Especial Marte
Misc 19/02/2021

Científicos catalanes imaginan la ciudad que nos permitiría vivir en Marte

Un equipo internacional liderado por investigadores de la UPC imagina Nüwa, una extensa colonia en el Planeta Rojo que podría servir para reformular la sociedad humana

11 min
Vista de la llegada a Nüwa

La tecnología existe. Y el dinero está. Lo único que hace falta es voluntad. Eso piensan muchos expertos sobre la posibilidad de establecer una colonia habitada permanentemente en Marte. Cuando menos, lo piensan los equipos de todo el mundo que se han presentado al concurso de diseño de una ciudad marciana organizado por la Mars Society, una entidad sin ánimo de lucro que promociona el conocimiento y la investigación sobre el Planeta Rojo. La tecnología, defienden, es la que se usa en la construcción de las grandes infraestructuras terrestres y en las misiones espaciales. En cuanto al dinero, hacer llegar una nave a Marte con 100 toneladas de material cuesta unos mil millones de euros. Para comparar esta cifra con un ejemplo cercano, la línea 9 del metro de Barcelona ya ha costado, sin estar acabada, cerca de siete mil millones de euros, es decir, el equivalente a siete cohetes hasta Marte.

"Construir una ciudad en Venus o en Proxima b es ciencia-ficción, pero hacerlo en Marte es factible, es una posibilidad real", afirma Guillem Anglada-Escudé, astrofísico del Institut de Ciències Espacials del CSIC. "Lo veo inevitable", sostiene Miquel Sureda, investigador en ciencias y tecnologías del espacio de la UPC. Anglada-Escudé y Sureda forman parte de uno de los equipos que presentaron el diseño de una colonia marciana al concurso de la Mars Society. Su propuesta, bautizada como Nüwa, en honor a una diosa china de la creación, fue una de las finalistas.

¿Cómo se llega a construir una ciudad en Marte?

Una de las primeras cuestiones que se plantearon a la hora de diseñar Nüwa fue la sostenibilidad. Una colonia en Marte no puede funcionar como la Estación Espacial Internacional, que orbita la Tierra y depende del suministro constante de materiales desde el planeta madre. Marte está a 200 millones de kilómetros. Además de esto, el diseño de Nüwa se basa en el hecho de que el llamado sistema de apoyo vital –el conjunto de aparatos que harían habitable el Planeta Rojo– sea muy robusto. "Un apagón en la Tierra es un contratiempo –explica Sureda–, pero en Marte puede ser un desastre". Esto, efectivamente, son criterios generales de carácter técnico que hay que tener en cuenta. Pero ¿cómo se llega a construir una ciudad en Marte?

Según el investigador de la UPC, a finales de la década del 2030 empezaremos a ver expediciones tripuladas a Marte, formadas por una decena de astronautas, que estarán ahí unos meses y después volverán. Una vez hechas las tareas de investigación necesarias sobre el terreno, se establecerá una base habitada permanentemente, parecida a las bases científicas que hay actualmente en la Antártida. A partir de este momento, habiendo hecho algunas ampliaciones con materiales procedentes de la Tierra, los habitantes de Marte tendrán que aprovechar los recursos locales para ampliar la colonia. Por suerte, a diferencia de la Luna, Marte es un planeta muy rico en recursos que pueden servir para construir no solo la propia colonia sino las máquinas necesarias para construirla. "En Marte hay oxígeno en las rocas, carbono en la atmósfera, que está formada principalmente por dióxido de carbono, e hidrógeno en forma de hielo en los polos o de suelo congelado", explica Anglada-Escudé. De hecho, uno de los objetivos de las misiones actuales es conocer la disponibilidad de agua y, más concretamente, de hidrógeno, en el subsuelo marciano. Con energía y estos materiales básicos, complementados con algunos otros que también están presentes en Marte, se puede construir cualquier cosa. Para componer la atmósfera que respirarían los colonos, por ejemplo, solo habría que combinar el oxígeno obtenido de las rocas con el nitrógeno también extraído de depósitos minerales en una proporción aproximada de 21 a 79.

