lunes, 4 de enero de 2016


Marte ha ocupado un lugar central en la imaginación humana y la cultura durante milenios. Ancianos maravillados de su color rojo y el brillo que creció y menguó en ciclos a través de los años. Las primeras observaciones a través de telescopios llevaron a algunos a especular que el planeta estaba cubierto de canales que sus habitantes utilizan para el transporte y el comercio. En "La Guerra de los Mundos", el escritor HG Wells postula una cultura marciana que intentará conquistar la Tierra. En 1938, Orson Welles pánico oyentes que pensaban que estaban escuchando una emisión de noticias en lugar de su adaptación radiofónica de la novela de Wells.

La verdadera historia de los seres humanos y Marte es un poco más prosaica pero no menos fascinante. Telescopios convirtieron el punto rojo brillante en el cielo en un disco difuso, moteada que dio origen a esas ensoñaciones de canales. Hace apenas 50 años, la primera fotografía de Marte desde una nave espacial pasa parecía mostrar un ambiente nebuloso. Ahora décadas de exploración en el planeta mismo ha demostrado que es un mundo que alguna vez tuvo agua abierta, un ingrediente esencial para la vida.

La fascinación no ha disminuido, incluso en la era de Internet. Un ex programador de computadoras llamado Andy Weir, que disfrutó de escribir para sí mismo y publicado ficción para su blog, comenzó una serie acerca de un astronauta de la NASA varados en Marte. La popularidad en última instancia, lo llevó a convertirlo en una novela de éxito, "El marciano", que se ha convertido en una película que se estrenará en octubre de 2015.

"El marciano" fusiona los relatos de ficción y fácticos sobre Marte, basándose en el trabajo de la NASA y otros han hecho la exploración de Marte y moverlo hacia adelante en la década de 2030, cuando los astronautas de la NASA viajan regularmente a Marte y que viven en la superficie para explorar. Aunque la acción tiene lugar 20 años en el futuro, la NASA ya está desarrollando muchas de las tecnologías que aparecen en la película.

Habitat
En la superficie de Marte, Watney gasta una cantidad significativa de tiempo en el módulo habitacional - la Hab - su hogar lejos de casa. Los futuros astronautas que aterrizan en Marte necesitarán tal hogar para evitar el gasto de sus soles marcianos tirado en el polvo en un traje espacial.

En la NASA Johnson Space Center, tripulaciones entrenan para larga duración misiones de espacio profundo de la Exploración Investigación analógica Humano (HERA).

Izquierda: Un hábitat habitable artificial (Hab) es necesario para facilitar la exploración humana del planeta Marte en "El marciano".











 Derecha: La Exploración Investigación analógica Humano (HERA) en el Centro Espacial Johnson de la NASA.Créditos: Twentieth Century Fox / NASA




HERA es un ambiente autónomo que simula un hábito del espacio profundo. El hábitat de dos pisos se completa con viviendas, espacios de trabajo, un módulo de higiene y una esclusa de aire simulado. Dentro del módulo, los sujetos realizan tareas operativas, objetivos completos de carga útil y viven juntos desde hace 14 días (antes previstas para aumentar a un máximo de 60 días), la simulación de misiones futuras en el entorno aislado. Los astronautas han utilizado recientemente la instalación de simular misiones ISS. Estos análogos de investigación proporcionan datos valiosos en los factores humanos, de salud del comportamiento y las contramedidas para ayudar a una mejor comprensión de la NASA sobre cómo llevar a cabo las operaciones del espacio profundo.

Granja de Plantas

Hoy en día, los astronautas en la Estación Espacial Internacional tienen una abundancia de alimentos entregados a ellos por los vehículos de reabastecimiento de carga, incluyendo algunos de industrias comerciales. En Marte, los seres humanos no podrían confiar en misiones de reabastecimiento de la Tierra - incluso con la entrega urgente que tomarían al menos nueve meses. Para los seres humanos para sobrevivir en Marte, necesitarán una fuente continua de alimentos. Ellos tendrán que cultivar.



Izquierda: En una escena de "El marciano," astronauta Marcos Watney emplea algunos métodos ingeniosos para plantar cultivos en Marte.







