablemente seria mas compleja debido a la necesidad de excavar Las primeras maquinas excavadoras estarian dirigidas por control remoto desde la Tierra Una vez creada la depresion seria necesaria algun tipo de estructura para evitar el derrumbe posiblemente una sustancia parecida al hormigon hecha de materiales autoctonos Tambien se podria aplicar un material aislante mas poroso igualmente fabricado in situ Como alternativa a la excavacion se podrian buscar posibles tubos formados por extintas coladas de lava subterraneas 24 Habitats en superficie Editar Modulo inflable desarrollado por la NASA Probablemente la solucion mas facil sea construir la base lunar sobre la superficie una de las opciones mas populares son los habitats inflables de tela Pesan poco y su formato hinchable parece ideal para albergar el aire necesario dentro del complejo dada la ausencia de atmosfera en la Luna 43 El problema fundamental es su endeblez frente a impactos fortuitos Para minimizar este riesgo algunos disenos plantean habitaculos cerrados en forma de almohadas que se podrian apilar enterrar o cubrir con regolito 43 Tambien se ha sugerido que la base sea protegida por otros medios como campos magneticos artificiales para proporcionar proteccion frente la radiacion 2 Otro tipo de estructuras superficiales son los disenos modulares que se podrian montar en una orbita baja de la Tierra y luego desplazar al satelite o ser erigidos directamente en la propia Luna Estos disenos tienen la ventaja de utilizar tecnologia existente y ya probada 43 Por ultimo tambien se han propuesto bases moviles que permitirian paliar algunos de los problemas de una base estatica como la ausencia temporal de luz pero que dificultarian otras como las actividades agricolas 43 Construccion autoctona Editar La alternativa a importar el habitat desde la tierra es construir directamente con materiales lunares Para ello habria que desarrollar un hormigon lunar El problema principal es la escasez o incluso ausencia del agua necesaria para fabricar dicho material por lo que se estan buscando tipos de hormigon con mayor contenido en azufre muy abundante en la Luna que precisen menor cantidad de agua 43 o incluso ninguna en absoluto como el hormigon lunar ideado en la universidad de Alabama 45 Este tipo de hormigon utiliza azufre liquido en lugar de agua como conglomerante Soporta presiones de 17 atmosferas y endurece en solo una hora aunque para fabricarlo habria que extraer el azufre del suelo lunar y posteriormente calentarlo a temperaturas superiores a 130 C 45 Otro hormigon lunar ha sido propuesto por Peter Chen del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA El material se obtiene mezclando polvo lunar con resina epoxi y nanotubos de carbono y se podria utilizar puntualmente para estructuras con elevadas necesidades de resistencia permitiendo ahorrar un 90 del transporte con respecto a un material importado integramente desde la Tierra 45 46 Para impermeabilizar el interior de los habitaculos y evitar la perdida de aire el hormigon debe ser impermeable al gas o bien se podrian usar laminas geotextil Dentro de los disenos construidos con material autoctono uno de los mas prometedores es el tipo hangar una tipologia muy apropiada para una estructura a base de hormigon pues toda la estructura estaria sometida a esfuerzos de similar intensidad pudiendo asi optimizar el empleo de material 40 Hay que tener en cuenta que las tensiones principales de la estructura no seran debidas al peso la gravedad es comparativamente muy baja sino a la presion de la atmosfera interior frente al vacio exterior Un diseno de hangar fue propuesto por F Ruess J Schanzlin y H Benaroya en 2006 40 Tamano Editar Si la ocupacion de la base va a ser prolongada o permanente tendra que ser minimamente confortable Los Estandares de Integracion de Sistemas Humanos STD3000 de la NASA estiman que para estancias mayores a 4 meses el volumen del habitat no debe ser inferior a 20 m por persona 40 35 veces mayor que el disponible en las misiones lunares de los anos 60 40 No obstante el volumen recomendado