Guarecerse en un medio hostil

El confort y la seguridad son lo primero que hay que garantizar en un entorno tan inhóspito como el de un planeta que puede experimentar diferencias de temperatura que van desde los 27 ºC diurnos hasta los 133 ºC bajo cero nocturnos. Los habitantes de Marte no solo se tendrán que proteger de la temperatura sino también de la radiación solar, que es especialmente intensa porque la atmósfera marciana es muy tenue (la presión es inferior al 1% de la terrestre) y porque el campo magnético es tan débil que tampoco hace ningún efecto escudo. La solución que proponen los diseñadores de Nüwa para salvar estas dificultades es excavar la ciudad en el interior de las paredes de un acantilado. En Marte hay muchas paredes montañosas disponibles, ya sean de cráteres o de los varios cañones que surcan la superficie marciana. El hecho de crear las zonas habitables en el interior de una montaña protegería de la radiación solar y de las variaciones de temperatura para que los materiales utilizados en la construcción no sufrieran tanto estrés térmico, al mismo tiempo que contribuiría a dar apoyo estructural a unos compartimentos que tendrían que estar a una presión atmosférica mucho más elevada que su entorno.

Nüwa estaría formada, pues, por una serie de túneles de veinte metros de diámetro y varios centenares de metros de profundidad, conectados entre ellos con ascensores y ferrocarriles. En la parte más externa de los túneles se colocaría vegetación, mientras que en la parte inferior del acantilado, en el valle, habría espacios comunes como universidades o parques, donde se podría estar solo un tiempo limitado, puesto que no estarían protegidos de la radiación. La parte superior del acantilado estaría reservada a los invernaderos para cultivar alimentos y a los sistemas de producción de energía.

Aspecto exterior de Nüwa.
Aspecto exterior de la ciudad.

A la hora de obtener energía, en Marte se puede pensar de entrada que si la radiación solar es tan elevada, con paneles solares fotovoltaicos o térmicos o con instalaciones solares de concentración bastaría para obtener electricidad y calentar agua. El problema es que en el Planeta Rojo son habituales las tormentas de arena, que pueden llegar a cubrir grandes extensiones de territorio durante meses enteros. Esto obligaría a disponer de otros sistemas de generación de energía, como por ejemplo centrales nucleares. Los diseñadores de Nüwa calculan que el mix energético tendría que ser un 30% de origen nuclear, un 60% procedente de centrales de concentración solar y el 10% restante generado con paneles fotovoltaicos. Aunque en Marte hay tormentas de arena y, por lo tanto, bastante viento, la atmósfera es demasiado poco densa como para mover las palas de aerogeneradores con suficiente fuerza como para que produzcan energía eléctrica a partir de la velocidad del viento.

En el valle habría espacios comunes como este parque, donde se podría estar solo un tiempo limitado, ya que no estarían protegidos de la radiación.
Los diseñadores plantean aberturas para poder ver el horizonte.

Un problema de gravedad

En Marte hay, sin embargo, una condición que no se puede alterar y de la cual no se puede proteger nadie: la gravedad. El campo gravitatorio del Planeta Rojo es aproximadamente una tercera parte del terrestre, y esto es prácticamente imposible de cambiar. Es un misterio cómo respondería el cuerpo humano a esta gravedad. Se han hecho estudios de los efectos de la ausencia de la gravedad, pero por limitaciones tecnológicas no se han hecho con un campo gravitatorio como el de Marte. "Es una de las grandes incertidumbres de ir a Marte", dice Sureda. "Por mucha teoría o experimentos que se hagan en gravedad cero, se tiene que probar y ver qué efectos tiene la gravedad marciana en los humanos", añade. Efectivamente, se sabe que los astronautas que pasan meses en ausencia de gravedad en la Estación Espacial Internacional sufren las consecuencias.

