No necesitas una nave espacial para cultivar «pequeños y raros» rábanos marcianos

En la imaginación histórica, los astrónomos miran a través de telescopios y la sabiduría fotónica se derrama a la velocidad de la luz. Al tomar lo que pueden obtener, reciben pasivamente información sobre estrellas y planetas distantes. Estos objetos son fijos y sus condiciones no se pueden cambiar.

Pero no es así como funciona toda la astronomía. Los científicos planetarios y exoplanetarios, por ejemplo, no solo esperan a que lleguen los datos, también construyen versiones en miniatura de otros lugares utilizando paisajes geológicos convenientes, trituradoras de grava y cámaras de simulación en la Tierra. En estos simulacros, ven, escuchan y controlan mundos, o al menos metáforas para ellos, en un intento de descifrar partes del universo que probablemente nunca visitarán.

Al hacer lo físico intocable y lo abstracto concreto, están creando no solo símiles, sino formas de concebir estos planetas como lugares reales.

«En toda la ciencia, siempre pensamos en comparación», dijo Pascal Lee de los institutos Mars y SETI. «Por eso, hay algo muy fundamental en el enfoque del uso de análogos».

Sus métodos están en línea con las tradiciones científicas que valoran tanto la investigación de laboratorio como el contacto directo con la naturaleza.

«De hecho, tiene mucho sentido por qué los científicos planetarios, cuyos fenómenos se eliminan en el tiempo y el espacio, pensarían que la simulación y la replicación sería la forma en que todavía podrían estudiar lo que es remoto», dijo Lisa Messeri, antropóloga de la Universidad de Yale y el autor del libro «Colocando el espacio exterior», «porque eso es lo que la ciencia ha estado haciendo durante cientos de años».

La flecha más directa entre este mundo y los del más allá es «el análogo terrestre», una ubicación física en la Tierra que se asemeja a algún aspecto de otro mundo, generalmente la luna o Marte. Esta relevancia puede tomar la forma de formaciones geológicas, como tubos de lava o dunas de arena, o puede ser una región entera con un toque lunar o marciano, como el Desierto de Atacama en Chile o volcanes en Hawaii.

El Dr. Lee dirige el Proyecto Haughton-Mars, una instalación de investigación analógica en la isla Devon, un puesto de avanzada árido y deshabitado en Nunavut, Canadá. «Hay una gama increíblemente amplia de características que son similares a las que vemos en la Luna y Marte», dijo.

La isla es perpetuamente fría y seca, con valles y cañones, y cuenta con un cráter de 14 millas de ancho dejado por un impacto cósmico. Tiene aproximadamente el mismo tamaño que el cráter Shackleton en el Polo Sur lunar, donde la NASA planea enviar astronautas esta década.

Durante docenas de campañas de campo, la Estación de Investigación Haughton ha proporcionado un lugar permanente donde los científicos pueden fingir que están en la Luna o Marte, estudiar geología similar, probar equipos para misiones futuras y entrenar a humanos para que participen en ellas.

«Es una operación llave en mano», dijo el Dr. Lee, aunque señala que no es como un Airbnb que cualquiera pueda aparecer y usar. Una estructura de hábitat principal se comunica en una serie de carpas para geología, astrobiología, medicina y trabajos administrativos y de reparación. Un invernadero está aislado, mientras que los vehículos todo terreno y los Humvees admiten viajes y simulan rovers.

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El Dr. Lee pasó 23 veranos seguidos en las instalaciones, comiendo sardinas enlatadas en el frío en excursiones de un día fuera del campamento principal. Pero en 2020 y 2021, la pandemia lo obligó a saltarse sus viajes anuales a ese otro mundo de la Tierra. Carecía de sencillez y aislamiento.

«Cuando estás allí, eres la gente de la isla de Devon», dijo el Dr. Lee, como un astronauta solitario.

Sin embargo, hay ocasiones en las que los científicos no necesitan recurrir a un análogo: pueden llevarlo a casa en forma de simuladores o material que se asemeja a la superficie de la luna o Marte.