eleva la cifra a 120 m 40 lo que equivale al volumen total de la Estacion Espacial Internacional Las estancias prolongadas en espacios reducidos pueden tener un importante impacto psicologico en los colonos estos y otros efectos se estan tratando de comprender en diversos estudios como el Biosfera 2 y tambien son objeto de conferencias multidisciplinares como la Humans in Outer Space Interdisciplinary Odysseys Humanos en el espacio exterior Odiseas interdisciplinarias celebrada en 2006 47 Urbanismo Editar Sera necesario pensar en las posibles ampliaciones de crecimiento para facilitar este proceso los modulos deben ser capaces de adosarse unos a otros Se contemplan 5 patrones de crecimiento Lineal Patio Radial Ramificado y Cumulo 40 Energia EditarUna base lunar necesitara grandes cantidades de energia fundamentalmente para producir el propelente para los cohetes y mantener los sistemas de soporte vital Existen varias alternativas Energia nuclear Editar Un reactor de fision nuclear podria abastecer la mayor parte de las exigencias de energia de la base o bien podrian utilizarse generadores termoelectricos de radioisotopos como fuentes de energia de reserva o emergencia para colonias abastecidas solarmente En un futuro a largo plazo podrian emplearse reactores de fusion con la ventaja que el helio 3 probable combustible para ese tipo de reactores es abundante sobre la Luna Sin embargo los reactores de fusion son todavia una tecnologia experimental y no estaran disponibles en el momento de la colonizacion Energia solar Editar La energia solar es el candidato mas fuerte podria ser una fuente relativamente barata para una base lunar Sin embargo la larga noche lunar de 14 dias es un serio inconveniente Este es uno de los motivos por los que el asentamiento se esta planteando en los polos donde este problema podria solucionarse construyendo varias centrales electricas de modo que al menos una de ellas este siempre a la luz Se han planteado otras dos posibilidades dejar los paneles en la orbita y emitir la energia mediante microondas o construir una serie de centrales intercomunicadas y repartidas por la superficie lunar Ambas opciones presentan serios problemas pues los paneles en orbita son muy ineficientes y la instalacion extendida muy cara No obstante y puesto que las materias primas necesarias para la produccion de los paneles solares pueden ser extraidas de la Luna en un futuro a largo plazo no se puede descartar la sucesiva colonizacion de la superficie gracias a este ultimo metodo Puede ser mas ventajoso prescindir de la tecnologia fotovoltaica y hacer uso de la gran diferencia de temperaturas entre zonas de sol y de sombra para controlar generadores motorizados por calor La luz del sol concentrada tambien podria ser transmitida via espejos y usada en motores Stirling o incluso podria usarse esa luz directamente para la iluminacion la agricultura y generacion de calor El calor enfocado concentrado tambien podria ser empleado para extraer distintos elementos de las rocas lunares superficiales Almacenaje de energia Editar Colonias lejos de los polos y sin energia nuclear necesitaran sistemas de almacenaje de energia durante la larga noche lunar Una posibilidad consiste en utilizar la energia solar para convertir agua en hidrogeno y oxigeno y luego usar los gases almacenados para abastecer celulas de combustible o motores de combustion interna durante la noche Las celulas de combustible del Transbordador espacial han funcionado de forma fiable hasta 17 dias seguidos mientras que sobre la Luna solamente serian necesarios 13 7 dias la longitud de la noche lunar Las celulas de combustible producen agua directamente como residuo La tecnologia actual de celula de combustible esta mas avanzada que las celulas de la Lanzadera que emplean el sistema PEM intercambio de proton por membrana Las celulas actuales producen bastante menos calor son mas eficientes y son fisicamente mas ligeras por lo que resultan mas economicas de lanzar desde la Tierra Alimentos EditarUn asentamiento permanente probablemente incluira invernaderos