¿Por qué estamos tratando de construir una base en Marte antes que la Luna?

Mi pregunta está muy cerca de la pregunta respondida en el siguiente enlace y surge de las respuestas que recibió esa pregunta:

¿Es una base lunar inherentemente más peligrosa que una estación espacial?

¿Por qué estamos luchando por llegar a Marte antes de construir algo sustancial en nuestra propia luna?

¿Quién es exactamente el 'nosotros' en su pregunta? AFAIK, nadie está tratando seriamente, o incluso en una posición para intentar, hacer algo todavía.
En EEUU, la política: "Back to the Moon" era cosa de Bush, entonces Obama quería un "Journey to Mars" para que fuera lo suyo .

Respuestas (2)

Por el momento, hay algunos grupos que intentan llegar a Marte y algunos grupos que intentan llegar a la Luna. Mars One ha acaparado los titulares últimamente, SpaceX afirma que la colonización de Marte es su objetivo a largo plazo y hay numerosos grupos más pequeños. Para la Luna, está el premio Google Lunar X , Shackleton Energy Corp y OpenLuna , y nuevamente muchos otros grupos. Diferentes agencias espaciales han ido y venido favoreciendo un destino u otro en diferentes momentos de la historia, y eso es una cuestión de política tanto como de ciencia y tecnología. Los argumentos para cada destino son muchos y variados, pero se pueden agrupar y esbozar.

Recursos materiales

  • Marte tiene una atmósfera de dióxido de carbono. La tecnología y los recursos necesarios para procesar eso en oxígeno y metano para combustible no son tan exigentes (página 11 aquí ). Al principio, sería necesario traer hidrógeno de la Tierra para el proceso, luego se podría usar el agua congelada que existe en grandes cantidades debajo de su superficie.
  • El agua congelada en Marte tendría que ser desenterrada, derretida y separada del suelo con el que se mezcla. Eso requiere una infraestructura pesada, pero nada complicado. El agua congelada también se distribuye en un área grande.
  • La Luna tiene depósitos congelados de volátiles 1 en cráteres en sombra permanente en sus polos y debajo de la superficie cerca de los polos. El tamaño de estas reservas aún es un tema de investigación, pero hay bastante evidencia de que son bastante sustanciales . Parecen ser una mezcla de químicos, principalmente agua, algo de dióxido de carbono y otros, y pueden estar mezclados con mucha tierra. Aún no está claro cuán difícil sería extraerlos y procesarlos. Debido a que solo están en unos pocos lugares, que son profundos y extremadamente fríos, podría ser complicado.

Acceso

  • Marte está muy lejos. Con la tecnología actual, se tarda de 6 a 10 meses (dependiendo de la alineación de los planetas y de cuánto dinero se vierta en el cohete) para llegar allí o regresar, y las ventanas de lanzamiento ocurren cada 2 años.
  • La Luna está a 3 días de distancia en cualquier momento, de ida o vuelta.
  • La atmósfera de Marte hace que sea necesario tener escudos térmicos en cualquier módulo de aterrizaje y entrar en el ángulo correcto y con la orientación correcta. Pero la atmósfera no es lo suficientemente densa como para reducir la velocidad de un vehículo cuando entra, solo lo suficiente como para calentarlo. Si se utilizan cohetes para reducir la velocidad de la nave, entonces deben manejar el disparo contra un viento cuya dinámica cambia constantemente a medida que la velocidad disminuye de hipersónica a subsónica. Si se usan paracaídas, deben manejar velocidades supersónicas a menos que se desplieguen solo cerca del final. Estos son enormes desafíos técnicos.
  • En la Luna los escudos no son necesarios, y nunca hay ninguna complicación con el uso de cohetes. Una nave que aterriza en la Luna puede entrar en cualquier ángulo con cualquier orientación. No se puede hacer aerofrenado para ahorrar combustible utilizando la fricción con la atmósfera para reducir la velocidad de una nave lo suficiente como para entrar en órbita. Por lo tanto, el delta V para llegar a cualquier destino es similar. Sin embargo, la tecnología necesaria para aterrizar se conoce y se puede escalar.
  • Debido al tiempo que tarda en llegar a Marte, una nave necesita proteger a sus ocupantes de la radiación en el camino. Puede ser posible utilizar los suministros de comida y agua que ya se necesitan para el viaje y el tiempo en la superficie para eso, o puede que no sea suficiente. Esto todavía no se sabe. En cualquier caso, los suministros necesarios hacen que el barco sea mucho más pesado, lo que añade un gasto considerable.
  • Las ondas de radio tardan entre 3 y 20 minutos en hacer el viaje entre la Tierra y Marte, dependiendo de la distancia entre ellos. Tardan 1,3 segundos en ir entre la Tierra y la Luna. Un aspecto interesante de esto es que hace posible operar equipos en la Luna de forma remota desde la Tierra, pero eso no funcionaría para Marte.