Marte, por ejemplo, está cubierto de arena y polvo que, en conjunto, se denominan regolito. Hace que viajar sea difícil y también puede bloquear los paneles solares, obstruir los filtros y bloquear las partes móviles. Para determinar cómo los rovers robóticos, las fuentes de energía y otro hardware resistirán los rigores del planeta rojo, los científicos deben probarlos contra algo como esto antes de embarcarse en el viaje.

Por eso, en 1997, la NASA desarrolló una sustancia polvorienta llamada JSC-Mars 1, basada en datos de las misiones Viking y Pathfinder. Está hecho de material que se encuentra en el volcán de cono de ceniza Pu’u Nene en Hawai. Allí, la lava una vez rezumó en el agua, y eventualmente formó partículas parecidas a regolitos.

Más tarde, los científicos de la NASA mejoraron este material, mientras preparaban el módulo de aterrizaje Mars Phoenix, e inventaron el Mars Mojave Simulant. Proviene de los depósitos de lava de la formación volcánica Saddleback en el desierto de Mojave de California.

Sin embargo, el proceso de prueba no es infalible: Phoenix recolectó muestras de suelo congelado en Marte en 2008 que eran demasiado «.pegajoso”, En palabras de la NASA, para pasar de la primicia a una herramienta de análisis. Un año después, el rover Spirit se quedó atascado en la arena para siempre. Su hermano robot, Opportunity, se perdió cuando una tormenta de polvo cubrió sus paneles solares, un destino que obstaculizó incluso la misión más reciente de InSight.

Hoy en día, las empresas privadas utilizan datos y recetas de la NASA para suministrar simuladores privados. Esta versión de «agregar al carrito» se utiliza en proyectos de ferias de ciencias, concreto extraterrestre y suelos de jardinería de otro mundo. Mark Cusimano, fundador de una de estas empresas, El jardín marciano, dice que cultivar un jardín de la victoria del planeta rojo usando tierra Saddleback es su pasatiempo. Es satisfactorio, dice, cultivar «un raro rábano o zanahoria» en él.

Wieger Wamelink, ecologista de la Universidad de Wageningen en Holanda, llevó a cabo este trabajo con el Proyecto «Alimentos para Marte y la Luna», cultivo de cultivos como guisantes y patatas. Actualmente está trabajando en un sistema agrícola completo, que incluye bacterias, lombrices de tierra y excrementos humanos. La idea, dijo el Dr. Wamelink, es «crecer con valentía donde nunca antes había crecido una planta». Hoy, Marte en la Tierra. Mañana, tal vez el mismo Marte.

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Imitar puntos más exóticos en el sistema solar requiere algo de trabajo, por lo que los científicos a menudo recurren a cámaras de simulación, esencialmente tubos de ensayo en los que recrean condiciones de otros mundos. La idea se remonta a la década de 1950, cuando un científico militar traído a los Estados Unidos desde la Alemania nazi fue pionero en el uso de cámaras de baja presión a veces llamadas «Mars Jars» para averiguar si la biología podría persistir en las condiciones marcianas.

Hoy, investigadores como Tom Runčevski de la Universidad Metodista del Sur en Dallas están mirando para otro lado: Titán, una luna de Saturno, el único mundo del sistema solar aparte de la Tierra que actualmente tiene cuerpos líquidos en su superficie.

«Siempre hablo personalmente sobre lo hostil y aterrador que es Titán», dijo el Dr. Runčevski. Lagos y mares nadan con etano. Nieva benceno y llueve metano. Pero si miras hacia arriba a través de la bruma, Verás los anillos de Saturno.

Aunque una sonda espacial europea, Huygens, fue lanzada a su superficie en 2005, la magnífica hostilidad de Titán es, en su totalidad, difícil de entender desde un planeta tan hospitalario como éste. «Titán es un mundo», dice el Dr. Runčevski. «Es muy difícil estudiar un mundo desde la Tierra».

Pero lo está intentando, habiendo creado lo que él llama «Titán en un tarro» en su laboratorio.