para cultivar comida para los colonos 48 El crecimiento de cosechas sobre la Luna afronta muchos desafios dificiles debido a la larga noche lunar las variaciones extremas de temperatura la exposicion a la radiacion la ausencia de agua y elementos ligeros como el carbono fosforo o nitrogeno 32 o la ausencia de insectos para la polinizacion Se han propuesto varias soluciones para los largos periodos de oscuridad incluyendo el empleo de luz artificial para mantener las plantas durante la noche pero el empleo de iluminacion electrica para compensar la ausencia de luz natural podria ser dificil pues una hectarea de cultivo sobre la Tierra disfruta de un pico de 10 megavatios de energia solar al mediodia una cantidad de energia a priori dificil de conseguir Los experimentos llevados a cabo por el programa de vuelos espaciales sovietico en los anos 70 sugieren que seria posible cultivar cosechas convencionales con 15 dias de luz y 15 dias de ciclo oscuro Tambien se ha sugerido el empleo de cosechas de crecimiento rapido que podrian ser comenzadas como plantones con la luz artificial y haber crecido lo suficiente para sobrevivir al final de un dia lunar La disposicion de los cultivos en el Polo Norte constantemente iluminado seria un modo de soslayar este problema Debido a la ausencia de atmosfera las plantas tendrian que ser cultivadas en camaras selladas Los experimentos han mostrado que las plantas pueden prosperar en presiones mucho mas bajas que las de la Tierra aunque no se conoce su comportamiento en situaciones de baja gravedad 48 ni como seran afectadas por la radiacion 24 Una estimacion sugirio que una granja espacial de media hectarea podria alimentar a 100 personas Esta en marcha un proyecto para llevar un primer invernadero a la Luna en el 2014 48 Otra interesante opcion que se esta estudiando es el empleo de unas resistentes cianobacterias capaces de crecer en el suelo lunar 33 Estas bacterias solo necesitan agua y luz para descomponer la roca y extraer de ella los recursos necesarios Si se confirma esta posibilidad los colonos podrian disponer de combustible y fertilizante sin necesidad de importarlo de la Tierra 33 Agua EditarArticulo principal Agua lunar Uno de los mayores problemas que plantea una base en la Luna es la escasez de agua La existencia y concentracion de este elemento en la superficie de nuestro satelite fue objeto de debate durante la ultima decada del siglo XX y la primera del siglo XXI La controversia sobre el agua Editar Durante mucho tiempo se especulo con la idea de que podrian existir depositos de agua en forma de hielo protegidos en las zonas de sombra permanente de algunos crateres cercanos a los polos 32 En 1994 esta creencia fue alentada por los datos recogidos por la sonda estadounidense Clementine que dio indicaciones positivas de hielo de agua en una de las depresiones frias conocida como Crater Shackleton en el polo sur lunar 49 No obstante algunos cientificos cuestionaron la validez de esos datos basandose en los registros de los radares terrestres 49 En 1999 el espectrometro de neutrones de la sonda Lunar Prospector descubrio fuertes trazas de hidrogeno en el crater 32 y se estimo que si este hidrogeno estuviese en forma de hielo de agua el metro superior de la Luna podria contener unos 200 millones de toneladas de este liquido 50 Sin embargo ese hidrogeno tambien podria ser fruto del continuo bombardeo del viento solar sobre la superficie lunar en cuyo caso estaria disociado en forma de protones 50 En 2007 el satelite japones SELENE no encontro depositos de hielo de agua expuestos en el crater 49 50 por lo que se penso que la explicacion del viento solar podria ser finalmente la correcta A pesar de los resultados de la SELENE otros estudios afirmaban haber encontrado trazas de esta molecula atrapadas en el regolito lunar 51 aunque probablemente en cantidades no superiores a las 200 ppm 51 Por otra parte estudios de las Universidades de Glasgow y Durham basados en muestras de roca lunar dedujeron que los crateres polares a resguardo del Sol podrian albergar concentraciones de