Impacto

  • Marte puede ser terraformado . Al menos, ese parece ser el caso, aunque tomaría un gran, gran esfuerzo durante siglos. Hay mucho que no sabemos sobre esto, pero parece una conjetura razonable, aunque ambiciosa. Hay suficiente agua para mares poco profundos, y puede haber suficiente dióxido de carbono congelado 2 para una atmósfera de aproximadamente el 30% de la densidad de la nuestra, muy aproximadamente, y las plantas podrían procesar eso en oxígeno.
  • La Luna abriría el sistema solar si fuera colonizada. Debido a que tiene tan poca gravedad y no tiene atmósfera, y está justo al lado, todas las cosas pesadas podrían fabricarse allí y lanzarse desde allí, ahorrando enormemente en los recursos necesarios para enviar misiones lejos y cerca. Algunos dicen que las estaciones espaciales podrían usarse en su lugar, y los recursos de los asteroides y la Luna podrían omitirse. Eso pone un tercer caballo en esta carrera. Los factores en eso son la distancia que pesa en contra y la baja gravedad que pesa a favor.
  • Marte puede albergar vida . 'Nuff dijo. Por otra parte, eso también complica las cosas, vea la siguiente lista.

Problemas

  • La Luna está cubierta de un polvo muy fino y afilado que se pega a todo porque tiene carga estática . Respirarlo sería un peligro para la salud porque las partículas finas se alojarían en los pulmones y podrían causar silicosis. Las piezas mecánicas móviles al aire libre necesitarán protección o las cosas se agarrotarán. Los sellos fallarán si no están protegidos.
  • Marte también está cubierto de polvo fino que no es tan afilado porque está desgastado. Pero las partículas finas permanecen suspendidas en la atmósfera y eso hace que sea más difícil mantenerlas fuera del interior. La silicosis nuevamente es un peligro , y también hay otros componentes tóxicos. Y el polvo también tiene una carga estática que hace que se pegue a todo.
  • Marte tiene químicos tóxicos en su suelo. Se han identificado percloratos y pueden estar muy extendidos. Son tóxicos para las personas.
  • Marte puede albergar vida. Esa vida debe ser protegida . Colonizar un planeta mientras se protege su vida nativa puede ser muy difícil y ciertamente requeriría precauciones especiales que agregan complejidad y costo a tal empresa.
  • La Luna tiene 1/6 de la gravedad de la Tierra. Vivir a largo plazo en un entorno de este tipo puede causar problemas de salud, y los músculos y los huesos pueden cambiar tanto que volver a la Tierra sería difícil o imposible. Marte tiene 2/5 de la gravedad de la Tierra. Hay más posibilidades de que esto se pueda adaptar. Sin embargo, no se sabe mucho sobre esto. El programa de ejercicio correcto puede eliminar este problema. En otros aspectos, cada uno de los diferentes niveles de gravedad tiene un conjunto de ventajas y desventajas.

Asi que. Dependiendo de cómo sopesen las personas las ventajas y desventajas de cada lugar, algunos creen que deberíamos ir primero a Marte, otros sienten que deberíamos ir primero a la Luna. Un giro adicional al argumento es que si la Luna se coloniza primero, entonces enviar muchas cosas a Marte es mucho más fácil. Pero tienes que construir toda la infraestructura en la Luna para hacer eso, entonces tal vez debería ser una consideración a largo plazo, pero primero se debe establecer una base en Marte. Una vez que entras en todas las posibles combinaciones de misiones, la pregunta se vuelve aún más compleja de lo que se ha planteado brevemente aquí. Hay más discusión sobre las posibilidades aquí .

Y ni siquiera nos hemos metido en las cualidades más subjetivas de cada lugar. ¿Importa más que Marte tenga un día de la misma duración que el de la Tierra y tenga una atmósfera que cree un cielo muy parecido al que estamos acostumbrados aquí, o importa más que la Tierra cuelgue en el cielo de la Luna, grande y hermosa? ?

