Se ha sugerido que los asteroides, incluidos los del cinturón de asteroides , podrían ser lugares posibles para la colonización del espacio . [1] Los motivos incluyen la supervivencia de la humanidad y la oportunidad económica específica de la minería de asteroides . Los obstáculos incluyen la distancia de transporte, la temperatura, la radiación, la falta de gravedad y los problemas psicológicos.
La mayoría de los asteroides tienen minerales que podrían extraerse . Debido a que estos cuerpos no tienen pozos de gravedad importantes , solo se necesita un delta-V bajo para transportar materiales a un sitio de construcción. [2] [3] Se estima que solo en el cinturón principal de asteroides hay suficiente material para construir suficientes hábitats espaciales para igualar el área de superficie habitable de 3000 Tierras. [4]
Uno de los principales argumentos a favor de la colonización espacial es garantizar la supervivencia a largo plazo de la especie humana. En caso de un desastre natural o artificial a escala mundial , una colonia espacial permitiría a la especie humana seguir adelante. [5] Michael Griffin, el administrador de la NASA en 2006, expuso el caso de la siguiente manera:
“... el objetivo no es sólo la exploración científica... también se trata de ampliar el rango del hábitat humano más allá de la Tierra hacia el sistema solar a medida que avanzamos en el tiempo... A largo plazo, una especie de un solo planeta no sobrevivirá... Si los humanos queremos sobrevivir durante cientos de miles o millones de años, en última instancia debemos poblar otros planetas”. [6]
Un argumento específico a favor de la colonización de asteroides es la posible ganancia económica derivada de la minería de asteroides . Los asteroides contienen una cantidad significativa de materiales valiosos, incluidos minerales raros y metales preciosos , que pueden extraerse y transportarse a la Tierra para venderse. Con aproximadamente la misma cantidad de hierro que el mundo produce en 100.000 años, 16 Psyche es uno de esos asteroides con un valor aproximado de 10 quintillones de dólares en hierro y níquel metálicos. [7] La NASA está planeando una misión para el 10 de octubre de 2023 para que el orbitador Psyche se lance y llegue al asteroide en agosto de 2029 para estudiarlo. [8] 511 Davida podría tener minerales y recursos por valor de 27 cuatrillones de dólares. [9]
La NASA estima que entre 1,1 y 1,9 millones de asteroides en el cinturón de asteroides tienen más de un kilómetro de diámetro. Millones son más pequeños. Aproximadamente el 8% de los asteroides conocidos del cinturón principal tienen una composición similar a la de 16 Psyche. [10] [11] Una empresa, Planetary Resources, ya está tratando de desarrollar tecnologías con el objetivo de utilizarlas para extraer asteroides. Planetary Resources estima que unos asteroides de 30 metros de largo contienen entre 25 y 50 mil millones de dólares en platino. [12]
Los vuelos espaciales interplanetarios son un desafío porque el cinturón de asteroides está lejos, a cientos de millones de millas o kilómetros de distancia. [13] Una misión humana a Marte , a decenas de millones de millas o kilómetros, es igualmente desafiante. [14] La misión del rover de Marte , por ejemplo, tardó 253 días en llegar a Marte. [14] Rusia, China y la Agencia Espacial Europea realizaron un experimento, llamado MARS-500 , entre 2007 y 2011 para medir las limitaciones físicas y psicológicas de los vuelos espaciales tripulados. [15] El experimento concluyó que 18 meses de soledad era el límite para una misión espacial tripulada. [15] Con la tecnología actual, el viaje al cinturón de asteroides sería mayor a 18 meses, lo que sugiere que una misión tripulada puede requerir superar este desafío. [13]
Los asteroides no son lo suficientemente grandes como para producir una gravedad significativa, lo que dificulta el aterrizaje de una nave espacial. [1] Los humanos aún no han aterrizado una nave espacial en un asteroide en el cinturón de asteroides, pero las naves espaciales no tripuladas han aterrizado temporalmente en algunos asteroides, el primero de los cuales en 2001 fue 433 Eros , un NEA del grupo Amor, más recientemente 162173 Ryugu , otro NEA del grupo Apolo. [16] Esto fue parte de la misión Hayabusa2 que fue realizada por la Agencia Espacial Japonesa . [17] El aterrizaje utilizó cuatro propulsores iónicos solares y cuatro ruedas de reacción para el control de la orientación y el control de la órbita de la nave espacial para aterrizar en Ryugu. [17] Estas tecnologías se pueden aplicar para completar un aterrizaje similar exitoso en el cinturón de asteroides.
Ceres es un planeta enano y el cuerpo más grande del cinturón de asteroides. [19] Como es criovolcánico, tiene potencial para la extracción de recursos de asteroides para la colonización. Su atracción gravitatoria es más fuerte que la de otros cuerpos en el cinturón de asteroides, lo que hace que la colonización de la superficie sea una posibilidad más realista.
