Ciencia y Exploración

Han pasado más de cuatro décadas desde que la especia humana posó su pie en la Luna. Se han dado grandes pasos desde entonces en nuestro entendimiento de que se requiere para mantener una presencia humana duradera en el espacio, como se evidencia progresivamente por los dispositivos avanzados que orbitan al planeta, culminando en la actual ISS (International Space Station – Estación Espacial Internacional). Sin embargo, de los más de 500 humanos que se han aventurado al espacio, la mayoría solo ha estado cercano a la órbita terrestre y ninguno ha viajado más allá de la órbita lunar. El progreso humano ha alcanzado distancias más allá del Sistema Solar y ha probado que hay más dificultades que las de las misiones Apollo, pero las recompensas son substanciales. La superación de los retos planteados por riesgos y costos – Y el desarrollo de la tecnología y capacidades para hacer más factibles los viajes espaciales largos – es un objetivo alcanzable. Además, los logros científicos requeridos para alcanzar este objetivo traerán un entendimiento profundo del desempeño de la gente, animales, plantas, microrganismos, materiales y sistemas ingenieriles no solo en el ambiente espacial, sino también en la Tierra, proporcionando beneficios terrestres por el avance del conocimiento fundamental en esas áreas.

Durante sus más de 50 años de historia, el éxito de la NASA (National Aeronautics And Space Administration – Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio) en la exploración espacial humana ha dependido de la habilidad de la agencia para dirigir de forma efectiva un amplio rango de ciencias físicas, biomédicas, ingenieriles y otros obstáculos relacionados – Un logro hecho posible por el fuerte y productivo compromiso de la NASA por la investigación de las ciencias físicas y vitales para la exploración espacial humana y por el uso de infraestructura de exploración espacial humana para los descubrimientos científicos. Esta sociedad de la NASA con la comunidad científica refleja el compromiso de promover la ciencia y la tecnología, un esfuerzo que requiere un activo y vibrante programa de investigación. Es conocido por todos que muchos logros de la NASA, los cuales son notable han sido retos presupuestales y con direcciones cambiantes en el interior de la agencia. En la década pasada, sin embargo, como consecuencia de esos retos presupuestales, los programas de investigación de ciencias vitales y físicas se han visto reducidos dramáticamente, tanto en escala como en alcance, con el resultado de que la agencia está posicionada de forma paupérrima para tomar ventajas de las oportunidades científicas ofrecidas por los nuevos y operacionales equipos de los laboratorios en la ISS, o para perseguir de forma efectiva la investigación científica necesaria para dar soporte al desarrollo de las capacidades humanas de exploración avanzada.

Si examinamos la ciencia y tecnología fundamental que los desarrollos necesitan apuntalar con recompensas para que la exploración espacial humana sea sustancial, podríamos utilizar los siguientes ejemplos:

  • Un programa efectivo de contramedidas para atenuar los efectos adversos del ambiente espacial en la salud y desempeño de los astronautas, un desarrollo de qué haría posible prolongar las misiones humanas de exploración espacial.
  • Un entendimiento profundo del rol mecánico de la gravedad en la regulación de sistemas biológicos (Por ejemplo, los mecanismos por los cuales la microgravedad dispara la pérdida de calcio en los huesos o afecta las funciones cardiovasculares).
  • Cambios en el juego, tales como alteraciones en la arquitectura de los sistemas que involucran depósitos en órbita para combustible criogénico de cohetes, un ejemplo de un posible avance revolucionario solo con el conocimiento científico requerido para hacer las nociones de la era Apollo una realidad. Como ejemplo, para algunas misiones lunares, un depósito de este tipo podría producir mayores ahorros por el uso de sistemas de lanzamiento tipo Ares I en lugar de varios sistemas tipo Ares V.
  • La capacidad crítica para colectar o producir grandes cantidades de agua de orígenes como Marte o la Luna, lo cual requiere el entendimiento científico de como recuperar o refinar materiales con agua de las regiones extremadamente frías y toscas bajo condiciones de gravedad parcial. Una vez que la producción rentable esté disponible, el agua se puede transportar a otras bases o estaciones en órbita para utilizarse en las diversas exploraciones que lo requieran. Se tendrán mayores ahorros utilizando el agua en generadores fotovoltaicos basados en electrólisis y criogenia para producir oxígeno líquido e hidrógeno para la propulsión.
  • Los avances derivados de la investigación en retardantes, supresión y detectores de fuego y/o combustión en microgravedad, proporcionará las bases para un sistema contra incendios seguro, reduciendo enormemente la probabilidad de un evento catastrófico.
  • Células regenerativas de combustible que puedan proporcionar a la superficie lunar la energía suficiente (Varias decenas de kilowatts) para el periodo de eclipse largo (14 días). La investigación en tanques de almacenamiento de poca masa, gestión térmica, y manejo de fluidos en baja gravedad se encuentra en desarrollo para obtener células regenerativas de combustible con energía específica con más del doble de capacidad de nuestras baterías más avanzadas.

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