1 - 'Volátiles' se refiere a cualquier químico que se pierde en el espacio cuando se somete al aluvión de radiación y partículas del Sol, en cuerpos que son demasiado pequeños para retenerlos por gravedad o con la ayuda de un campo magnético.

2 - Se desconocen las reservas reales de dióxido de carbono en Marte. Los modelos predicen la mezcla de CO2 congelado en el agua congelada de los polos y en el suelo. En la historia temprana de Marte, cuando la atmósfera era mucho más espesa, el dióxido de carbono pudo haber sido secuestrado en minerales de carbonato como el carbonato de calcio. Ver aquí , aquí y aquí .

También está el aspecto de la competencia humana y las felicitaciones percibidas por llegar primero. De alguna manera, los diversos aterrizajes humanos propuestos en Marte son un poco como una segunda carrera espacial.
Una cosa que puede ser un factor importante es que la gravedad en Marte es más fuerte que en la Luna. Puede que no sea posible estar estacionado en una base lunar durante un período prolongado sin efectos adversos para la salud. La gravedad de Marte también puede no ser suficiente, pero al menos tiene una mejor probabilidad.
@neelsg hay muchas incógnitas al respecto, pero es significativo. Lo editaré en
Una gran parte de la investigación entró en esta respuesta. Mucha información, +1. Pero no estoy de acuerdo con que vaporizar el CO2 congelado le daría a una atmósfera un 30% de la densidad de la nuestra. Creo que esta es una proyección muy optimista de Zubrin y otros basada más en ilusiones que en evidencia sólida. Los depósitos de CO2 congelados en los polos de Marte son inadecuados para hacer esto.
Sí, pero no olvides las gigantescas máquinas de terraformación que nunca se activaron y que los antiguos marcianos completaron segundos antes de extinguirse. Al parecer, les llevó mucho tiempo asfixiarse, pero no lo suficiente.
@HopDavid Estoy en el proceso de tratar de encontrar mejores cifras, pero me está tomando un tiempo porque parece haber muchas incógnitas involucradas, que no sé cómo enmarcar o explicar.
Gran respuesta. Disfruté leyéndolo. Un pequeño punto para agregar, la baja gravedad de la luna puede desorientar, mientras que Marte probablemente tiene suficiente gravedad para que cualquiera que trabaje allí no se confunda en qué dirección está arriba o abajo. foxnews.com/science/2014/09/09/… Obviamente, los astronautas han vivido en la estación espacial 0-G durante meses, por lo que no es un gran obstáculo, pero es un factor.
En cuanto al CO2 en Marte, se cree que los casquetes polares son principalmente agua, pero la cantidad de CO2 que podría quedar atrapada dentro y debajo de su superficie y que podría liberarse si el planeta fuera terraformado y calentado es una incógnita mucho mayor. No estoy seguro de la calidad de este enlace, pero está relacionado: spacedaily.com/news/mars-water-science-00g1.html
Solo tengo que señalar que la Luna no está necesariamente a 3 días de distancia en ningún momento . Dependiendo de dónde se encuentre su base lunar, las ventanas de lanzamiento solo se abrirán una o dos veces al mes, y algunas pueden saltarse un mes o más por razones complejas. Las misiones Apolo tuvieron que lidiar mucho con esta ventana lunar. La mejor explicación técnica que he encontrado está aquí: history.nasa.gov/afj/launchwindow/lw1.html .
@ DrZ214, el documento vinculado analiza principalmente las limitaciones debido a las restricciones específicas de la misión: el requisito de una trayectoria de retorno libre, la necesidad de aterrizar cuando las condiciones de iluminación son las adecuadas, etc., que no es necesario aplicar a futuras misiones. Esta respuesta tenía que dar solo una descripción general mínima de cada tema debido a su amplitud, y sé poco sobre la mecánica orbital, pero dado que una opción es una base en el ecuador, parece justo decir 'en cualquier momento'. Una base, que operaría durante décadas, también justificaría los depósitos de combustible, y eso eliminaría aún más las restricciones.
De acuerdo, no estoy seguro de las cifras reales, pero la misión Maven mostró que Marte perdió la mayor parte de su CO2 en el espacio, por lo que no es probable que haya mucho allí. jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4708 Luego, tampoco emitieron mucho CO2 ni siquiera en los casquetes polares, lo suficiente como para duplicar su atmósfera actual. Hay un poco más en los depósitos de carbonato (más difíciles de liberar, por supuesto), pero el depósito de carbonato expuesto más grande es suficiente para agregar el doble de su atmósfera nuevamente: un total del 4% de todo eso. jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4778
Si hay más CO2, es probable que sea en forma de rocas carbonatadas que deben extraerse de las profundidades de la superficie. Pero es probable que haya mucho menos de eso que para la Tierra, que tiene enormes reservas de rocas carbonatadas mucho más que en la atmósfera. Existía la idea de que podría haber mucho hielo seco en el regolito, pero no creo que haya ninguna evidencia. para eso, creo que la tendencia general es hacia la idea de que probablemente no haya mucho allí.