Dado que Marte está mucho más cerca del cinturón de asteroides que la Tierra , se necesitaría menos Delta-v para llegar al cinturón de asteroides y devolver minerales a Marte. Una hipótesis es que el origen de las lunas de Marte ( Fobos y Deimos ) son en realidad capturas de asteroides del cinturón de asteroides. [20] El uso de la luna Fobos para lanzar naves espaciales es energéticamente favorable y una ubicación útil desde la que enviar misiones a los asteroides del cinturón principal. [21] La minería del cinturón de asteroides de Marte y sus lunas podría ayudar en la colonización de Marte . [22] [23] [24]
Un ascensor espacial basado en Fobos podría reducir el coste del transporte. Véase Colonización de Marte#Transporte
La falta de gravedad tiene muchos efectos adversos sobre la biología humana . Los campos de gravedad en transición tienen el potencial de afectar la orientación espacial , la coordinación, el equilibrio, la locomoción e inducir mareos . [25] Los asteroides, sin gravedad artificial, tienen relativamente poca gravedad en comparación con la Tierra. [26] Sin la gravedad actuando sobre el cuerpo humano, los huesos pierden minerales y la densidad ósea disminuye un 1% mensual. En comparación, la tasa de pérdida ósea en los ancianos es de entre el 1 y el 1,5% anual. [25] La excreción de calcio de los huesos en baja gravedad aumenta el riesgo de cálculos renales . [25] Además, los líquidos del cuerpo se desplazan hacia la cabeza, lo que posiblemente cause presión en la cabeza y problemas de visión. [25]
La condición física general también tiende a disminuir y la nutrición adecuada se vuelve mucho más importante. Sin gravedad, los músculos se involucran menos y el movimiento general es más fácil. [25] Sin un entrenamiento intencional, la masa muscular, el acondicionamiento cardiovascular y la resistencia disminuirán. [25]
La gravedad artificial ofrece una solución a los efectos adversos de la gravedad cero en el cuerpo humano. Una posibilidad, investigada en un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Viena , consiste en ahuecar y rotar un cuerpo celeste . Los colonos vivirían entonces dentro del asteroide y la fuerza centrífuga simularía la gravedad de la Tierra. Los investigadores descubrieron que, si bien puede no estar claro si los asteroides serían lo suficientemente fuertes como para mantener la velocidad de giro necesaria, no podían descartar un proyecto de este tipo si las dimensiones y la composición del asteroide estuvieran dentro de los niveles aceptables. [27]
Actualmente, no existen aplicaciones prácticas a gran escala de la gravedad artificial para los vuelos espaciales o los esfuerzos de colonización debido a problemas de tamaño y costo. [28] Sin embargo, una variedad de laboratorios y organizaciones de investigación han realizado una serie de pruebas utilizando centrífugas humanas para estudiar los efectos de la gravedad artificial sostenida o intermitente prolongada en el cuerpo en un intento de determinar la viabilidad para futuras misiones como los vuelos espaciales de largo plazo y la colonización espacial. [29] Un equipo de investigación de la Universidad de Colorado en Boulder descubrió que pudieron hacer que todos los participantes en su estudio se sintieran cómodos a aproximadamente 17 revoluciones por minuto en una centrífuga humana, sin el mareo por movimiento que tiende a afectar a la mayoría de los ensayos de aplicaciones a pequeña escala de la gravedad artificial. [30] Esto ofrece un método alternativo que puede ser más factible considerando el costo significativamente reducido en comparación con estructuras más grandes.
La mayoría de los asteroides se encuentran en el cinturón de asteroides , entre Marte y Júpiter . Se trata de una región fría, con temperaturas que oscilan entre los -73 y los -103 grados Celsius. [31] La vida humana requerirá una fuente de energía constante para mantenerse caliente.
En el espacio, los rayos cósmicos y las erupciones solares crean un entorno de radiación letal. [32] La radiación cósmica tiene el potencial de aumentar el riesgo de enfermedades cardíacas , cáncer , trastornos del sistema nervioso central y síndrome de radiación aguda . [33] En la Tierra, estamos protegidos por un campo magnético y nuestra atmósfera , pero los asteroides carecen de esta defensa. [1]
Una posibilidad de defensa contra esta radiación es vivir dentro de un asteroide. Se estima que los humanos estarían suficientemente protegidos de la radiación si se enterraran a 100 metros de profundidad en el interior de un asteroide. [32] [1] Sin embargo, la composición de los asteroides plantea un problema para esta solución. Muchos asteroides son montones de escombros poco organizados con muy poca integridad estructural . [1]
Los viajes espaciales tienen un enorme impacto en la psicología humana, incluidos cambios en la estructura cerebral, la interconectividad neuronal y el comportamiento. [33]
La radiación cósmica tiene la capacidad de impactar el cerebro y ha sido estudiada extensamente en ratas y ratones. [33] [34] Estos estudios muestran que los animales sufren disminuciones en la memoria espacial , interconectividad neuronal y memoria. [33] [34] Además, los animales tuvieron un aumento en la ansiedad y el miedo. [33]
El aislamiento del espacio y la dificultad para dormir en el entorno también contribuyen a los impactos psicológicos. La dificultad de hablar con personas en la Tierra puede contribuir a la soledad, la ansiedad y la depresión . [34] Un estudio ruso simuló los impactos psicológicos de un viaje espacial prolongado. Seis hombres sanos de varios países pero con antecedentes educativos similares a los de los astronautas vivieron dentro de un módulo cerrado durante 520 días en 2010-11. [34] Los miembros de la encuesta informaron síntomas de depresión moderada, ciclos de sueño anormales, insomnio y agotamiento físico. [34]
Además, la NASA informa que misiones a escala global han finalizado o se han detenido debido a problemas mentales. [35] Algunos de estos problemas incluyen delirios mentales compartidos, depresión y angustia por experimentos fallidos. [35]
Sin embargo, en muchos astronautas, los viajes espaciales pueden tener un impacto mental positivo. Muchos astronautas manifiestan un aumento de la apreciación por el planeta, el propósito y la espiritualidad . [36] Esto se debe principalmente a la visión de la Tierra desde el espacio.
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