El estrecho de Bering con las pequeñas islas Diómedes y, al sur, la isla San Lorenzo (SLI). Las curvas de profundidad indican las zonas menos profundas. Fuente: Instituto Oceanográfico Woods Hole

Mantener el hielo sobre el Polo Norte implica controlar tres factores fundamentales. La temperatura del agua, los flujos de entrada y salida y la salinidad de la misma. Estos tres factores ajustan la formación del hielo y, cambiándolos, es posible aumentar o reducir su formación. El estudio, denominado  la Encrucijada Diómedes,  analiza tres posibles alternativas. Las dos primeras se apoyan en las islas Diómedes,  dos pequeñas islas situadas en el centro del estrecho de Bering. La primera implicaría un cierre completo, en la segunda el cierre sería parcial para permitir la entrada de agua de baja salinidad proveniente de las costas. Una solución alternativa es utilizar como base la isla de San Lorenzo  para crear una barrera mas alejada del estrecho y aumentar el flujo de agua dulce proveniente de Alaska. A cambio, la barrera debería ser mucho mas larga y cara.  Naturalmente el cierre no sería completo. Toda la fachada Atlántica quedaría abierta. Sin embargo, los cálculos indican que el cambio sería suficiente para frenar el calentamiento de la zona e invertir la reducción del hielo.

La propuesta es técnicamente posible aunque extraordinariamente difícil y tremendamente cara. Existen sistemas de barreras mas largos como los utilizados para defender las costas de Holanda. También presas con mayor altura. Otra cosa son los problemas políticos ¿quien tendría derecho a decidir sobre esta obra? ¿Y quien aportaría los recursos para pagarlo?

Como argumentos en contra también hay que recordar los riesgos de jugar con una naturaleza que no comprendemos del todo o las dudas sobre su impacto a largo plazo. Pero es posible que la principal oposición venga de cálculos puramente económicos. Y no por los costes de construcción. La reducción del hielo ha multiplicado las expectativas de desarrollo en los países cercanos. Se ha iniciado una auténtica carrera para reclamar más y mas territorio  en las aguas del Polo Norte y explotar sus reservas de petróleo y minerales. La ausencia de hielo también permitiría abrir nuevas rutas marítimas ahorrando semanas de viaje y favoreciendo las exportaciones chinas y japonesas  a Europa. Frente a esos beneficios, ¿quien se preocupa de unos pocos osos polares? Probablemente este proyecto tendrá el mismo destino que la propuesta presa de Gibraltar.
 

Ciclo de fósforo.  Fuente: Universidad de Castilla – La Mancha, Antonio F. Antiñolo.
 

¿Podemos conseguir fósforo cuando las minas se agoten?.  La parte mas fácil  y rentable es la recuperación a partir de las aguas residuales y ya hay empresas que lo consiguen. Desgraciadamente,  solo es una pequeña parte del fósforo que utilizamos.  Salvo grandes avances tecnológicos, se espera una creciente escasez, un incremento considerable del precio y numerosos conflictos internacionales.   Este proceso ya ha empezado. El fósforo procedente de las minas se vuelve cada vez  más escaso y caro.  Entre 2003 y 2008, el precio del fósforo subió un 350%.  Mientras la población suba, la demanda de alimentos subirá. Y la sobreexplotación agrícola obligará a aumentar aún más el uso de fertilizantes.

Quizás buscar nuevas fuentes de energía que sustituyan al petróleo va a ser la parte fácil. La Tierra soporta mucha mas población humana que nunca en su historia. Nuestras alternativas son más tecnología, menos población o ambas cosas. Y tiene que ser rápido.
 

La Tierra desplazándose a través del éter.  Fuente: Wikipedia

¿El éter era capaz de atravesar todos los materiales para llenar ese hueco?. Los físicos creían que si. Algunos como  Newton o Huygens necesitaban de un medio como el éter para apoyar sus ideas que explicaban la luz como onda. El problema es que las diferentes teorías implicaban propiedades cada vez mas extrañas para el material. Algunas lo definían como un gas sutil mientras en otras debía ser un sólido con máxima rigidez. Incluso había teorías que lo definían como un material muy rígido a altas frecuencias, como las de la luz, pero muy fluido a las "bajas velocidades" de un planeta que lo recorriese.  Siempre sin pruebas suficientes de su existencia.