hielo de hasta 10 gramos por kilogramo de roca 50 Con el fin de aclarar la incognita sobre la presencia de agua en la Luna en 2009 se lanzo la mision estadounidense LCROSS que al impactar en la superficie lunar evaporo mas de 100 litros de agua despejando asi definitivamente las dudas sobre la existencia de este elemento en nuestro satelite 52 Disponibilidad de agua Editar A pesar de que finalmente se haya demostrado su presencia la escasez del agua presente en el satelite puede hacer inutil su extraccion muchos investigadores opinan que con tan baja concentracion la extraccion de este elemento rebasaria con creces el coste de importarlo directamente desde la Tierra un coste estimado en 20 000 dolares el kilo 34 A pesar de ello se siguen estudiando alternativas como la posibilidad de fabricar agua a partir del hidrogeno y el oxigeno presentes en la superficie lunar 32 en 2009 un sistema de obtencion de oxigeno a partir de oxidos metalicos presentes en la Luna entro en fase de experimentacion con resultados prometedores 53 Otras posibles soluciones al problema del agua se plantean a mas largo plazo en 2006 el Observatorio Keck anuncio que el asteroide binario troyano 617 Patroclus y gran cantidad de otros objetos en la orbita de Jupiter probablemente esten compuestos de hielo y que tambien puede haber hielo en abundancia mas cerca en el planeta enano Ceres Se ha sugerido que podria ser practica en un futuro la importacion de elementos desde estas regiones a traves de una Red Interplanetaria de Transporte aunque es muy improbable que tal opcion este disponible para una colonia lunar a medio plazo Sin embargo en marzo de 2010 la NASA encontro cerca de 600 millones de toneladas metricas de agua cerca del polo norte lunar con lo cual podria solucionarse el aprovisionamiento de agua en futuras bases cita requerida Transporte EditarDe la Tierra a la Luna Editar Hasta el momento se han empleado cohetes convencionales para la exploracion lunar La ESA empleo la mision SMART 1 para el reconocimiento lunar desde 2003 hasta 2006 La NASA usara cohetes quimicos sobre su propulsor Ares V y el Modulo de Acceso Lunar Superficial que se desarrolla para el regreso a la Luna planificado alrededor de 2019 Otros astronautas vitales de la instalacion seran llevados en la nave Orion de la NASA Sobre la superficie Editar Un rover lunar siendo descargado Concepcion artistica Los colonos lunares necesitaran moverse largas distancias transportar carga y personal entre los modulos y la nave espacial y realizar estudios cientificos sobre una gran area de la superficie lunar y deberan ser capaces de realizar estas actividades durante largos periodos Los vehiculos propuestos incluyen una gran variedad de disenos desde pequenos rover abiertos a grandes modulos presurizados con el equipo de laboratorio 54 Los rovers podrian ser utiles si el terreno no es demasiado escarpado o montanoso Hasta 2009 los unicos rovers que han transitado sobre la superficie lunar son el Vehiculo Lunar Errante LRV del programa Apolo desarrollado por Boeing y los dos Lunojod roboticos sovieticos El LRV era un rover abierto para una tripulacion de dos miembros tenia un radio de accion de 180 kilometros y alcanzaba una velocidad maxima de 14 km h no pudiendo alejarse mas de 9 6 km del modulo lunar por motivos de seguridad 55 mientras que los vehiculos sovieticos guiados por control remoto desde la Tierra no superaron los 37 km de recorrido a una velocidad maxima de 2 km h 56 Los sovieticos habian disenado tambien un modelo tripulado denominado L5 el vehiculo estaba presurizado tenia capacidad para 3 tripulantes y desarrollaria una velocidad de 20 km h 57 pero el programa espacial ruso se cancelo antes de que pudiese entrar en servicio Para el regreso en 2020 la NASA ha desarrollado el laboratorio movil lunar un rover presurizado para dos personas con un radio de accion de 1 000 kilometros que permitira viajes de hasta dos semanas fuera de la base lunar 54 aunque otros paises plantean disenos alternativos o complementarios al modelo norteamericano 58 Los vehiculos de ruedas parecen