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Ciencia y tecnología
Marte

Las 'casas' de los astronautas en Marte podrían tener este diseño

Investigadores gallegos diseñan un hábitat para alojar astronautas en Marte

Vigo

La llegada de humanos a Marte es uno de los retos más ambiciosos de las diferentes agencias espaciales. La NASA tiene como objetivo enviar astronautas al planeta rojo a finales de los años 30 o principios de los 40 de este siglo (2030/2040). Teniendo en cuenta estas estimaciones, el Grupo de Tecnologías Aeroespaciales de la Universidad de Vigo ha estado realizando el diseño conceptual de una base humana en Marte y estudiando su comportamiento térmico.

El Grupo de Tecnologías Aeroespaciales, liderado por el profesor Fernando Aguado, trabaja desde hace varios años en proyectos relacionados con la colonización de planetas y satélites del Sistema Solar. Entre las iniciativas científicas más destacadas en este campo se encuentra la participación, a través de la plataforma OSIP de la Agencia Espacial Europea, en RoboCrane, un consorcio formado por la Universidad de Oviedo, la Universidad de Vigo y Alén Space que trabaja en el diseño de un vehículo grúa para explorar el interior de los tubos de lava en la Luna. Siguiendo en esta línea, miembros del grupo han venido a realizar un proyecto que esta vez tiene como escenario el planeta Marte y su habitabilidad. Sus resultados se recogieron en un artículo titulado Diseño conceptual e investigación sobre el rendimiento térmico de una base humana marciana, publicado en la revista Acta Astronáutica de la editorial Elsevier. “Es necesario plantear posibles diseños de hábitat para acomodar al ser humano en un entorno tan hostil como el marciano y esta sería nuestra primera aportación en este campo”, afirman los integrantes del proyecto.

Requisitos y soluciones para el hábitat

La obra, explican sus responsables, forma parte de una idea acordada el pasado curso académico entre los profesores del Área de Ingeniería Aeroespacial Fermín Navarro y Carlos Ulloa y el entonces alumno del Grado en Ingeniería Aeroespacial, de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y Espacial de Ourense. campus, Marcos Salgado, para la realización de la tesis final de este último sobre esta materia. “El potencial del TFG realizado permitió desarrollar la investigación que ahora se publica, gracias a la incorporación al equipo del catedrático del Área de Ingeniería Aeroespacial Alejandro Gómez y la investigadora del Grupo de Tecnologías Aeroespaciales Uxía García”, detallan.

Según los investigadores que participan en el estudio, “Marte es un planeta cuyas condiciones actuales no son adecuadas para la vida humana”. Sin embargo, su trabajo primero se centró en el análisis de los principales aspectos que condicionan el ambiente marciano: composición de la atmósfera (presión según la altitud y cantidad de polvo marciano presente), temperatura (con un rango muy amplio, desde menos de 100 grados bajo cero hasta unos 20 grados), radiación (letal en Marte porque no tiene magnetosfera) y tipo de suelo (que influye en la temperatura del ambiente). Además de estos aspectos, el trabajo también tuvo en cuenta otros condicionantes para el diseño de la propuesta, ya que, subrayan, “el hábitat diseñado también tenía que cumplir una serie de requisitos que facilitaran largas estancias, como la sencillez, resistencia y habitabilidad para correcto bienestar psicológico.

Como resultado del trabajo realizado, el equipo de investigación destaca que presenta "un diseño conceptual del hábitat basado en una estructura fabricada íntegramente en la Tierra" y realizado tras "un estudio de alternativas previas, tratando de aunar las ventajas de algunas minimizando al mismo tiempo sus desventajas". El hábitat diseñado tiene forma de planta hexagonal, de 4,5 metros a cada lado del hexágono, y está formado por tres plantas de 2,8 metros de altura cada una. Los principales materiales utilizados fueron aleaciones de aluminio. “Hemos definido unas estancias para vivienda, con dormitorios, aseos y zonas comunes, y otras estancias para albergar laboratorios, para la realización de experimentos”, detallan los autores del trabajo. El proyecto también presenta un diseño artístico de la base marciana realizado por la diseñadora Irene Pérez, de Tpd Infografías SL, que aportaron sus infografías e impresiones artísticas al estudio realizado. “Desde el principio hubo una estrecha colaboración entre el diseñador y nosotros, partiendo de varios encuentros iniciales, buscando el equilibrio entre el atractivo artístico y la veracidad científica de los resultados”, detallan los investigadores, que muestran su satisfacción por los resultados obtenidos.

Estudio térmico

El proyecto, añaden sus responsables, se centra en el estudio térmico de la propuesta de diseño. “La temperatura media en Marte ronda los -60°C, por lo que es fundamental controlar la temperatura y estimar las demandas energéticas del hábitat del planeta”, señalan. Así, en la investigación se realiza un análisis térmico teórico de la base diseñada, comprobando la influencia de un conjunto de parámetros (principalmente el acoplamiento térmico con el suelo y las propiedades termo-ópticas del hábitat y la cubierta, para conocer las zonas climáticas en las que esta estructura es viable), y se realiza un caso particular (que corresponde al caso más favorable de los analizados anteriormente) con el software ESATAN, herramienta líder en el sector espacial europeo para misiones de la ESA. Además, el Grupo de Tecnología Aeroespacial realizó un análisis de sensibilidad de los principales parámetros del modelo térmico, añadiendo a los anteriores parámetros más específicos, como la velocidad del viento marciano o elementos del diseño interior del hábitat. Finalmente, evaluaron la ubicación y la variación diaria de temperatura para obtener los mejores criterios térmicos para la selección espacio-temporal de la base.

Los resultados muestran, según el equipo responsable, “la relevancia del aislamiento del módulo respecto al suelo de Marte ya que se debe aplicar un método de aislamiento térmico para garantizar el bienestar de los habitantes de la base marciana”. Del modelo teórico inicial, subrayan, “quedó claro que los parámetros clave son el aislamiento de la base de la estructura y los acabados superficiales para maximizar la cantidad de calor absorbido del Sol y minimizar la emisión de radiación térmica al exterior”. " . Con el modelo más detallado, añaden finalmente, “teníamos que trabajar fundamentalmente los acoplamientos térmicos entre los diferentes pisos, ya que el suelo al estar muy frío en general tiende a generar gradientes de temperatura altos entre los pisos, y eso teníamos que trabajar. mucho, utilizando también el posible horario y los ciclos de sueño de los astronautas".

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