A la derecha: en la vida real astronauta de la NASA Kjell Lindgren cosechas lechugas cultivadas a partir del experimento Veggie mientras que a bordo de la Estación Espacial Internacional.
Créditos: Peter Montaña / NASA




Watney convierte la Hab en una granja autosostenible en "El marciano", haciendo las patatas el primer elemento básico de Marte. Hoy en día, en la órbita baja de la Tierra, la lechuga es el más abundante de los cultivos en el espacio. A bordo de la Estación Espacial Internacional, Veggie es un sistema de producción de alimentos frescos de despliegue. El uso de luces rojas, azules, y verdes, Veggie ayuda a las plantas a crecer en almohadas, bolsas pequeñas con una superficie de mecha que contiene medios de comunicación y de fertilizantes, que se recogerá a los astronautas. En 2014, los astronautas utilizan el sistema para crecer "Outredgeous" lechuga romana rojo y recientemente muestrearon este espacio de cosecha de los cultivos, por primera vez. Este es un gran paso en la agricultura el espacio, y la NASA está buscando ampliar la cantidad y el tipo de cultivos para ayudar a satisfacer las necesidades nutricionales de los futuros astronautas en Marte.

Recuperación del Agua

No hay lagos, ríos o los océanos en la superficie de Marte, y el agua que envía desde la Tierra tomaría más de nueve meses. Los astronautas en Marte deben ser capaces de crear su propio suministro de agua. La tripulación Ares 3 no pierde una gota en Marte con su recuperador agua y Watney tiene que usar su ingenio para llegar a algunas formas peculiares de mantenerse hidratado y garantizar su supervivencia en el planeta rojo.

En la Estación Espacial Internacional, ninguna gota de sudor, lágrimas, o incluso la orina va a la basura. El Sistema de Soporte Vital Control y Ambiental recupera y recicla el agua de todas partes: la orina, el lavado de manos, higiene oral, y otras fuentes. A través del Sistema de Recuperación de Agua (WRS), el agua se recupera y se filtra, listo para el consumo. Un astronauta simplemente dijo, "el café de ayer se convierte en el café de mañana."

Liquid presenta algunos problemas difíciles en el espacio. El WRS y sistemas relacionados tienen que explicar el hecho de que los líquidos se comportan de manera muy diferente en un ambiente de microgravedad. La parte de la WRS que procesa la orina debe usar una centrífuga para la destilación, ya que los gases y los líquidos no se separan como lo hacen en la Tierra.

NASA continúa desarrollando nuevas tecnologías para la recuperación de agua. Se están realizando investigaciones para avanzar en las camas multifiltración desechables (los filtros que eliminan los contaminantes orgánicos inorgánicos y no volátiles) a ser un componente más permanente al sistema. Recuperación de agua de salmuera reclamaría cada gota del agua del "producto de colas" sobrantes de la destilación de la orina. Para las futuras misiones de exploración humana, tripulaciones serían menos dependientes de cualquier nuevo abastecimiento de piezas de repuesto o el exceso de agua de la Tierra.




La tecnología detrás de este sistema ha sido traído a la Tierra para proporcionar agua potable a lugares remotos y lugares devastados a los desastres naturales.

Generación de Oxígeno

La comida, agua, refugio: tres elementos esenciales para la supervivencia en la Tierra. Pero hay una cuarta que no pensamos mucho, porque es de libre acceso: oxígeno. En Marte, Watney no puede simplemente salir a tomar un poco de aire fresco Para sobrevivir, tiene que llevar su propio suministro de oxígeno donde quiera que va. Pero primero tiene que hacerlo. En su Hab utiliza el "oxigenador," un sistema que genera oxígeno utilizando el dióxido de carbono de la MAV (Marte Ascenso vehículo) generador de combustible.

En la Estación Espacial Internacional, los astronautas y cosmonautas tienen el sistema de generación de oxígeno, lo que reprocesa la atmósfera de la nave espacial para proporcionar continuamente aire respirable eficiente y sostenible. El sistema produce oxígeno a través de un proceso llamado electrólisis, que divide moléculas de agua en sus átomos de oxígeno e hidrógeno componentes. El oxígeno es liberado a la atmósfera, mientras que el hidrógeno se desecha, ya sea en el espacio o introduce en el sistema Sabatier, que crea el agua de los subproductos restantes en la atmósfera de la estación.

El oxígeno se produce a una tasa más sustancial a través de un sistema de circuito cerrado parcialmente que mejora la eficiencia de cómo se usan el agua y el oxígeno. La NASA está trabajando para recuperar aún más el oxígeno de los subproductos en la atmósfera para prepararse para el viaje a Marte.

Marte Spacesuit

La superficie de Marte no es muy acogedor para los seres humanos. El ambiente es frío y apenas hay aire respirable. Un astronauta explorando la superficie debe usar un traje espacial para sobrevivir fuera de un hábitat, mientras que la recogida de muestras y sistemas de mantenimiento.



Izquierda: El actor Matt Damon interpreta a astronauta de la NASA Marc Watney en "El marciano".