Para empezar, el sistema de equilibrio y orientación del cuerpo se tiene que acostumbrar a la nueva situación y esto provoca un periodo de mareo, náuseas, dolor de cabeza y desorientación que puede durar algunos días. Una vez superado, hay otros efectos más permanentes, como la redistribución de fluidos, la atrofia muscular y la osteoporosis. La gravedad terrestre hace que los fluidos corporales se acumulen en la parte baja del cuerpo, mientras que la ausencia de gravedad hace que se distribuyan por todo el organismo. Y esto provoca, entre otras consecuencias, cambios en la regulación de la presión arterial. Como los fluidos se distribuyen con más facilidad, no hay que mantener una presión sanguínea tan alta ni tampoco tanto volumen de sangre. La cantidad de sangre, de hecho, se puede llegar a reducir hasta un 20%. Esto hace que el músculo cardíaco se debilite porque ya no tiene que bombear tanto, cosa que puede reducir el flujo de oxígeno al cerebro. "Estos efectos se pueden minimizar con el uso de ropa que ayuda a restablecer el flujo sanguíneo", explica Sureda.

Pero el corazón no es el único músculo que se atrofia en ausencia de gravedad. Como los músculos no tienen que cargar tanto peso, se debilitan y se reducen. A su vez, los huesos, que también reciben una carga más baja, se hacen más delgados y frágiles, cosa que aumenta el riesgo de fractura. Para minimizar todos estos efectos, los astronautas practican dos horas de ejercicio cada día. En Marte, según Sureda, también "habría que hacer rutinas físicas para paliar estos efectos". "A largo plazo existe la posibilidad de que los humanos que vivan en Marte evolucionen y cambien para adaptarse en estas condiciones", especula Sureda. ¿Eso daría lugar, entonces, a una nueva especie de humanos?

La gastronomía extraterrestre

Si la sostenibilidad es uno de los criterios fundamentales con los que tendría que operar una colonia marciana, esto se tendría que reflejar no solo en la generación de energía sino también en la producción de alimentos. "Los alimentos no son más que combustible; cuando lo consumimos desprendemos dióxido de carbono y residuos que se tienen que volver a introducir al sistema", explica Anglada-Escudé. En este sentido, además, hay que tener en cuenta que prácticas como la ganadería, habitual en la Tierra, implican un gasto de recursos mucho más grande que la agricultura, con lo cual la gastronomía marciana se tendría que basar a la fuerza en productos de origen vegetal. Los diseñadores de Nüwa calculan que con 100 metros cuadrados de terreno por habitante bastaría para obtener todo el alimento necesario para alcanzar la colonia. Este dato contrasta con el territorio que utilizamos en la Tierra con esta misma finalidad, que es casi de 10.000 metros cuadrados por persona. En Marte este dispendio de espacio haría inviable la ciudad.

Se prevé la producción de algas y otros vegetales

Además de la fruta y las hortalizas más habituales, en las tierras de cultivo marcianas también se podrían producir microalgas como la espirulina, que además de servir como alimento también se pueden utilizar como materiales de construcción y como productoras de oxígeno. Esta dieta fundamentalmente vegetariana se podría complementar con proteína animal obtenida de insectos y, quizás, de algunas aves y pescados criados en pequeñas cantidades. "També podría haber algún cerdo –dice Anglada-Escudé–, que se encargaría de reciclar la materia orgánica sobrante de otros procesos". Una posibilidad que también tendría mucho sentido como fuente de proteína es la confección de la llamada carne celular o de laboratorio. Este producto no se obtiene directamente de animales sino que se crea en el laboratorio y, a pesar de esto, tiene propiedades nutricionales muy parecidas a las de la carne.