En 1887, Albert Abraham Michelson y Edward Morley realizaron el experimento definitivo para intentar demostrar la existencia del éter. Buscaban medir minúsculos cambios en velocidad de la luz al cambiar la posición de la Tierra respecto al supuesto éter. Para su sorpresa descubrieron que no existían. Era el final de una larga serie de experimentos cada vez mas precisos que apuntaban en la misma dirección. Esta “prueba por fracaso” fue analizada sin descanso mientras se proponían diversas explicaciones alternativas.  Ninguna resulto convincente. En 1907, Michelson y Morley recibieron el premio Nobel por su experimento. Definitivamente, no era necesario ningún medio para permitir la propagación de las ondas electromagnéticas porque eran muy diferentes al sonido o a las olas de mar.  La idea del éter quedo descartada y el vacío, finalmente, libre de cualquier materia extraña. Solo unos pocos átomos dispersos tan difíciles de eliminar como llegar al cero absoluto. ¿Para siempre? En realidad no. Años después, el desarrollo de la mecánica cuántica llevo a pensar que algunas partículas se creaban y destruían de forma continua.  Apareciendo de la nada como si la naturaleza realmente odiase el vacío....

Esta anotación pertenece a la serie "20 ideas que fracasaron".

Recuperación de energía que llena las baterías mediante el frenado regenerativo

La mejor parte llega cuando arrancamos de nuevo. Entonces la energía acumulada en la batería puede utilizarse para alimentar un motor eléctrico que  apoya o sustituye al motor de gasolina. La respuesta es muy rápida y se consiguen mejores aceleraciones o menor consumo según cuanto se pise el acelerador. Un cambio automático progresivo, exclusivo de Toyota, reparte el trabajo entre ambos motores de forma que el conductor solo debe pisar el pedal.  Al reutilizar la energía ganamos potencia y reducimos consumo. A cambio, aumenta la complejidad al utilizarse dos motores y aumenta el peso debido a la   batería de níquel-metal hidruro  utilizada para  acumular la energía.  Ni el Prius ni el Auris HSD utilizan baterías de Litio-Ion,  como en ordenadores portátiles o móviles. Estas baterías siguen presentando un pequeño pero no despreciable riesgo de recalentamiento e incendio. Se trata de un problema no resuelto por lo que los vehículos eléctricos mas avanzados como el Tesla, dividen sus baterías en módulos independientes dotados de sensores de temperatura y refrigeración liquida.

Por lo que hemos visto, un recorrido con paradas y aceleraciones continuas permite aprovechar al máximo las ventajas de un vehículo híbrido frente a otros.  Seguramente veremos más ejemplos de autobuses híbridos como este  pero no demasiados camiones de mercancías. El biodiesel parece una alternativa más racional en el segundo caso.  Por eso, debemos pensar bien en el uso que vamos a dar a nuestro vehículo para decidir si interesa que sea híbrido.

Un último elemento importante, tanto en las prestaciones como en el  ahorro de energía, es el tamaño y peso del vehículo. Cambie de vehículo hace año y medio y el Prius fue uno de los que probé y rechace. Era demasiado grande para mis necesidades por lo que un coche más pequeño, ligero y con cambio automático me pareció una opción mejor.  Si tuviese que elegir vehículo ahora, seguro que este Auris estaría muy alto en la lista de opciones. Pero cambiar de automóvil tan pronto es muy poco ecológico. Y os garantizo que los patrocinios no dan para tanto….
 

¿Es la química de un ser vivo diferente de la química de las rocas, el aire o el océano? Durante mucho tiempo se pensó que si. Fue Aristóteles, otra vez, quien creó la clasificación que separaba al reino animal y vegetal del reino mineral. Se pensaba que existía algún tipo de fuerza o esencia vital que estaba presente solo en los seres vivos y que era imprescindible para dotarles de animación y permitirles crecer. Este concepto era claramente apoyado por ideas religiosas y hasta filosóficas, llámese alma, espíritu o vis vitalis.