La única gran ventaja que tiene Marte sobre la Luna es que tiene una amplia gama de productos químicos disponibles allí. Probablemente todo lo que eventualmente necesitaríamos esté disponible en Marte. Este no es el caso de la Luna.

Sin embargo, un asentamiento en Marte y un asentamiento en la Luna serían esencialmente lo mismo: grandes estructuras subterráneas. Marte casi no tiene más protección contra la radiación que la luna. La atmósfera marciana está tan cerca del vacío que no ayuda en términos del diferencial de presión alrededor del traje espacial. El hecho de que un día marciano se aproxime a un día terrestre no importaría mucho ya que todo el mundo estaría viviendo bajo tierra.

A la larga, una colonia marciana podría vivir sin importaciones de otros lugares. Una colonia lunar probablemente siempre necesitaría importaciones. Sin embargo, una colonia lunar también es mucho más capaz de comerciar. Con una gravedad más baja y sin atmósfera para crear demandas aerodinámicas en las naves espaciales, un asentamiento lunar es más accesible. La luna podría participar en el comercio relacionado con la explotación de asteroides mucho más fácilmente que un asentamiento marciano. Si se van a construir grandes estructuras en órbita, no es difícil imaginar que el aluminio y el vidrio lunares sean más económicos que levantar las mismas cosas de la Tierra. Eso le da a la colonia lunar un producto para vender a cambio de sus importaciones, como material de asteroides de condrita carbonácea para la agricultura. Es difícil imaginar algo que los marcianos puedan exportar económicamente.

Mientras que un asentamiento marciano podría volverse autosuficiente, un asentamiento lunar probablemente sería mucho más una parte de un sistema económico luna/tierra/asteroides.

Estudios recientes han especulado que una cueva lunar, ya sea hecha por el hombre o natural, podría ser bastante grande. http://www.airspacemag.com/daily-planet/cave-living-moon-180961494/

La única gran ventaja que tiene Marte sobre la Luna es que tiene una amplia gama de productos químicos disponibles allí. ¿Podrías explicar qué quieres decir con esto? Tanto la Luna como Marte tienen una amplia variedad de elementos químicos. Por ejemplo, el oxígeno está presente en ambos cuerpos, aunque en formas diferentes.
@BenCrowell, se sabe que Marte tiene abundante hidrógeno, mientras que se sabe que la Luna es bastante deficiente.
El agua y otros volátiles en los polos de la Luna se aproximan a 600 millones de toneladas métricas o más. Una población puede independizarse con el tiempo siempre que no sea demasiado grande y cree un ecosistema cerrado.
Solo por años de lectura, recuerdo que la luna es rica en oxígeno, silicona, varios metales, incluidos hierro, aluminio, magnesio, titanio y calcio. Sin embargo, el carbono y el nitrógeno, no tanto. Hay algo que es depositado por el viento solar, pero solo en pequeñas cantidades. Es por eso que mencioné los asteroides de condritas carbonáceas como fuente. Por supuesto, también existe todo este interés por los volátiles en los polos. Pero acabamos de arañar la superficie (literalmente). Quién sabe qué depósitos concentrados podrían encontrarse en las profundidades del subsuelo. Esto más bien me lleva a hacer la pregunta yo mismo.
¿Cueva lunar natural? Bien, hay algunas imágenes interesantes que se han interpretado como que muestran posibles entradas a las cuevas, pero ¿cómo se pudieron formar las cuevas en la Luna? Para Marte, es fácil de entender: de la misma manera que se formaron las cuevas en la Tierra, pero nunca ha habido agua que fluya en la Luna.
@AnthonyX son tubos de lava , formados cuando la lava de los impactos se congeló parcialmente y se formaron flujos debajo de la superficie. En el entorno lunar, es posible que tales tubos puedan tener kilómetros de ancho y decenas de kilómetros de largo, aunque solo una inspección exhaustiva determinaría si existen y si están en lugares convenientes.
¿Por qué estamos tratando de construir una base en Marte antes que la Luna?
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