Sociopolítica marciana

Una de las cuestiones más fundamentales a la hora de habitar otro planeta no tiene nada que ver con la tecnología, la purificación del aire, la obtención de alimentos o la protección ante condiciones extremas. Una vez resuelto todo esto y garantizada no solo la supervivencia sino también el confort, hay muchas maneras de organizar una sociedad. ¿Qué estructura social y política sería mejor para garantizar la estabilidad de la colonia? Los diseñadores de Nüwa proponen un desarrollo de la sociedad marciana en tres fases diferenciadas. En la primera, el funcionamiento sería esencialmente corporativo y controlado totalmente desde la Tierra. La gente trabajaría en los servicios esenciales para mantener la ciudad en marcha a cambio de un sueldo. De todas maneras, desde buen principio ya se plantea la posibilidad de que todo el mundo disponga de tiempo libre para innovar y empezar a crear pequeños negocios. Además, en el momento de llegar a Nüwa todo el mundo recibiría un paquete de acciones que, en caso de excedente, se podrían intercambiar por algún tipo de moneda marciana. De este modo se incentivaría la implicación de todo el mundo en el funcionamiento de la colonia.

Cuando la ciudad llegara a los 10.000 habitantes, ya habría la necesidad de crear órganos de gestión propios, como lo serían los de un ayuntamiento.

Cuando la ciudad llegara a los 10.000 habitantes ya habría la necesidad de crear órganos de gestión propios, como lo serían los de un ayuntamiento. Haría falta, entre otras cosas, algún sistema para regular los conflictos, que se podría materializar en un cuerpo judicial y policial. A medida que la población fuera aumentando, estas estructuras se tendrían que ir reforzando hasta llegar a ser verdaderas estructuras de estado. Con un millón de habitantes, por ejemplo, haría falta un Parlament propio, que podría incluir, al menos en un primer momento, representantes de la Tierra. Lo que parece bastante claro es que a partir de entonces la colonia tendría que reformular la relación con la Tierra. Después de una inversión inicial para construir y hacer crecer la primera base, llegaría un punto en el que la economía de la colonia sería independiente de la de la Tierra. Situada a 200 millones de kilómetros de los centros de decisión terrestres y con una especificidad altísima, tendría sentido que la colonia tuviera la posibilidad de tomar sus propias decisiones y autogestionarse de manera completa. Si esto acaba dando lugar a una cierta enemistad, como pasa en obras de ciencia-ficción como la serie The expanse, basada en una saga de ocho libros de los autores Daniel Abraham y Ty Frank (que los firman con el pseudónimo de James S.A. Corey), está por ver.

Tras una inversión inicial para construir y hacer crecer la primera base, llegaría un punto en el que la economía de la colonia sería independiente de la de la Tierra.

El sentido de una odisea

Habiendo hecho todas estas consideraciones, quizás alguien se pregunta qué sentido tiene ir a vivir a Marte. "No hay un motivo esencial –dice Anglada-Escudé–, pero algunos lo queremos hacer". "No se trata de conquistar el espacio sino de ampliar el dominio de la experiencia humana", añade. Además, según el astrofísico, "ir a Marte es una decisión que converge con el tipo de sociedad y de tecnología sostenible que queremos". Efectivamente, los criterios radicales de sostenibilidad que tendrían que regular el funcionamiento de una colonia marciana podrían dar lugar a tecnología que se podría utilizar para resolver algunos de los problemas de la Tierra. "Podría servir para que fuéramos conscientes de lo que nos da la Tierra", dice. "Tal como pasa con toda la tecnología espacial, la tecnología marciana acabaría revirtiendo en toda la sociedad", confirma Sureda.

Otra de las posibilidades que abre el establecimiento de una ciudad en Marte es la apertura de la economía a todo el espacio entre la Tierra y el Planeta Rojo. "Esto es muy especulativo –admite Anglada-Escudé–, pero quizás se podrían usar asteroides para producir energía". Más allá de ciertas utilidades prácticas y de espolear el talante curioso y explorador que ha caracterizado a la humanidad desde sus inicios, Marte podría ser un verdadero espejo. Un espejo que, en palabras de Anglada-Escudé, "podría servir para reformular el funcionamiento de la sociedad humana".

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