Los experimentos de laboratorio indicaban lo mismo. Los compuestos asociados a la vida era muy complejos y los químicos eran incapaces de sintetizarlos. Esto acallaba muchas críticas porque dotaba a los “vitalistas” de un argumento demoledor. La “fuerza vital” podía ser indetectable pero las moléculas de un organismo vivo era únicas e irrepetibles. Durante muchos siglos, nadie puso en duda que la química de los seres vivos era especial e inimitable. Hasta que, en 1828, un químico alemán llamado Friedrich Wöhler  intentó sintetizar una molécula llamada cianato de amonio.  Una vez obtenida, calentó el resultado para evaporar el agua y obtener el producto en estado sólido. Sin embargo, el calor hizo algo más. Modifico la estructura de la molécula que se transformo en urea. El resultado era increíble. Un simple calentamiento bastaba para convertir un conocido compuesto inorgánico en una molécula claramente orgánica, un residuo que era expulsado por todos los animales en su orina. No solo se daba un golpe mortal a la teoría del vitalismo, también se descubrían los isómeros, moléculas químicas con la misma composición pero diferente estructura y comportamiento. A continuación, otros químicos como Marcellin Berthelot  comenzaron a sintetizar diferentes moléculas orgánicas cada vez más complejas.

Síntesis de la urea por Wöhler. Fuente: Wikipedia

Hubo algunos intentos de resistirse a la nueva teoría. Después de todo, la urea era una molécula relativamente simple, en realidad, un residuo. La vida dependía de moléculas mucho más complejas como proteínas, aminoácidos, o fragmentos de ADN cuidadosamente ordenados. Pero, poco a poco, cada una de estas moléculas ha sido sintetizada y los resultados han sido espectaculares. Desde la síntesis de antibióticos a la ingeniería genética, hemos aprendido y utilizado los mecanismos de la vida en nuestro provecho. El último paso en esa carrera es el avance desarrollado por Craig Venter. Ha conseguido sintetizar  una cadena de ADN que copia el genoma de una bacteria, la Mycoplasma mycoides. Luego este genoma ha sido introducido en “cuerpo” de otra bacteria del tipo Mycoplasma capricolum, donde ha tomado el control y ha comenzado a reproducirse.  No voy discutir si eso implica crear o no vida artificial, pero el siguiente paso esta claro. En lugar de copiar, alguien empezara a diseñar algo nuevo. Dentro de no muchos años, nadie podrá dudar de que la Humanidad ha conseguido crear una nueva forma de vida.
 

Esta anotación pertenece a la serie 20 ideas que fracasaron.

Efecto de un producto tensoactivo.  Fuente: Wikipedia
 

En la imagen podemos ver como se comportan. En la zona de unión entre el petróleo y el agua se forma una fina capa de producto surfactante. Las moléculas de este producto atraen por un extremo al agua y por otro a las diferentes moléculas que forman el petróleo. Tras suficiente agitación, y en el mar no falta, el resultado es una minúscula gota de petróleo rodeada de agua.  Hemos conseguido diluir el petróleo y hacer la mancha más grande.  Y, de paso, añadimos un nuevo producto químico que no siempre es inofensivo. Podría parecer que este es solo un primer paso en el tratamiento pero no. En realidad, eso es todo. A continuación, se pide a la vapuleada naturaleza que eche una mano.

Nuestra minúscula gota de petróleo  puede tener varios destinos. Si esta compuesta por hidrocarburos ligeros puede subir a la superficie y evaporarse en todo o en parte  reduciendo el vertido. Si es muy pesado puede acabar en el fondo del océano. Pero, en general, se pretende que sea comida de bacterias. Las microscópicas gotas de petróleo presentan una gran superficie lo que facilita el trabajo a las bacterias que, a su vez,  son ingeridas por otros animales marinos. Junto con la parte del petróleo que no hubiesen procesado todavía. El vertido desaparece de la vista pero no lo hemos eliminado. En este caso, se están detectando  inmensas "nubes" de petróleo mezclado con agua bajo la superficie del océano atlántico.  A su paso, el agua queda sin oxigeno disuelto, consumido por el petróleo y las bacterias que intentan comérselo. Es un fenómeno que no se habia detectado hasta ahora porque nunca se había utilizando emulsionantes a esa profundidad y directamente sobre el foco del vertido.

Desgraciadamente, una parte acaba incorporándose en la cadena alimenticia marina en  formas que aún  no podemos rastrear o comprender totalmente.  Un porcentaje, espero que minúsculo e inapreciable, terminara en un plato de atún en mi cocina.

