sábado, 10 de octubre de 2015

La ciencia en "The Martian"

Por: Miguel Angel Pinilla Ferro

¨In your face, Neil Armstrong" , The martian.  Andy Weir 

Ya son muchos los fascinados por el reciente lanzamiento de la Película The Martian, el más reciente film dirigido por Ridley Scott  el mismo director de películas como Alien y Prometheus. Protagonizada por Matt Damon, se basa en un libro homónimo escrito por Andy Weir impreso en 2011. El marciano nos cuenta la historia de un astronauta de NASA, Mark Watney que fue abandonado en Marte por sus compañeros despues de haberlo dado por muerto. Frente a todo pronostico Mark Watney consigue sobrevivir a las condiciones que se le ciernen en el Planeta Rojo. Con sus habilidades e inteligencia logra idear plan tras plan para mantenerse vivo, aprovechando los recursos a su disposición, desafiando las difíciles condiciones de Marte y las limitaciones que la tecnología le impone. Pero, ¿Qué papel juega la ciencia en la Odisea que protagoniza Mark Watney en Marte? 



La tormenta de Arena 

Uno de los principales motivos por el cual la continuidad de la misión es obstruida, es la increíble y fuerte tormenta que azota el VDM (el vehículo de descenso en Marte), los seis tripulantes toman la decisión de regresar al Hermes en órbita para regresar a la Tierra. En el camino  M. Watney es golpeado por una roca que lo deja inconsciente y es arrojado a cientos de metros, sus compañeros frente a esto toman la decisión de abandonar la Superficie en el VAM (vehículo de ascenso desde Marte) que los llevará hasta el Hermes. ¿cuales son las velocidades de los vientos en marte?¿Que probabilidad existe de que se creen vientos de hasta 150 km por hora y se den estas espectaculares tormentas de arena con magnitudes tan grandes como las que suceden en la tierra?
Debido a la baja presión atmosférica que se experimenta en Marte, pienso que no se crearía una tormenta de tal magnitud, como para arrojar piedras a tales distancias y con energías potenciales tan considerables. Y permitanme explicar porqué. La atmósfera de Marte es supremamente ligera, y varía desde los 0,03 kPa (30 Pa) en la cumbre del monte Olimpo,  hasta los 1,155kPa (1155Pa)  en las depresiones de acidalia Planitia, que es donde se desarrolla la historia. En la tierra tenemos una presión atmosférica de hasta los 101,3 kPa (101300 Pa) en las depresiones; los procesos eólicos en la tierra están estrechamente relacionados con las diferencias de presión en la tierra donde la radiación calienta el suelo y este a su vez, transmite su diferencia de temperatura a las corrientes de aire ascendentes que se van enfriando transmitiendo su energía de convección a las diferentes capas de aire que tocan, produciendo los flujos de aire, vientos y tormentas que caracterizan la atmósfera terrestre. Pero también, la gravedad, el efecto coriolis, la cercanía a la radiación solar estructuran el complejo régimen de vientos en nuestra atmósfera. Cosa distinta ocurre en Marte, su baja gravedad, su distancia al sol, y ovbiamente su baja presión atmosférica hacen que los potenciales vientos que ocurran en la superficie del planeta rojo, sean en mi discreta opinión,  vientos con tormentas  de arena que no superan los 45 km por hora, que forman como hemos visto, en algunas imágenes enviadas por Curiosity leves y discretos Mini tornados que no superan los 10 metros de altura, que no dañarían por su puesto, estructuras de larga estancia en Marte.



La obtención de agua en Marte

Como bien se sabe el agua que se encuentra en Marte se encuentra en forma de grandes masas de hielo hacia los polos, y en forma de Permafrost con profundidades que superan el kilómetro bajo el subsuelo. Recientemente NASA ha confirmado la evidencia de drenajes rectos en algunos cráteres hacia el ecuador marciano, donde se forman liniamientos que en verano sugieren la presencia de agua en aquellos sectores. Pero esto solamente es en los veranos marcianos. Para  M. Watney la solución estuvo en la de convertir la Hidraxina (N2H4) (combustible de cohetes) en agua. Cosa para nada fácil, sobre todo por la alta explosividad que tiene este compuesto químico. Particularmente para estos casos se utiliza el tetraoxido de dinitrogeno, que es altamente oxidante, corrosivo y explosivo. ¿Cómo logra M. Watney convertirlo en agua para su consumo y el riego de su huerta de patatas? 
Las hidracinas reaccionan fácilmente con el oxigeno y al entrar en contacto con el oxido férrico (del que hay una gran abundancia en Marte) produce Agua y Nitrógeno. Esta sencilla combinación le permite a Watney sobrevivir:   N2H4 + 6 Fe2O3 → 4 Fe3O4 + 2 H2O + N2
¿Cuánta energía se necesita para derretir el permafrost y obtener un litro de agua potable en la superficie de Marte?

