El viernes 31 de agosto del año 2063 inició la participación espacial para Costa Rica, con el lanzamiento de la extraordinaria nave espacial MAvi-8, por un nuevo consorcio espacial en el que participa China e India por primera vez.
Esta astronave cuyo destino es Marte, es la culminación de diez años de investigación, producción y construcción en ciencia e ingeniería espacial de las seis agencias espaciales líderes en nuestro planeta: NASA de los Estados Unidos, ESA de la Unión Europea, JAXA de Japón, Roscosmos de Rusia, Guójiā Hángtiān Jú de China y la Agencia India de Investigación Espacial (ɪsroʊ).
El aporte costarricense a este programa espacial no es la construcción de la nave, ni su lanzamiento. Consiste en el apoyo de la Estación Terrena de Tráfico Espacial. Esta entró en funcionamiento el lunes 17 de octubre de 2061, el año del regreso del Cometa Halley a la zona central del Sistema Solar. También el año cuando supuestamente ocurren los eventos, detallados en la novela de Arthur C. Clark, “2061: Odyssey Three”.
La estación no tiene ningún costo para mi país, más bien será una fuente de empleo para técnicos, ingenieros, científicos, matemáticos y personal de servicios.
Por su posición geográfica estratégica, Costa Rica (10° Norte; 84° Oeste), fue escogida entre muchos otros sitios, por su cercanía al ecuador terrestre, lo que permite observar casi todo el año la eclíptica, esto es, la región del cielo donde se sitúan las órbitas de los planetas y así tener información diaria sobre Marte, donde está la base MARS ONE, el destino previsto de la astronave MAvi-8.
Está ubicada en un punto estratégico al lado derecho de “Calle Loros”, justamente en el límite entre las provincias de Alajuela y Puntarenas, a pocos kilómetros de donde se ha planeado construir el Aeropuerto Metropolitano de Orotina. Tiene un centro de visitantes muy bien atendido, donde todos los miércoles de 9 a 11 a.m. se puede hacer una visita guiada de 30 minutos.
La plataforma de lanzamiento que usa el Consorcio Espacial está en el Océano Pacífico, en Costa Rica, exactamente en el paralelo 7°0’0” norte. A 265 km de la Isla del Caño (08°42’21” N; 83°42’53” O), a lo largo del arco de círculo máximo que la une con la Isla del Coco (05°31’41 N; 87°03’40” O). Se trata de una plataforma similar a la Odyssey, con los últimos adelantos tecnológicos.
¡Llegó el día! “Dix, neuf, huit, … un, zéro, … soulever”, se escucha por los altoparlantes de la Estación. Es el conteo del lanzamiento. Son las 20:05 hora oficial de Costa Rica (UTC-6 horas). Pocos segundos después la brillante estela de gases de escape se ve en las pantallas de la televisión local e internacional, elevándose majestuosamente.
La MAvi-8 transporta cinco astronautas, en realidad dos parejas de jóvenes entre 28 y 35 años, que han mantenido una relación afectiva exitosa por al menos el año anterior, pero que no están a punto de procrear un hijo. El quinto es un androide, tipo “Data de Star Trek: The New Generation”. Su nombre es … (¡Hola, amigo lector; póngaselo usted!).
Este es el grupo de relevo para igual número de colonos, todos varones, que viven en Marte. El notable impulso que dará la misión MAvi-8 a la colonización del planeta rojo, además de la renovación de astronautas que regresarán a la Tierra, consiste principalmente en el transporte de cinco grupos de instrumentos de última tecnología que serán instalados en la colonia:
- Un explorador geológico buscador de agua, que perforará un profundo pozo en el subsuelo (permafrost) marciano.
- Un purificador de gases, capaz de mantener por más de 10 años la calidad atmosférica de la MARS ONE. Capturará las escasas moléculas de nitrógeno y oxígeno de la atmósfera marciana, pero su meta más importante es el reciclaje atmosférico en los módulos habitacionales de la colonia.
- Un invernadero modular, equipado con semillas de superior calidad, -no transgénicas-.
Podrá abastecer de vegetales a la colonia, por al menos cinco años, sin tener que hacer grandes cambios. - Una versátil impresora 3D, con capacidad para ser alimentada con materiales inorgánicos y orgánicos. Producirá alimentos concentrados para los astronautas, con todas las características y requerimientos nutricionales, pero también imprimirá piezas de equipo que se requieran renovar.