*Curiosamente la RAE no acepta la palabra dispersante que todo el mundo viene utilizando, así que he prescindido de ella. Aunque parece ser un estándar en la industria como en este interesante documento que he encontrado en la red. Guía para el uso de dispersantes en derrames de hidrocarburos

Tabla periódica de elementos, una idea con apenas 140 años de historia Fuente: Galería en Flickr de jlori

Hace apenas dos siglos, en 1808, John Dalton propuso su modelo atómico de la materia. Explicaba porque la materia se mezclaba en proporciones fijas, como los químicos habían demostrado, y marcaba la diferencia entre átomos y moléculas.  Sin embargo, durante todo el siglo XIX las dudas continuaron. La teoría del átomo sufría los ataques de brillantes científicos como Ernst Mach y Wilhelm Ostwald. Se aceptaba los argumentos de los químicos.  Pero, ¿que era exactamente un elemento químico? ¿Cuales eran sus constituyentes físicos? El consenso científico fue decantándose lentamente a favor del átomo, como componente básico e indivisible de cada elemento. Fue un proceso gradual y no exento de polémicas. Creo que fue  el físico alemán Max Planck quien dijo "Las nuevas ideas científicas triunfan no debido al poder de la razón, sino debido a que sus opositores finalmente mueren". La aceptación de la teoría atómica siguió este principio. Curiosamente una de las pruebas mas aceptadas la proporcionó Robert Brown,  un biólogo y botánico que analizó el movimiento de los granos de polen en una gota de agua. Era un fenómeno físico fácil de observar pero muy difícil de explicar. Su inexplicable movimiento, caótico y al azar, debía estar causado por alguna fuerza. Tuvo que ser Albert Einstein quien, en 1905, demostrase la explicación aceptada actualmente. Los granos de polen se movían debido al choque aleatorio de las moléculas de agua contra ellos.

El siglo XX comenzó con un amplio consenso. El átomo existía pero ¿era indivisible? En realidad, no. Ya en 1897, J.J. Thomson,  había descubierto la existencia de una partícula mas pequeña, el electrón,  que era capaz de existir de forma independiente.  Esto comenzó la carrera para identificar los componentes de un átomo y su la estructura interna mediante una sucesión de modelos cada vez más complicados y precisos.  El átomo, por fin aceptado, dejo rápidamente de ser indivisible.

Esta anotación pertenece a la serie "20 ideas que fracasaron".
 

Echo-1,  inflado en un hangar. Fuente: Wikipedia

Los satélites Echo, eran unos sencillos globos de  plástico PET  con una fina capa de metal sobre ellos. El primero, con éxito, fue colocado en órbita en agosto de 1960. Y fue seguido por otro  lanzado  en agosto de 1964. Eran vehículos ligeros y sencillos, de acuerdo con la tecnología de la época.   Pero también eran grandes, con 30 y 41 metros de diámetro, respectivamente. Esto permitía verles desde la superficie gracias a la luz que reflejaban. Y si reflejaban luz, también podían utilizarse para reflejar otras ondas electromagnéticas. El revestimiento fue diseñado para actuar como un espejo para las ondas de telefonía, radio y televisión.  En general,  el satélite fue utilizado para aprender y ensayar técnicas que luego se utilizaron en nuevos satélites activos. Estos estaban dotados de repetidores, equipos de radio que reciben la señal y la reemitía a la Tierra con mayor potencia. Pero, inicialmente, se utilizaban potentes estaciones de Tierra para emitir y grandes antenas que  recibían, a miles de kilómetros, las debilitadas señales que habían rebotado en los Echo.

Un elemento clave para hacerlo posible,  fue el  desarrollo de tecnologías de rastreo capaces de localizar el satélite y orientar las antenas al mismo. Pensemos que en aquella época no había cohetes capaces de elevar un satélite hasta la órbita geoestacionaria. Ambos satélites orbitaron a unos 1000 kilómetros de altura y cruzaban el horizonte con rapidez por lo era necesario saber donde esta si se quería utilizar. Para ello, se utilizaron radiobalizas cargadas por energía solar. La tarea no era trivial ya que estos satélites pueden considerarse la primera prueba de una vela solar.  La presión y la radiación solar fueron modificando su órbita y obligando a rehacer de forma periódica los cálculos sobre su velocidad y órbita.