La huerta de patatas

Para asegurar su supervivencia, y apelando a sus conocimientos de ingeniería, y mas aún  a sus destrezas como botánico, logro fertilizar 62 metros cuadrados de suelo con el fin de asegurarse las 1500 calorías diarias que necesitaba para intentar llegar hasta el Ares 4 que estaba ubicado a 3.200 km. Cosa nada fácil, si tenemos en cuenta que ademas de las dificultades para producir agua para su consumo tenía que asegurar una buena cantidad para el riego diario de sus plantas. Los responsables de la generación de la capa de humus que rodea la superficie de la tierra, son las bacterias y los pequeños microorganismos que son los responsables de descomponer la materia orgánica. Generalmente, la causa fundamental para que esto ocurra, se debe a los diferentes elementos en descomposición que van dejando los microorganismos que le van otorgando es color característico. Para que solo 1 metro cuadrado tenga las condiciones de fertilidad en condiciones terrestres tiene que pasar como mínimo  de 6 meses a un año, donde la temperatura del suelo y su acidez son criterios fundamentales. ¿Es posible que en Marte el astronauta Watney haya logrado tal tasa de fertilidad de patatas donde las condiciones son claramente distintas?



La orientación en Marte: Localizando la Mars Pathfinder

Desde que M. Watney inició su odisea en Marte, la gran dificultad que tuvo que afrontar fue la perdida de la antena de alta ganancia de la VDM para comunicarse con la tierra. Y si esto fuera poco, la posibilidad de arreglarla eran mínimas, frente a esto optó por enviar mensajes mediante código morse utilizando las piedras alrededor de la VDM, lo mas engorroso es que para enviar un sencillo mensaje tenia que realizar grandes esfuerzos de movilidad y la realización de varias EVAs al día. Lo que se le ocurrió, fue tratar de localizar al rover Pathfinder, llegar hasta él y usar sus anticuados y antiguos medios de comunicación. ¿Cómo logro Watney localizar la sonda si el campo magnético marciano esta muerto, y no se puede hacer uso de brújula para ubicar el norte marciano?
Marte tiene dos sátelites naturales, Fobos y Deimos. Fobos es la primera y mas grande, se mueve mucho más rápido que lo que tarde Marte en dar una vuelta sobre sí mismo, sale por el occidente marciano y se pone hacia el oriente. Su periodo orbital es e tal rapidez que solo tarda 4 horas y 15 minutos en cruzar el cielo, es decir, que pasa 2 veces durante el día marciano. Esta relación de ocultación del rápido Fobos le permitió a Watney realizar su mapa astrónomico del cielo y establecer su posición.




La Sagan Memorial Station: Pathfinder 
El momento más espectacular es cuando se encuentra con la sonda Pathfinder  y así recuperar el rover Sojourner con el fin de usar su electrónica de comunicación y establecer contacto con el centro de control de misión en tierra. Lanzada el 4 de diciembre de 1996 y luego de 7 meses de viaje llega el 4 de julio de 1997. La sojourner fue el primer rover que inauguró la exploración superficial de marte por parte de NASA, por tanto es un hito de carácter ingenieril. Cuando Watney llegó hasta Ares vallis y logra recuperar a  pathfinder junto con el sojourner, es el momento clave porque haciendo uso de sus conocimientos de electrónica logra reactivar la pequeña cámara del rover, y transmitir mediante lenguaje ASCII su estado de posición, detalles que pueden ser irrelevantes para la película, pero que para el lector motivan inquietantes preguntas.



En definitiva, la novela esta llena de detalles inquietantes que le imprimen una dinámica interesante en torno a los aspectos definitivos que tiene una misión tripulada a Marte, y sobretodo la valoración cientifica que trae esta iniciativa. No resta más decir, que antes que se publicara la Novela de Andy weir, ya habian salido varios propuestas de ficción la más interesante para mí es la trilogía marciana escrita por Kim Stanley Robinson (Marte rojo, Martes Verde y Martes Azul).

FUENTES:

Weir, Andy. El marciano. Ediciones B. 2014.Barcelona. 533 páginas. 

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