El vehículo explorador Perseverance de la NASA aterrizó en Marte en 2021 para buscar señales de vida microbiana antigua y ayudar a los científicos a comprender el clima y la geografía del planeta. Pero otro objetivo clave es allanar el camino para la exploración de Marte con seres humanos y, como parte de esas labores, el rover transporta un conjunto de cinco muestras de materiales de trajes espaciales. Ahora, después de que esas muestras han soportado cuatro años de exposición en la superficie polvorienta y saturada de radiación de Marte, los investigadores están comenzando la siguiente fase de su estudio.
El objetivo final es predecir con precisión la vida útil de un traje espacial marciano. Lo que la agencia aprenda sobre el desempeño de estos materiales en Marte inspirará el diseño de futuros trajes espaciales para los primeros astronautas que llegarán al planeta rojo.
“Este es uno de los aspectos prospectivos de la misión de este rover: no solo se piensa en sus investigaciones científicas actuales, sino también en lo que vendrá después”, dijo el científico planetario Marc Fries, del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, quien ayudó a proporcionar los materiales de los trajes espaciales. “Nos estamos preparando para que la gente vaya a explorar Marte más adelante”.
Las muestras, cada una con un tamaño de 20 milímetros cuadrados (tres cuartos de pulgada cuadrada), son parte de un objetivo de calibración empleado para poner a prueba la configuración del Análisis de entornos habitables con Raman y luminiscencia para productos orgánicos y químicos (SHERLOC, por sus siglas en inglés), un instrumento que está en el extremo del brazo de Perseverance.
Las muestras incluyen un trozo de visera de casco de policarbonato; Vectran, un material resistente a las cortadas que se utiliza para las palmas de los guantes de los astronautas; dos tipos de teflón, que tienen propiedades antiadherentes para repeler el polvo; y un material de los trajes espaciales de uso común llamado Ortho-Fabric, o material ortotrópico. Este último tejido cuenta con diferentes capas: Nomex, un material resistente al fuego que se encuentra en los trajes de bomberos; Gore-Tex, que es impermeable pero transpirable; y Kevlar, un material fuerte utilizado en los chalecos antibalas que hace que los trajes espaciales sean más resistentes a los desgarramientos.
Desgaste marciano
Marte no es nada hospitalario. Tiene temperaturas gélidas, polvo fino que puede pegarse a los paneles solares y trajes espaciales (causando desgaste en estos últimos) y una superficie llena de percloratos, un tipo de sal corrosiva que puede ser tóxica para los seres humanos.
También existe mucha radiación solar. A diferencia de la Tierra, la cual tiene un campo magnético que desvía gran parte de la radiación del Sol, Marte perdió su campo magnético hace miles de millones de años, seguido de la pérdida de gran parte de su atmósfera. Su superficie tiene poca protección contra la luz ultravioleta del Sol (razón por la cual los investigadores han estudiado cómo las formaciones rocosas y las cuevas podrían proporcionar a los astronautas algo de protección).
“Marte es un lugar muy hostil y difícil”, dijo Joby Razzell Hollis, del Museo de Historia Natural de Londres y miembro del equipo científico de SHERLOC. “No hay que subestimar eso; en particular, la radiación es terrible”.
Razzell Hollis trabajó como becario postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California entre 2018 y 2021. Allí, ayudó a preparar a SHERLOC para su llegada a Marte y participó en sus operaciones científicas una vez que el rover llegó a la superficie. Hollis, quien es científico de materiales, ha estudiado previamente los efectos químicos de la luz solar en un nuevo tipo de panel solar hecho de plástico, así como en la contaminación de plásticos que flotan en los océanos de la Tierra.
Comparó esos efectos a la manera como las sillas de jardín de plástico blanco se vuelven amarillas y quebradizas después de años de exposición a la luz del sol. Más o menos lo mismo sucede en Marte, pero la erosión probablemente ocurre más rápido allí debido a la gran exposición a la luz ultravioleta.
La clave para desarrollar materiales de trajes espaciales más seguros será comprender qué tan rápido se desgastarían en la superficie marciana. Alrededor del 50 por ciento de los cambios que SHERLOC presenció en las muestras ocurrieron dentro de los primeros 200 días de la estadía de Perseverance en Marte, y el Vectran parece cambiar primero.
Otro matiz será averiguar cuánta radiación solar tendrán que soportar las diferentes partes de un traje espacial. Por ejemplo, los hombros de un astronauta estarán más expuestos, y probablemente recibirán más radiación, que las palmas de sus manos.
Próximos pasos
El equipo de SHERLOC está trabajando en un documento científico que detalla los datos iniciales sobre cómo ha sido el desempeño de las muestras en Marte. Mientras tanto, los científicos del centro Johnson de la NASA están ansiosos por simular esa descomposición a la intemperie en cámaras especiales que imitan la atmósfera de dióxido de carbono, la presión del aire y la luz ultravioleta en la superficie marciana. A continuación, podrían comparar los resultados generados en la Tierra mientras ponen a prueba los materiales con los resultados observados en los datos de SHERLOC. Por ejemplo, los investigadores podrían estirar los materiales hasta que se rompan para comprobar si se vuelven más quebradizos con el tiempo.
“Los materiales de las telas están diseñados para ser resistentes pero flexibles, por lo que protegen a los astronautas, pero pueden doblarse libremente”, dijo Fries. “Queremos saber hasta qué punto los tejidos pierden su resistencia y flexibilidad con el tiempo. A medida que las telas se debilitan, pueden deshilacharse y desgarrarse, lo que permite que un traje espacial tenga fugas de calor y aire”.
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