O Grupo de Tecnoloxías Aeroespaciais realiza o deseño conceptual dunha base humana en Marte

A chegada do ser humano a Marte é un dos retos máis ambiciosos das distintas axencias espaciais. A Nasa ten como obxectivo mandar astronautas ao coñecido como planeta vermello a finais da década dos 30 ou principios dos 40 deste século (2030/2040). Tendo en conta  estas estimacións, o Grupo de Tecnoloxías Aeroespaciais da Universidade de Vigo vén de realizar o deseño conceptual dunha base humana en Marte e de estudar o seu comportamento térmico.

O Grupo de Tecnoloxías Aeroespaciais, dirixido polo profesor Fernando Aguado, leva varios anos traballando en proxectos relacionados coa colonización de planetas e satélites do Sistema Solar. Entre as iniciativas científicas máis destacables neste eido están a participación, a través da plataforma OSIP da Axencia Espacial Europea, en RoboCrane, un consorcio integrado pola Universidad de Oviedo, a Universidade de Vigo e Alén Space que traballa no deseño dun vehículo grúa para explorar o interior de tubos de lava na Lúa. Continuando con esta liña, membros do grupo veñen de realizar un proxecto que ten nesta ocasión como escenario o planeta Marte e a súa habitabilidade. Os seus resultados foron recollidos nun artigo titulado Conceptual design and research on the thermal performance of a martian human base, publicado na revista Acta Astronáutica da editorial Elsevier. “É necesario propor posibles deseños de hábitat para aloxar a seres humanos nunha contorna tan hostil como a marciana e esta quere ser a nosa primeira contribución neste eido”, sinalan os membros do proxecto.

Requisitos e solucións para o hábitat

O traballo, explican os seus responsables, parte dunha idea acordada o pasado curso académico entre os profesores da Área de Enxeñaría Aeroespacial Fermín Navarro e Carlos Ulloa e o entón alumno do Grao en Enxeñaría Aeroespacial, da Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo do campus de Ourense, Marcos Salgado, para realizar este último o seu traballo fin de grao nesta temática. “O potencial do TFG realizado fixo posible desenvolver a investigación publicada agora, grazas á incorporación ao equipo do profesor da Área de Enxeñaría Aeroespacial Alejandro Gómez e da investigadora do Grupo de Tecnoloxías Aeroespaciais Uxía García”, detallan.

Segundo sinalan a e os investigadores participantes no estudo, “Marte é un planeta cuxas condicións actuais non son axeitadas para a vida do ser humano”. Porén, o seu traballo en primeiro lugar centrouse na análise dos principais aspectos que condicionan a contorna marciana: composición da atmosfera (presión segundo a altitude e cantidade de po marciano presente), temperatura (cun rango moi amplo, desde menos de 100 graos baixo cero ata uns 20 graos), radiación (letal en Marte por non ter magnetosfera) e tipo de solo (que inflúe na temperatura da contorna). Ademais destes aspectos, o traballo tamén tivo en conta para o deseño da proposta outros aspectos condicionantes, xa que, subliñan, “o hábitat deseñado tamén tiña que cumprir unha serie de requisitos que facilitasen longas estancias, como sinxeleza, resistencia e habitabilidade para un axeitado benestar psicolóxico”.

Froito do traballo realizado, o equipo investigador destaca que se presenta “un deseño conceptual do hábitat baseado nunha estrutura fabricada integramente na Terra” e realizado tras “un estudo das alternativas previas, intentando combinar as vantaxes de algunhas á vez que se minimizaban os seus inconvintes”. O hábitat deseñado ten una forma en planta hexagonal, de 4,5 metros cada lado do hexágono, e está formado por tres plantas de 2,8 metros de altura cada unha delas. Os materiais principais empregados foron aleacións de aluminio. “Definimos unhas estancias para vivenda, con dormitorios, aseos e zonas comúns, e outras estancias para albergar laboratorios, para a realización de experimentos”, detallan os autores do traballo. O proxecto presenta ademais un deseño artístico da base marciana realizado pola deseñadora Irene Pérez, de Tpd Infografías SL, que contribuíu coas súas infografías e impresións artísticas ao estudo realizado. "Desde o principio houbo unha colaboración estreita entre a deseñadora e nós, partindo de varias reunións iniciais, buscando un equilibrio entre o atractivo artístico e a veracidade científica dos resultados", detallan a e os investigadores, que amosan a súa satisfacción polos resultados acadados.

Estudo térmico

O proxecto, engaden os seus responsables, céntrase no estudo térmico da proposta de deseño. “A temperatura media en Marte é duns -60°C, o que fai imprescindible controlar a temperatura e estimar as demandas enerxéticas do hábitat prantexado”, sinalan. Así, na investigación realízase unha análise térmica teórica da base deseñada, comprobando a influencia dun conxunto de parámetros (fundamentalmente o acopramento térmico co terreo e as propiedades termo-ópticas do hábitat e da cuberta, para averiguar as zonas climáticas nas que esta estrutura é viable), e realízase un caso particular (que corresponde co caso máis favorable de entre os analizados anteriormente) co software ESATAN, unha ferramenta líder no sector espacial europeo para as misións da ESA. Ademais, o Grupo de Tecnoloxías Aeroespaciais realizou unha análise de sensibilidade dos parámetros principais do modelo térmico, engadindo aos anteriores parámetros máis específicos, como a velocidade do vento marciano ou elementos do deseño interior do hábitat. Por último, avaliaron a ubicación e a variación diaria da temperatura para obter os mellores criterios térmicos para a selección espazo-temporal da base.

Os resultados amosan, segundo indica o equipo responsable, “a relevancia do illamento do módulo con respecto ao solo de Marte xa que se debe aplicar un método de illamento térmico para garantir o benestar dos habitantes da base marciana”. Desde o modelo teórico inicial, subliñan, “quedou claro que os parámetros clave son o illamento da base da estrutura e os acabados superficiais para maximizar a cantidade de calor que se absorbe do Sol á vez que se minimiza a emisión de radiación térmica ao exterior”. Co modelo máis detallado, engaden por último, “tivemos que traballar fundamentalmente nos acoplamentos térmicos entre os distintos pisos, xa que ao ser o solo moi frío en xeral tenden a xerarse gradientes de temperatura elevados entre os pisos, e sobre iso houbo que traballar bastante, usando tamén o posible horario dos astronautas e os ciclos do sono".