Derecha: NASA invitó al público a votar en tres diseños de la capa de cubierta para el traje prototipo Z-2, el siguiente paso en el programa de desarrollo de juego avanzado de la NASA.
Créditos: Giles Keyte / NASA





Marcos Watney dedica gran parte de sus soles marcianos (un sol es un día marciano) trabajan en un traje espacial. Él acaba de tener que realizar algunas caminatas largas en la superficie, por lo que su demanda tiene que ser flexible, cómodo y fiable.

La NASA está desarrollando actualmente las tecnologías para construir un traje espacial que se utilizaría en Marte. Los ingenieros consideran todo, desde recorrer el paisaje marciano para recoger muestras de rocas.

El Z-2 Traje y Prototipo de exploración, los nuevos trajes espaciales prototipo de la NASA, ayudar a resolver problemas específicos para avanzar en nuevas tecnologías que algún día ser usado en un traje usado por los primeros humanos en pisar Marte. Cada palo tiene la intención de identificar las diferentes brechas tecnológicas - cuenta con un traje espacial puede faltar - para completar una misión. Ingenieros Spacesuit explorar el compromiso entre los materiales compuestos duros y telas para encontrar un buen equilibrio entre durabilidad y flexibilidad.

Uno de los retos de caminar en Marte tendrá que lidiar con el polvo. La tierra roja en Marte podría afectar a los astronautas y sistemas dentro de una nave espacial si rastreado después de una caminata espacial. Para contrarrestar esto, los nuevos diseños de trajes espaciales cuentan con una suitport en la parte posterior, por lo que los astronautas pueden saltar rápidamente desde el interior de una nave espacial, mientras que el traje se queda fuera, manteniéndola limpia el interior.

Vagabundo

Una vez que los seres humanos de la tierra en la superficie de Marte, deben permanecer allí durante más de un año, mientras que los planetas se mueven en una posición que reduzca al mínimo la duración de su viaje a casa. Esto permite a los astronautas un montón de tiempo para llevar a cabo experimentos y explorar los alrededores, pero no va a querer limitarse a lo lejos se puede ir a pie. Los astronautas tendrán que utilizar vehículos exploradores robustos, fiables y versátiles para viajar más lejos.





Izquierda: Un Ascenso vehículo Mars (MAV) es un modo de clave del transporte en el planeta rojo en "El marciano".




Derecha: La NASA está trabajando para en un vehículo que será capaz de navegar por terreno duro con la Exploración espacial Vehículo Multi-Mission (MMSEV).
Créditos: Giles Keyte / NASA



En "El marciano", Watney toma su vehículo para un buen número de vueltas, e incluso tiene que equipar el vehículo con algunas modificaciones poco ortodoxos para ayudarlo a sobrevivir.

En la Tierra hoy en día, la NASA está trabajando para prepararse para cada encuentro con la Exploración espacial Vehículo Multi-Mission (MMSEV). El MMSEV se ha utilizado en la NASA proyectos de misión analógica para ayudar a resolver los problemas que la agencia es consciente de y para revelar algunos que pueden estar ocultos. Las tecnologías se han desarrollado para ser lo suficientemente versátil como para apoyar las misiones a un asteroide, Marte, sus lunas y otras misiones en el futuro. MMSEV de la NASA ha ayudado a abordar cuestiones como el alcance, rápida entrada / salida y la protección radiológica. Algunas versiones del vehículo tienen seis ruedas pivotantes para maniobrabilidad. En el caso de un pinchazo, el vehículo simplemente levanta la mala rueda y sigue rodando.

Ion Propulsión

Lento y constante gana la carrera, y la propulsión de iones demuestra.

Proyecto de la NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) ha desarrollado un 7 kilovatios propulsor iónico.





Mientras que la nave espacial Dawn está visitando los asteroides Vesta y Ceres, la NASA Glenn ha estado desarrollando la próxima generación de propulsores de iones para futuras misiones. Proyecto de la NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) ha desarrollado un 7 kilovatios propulsor iónico que puede proporcionar las capacidades necesarias en el futuro.
Créditos: NASA




En "El marciano", el Ares 3 tripulación vive a bordo de la nave espacial Hermes durante meses a medida que viajan desde y hacia el planeta rojo, con propulsión iónica como un método eficiente de atravesar por el espacio durante más de 280 millones de millas. Ion de propulsión funciona por cargar eléctricamente un gas tal como argón o xenón y empujando hacia fuera los iones a altas velocidades, aproximadamente 200,000 mph. La nave experimenta una fuerza similar a la de una brisa suave, pero al acelerar de forma continua durante varios años, los vasos celestes puede alcanzar velocidades fenomenales. Ion de propulsión también permite que la nave espacial para cambiar su órbita múltiples veces, y luego romper y la cabeza de otro mundo lejano.