Desgraciadamente, ya no podemos verlos en el espacio. El frenado atmosférico ocasiono su reentrada y destrucción entre 1968 y 1969. Pero debemos recordarlos como un gran éxito. Fueron una muestra de ingenio y inteligencia con una tecnología realmente simple. Si los proyectos de Bigelow Aerospace tienen éxito, quizás volvamos a ver brillantes estructuras hinchables en órbita. 
 

Fuente: Nirex Report : A Review of the Deep Borehole Disposal Concept for Radioactive Waste  (pdf)

Algunas de las ventajas son claras. Una vez enterrados, los residuos serian casi inaccesible lo que evita riesgos de contaminación del entorno. La propia roca seria un almacenamiento seguro como se demostró con los reactores nucleares naturales de Oklo.   Adiós a los problemas de robos, terrorismo o contaminación de la atmósfera. Incluso se evitarían riesgos si la sociedad y la tecnología degeneran. Si la civilización desaparece no habría forma de llegar a ellos. Y si se recupera, creo que cualquier sociedad capaz de perforar 5 kilómetros de roca, conocerá algo sobre física nuclear.

La tecnología para construirlo ya existe y un ejemplo es la perforación en la península de Kola que supera los doce kilómetros de profundidad. Curiosamente, a esa profundidad aparece agua de origen geológico que se ha mantenido separada de la superficie gracias a las capas de roca impermeable y al tirón de la gravedad. Otro elemento que da confianza sobre las posibilidades de  aislamiento a largo plazo. De momento, solo se han realizado estudios iniciales sobre esta posibilidad. Sin embargo, los gobiernos ya están organizando  congresos internacionales sobre el almacenamiento a gran profundidad de residuos nucleares.  El tiempo dirá si es una alternativa mejor que los almacenamientos más o menos superficiales.

Para acabar me gustaría mencionar una estupenda anotación que he leído hoy en la La Pizarra de Yuri sobre el accidente de Chernobyl y la actuación heroica de las personas que lograron  limitar la consecuencias del mismo.  Aunque los admiro, no puedo evitar recordar la famosa frase, que  de Bertolt Brecht, "Felices los pueblos que no necesitan héroes". Ahora que se acerca el 24 aniversario, espero que nunca más necesitemos héroes.
 

Circulación termohalina. Fuente: Wikipedia

Actualmente se cree que la culpable puede ser la circulación termohalina. Esta corriente se forma cuando el agua enfriada en el Atlántico Norte se sumerge y desplaza hacia la Antártida arrastrándose por el fondo del océano. Para sustituirla, el agua calentada en los trópicos fluye por la superficie hacia el Polo Norte. Incluso contando con este mecanismo, el viaje tiene mucho de hazaña. El recorrido más corto implica un desplazamiento de unos 9.500 km y más de 600 años de duración. No esta claro si los animales serian capaces de mantenerse vivos. Como alternativa podrían trasladarse en forma de larvas en espera de las condiciones adecuadas para desarrollarse.

Por ahora, se trata de una hipótesis sólida aunque sin confirmar totalmente. Se confirme o no, es una prueba de cómo el ADN ha cambiado nuestro conocimiento sobre los seres vivos que nos rodean. La maravillosa e impresionante clasificación de Linneo (su taxonomía) solo pudo basarse en las estructuras externas y los parecidos anatómicos. Y aunque a veces la naturaleza nos engañe, esta vez lo que parece igual, es realmente lo mismo.
 

Sin embargo, para un aficionado al espacio como yo, la  hibernación esta asociada, desde siempre, a la posibilidad de viajar por el Sistema Solar de forma relativamente sencilla y barata.. Nuestra tecnología actual, a falta de motores como el VASIMR, requiere meses para llegar a un planeta cercano como Marte. “Dormirlos” y “almacenarlos” en un pequeño habitáculo ahorraría muchos problemas a todo el mundo. No solo por el ahorro en comida, agua y oxigeno. No solo por la reducción de los problemas sicológicos y de convivencia que supone un encierro tan prolongado. Si el metabolismo permanece congelado o muy reducido, es de suponer que sucederá lo mismo con la perdida de hueso y masa muscular producida por la ingravidez. Eso significaría resolver dos problemas en uno y garantizar que los astronautas llegarían a Marte en mucho mejores condiciones.