los mas indicados para desplazamientos individuales pero pueden experimentar problemas de traccion y levantan excesivo polvo 41 El 20 del polvo lunar es menor a 0 02 mm 41 y puede provocar problemas mecanicos de visibilidad y de salud Para areas dificiles un vehiculo capaz de volar puede ser mas conveniente 41 Bell Aerosystems propuso su diseno para Vehiculo de Vuelo Lunar como parte de un estudio para la NASA El vehiculo volador tambien presentara sin embargo el problema del polvo Otras opciones que se han barajado con los caminos de relogito fundido que dependerian de la existencia de abundantes cantidades de energia para su construccion o los cables elevados entre bases a modo de telefericos 41 En un futuro mas a largo plazo si se estableciesen multiples bases sobre la superficie lunar podrian comunicarse por vias ferreas permanentes Se ha propuesto tanto la levitacion convencional como magnetica el Maglev como sistemas de transporte Los sistemas de MagLev son en particular atractivos pues no hay ninguna atmosfera para reducir la velocidad del tren por lo que los vehiculos podrian alcanzar velocidades comparables a las del avion en Tierra Una diferencia significativa de los trenes lunares sin embargo es que los coches tendrian que estar sellados individualmente y poseerian sus propios sistemas de soporte vital De la superficie al espacio Editar Una base lunar con una catapulta electromagnetica La alargada estructura que se pierde en el horizonte NASA Una base lunar necesitara modos eficientes de transportar personas y mercancias entre la Tierra y la Luna y mas adelante desde y hacia otros lugares del espacio interplanetario Una ventaja de la Luna es su debil gravedad que hace mas facil el lanzamiento de mercancias Sin embargo la ausencia de atmosfera supone tanto ventajas como desventajas pues facilita el lanzamiento al no haber resistencia por aerofrenado pero por identico motivo hace necesario transportar combustible extra para aterrizar Una opcion economica para mercancias consiste en envolver la carga util con sistemas que absorban impacto algo que ya fue intentado en el programa Ranger Esta estrategia puede ser todavia mas eficiente si las protecciones se fabrican con los elementos ligeros ausentes en la Luna que luego podrian ser reutilizados El otro problema recurrente debido a la ausencia de atmosfera es el peligroso polvo de regolito levantado por los cohetes durante su despegue y aterrizaje Se han propuesto dos alternativas para acondicionar la zona de despegue cubrir el area solamente con material rocoso 59 o rodearla con un muro de proteccion La NASA ha financiado un programa conjunto entre la empresa Astrobotic Technology y el Instituto de Robotica de la Universidad Carnegie Mellon para el diseno de unos vehiculos roboticos del tamano de un cortacesped y peso menor de 300 kg 60 que se encargarian de levantar un muro de 2 5 m de altura en torno a una zona de lanzamiento de 50 metros de lado 59 Los autores del proyecto calculan que los robots tardarian 6 meses en realizar la tarea 60 Para construir el muro no se contempla el uso de conglomerantes en lugar de ello se compactara el material mediante presion y vibracion o si el tamano de las rocas no es suficientemente grande 10 15cm se transportaran mallas externas o telas geotextiles a modo de sacos para contener el material 60 Tambien se han propuesto otros metodos mas especulativos para el transporte de materiales al espacio Una catapulta electromagnetica un lanzador de proyectiles magneticamente acelerado La carga seria recogida en orbita o en uno de los puntos de lagrange del sistema Tierra Luna por una lanzadera que propulsada por motores ionicos velas solares u otros medios y la entregaria a la Tierra o eventualmente a otros destinos quizas siendo el nodo de una Red Interplanetaria De Transporte Un ascensor espacial lunar si alguna vez es construido podria transportar personas materias primas y productos desde y hacia una estacion orbital si bien esta idea es poco factible pues aunque la gravedad es seis veces menor que en la tierra tambien lo es la