Cómo crear gravedad artificial en la Luna y hacer posibles las colonias humanas de Artemis

Los cuatro astronautas del Artemis II estuvieron en el espacio durante 9 días sin sufrir problemas médicos significativos derivados de la baja gravedad. Pero para viajes de años de duración, es necesario producir un análogo de la gravedad terrestre para proteger la salud de los astronautas. Sin gravedad, los huesos pierden densidad mineral a un ritmo de aproximadamente un 1,5 % mensual y los músculos se atrofian con rapidez. Los fluidos corporales se desplazan hacia la cabeza, lo que puede causar daños oculares e inflamación cerebral.

Existen dos métodos sencillos para generar gravedad artificial. Uno consiste en acelerar a los astronautas mediante un cohete u otro sistema de propulsión. La aceleración lineal artificial sería indistinguible de la gravedad para los pasajeros, por la misma razón por la que no se experimenta la gravedad en un ascensor en caída libre.

TE PUEDE INTERESAR

Este collar con IA te permite tener conversaciones sin pronunciar palabra

Omar Kardoudi

El reto de este método radica en disponer de combustible suficiente para una fase de aceleración prolongada. Una aceleración sostenida de 1 g durante un año completo lleva una carga útil a la velocidad de la luz. Esto significa que la energía necesaria para un viaje de un año equivale a la masa en reposo de la carga útil. El combustible químico de cohete solo convierte una milmillonésima parte de su masa en reposo en energía pura.

La fusión nuclear del combustible de deuterio-tritio convierte el 0,37 % de la masa en reposo del combustible en energía. Para acelerar a 1 g durante un año y alcanzar la velocidad de la luz, un cohete debe transportar combustible de antimateria que aniquilaría una masa de materia comparable a la de la carga útil. El CERN produce aproximadamente una milmillonésima de gramo de antimateria al año. Para acelerar a un ser humano de 140 kilogramos a 1 g durante un año completo, haría falta que el CERN produjese antimateria durante 140 billones de años, un período diez mil veces superior a la edad actual del universo.

El método más práctico para generar gravedad artificial consiste en hacer girar una gran estructura de modo que la fuerza centrípeta empuje a los pasajeros contra las paredes exteriores, alejándolos del eje de rotación con una fuerza que se percibe como la gravedad. Esto puede realizarse en una estructura toroidal o en forma de rueda, o bien con dos módulos conectados por un largo cable y rotados alrededor de un centro común.

Para crear una gravedad similar a la terrestre de 1 g, equivalente a 9,8 metros por segundo al cuadrado, sin provocar mareos en los pasajeros por las altas velocidades de rotación, el radio de la estructura giratoria debe ser mayor que el del Sistema de Lanzamiento Espacial del Artemis II. Un sistema con un radio de 100 metros necesita girar tres veces por minuto para generar una aceleración centrípeta de 1 g. Un sistema con un radio de 1 kilómetro necesita aproximadamente una rotación por minuto. La aceleración centrípeta varía en proporción al radio dividido por el cuadrado del período de rotación.

La gravedad superficial en la Luna es el 16,6 % del 1 g terrestre. En Marte, el valor es el 38 % de g. El riesgo para la salud de los astronautas que pasen períodos prolongados en una base humana permanente en la Luna requiere mayor atención por parte de la NASA o de empresas espaciales como SpaceX o Blue Origin.

Si los seres humanos necesitan permanecer en la Luna o en Marte durante períodos prolongados, cabría imaginar la creación de "centros de salud de gravedad artificial" equipados con enormes centrífugas de un kilómetro de radio que girasen una vez por minuto. Los residentes locales visitarían periódicamente estas gigantescas estructuras giratorias para obtener la "experiencia de 1 g" y rejuvenecer sus cuerpos. Este es el tipo de infraestructura de la que nadie habla.

Otros riesgos para la salud en la Luna incluyen la exposición a rayos cósmicos energéticos con una intensidad de radiación 200 veces superior a la terrestre, lo que aumenta las tasas de cáncer, daños en el sistema nervioso central y efectos degenerativos en los tejidos. Además, la superficie lunar está cubierta de polvo fino procedente de impactos de asteroides. A diferencia del polvo terrestre, el polvo lunar nunca fue erosionado por el viento ni por el agua, lo que lo deja tan afilado como el vidrio roto.