- Una combinación de planta solar-baterías-mini reactor nuclear. Proporcionará la energía eléctrica necesaria para que funcione todo el equipo electrónico de la MARS ONE, prácticamente de forma indefinida.
En la colonia marciana este maravilloso conjunto de equipo científico y tecnológico será parte del «Hexágono«. Un complejo ya construido, pero no amueblado. Al momento está equipado solo en una sexta parte, con el más moderno servicio médico y farmacéutico del Sistema Solar.
Desde las misiones espaciales a Marte Viking 1 y Viking 2, en 1975; las del 2021; Perseverance y Zhurong, y todas las demás se ha usado una Órbita de Transferencia de Hohmann, para interconectar la órbita terrestre y la marciana. Ha sido probada con éxito muchas veces, pero todas esas misiones se han usado naves robóticas livianas.
Viajar primero a Venus, un planeta interior a la órbita terrestre parecería ir en sentido contrario, pero en el caso de la MAvi-8 principalmente por su peso y por ser tripulada, no se usa una planta nuclear de gran tamaño. Se usa una trayectoria similar a la que llevó la misión Cassini-Huygens a Saturno (1997-2017). Realizará primero un sobrevuelo de Venus gravitacionalmente asistido, para proveer a la nave la suficiente cantidad de movimiento y así, modificar la trayectoria e impulsarla hasta Marte.
Esta trayectoria cercana al Sol es de muy alto riesgo, dada la fuerte incidencia de rayos gamma al acercarse a la estrella, tanto para la nave y su equipo, especialmente la electrónica y las telecomunicaciones; como para la integridad física y la salud de los tripulantes humanos. El blindaje contra las radiaciones electromagnéticas y contra las partículas del viento solar, se diseñó como el de mínimo espesor y mayor protección, para reducir el peso, sin comprometer la integridad de la misión.
Pero a pesar de que se tomen en cuenta todas las posibles fuentes de riesgo y se calculen y apliquen los porcentajes de error, -la maldad intrínseca de las probabilidades-, como decía en broma mi profesor de estadística en la Universidad de Costa Rica, siempre nos acecha y se podrá presentar en el momento menos esperado.
Ahora la MAvi-8 está entre el Sol y Venus, casi al mediodía local, ya que la trayectoria debe consistir en un sobrevuelo rasante a ese planeta, para que funcione el impulso gravitacional y la nave sea enviada, hacia la región externa del Sistema Solar.
Más tarde, cuando le faltaban 1500 km para quedar eclipsada por Venus (pasar al lado nocturno), se produce en el Sol, una feroz emisión de masa coronal, que llega en segundos a Venus.
Nuestra estrella expulsó una gran cantidad de materia; un plasma compuesto en su mayoría de electrones y protones, más una masiva emisión de radiación electromagnética, un poderoso haz de rayos-x fuertemente ionizante.
La nave pierde el control de sus giroscopios, inicia una fuerte rotación y traslación siguiendo una trayectoria en forma de hélice. Queda a la deriva, con el sistema de navegación y las radiocomunicaciones operando con el mínimo de control.
Ni la mini-HAL 9000, la computadora principal acierta a hacer las correcciones. Está incapacitada para retomar la trayectoria original, completamente aislada. No puede enviar ni recibir mensajes de la Estación Terrena de Tráfico Espacial en Orotina, ni a ninguna otra.
Los 5 astronautas acuden a sus puestos en la sala de mando, usan su conocimiento y experiencia para maniobrar y poner a salvo la MAvi-8, ocultándola del Sol, a la sombra de Venus.
Cinco minutos después del impacto de la emisión de masa coronal, la astronave es conducida a una trayectoria entre inusual, frente al lado nocturno de Venus.
Están expectante, pero con una relativa calma y una sensación de precaria seguridad, que a ratos los tranquilizaba y luego les hace temer lo peor. El sistema automático de navegación de la Mavi-8 y los esfuerzos de los tripulantes, los ha colocado en una extraordinaria órbita alrededor del Sol, a varios miles de kilómetros por encima de la irrespirable, más bien venenosa capa nubosa de Venus.
Sobrevuelan casi “geoestacionarios” sobre un punto fijo encima del ecuador de Venus, cuya rotación es muy lenta (-116,75 días). Su velocidad relativa respecto a Venus y su período de revolución respecto al Sol (224,71 días) es confirmado por la computadora.