La belleza de este  sistema es que debería bloquear igualmente a las bacterias de nuestro interior. Incluso las culpables de enfermedades graves, siempre que respiren oxigeno. Para el resto deberíamos confiar en el frío para evitar que nos coman por dentro como sucede con un cadáver. Es un terreno aún desconocido porque, hasta ahora, todos los ensayos se han hecho  con una duración máxima de 24 horas.

Si estos problemas, que no son pocos, quedan resueltos, se abriría la posibilidad de recorrer todo el sistema solar con naves tripuladas que seguirían el camino de las sondas automatizadas que ya lo han visitado. Después de todo, puede que 2010 si sea un año memorable para la carrera espacial.
 

¿A que esperas para divulgar? Autor: Mikel Goñi para el Planetario de Pamplona

El segundo fue la charla sobre "Nuevos medios para la ciencia". La discusión fue muy viva e interesante aunque creo que faltó un detalle importante. Ningún nuevo medio ha conseguido sustituir a los anteriores. Todos se acaban complementando. Por poner ejemplo, una de las ponentes, América Valenzuela, tiene una sección de ciencia en RNE-5. Pero yo la conocí a través de su Twitter. No la escucho en la radio sino en el podcast de Ciencia al Cubo al que estoy enganchado. Y salí del congreso con su libro, dedicado, bajo el brazo.  Usar medios complementarios tiene muchas ventajas. Por mi parte, no olvido la sugerencia de publicar un librito recogiendo este blog. Aunque veo difícil convencer a un editor. ¿algún voluntario?.

Por supuesto, fue fantástico volver a ver a Joaquín Sevilla, María o  Sonicando. Y conocer  personalmente a gente como  Wicho, de Microsiervos, a quien agradecí la recomendación que lanzó mi blog  hace casi cuatro años, Carlos Chordá  o América Valenzuela. La próxima vez, me planifico mejor y no me pierdo la excursión nocturna por Pamplona.

¿Y la parte agridulce? Que las portadas de periódicos e informativos siguen centradas en otros temas como deportes o sociedad. Incluso mientras se celebra un congreso así.  En ocasiones, tengo dudas de que la divulgación este avanzado fuera de un círculo de personas interesadas y predispuestas. Y eso es malo porque el éxito de la divulgación solo puede medirse por su aceptación por el público general. Como ejemplo, la portada (en internet)  del principal periódico de Navarra. Este domingo, apenas terminado el congreso, el jefe de la sección de opinión firma un artículo titulado “El riesgo de aprender” donde recoge la conocida discusión entre informar y formar. Y utiliza su desconocimiento sobre la ecuación de Drake, popularizada por Carl Sagan, para concluir que es mejor saltarse la lectura de muchos artículos de divulgación. Nos guste o no, creo que es una opinión que suscribiría mucha gente.

Personalmente, intentaré mantenerme sencillo y seguir llenando las anotaciones de enlaces para aclarar conceptos que no da tiempo a desarrollar. Y estaré atento a las sugerencias en comentarios y correos. Si no podemos atraer a todos, al menos intentar que sean cada vez mas.
 

Diseño de un reactor de fisión-fusión. Fuente: Universidad de Texas.

Este reactor no estaría libre de residuos. Los neutrones volverían levemente radiactivos todos los elementos cercanos como el acero de soportes y tuberías. Pero serian residuos de baja actividad, peligrosos durantes decenas de años y no cientos de miles. Se trata una alternativa para minimizar el problema, no para eliminarlo. Eso si, cualquier prototipo requeriría, al menos,  una decada para ser construido, incluso empezando hoy mismo.


En general, los grupos ecologistas rechazan cualquier propuesta de este tipo por miedo a que favorezca la proliferación de la energía nuclear. Es un argumento razonable pero no hay que olvidar un detalle. Tenemos miles de toneladas de residuos nucleares ya creados y no van a desaparecer solos. Debemos escoger entre enterrarlos y dejárselos a nuestros hijos y nietos o intentar resolver el problema que hemos creado. Sin duda, yo prefiero la segunda opción.
 