Esta tecnología permite moderna nave espacial día como nave espacial Dawn de la NASA para minimizar el consumo de combustible y realizar algunas maniobras locas. Dawn ha completado más de cinco años de aceleración continua para un cambio total de velocidad unos 25.000 kilómetros por hora, más que ninguna nave espacial ha logrado en su propio sistema de propulsión. En el camino, se ha pagado primeras visitas de la humanidad en el planeta enano Ceres y el asteroide Vesta.

Paneles solares

No hay estaciones de gas en Marte. No hay plantas de energía. Prácticamente no hay viento. Cuando se trata de misiones tripuladas al planeta rojo, la energía solar puede llegar a los astronautas lejos. La nave espacial Hermes en el libro utiliza paneles solares para la energía, y Mark Watney tiene que utilizar paneles solares en algunos aspectos poco convencionales para sobrevivir en Marte.





Los paneles solares en la Estación Espacial Internacional. Tierra está en el fondo.
Créditos: NASA







En la Estación Espacial Internacional, cuatro conjuntos de paneles solares generan 84 a 120 kilovatios de electricidad - suficiente para alimentar a más de 40 viviendas. La estación no necesita todo ese poder, pero la redundancia ayuda a mitigar el riesgo en caso de un fracaso. El sistema de energía solar a bordo de la estación espacial es muy fiable, y ha estado proporcionando la energía de manera segura a la estación desde su primer equipo en 2000.

Orion, la nave espacial de la NASA, que se llevará a los seres humanos más allá de lo que nunca han ido antes, utilizará paneles solares para la energía en misiones futuras. Las matrices pueden reunir el poder, mientras que la luz del sol para cargar a bordo baterías de iones de litio. En caso de ausencia de luz solar disponible - por ejemplo, si Orion eran para ir detrás de la Luna - todavía habría un montón de energía para que pueda operar.

RTG

Durante más de cuatro décadas, la NASA ha utilizado con seguridad Radioisótopos generador termoeléctrico s (RTG) para proporcionar energía eléctrica para dos misiones docena espacio, incluidas las misiones Apolo a la Luna. Las naves espaciales como el rover de Marte Curiosity y la próxima Marte 2020 rover utilizar un modelo de última generación actualizado para la energía eléctrica.

RTG son "baterías espaciales" que convierten el calor de la desintegración radiactiva natural de plutonio-238 en energía eléctrica fiable. El RTG en Curiosidad genera alrededor de 110 vatios de potencia o menos - un poco más que un promedio de usos bombilla.

En "El marciano", la tripulación entierra la fuente de energía RTG basado en plutonio para el Ascenso de Vehículos Marte lejos de la Hab en caso de fuga radiactiva. Para evitar cualquier fuga, como se sugiere en la película, el plutonio-238 tiene varias capas de materiales fuertes y avanzadas que protegen contra la liberación incluso en accidentes graves. El RTG emite principalmente radiación alfa, que sólo puede viajar un par de pulgadas en el aire y no penetra en la ropa o la piel humana. Sólo podría afectar la salud humana si se rompe en partículas muy finas o vaporizada, y se inhala o se ingiere. El isótopo se fabrica en una forma de cerámica, por lo que la inhalación accidental o la ingestión es poco probable, particularmente en lo que no se disuelve en líquidos.

En realidad, el entorno de la radiación natural en Marte es más extrema que la radiación producida a partir de una RTG. La radiación ionizante llueven en Marte desde el espacio es mucho más peligroso para la salud humana. Misiones actuales de Marte están analizando el entorno de radiación marciana por lo que los planificadores de la misión pueden diseñar sistemas de protección para los futuros astronautas.

Exploradores futuros necesitarán fuentes de energía asegurada, fiables y duraderas para la supervivencia en el lugar antes de llegar. Opciones del sistema de energía podrían incluir una combinación de los sistemas más eficientes de radioisótopos de energía, energía solar, pilas de combustible, y la fisión nuclear.

El viaje a Marte

Vuelo espacial humano es un negocio peligroso. La NASA está trabajando para enviar humanos a Marte en la década de 2030, pero hay muchos hitos a cumplir para asegurar que los astronautas regresan a la Tierra de forma segura. Astronauta de Scott Kelly, actualmente a bordo de la Estación Espacial Internacional para un año, lo expresó perfectamente: el espacio es duro. El margen de error es prácticamente cero para todos los aspectos de los vuelos espaciales. Sin embargo, aprendemos tanto a lo largo del viaje a Marte que promueve nuestro entendimiento del universo, y todo lo que hacemos y aprendemos es traído de vuelta a la Tierra para beneficio de la humanidad.

Editor: Steve Fox
FUENTE:NASA.GOV


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