Cuando los astronautas comiencen a explorar Marte, enfrentarán numerosos desafíos. Además del tiempo y la energía necesarios para llegar allí y todos los riesgos para la salud que conllevan las misiones de larga duración en el espacio, también están los peligros del propio entorno marciano. Estos incluyen la atmósfera increíblemente delgada, tóxica y tóxica de Marte, los altos niveles de radiación a los que está expuesto el planeta y el hecho de que la superficie es extremadamente fría y más seca que los desiertos más secos de la Tierra.
Como resultado, las misiones a Marte deberán aprovechar los recursos locales para satisfacer todas las necesidades básicas, un proceso conocido como Utilización de recursos in situ (ISRU). Buscando abordar la necesidad de propulsor, un equipo de la empresa de innovación española Tekniker está desarrollando un sistema que utiliza energía solar para convertir las aguas residuales de los astronautas en combustible. ¡Esta tecnología podría cambiar las reglas del juego para las misiones al espacio profundo en los próximos años, incluida la Luna, Marte y más allá!
Con sede en el noreste de España, Tekniker es una organización de investigación, desarrollo e innovación (I+D+i) sin ánimo de lucro que se especializa en fabricación avanzada y tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC). Este “sistema fotoelectroquímico” se basa en materiales catalíticos de alta eficiencia para producir hidrocarburos como metano, monóxido de carbono o alcoholes a partir del CO2 atmosférico y las aguas residuales.
En el proceso, el sistema también desintoxica las aguas residuales utilizadas, operando como un método de reciclaje de agua. El sistema es una creación del ingeniero de telecomunicaciones Dr. Borja Poza de Tekniker y la ingeniera de materiales Dra. Eva Gutiérrez. Como explicó Poza en un reciente comunicado de prensa de la ESA:
“Nuestro objetivo es hacer el primer reactor para producir propulsor espacial en Marte utilizando el aire del planeta, que es 95% de dióxido de carbono. El reactor funcionará con luz solar y las aguas grises de los astronautas se utilizarán para ayudar en la producción del propulsor”.
En Marte, el agua líquida no está fácilmente disponible, pero múltiples líneas de evidencia indican que existe hielo bajo la superficie en muchas regiones. De acuerdo con el proceso de ISRU, las misiones futuras recolectarán este hielo para proporcionar agua potable, riego para plantas, saneamiento y fabricación de combustible para cohetes. Esto se hace descomponiendo las moléculas de agua (H2O) para producir hidrógeno molecular (H2) y gas oxígeno (O2).
Cuando se enfrían a temperaturas criogénicas, estos elementos se convierten en los dos ingredientes del combustible de hidrógeno convencional, es decir, hidrógeno líquido y oxígeno líquido (LOX). Por lo tanto, las ubicaciones de los depósitos de hielo de agua en Marte son una gran preocupación para los planificadores de misiones y la selección de futuros lugares de aterrizaje. Alrededor de los polos, hay abundantes suministros de agua concentrados en los casquetes polares, y se han observado capas de permafrost bajo la superficie en todas las latitudes.
En algunos puntos alrededor de los polos, se ha detectado hielo de agua a solo 30 cm (aproximadamente 12 pulgadas) debajo de la superficie, lo que lo hace fácilmente accesible. Los datos recientes obtenidos por ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) revelaron grandes cantidades de hielo mezclado con regolito en el fondo del enorme sistema de cañones de Marte: Valles Marineris. También hay evidencia de que puede haber fuentes subterráneas de hielo alrededor de las latitudes medias del planeta, aunque esto sigue siendo una posibilidad controvertida.
Como Jean-Christophe Berton, oficial técnico de la ESA para el proyecto en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Alemania, dijo:
“El resultado de esta actividad podría proporcionar a la ESA información valiosa sobre la producción de propelente en Marte o para alimentar sitios remotos como estaciones terrestres en la Tierra. También podría proporcionar información sobre cómo descarbonizar nuestra propia atmósfera”.
El proyecto se presentó en respuesta a una convocatoria abierta de la Open Space Innovation Platform (OSIP) de la ESA, que busca nuevas ideas prometedoras para aplicaciones en el espacio. Este sistema es una de las muchas tecnologías que permitirán a los astronautas y tripulaciones vivir y trabajar de forma sostenible durante períodos prolongados en la Luna, Marte y más allá. En estos entornos, las misiones de reabastecimiento tardarán semanas o meses en llegar, lo que hace que la dependencia de la Tierra sea poco práctica.
Estos incluyen tecnologías que permitirán a los astronautas usar regolito local para construir hábitats que protegerán contra los elementos y la radiación en Marte, cultivar y cultivar alimentos dentro de estos hábitats y crear oxígeno gaseoso de la atmósfera marciana.