Lo más inquietante desde el punto de vista astronáutico, es que el esperado impulso gravitacional de Venus se ha desaprovechado. La misión hacia Marte parece imposible de seguir.
¿No tendrán la energía suficiente para continuar? ¿Habrán fracasado?
Están estacionarios, a la sombra de Venus, afortunadamente sobre el hemisferio nocturno de este.
¿Seguirán así por más tiempo? ¿Caerán al planeta, o saldrán de nuevo al Sol?
Su situación podría ser un alivio respecto a las consecuencias de la cercanía al Sol, con su inesperada y peligrosa actividad, porque al estar la estrella oculta por el planeta, éste actuaría como una especie de blindaje físico y electromagnético para la MAvi-8.
Pero también será una grave fuente de problemas, pues las celdas de energía solar jamás se cargarían y por consecuencia, las posibilidades de supervivencia se irán deteriorando al agotarse el suministro de electricidad de las baterías.
Pueden ver la Tierra, en fase de cuarto menguante, pero ningún equipo de telecomunicaciones funciona. No podrán enviar ninguna señal diciendo que han sobrevivido.
– ¡Oh, no! -, exclama María José, la ingeniera de la MAvi-8.
Tengo dos lecturas perturbadoras, el altímetro indica que estamos a 100 radios venusinos (6,052 km) del centro del planeta, que está por ahora a 108 208 millones de kilómetros del centro de Sol, en sencillo, estamos a 108 813 millones de kilómetros del Sol-.
– La Tercera ley de Kepler me da un período de revolución de 226 días, que resulta congruente con el de Venus de 225 días, ya que estamos un poquito más distantes del Sol-. -Viajamos más lento que Venus y entonces en unos días, saldríamos de su sombra y de nuevo quedaríamos expuestos a los efectos normales del Sol, alta temperatura y radiación-. – No sabemos si la emisión de masa coronal aún continúa, pero de ser así, moriríamos por radiación ionizante y quemados-.
– He calculado nuestra velocidad orbital, aplicando simples conocimientos sobre órbitas circulares (v = 2 π R/T) y obtengo 34,01 kilómetros por segundo, lo que significa que nos estamos quedando atrás unos 3636 km cada hora, pues Venus recorre su órbita a 35,02 kilómetros por segundo-. -En realidad estamos dentro del cono de sombra de un eclipse total de Sol, provocado por Venus sobre la Mavi-8. Hagan una analogía recordando el eclipse total de Sol del 11 de julio de 1991-. – Compañeros, creo que saldremos de la sombra de Venus y quizás a achicharrarnos al Sol en menos de tres semanas. – Ese es el tiempo de vida que nos queda, a menos que resolvamos como permanecer por más tiempo a la sombra de Venus, o que, de alguna manera altamente improbable, escapemos y sigamos el viaje hacia Marte, o de regreso a la Tierra.
Ha transcurrido una semana desde el accidente, el mortal amanecer ya se vislumbra. Pero es un poco raro, algo así como si estuvieran a las tres de la mañana en la Tierra y por algún motivo que no puedo explicarles, parece que el tiempo corre hacia atrás y nos acercamos hacia las condiciones del atardecer previo, sin poder evitarlo. Todos los tripulantes trabajan en una solución para resolver el problema anterior. Han reparado tres retrocohetes cuyo sistema de mando a control remoto quedó inutilizado durante la emergencia solar.
La solución del problema momentáneo siempre fue obvia para el equipo, tendrán que viajar un poco más rápido, para mantener a la MAvi-8 con la misma velocidad de revolución de Venus.
Harán disparos cortos de los cohetes, cada cierto tiempo, incrementando la velocidad y manteniendo los 35,02 kilómetros por segundo, para permanecer en la posición más segura, cercana al meridiano venusino opuesto al Sol, el de medianoche, y seguir siempre dentro de este eclipse, a la sombra de Venus.
– Marijó ha calculado que el campo gravitatorio de Venus, a la distancia que estamos del planeta es [8,87÷ (100)2 ≈ 0,001 N/kg], no nos ayudará en nada, estamos en total y completa ingravidez. Tendremos que seguir usando la máquina de gravedad artificial y continuar con la rutina normal de ejercicios-.