Radiadores de la Estación Espacial Internacional.  Fuente: Wikipedia

Mi sensación de frío puede explicarse porque la conductividad térmica del agua es de 0,58 W/(K*m). Unas 100 veces inferior a la del acero pero muy superior a la del aire (0,02 W/K*m).  Por eso podemos aguantar bien rodeados de aire en calma a 15 grados pero no en agua a la misma temperatura. Siendo precisos, el tema es más complejo porque en el caso de los fluidos entra en juego la convección.  Las moléculas de agua o aire que están en contacto con la piel se desplazan y constantemente entramos en contacto con otras nuevas que también tenemos que calentar o enfriar. Si estas duchándote es aún peor porque, en cuanto se calientan, salen por el desagüe. Así hoy me despertado más rápido que nunca. Ventajas del agua fría.
 

Lente gravitacional. Fuente: Wikipedia
 

Utilizar al Sol tiene algunas peculiaridades y no pocos problemas. Por ejemplo,  el foco no es un punto exacto, mas bien hay infinitos puntos válidos Y los electrones de la corona provocan una dispersión que se opone a este efecto. Además una lente tan grande, tiene una distancia focal  igual de gigantesca. Un telescopio que aprovechase este efecto debería situarse entre 550 a 1000 unidades astronómicas  del Sol. Esto es entre 550 y 1000  veces la distancia entre la Tierra y el Sol que son casi 150 millones de kilómetros. Una distancia realmente enorme y mucho mayor que la recorrida por cualquier sonda espacial enviada hasta ahora. Si la recompensa es enorme, también lo es el reto tecnológico. Aún así hay diseños realistas como la sonda TAU (Thousand Astronomical Unit)  que podría construirse con tecnología disponible ahora mismo.

Para aquellos interesados en una explicación técnica detallada, y mucho mejor que la mía, os aconsejo ver la conferencia SETI de Claudio Maccone,  uno de los principales investigadores que trabajan en el tema.  (1 hora y 23 minutos).

Aunque las  aplicaciones astronómicas son las más estudiadas, este sistema también podría utilizarse para   comunicaciones entre estrellas cercanas  mediante transmisores muy poco potentes. Y probablemente haya mas aplicaciones esperando ser descubiertas. Quizás a finales del siglo XXI, esta órbita se considere tan interesante como la órbita geoestacionaria.

 Fuente: Galeria en Flickr  de LitigantTester

Sin embargo, se necesita una gran cantidad de material para  formar una atmósfera respirable. Una posibilidad es traerlo de fuera. Utilizar cometas como fuente de materias primas y dejarlos caer con “suavidad” para que la mayor parte del material no sea despedido de vuelta al espacio. Esquemas de este tipo se han propuesto para terraformar Marte. Aunque tampoco es imprescindible recurrir a fuentes externas. Las rocas lunares están formadas por óxidos y el oxígeno representa una parte importante de su masa. El problema es extraerlo. El estudio original de 1974* calculaba que serian necesarias decenas de miles de bombas nucleares para fundir estas rocas  y liberar parte de su oxigeno. Pero podemos imaginar métodos mas pacificos. Una idea sería utilizar la nanotecnología  para diseñar máquinas capaces de reproducirse  y que se alimentasen por energía solar. Extraerían su materia prima del suelo lunar, rico en silicio y minerales como el titanio y el hierro. Y, en el proceso, liberarían el oxigeno. En resumen, con la tecnología adecuada, la Luna dispone de materiales y energía suficientes para formar una atmósfera.

Pero aún nos queda resolver el segundo problema y este es bastante más difícil. Para saber si un cuerpo puede retener su atmósfera es necesario conocer su masa y su distancia al Sol. En primer lugar, tiene que ser lo bastante masivo para atraer gas y mantenerlo cerca. La Luna podría cumplir con este requisito ya que no estamos hablando de un pequeño asteroide. Se trata del quinto satélite más grande de nuestro sistema solar, con una gravedad lo bastante alta para adquirir la forma de una esfera al igual que la Tierra. Sin embargo, esta demasiado cerca del Sol para su tamaño. La radiación solar calentaría su atmósfera expandiéndola. La radiación ultravioleta atacaría sus moléculas, formando iones y el viento solar acabaría arrastrándola  hasta hacerla desaparecer. Aunque costaría tiempo. Unos cuantos cientos o incluso miles de años. Apenas un parpadeo para las escalas habituales en astronomía pero suficiente para formar una sociedad, una cultura y verla crecer en la superficie lunar.  