velocidad de rotacion 28 veces mas por lo que seria mas rentable construirlo en la Tierra Aplicaciones tecnologicas EditarLa Luna constituira el paso inicial para lo que se ha dado en llamar la Colonizacion espacial jugando un papel muy importante en el desarrollo de sistemas de soporte de vida hermeticos de larga duracion y en el aprendizaje sobre procesos de replicacion de la ecologia de la Tierra como el reciclaje de desechos que tendran que ser mucho mas eficientes que los actuales 22 Tambien la riqueza y el conocimiento ganados mediante la extraccion y refinado de recursos sobre la Luna reduciran el esfuerzo para construir nuevas colonias en otras partes del Sistema Solar 22 En el ano 2006 la NASA pidio al Consejo de Investigacion Nacional de los Estados Unidos NRC un informe sobre el tipo de ciencia que podria realizarse desde la Luna 61 En su informe The Scientific Context for the Exploration of the Moon citan como prioridad los radiotelescopios y no los telescopios opticos debido a la acumulacion de polvo lunar 61 Debido a la baja velocidad de rotacion de la Luna el cielo gira lentamente permaneciendo visibles los objetos de estudio durante dias sin interrupcion Un observatorio en la cara visible podria monitorizar la tierra permanentemente para el estudio del clima o propositos similares Uno en la cara oculta podria observar el espacio profundo con una mayor eficiencia debido a la menor interferencia de radiofrecuencia terrestre 62 La NASA ha seleccionado 19 disenos de radiotelescopios lunares 62 muchos de ellos modulares 62 o desenrollables 61 Los disenos mas modestos podrian ser desplegados por robots 61 y los mas ambiciosos serian capaces de proporcionar informacion sobre el interior de los planetas extrasolares 61 Otro tipo de telescopios propuestos son los de espejo liquido un equipo canadiense trabaja en un prototipo de 2 m de diametro como paso previo para un futuro gran telescopio de hasta 100 m de diametro 63 Otra interesante opcion es buscar antiguo material terrestre que no haya sido afectado por la erosion atmosferica de la Tierra 61 se calcula que han podido caer hasta 200 kg de rocas terrestres sobre cada km de la luna 32 Este material sera muy valioso para el estudio del origen de la Tierra e incluso algunos cientificos especulan con la idea de que la ausencia de atmosfera y las bajas temperaturas en las zonas de sombra permanente a 25 K 248 16 C hayan conservado signos de vida de la joven Tierra en la Luna 64 Preservacion de la biodiversidad Editar Una colonia permanente en la Luna dificultara la extincion accidental de la especie humana y permitira salvaguardar nuestra cultura y biodiversidad de un eventual cataclismo La base lunar se ha propuesto como una segunda biosfera donde los humanos pudiesen vivir 17 Tambien se planteo en 2008 la construccion de un arca del juicio final para preservar la biodiversidad en caso de desastre El proyecto fue concebido por William Burrough y Jim Burke y contendria discos duros con el codigo genetico humano descripciones de nuestras tecnologias y un banco de semillas Incluso se plantea trasladar muestras de material genetico real Esta instalacion podria ser mantenida por robots o por una colonia humana 65 Marco legal EditarArticulo principal Tratado sobre el espacio ultraterrestre Las leyes espaciales estan basadas en el Tratado sobre el espacio ultraterrestre de 1967 descrito como la Carta Magna del vuelo espacial y ratificado por 98 estados 47 Dicho tratado expone que ninguna nacion puede reclamar la Luna 47 El espacio exterior incluyendo la Luna y otros cuerpos celestes no esta sujeto a la apropiacion nacional por reclamo de soberania a traves de uso u ocupacion o por cualquier otro medioTratado del Espacio Exterior 1967 Por lo tanto la convivencia de humanos en la Luna plantea conflictos jurisdiccionales a la hora de cumplir las leyes o juzgar un hipotetico delito El Acuerdo Luna de las Naciones Unidas de 1979 establece como deberian comportarse los estados cuando exploren la Luna y otros planetas pero solo ha sido ratificado por 13 paises ninguno de los