No verá los anillos de Saturno desde el fondo de los vasos del Dr. Runčevski. Pero aprenderás sobre los compuestos orgánicos y cristales que ocupan su luna más famosa. Dentro de los frascos, tubos de ensayo, en realidad, el Dr. Runčevski pondrá una o dos gotas de agua y luego la congelará para imitar una versión diminuta del núcleo de Titán. A esto le añadirá un par de gotas de etano, que inmediatamente se condensará formando mini lagos lunares. Después de eso, agregará otros compuestos orgánicos de interés, como acetonitrilo o benceno. Luego, atraerá el aire y establecerá la temperatura a la de Titán, alrededor de menos 292 grados Fahrenheit.

La NASA está planeando un regreso a Titán, lanzando un quadcopter nuclear llamado Dragonfly en 2027. Al observar los cristales y las estructuras que se forman en sus frascos, el Dr. Runčevski espera ayudar a los científicos a interpretar lo que ven cuando el explorador robótico llegue en 2034. «No podemos enviar un laboratorio completo», dijo, así que tienen que hacerlo En parte confiada a los laboratorios de la Tierra.

En un laboratorio de la Universidad Johns Hopkins, Sarah Hörst trabaja de manera similar a la de la NASA y el Dr. Runčevski, incluida la simulación de Titán. Pero sus tubos de ensayo también se extienden para simular exoplanetas hipotéticos o mundos que orbitan estrellas distantes.

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El Dr. Hörst inicialmente se alejó de los exoplanetas porque los detalles son escasos. «Estoy malcriada por el sistema solar», recuerda haber pensado. Pero un colega la convenció de que comenzara a imitar el hipotético mundos. «Hemos reunido esta matriz de posibles planetas», dijo. Sus atmósferas imaginarias están dominadas por hidrógeno, dióxido de carbono o agua, y su temperatura oscila entre menos 300 grados Fahrenheit y 980 grados Fahrenheit.

Sus tubos comienzan con los componentes principales que podrían formar una atmósfera, establecidos a una temperatura determinada. Fluye esa mezcla a una cámara del tamaño de una botella de refresco y la expone a energía (luz ultravioleta o electrones de un plasma) que descompone las moléculas iniciales. «Corren alrededor de la cámara creando nuevas moléculas y algunas de estas nuevas moléculas también se descomponen», dijo el Dr. Hörst. Ese ciclo se repite hasta que se corta la fuente de energía. A veces, ese proceso produce partículas sólidas, una neblina sobrenatural.

Comprender qué exoplanetas potenciales están produciendo smog puede ayudar a los científicos a apuntar con telescopios a esferas que realmente pueden observar. Además, la neblina afecta la temperatura de la superficie de un planeta, lo que marca la diferencia entre el agua líquida y el hielo o la evaporación, y puede proteger la superficie de los fotones de alta energía, los cuales afectan la habitabilidad de un planeta. Las atmósferas también pueden proporcionar los componentes básicos de la vida y la energía, o no.

A pesar de sus vacilaciones iniciales, la Dra. Hörst se ha encariñado con sus planetas desarrollados en laboratorio. Se sienten familiares, incluso si son ficticios. Por lo general, cuando entra a la oficina puede decir qué tipo de experimento se está ejecutando, porque diferentes plasmas emiten diferentes colores. “’Oh, tenemos que hacer Titán hoy, porque es un poco púrpura’ o, ‘Estamos haciendo este exoplaneta específico, que es un poco azul’”, dijo.

En comparación con los paisajes de la isla Devon, un puñado de simuladores de regolitos o incluso una luna de probeta, los planetas del laboratorio del Dr. Hörst carecen de fisicalidad. No representan un mundo específico; no toman su forma; son solo una atmósfera etérea, sin un terreno sobre el que pararse. Pero esto tiene sentido: cuanto más un astrónomo quiere mirar desde la Tierra, más borrosas se vuelven sus creaciones. «Creo que el hecho de que las simulaciones de exoplanetas sean más abstractas es un fuerte recordatorio de que estos no son lugares a los que puede ir», dijo el Dr. Messeri.

Sin embargo, la Dra. Hörst recuerda los días en que su laboratorio simulaba la quema de planetas: por lo que la cámara calienta toda la esquina de la habitación. Ese pequeño mundo, que no existe exactamente en ningún otro lugar, calienta esto.

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