– ¿Tendremos agua, iluminación y aire con la calidad de la Tierra? ¿Contaremos con la energía eléctrica para que funcionen los equipos fisicoquímicos de soporte, podremos resolver eso? –
-Creemos que sí-, responden entre preocupados y confiados, pero vamos a revisar en qué estado quedaron. Sabemos que a la sombra de Venus las celdas solares no producirán electricidad, pero estamos diseñando una solución extrema para usarlas de una manera poco convencional, nunca utilizada.
– Las baterías están al 23,5% de su carga, tendremos que usarlas sólo cuando sea estrictamente necesario. Usaremos el mini reactor nuclear para mantener su carga mientras dormimos. Debemos mantener al mínimo el consumo de energía eléctrica. Todos los sistemas de soporte funcionarán al 10%, excepto el invernadero que lo hará al 20%. Tendremos que aprender a manejarnos en penumbra, la iluminación al 25% solo se mantendrá en el sitio de trabajo-.
Una semana más, la segunda, siempre a la sombra de Venus, pero con el crepúsculo astronómico acechando, los astronautas cada vez están viviendo más cerca de un ambiente con mayor iluminación exterior. Necesitan desesperadamente una solución tecnológica, una extraordinaria y sofisticada creación de ingeniería astronáutica que les permita escapar de la gravedad de Venus y continuar su viaje a Marte, o regresar a la Tierra, donde parece que todos en el Consorcio Espacial creen que la MAvi-8 y sus tripulantes fueron completamente aniquilados.
Seguro que no tienen preparada ninguna misión de rescate, pero si supieran que hay sobrevivientes, posiblemente no tendrían capacidad tecnológica para recuperarlos. Posiblemente la emisión de masa coronal también afectó, en menor grado, la tecnología electrónica delicada de la Tierra.
La MAvi-8 ya no está a medianoche, sino como al equivalente terrestre de las cuatro de la mañana, el mortal amanecer se acerca. Los tripulantes han estado trabajando en la solución de su problema. Han separado los paneles solares y los están acoplando a un anclaje de dos líneas de cable que tienen arrolladas en respectivas bobinas.
Estiman que con dos cables de unos 5 km de longitud es suficiente, para sujetar los paneles al exterior de la MAvi-8 y volarlos alejados hacia atrás como si fuera un gran papalote. Agregarán dos cables más para la electricidad que producirían los paneles solares, cuando la luz del sol incida sobre ellos. Así se cargarán las baterías del sistema de navegación y podrán activar los grandes propulsores de la nave, para salir de la órbita venusina estacionaria y dirigirse a Marte o a la Tierra, lo decidirán en el último momento.
La MAvi-8 tiene una pequeña bahía de carga que da acceso al exterior y hay trajes de astronautas para caminatas espaciales, pero solo uno de ellos cuenta con este tipo de entrenamiento. Tomando un riesgo calculado, Marijó sale con «Data» y en tres horas logran instalar las bobinas para el -papalote venusino de energía solar-. El resto de la tripulación ha dedicado dos días a coleccionar y acoplar las dos líneas de conducción eléctrica. Han trabajado horas extras y se han sobrepasado, ya tienen casi 6 kilómetros.
Llegó el momento de iniciar este experimento, comienzan a desarrollar el cordón umbilical de cuatro vías que está en las bobinas. Los paneles solares comienzan a alejarse, ya llevan dos kilómetros, los cables oscilan como si fuera una onda seno estacionaria, pero no se tuercen y la comprobación de conductividad eléctrica indica que hay conectividad. Tres kilómetros y nada… No hay corriente eléctrica. Cuatro kilómetros y la situación sigue igual.
La desesperación se refleja en sus caras, posiblemente el gran ángulo de incidencia entre los rayos solares y los paneles hace que la conversión fotovoltaica no sea muy eficiente.
Cuatro kilómetros y medio, las agujas de los indicadores de carga de las baterías se mueven y estabilizan más allá de la mitad del dial.
Están fluyendo electrones y las baterías indican que están al 60 % de su carga.
Todo un día más con la MAVI-8 ahora sí dentro del crepúsculo de Venus y con el papalote iluminado por un sol como el que tendríamos a las 7 de la mañana en la Tierra. Ahora las baterías están al 98 % de su carga.
(*) José Alberto Villalobos Morales es asesor en Física y Astronomía.