cuales tiene los medios para ir a la Luna 47 por lo que este es un tema aun por solucionar Viabilidad a largo plazo EditarAunque la rentabilidad economica de la base lunar no sea un tema relevante a corto o medio plazo la colonizacion permanente de la Luna solamente tendra exito si las colonias son autosuficientes y economicamente viables Aunque por el momento sean especulaciones mas propias de la ciencia ficcion esto podria ser posible a largo plazo por varios metodos Mineria y astilleros Editar Eventualmente intereses economicos promoveran establecimientos ubicados cerca de minas La Luna parece ser rica en minerales tales como el titanio 66 Con el tiempo y suponiendo que se colonicen mas lugares del sistema solar la mineria y el refinado de materiales en la propia Luna podria ser ventajosa para otras colonias frente a materiales entregados desde la Tierra debido al menor coste energetico del lanzamiento Por el mismo motivo la Luna podria servir en un futuro como emplazamiento para la construccion de naves espaciales o para su abastecimiento de combustible Procesado de materiales Editar La luna permitira gracias a su baja gravedad el procesamiento de materiales que serian dificiles o imposibles de fabricar en la Tierra como espumas de metales obtenidas inyectando gas en un metal fundido que a continuacion solidifica lentamente La baja gravedad lunar evitara la ruptura por el movimiento de las burbujas de gas Las condiciones de vacio tambien pueden suponer una ventaja competitiva en determinados procesos el recocido de metales requiere grandes cantidades de energia por ser un proceso que mantiene el material muy caliente durante un tiempo prolongado El aislamiento del vacio puede ahorrar mucha energia durante el proceso Tambien podrian aparecer nuevas aleaciones dificiles de realizar en la Tierra Exportaciones a la Tierra Editar La exportacion desde la Luna es mas problematica debido al alto coste del transporte pero no es descartable que puedan exportarse mercancias muy valiosas Si prospera la tecnologia de reactores de fusion es posible que el Helio 3 del viento solar acumulado en la superficie de la Luna durante miles de millones de anos pudiera ser un excelente combustible El He3 esta presente en el regolito lunar en cantidades de diez a cien partes por millon o del 0 003 al 1 por ciento en funcion de los suelos En 2006 el precio de mercado del He3 fue de alrededor de un millon y medio de dolares por kilo mas de 120 veces el valor del oro Gerald Kulcinski del grupo de fusion en el Instituto de Tecnologia de la Universidad de Wisconsin Madison ha operado con un reactor experimental de fusion de He3 durante un periodo prolongado Sin embargo el reactor no ha logrado el balance de energia o umbral de rentabilidad El ITER que se esta construyendo en Francia continua la investigacion en este campo Tambien se ha encontrado uranio en la Luna lo que permitiria o bien crear alli mismo reactores nucleares o bien exportar dicho combustible hasta la Tierra 67 Turismo Editar Otras posibilidades economicas incluyen la industria del turismo La baja gravedad puede tener aplicaciones en la salud tales como permitir a los discapacitados fisicos seguir disfrutando de un estilo de vida activo Cupulas o cavernas presurizadas permitirian a las personas hacer movimientos increibles lo que puede dar lugar a nuevas actividades deportivas La Luna podria ser tambien un atractivo lugar vacacional para el resto de la poblacion cita requerida Vease tambien EditarAscensor espacial Agua lunar Anexo Misiones espaciales lanzadas a la Luna Exploracion de la Luna Elevador espacial lunarReferencias Editar a b c d Vince Stricherz diciembre de 2007 Earth s magnetic field could help protect astronauts working on the moon en ingles Archivado desde el original el 14 de mayo de 2008 Consultado el 28 de abril de 2009 Parametro desconocido urltrad ignorado ayuda La referencia utiliza el parametro obsoleto mes ayuda a b c d Robert Massey abril de 2007 Shields for the Starship Enterprise A Reality en ingles 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