No consigo decidirme. No se si dar una atmósfera a la Luna y hacerla habitable sería cumplir con los sueños de generaciones o el peor atentado ecológico contra la naturaleza de  nuestra civilización.  Quizás sea ambas cosas.



Referencia. "Creation of an Artificial Lunar Atmosphere," Richard R. Vondrak, Nature, Vol. 248, April 19, 1974, pp. 657-659. visto en Beyond Apollo
 

Diagrama de funcionamiento de un calutrón. Fuente: Wikipedia

La base de este último método es la utilización de calutrones. Este aparato utiliza intensos campos magnéticos para desviar un flujo de moléculas como se ve en la imagen.  Y la diferencia de masa hace que el elemento más pesado se concentre en la parte inferior. Para generar estos campos era necesario fabricar grandes bobinas de cable conductor. Y, simplemente, no se disponía de suficiente cobre para este proyecto. Sin embargo, la plata es aún mejor conductora de electricidad. Y miles de toneladas estaban almacenadas sin ningún uso práctico.

El proyecto Manhattan era una buena opción para utilizarlas. Totalmente secreto y rodeado de fuertes medidas de seguridad podía garantizarse que la plata no sería robada o perdida en combate. 15.000 toneladas de plata fueron sacadas de su depósito y convertidas en bobinas de cable para actuar como electroimanes en los calutrones.

Actualmente este método se considera obsoleto porque requiere un excesivo consumo de energía. Para separar el uranio se utilizó 100 veces la energía liberada por la explosión de Hiroshima. En total, la instalación Y-12 produjo unos 34 kilogramos de U-235 a un coste de unos 5.000 millones de dólares de la época.  Este coste no incluye la plata. Como una buena muestra del poder del reciclaje bien organizado el 99,96 % de la plata se recuperó  al desmontarse la instalación.
 

 Fuente: Circulating Transportation Orbits between Earth and Mars
 

Estas estaciones contendrían todo el equipo necesario para un largo viaje. Desde granjas hidropónicas para producir alimentos a los pesados escudos para proteger a los astronautas de la radiación. Una pequeña cápsula con la tripulación despegaria desde la Tierra,  aceleraría para igualar velocidades y se uniria “en marcha” a esta estación. Al llegar al destino se desprendería y frenaría para aterrizar. Todo el conjunto podría reutilizarse en sucesivos vuelos. Utilizando mas estaciones sería posible aumentar la frecuencia de los vuelos y tener más flexibilidad para escoger cuanto tiempo utilizar en la exploración. Además, Marte no es el único destino posible. Se han propuesto ciclos similares para viajar a la Luna, a Venus.  o al cinturón de asteroides. En esencia, el sistema no seria muy distinto a una línea de autobuses entre dos puntos. Eso si, subiendo siempre en marcha.

Estas estaciones podrían construirse en la órbita terrestre. Luego serian desplazados lentamente hasta su órbita definitiva mediante paneles solares y propulsores iónicos. Los  mismos sistemas se utilizarían para realizar pequeñas correcciones de la  trayectoria si son necesarias.  La propuesta inicial ha sido revisada en diversas ocasiones añadiéndose mejoras y actualizaciones. La última versión que he podido encontrar es un  estudio financiado por la NASA en 2001, “Evolutionary Space Transportation  Plan for Mars Cycling Concepts”

Naturalmente, y como cualquier sistema, no esta exento de inconvenientes. El primero que los tiempos de vuelo pueden ser más largos que en una trayectoria directa. También hay que tener una gran precisión en el acoplamiento. Si se pierde el enlace con la estación, no hay segunda oportunidad. Pero el inconveniente principal es el coste inicial, más alto que en otras alternativas. Sin embargo, si nos interesa una exploración espacial de verdad, y no un viaje para plantar la bandera, este sistema ofrece la mejor alternativa para ir, volver y volver a ir.

Lectura recomendada:  Buzz Aldrin's Roadmap To Mars, A Popular Mechanics Exclusive