James Cameron es famoso por películas como Titanic y Avatar pero también por documentales sobre los restos del propio Titanic y el naufragio del Bismarck. O por películas como Abyss donde es inevitable encontrar muestras de su pasión por la exploración submarina. Al igual que Elon Musk con el espacio, Cameron decidió que las instituciones públicas eran demasiado lentas y sus proyectos demasiados caros. Él quería bajar hasta la zona más profunda del océano y decidió construir una nave para hacerlo.

Sabemos que ascender poco más de 100 kilómetros en vertical nos lleva hasta el espacio, pero esa corta distancia no refleja lo complejo que resulta hacerlo. Descender 10 kilómetros en vertical tampoco parece un reto ambicioso pero la realidad es muy diferente. No solo por las tremendas presionas que debe soportar el vehículo una vez que llega al fondo. Todo el proceso es enormemente complejo y delicado. Por ejemplo, ¿a que velocidad podemos descender de forma segura? Además de la resistencia al avance del agua, la propia estructura del vehículo se comprime y deforma en respuesta a los cambios de presión. Por eso, la prudencia aconseja descender lentamente. A cambio, todo el tiempo empleado es descender y ascender es menos tiempo para la exploración. Y más tiempo hasta un eventual rescate en caso de problemas. En enero de 1960, el batiscafo Trieste consiguió descender hasta el fondo de la fosa de las Marianas, el lugar más profundo del océano. El descenso “solo” le costo 4 horas y 47 minutos lo que les dejo muy poco tiempo de exploración, apenas 20 minutos, antes de ascender de nuevo.

El Deepsea Challerger, que fue el nombre dado al vehículo de Cameron, tenía un diseño novedoso. Dado que la mayor parte del movimiento era vertical, su distribución estaba orientada en esa dirección para facilitar el movimiento. Naturalmente, el vehículo estaba lleno de nuevas tecnologías y nuevos materiales para hacer la inmersión más fácil y segura. Un ejemplo fue la sustitución de los flotadores rellenos de gasolina del Trieste por una novedosa “espuma” formada por microesferas huecas en una matriz de epoxi, ligera pero muy resistente a la presión. La electrónica, cámaras y equipamiento científico eran muy superiores a las del Trieste. El 26 de marzo de 2012, el Deepsea Challenger descendió hasta el fondo en solo 2 horas y 36 minutos y pudo pasar unas tres horas explorando ese entorno. Tiempo suficiente para obtener muestras de vida con decenas de nuevas especias, desde bacterias a holoturias o crustáceos. Y grabar una película en 3-D para recordar la experiencia. Dado que se trataba de un submarino individual, el propio James Cameron descendió hasta el fondo, manejó el equipo científico y las cámaras y fue el responsable de los resultados. Algunos dirían que solo fue “hacer lo mismo cincuenta años después” pero el retorno científico fue muy superior. Los paralelismo con una posible vuelta a la Luna son evidentes.

Elementos principales del Deepsea Challerge | imagen Natgeo

¿Fue Cameron el pionero de la actual visión para la futura exploración de espacio? Una exploración que parece basarse en convencer a unos cuantos multimillonarios como Elon Musk o Jeff Bezos para que inviertan su dinero en las nuevas tecnologías y vehículos que necesitamos para ello. Quizás. Creo que todos los aficionados al espacio tenemos esperanzas, pocas o muchas, en que esta competición recupere algo del brillo que tenía la carrera espacial hace 50 años. Sin embargo, el retorno científico esta lejos de estar garantizado. El final de esta historia también puede servirnos como advertencia.

Tras su histórica inmersión, Cameron cedió el submarino al Instituto Oceanográfico Woods Hole para que continuase su trabajo. También cedió los planos y diseño para permitir que otros pudiesen utilizar sus avances. Algo muy meritorio pero, quizás, insuficiente. A pesar de su interés en el océano, abandonó el proyecto tras una única inmersión. Una breve visita, apenas una mirada superficial en lugar de una exploración a fondo. Como problema añadido, el único prototipo del histórico submarino fue dañado en el incendio del camión que lo transportaba. ¿El resultado final? La posibilidad de explorar los fondos más profundos se perdió de nuevo. Ni James Cameron tuvo interés en repetir el proyecto ni las instituciones tuvieron fondos para hacerlo. Nuestra exploración del océano más profunda sigue limitada a poco más 3 horas en 50 años. Con resultados prometedores y numerosas publicaciones científicas, pero necesariamente limitado. Para el gran público solo queda una cuenta en Twitter, parada desde hace dos años, y una web sin actualizar.

Mi opinión es que, tanto en la exploración del espacio como de las profundidades oceánicas, necesitamos mucho más que desarrollar la tecnología. Necesitamos la voluntad colectiva y los recursos suficientes para darle continuidad. La investigación científica rigurosa requiere tiempo y un esfuerzo prolongado que solo suele estar al alcance de instituciones bien financiadas, no de particulares por ricos y entusiastas que sean. Personas que tampoco tienen la motivación para continuar explorando cuando no encuentran una forma clara de obtener beneficios económicos. Bienvenidos sean pero necesitamos algo más.

Esta anotación fue publicada inicialmente en Naukas.

Este año la organización se ha multiplicado para ofrecer aún más. Para empezar, Naukas Bilbao se celebra en un nuevo recinto, el Auditorium Palacio Euskaduna, mucho más amplio y donde nadie debería quedarse sin asiento. Dos días con un espectacular programa de las tradicionales charlas de 10 minutos con suficiente variedad para todos encuentren temas de su interés. Naukas Kids crece y se independiza ocupando la mañana del domingo 17 de septiembre.  Y estrenamos espacio novedoso, Naukas Pro. Serán charlas de 20 minutos con experiencias sobre el ejercicio profesional de la ciencia en diferentes ámbitos desde universidades y centros de investigación a empresas. Pero este evento central es solo una parte de Bizkaia Zienztia Plaza, 10 días de ciencia con los enfoques más diversos que se desarrollaran desde el 14 al 24 de septiembre. Un lujo para todos aquellos que puedan acercarse a esa ciudad. Altamente recomendable.

 
Volviendo a las charlas Naukas, este año también me han confiado 10 minutos para hablar de lo que quiera. Voy a intentar responder a una de esas preguntas que te hace una niña de siete años y te descoloca. "¿Que tienen las Azores que gustan tanto a los anticiclones?" La pregunta es sencilla, pero no puede responderse sin explicar la relación entre un cálido día de agosto en la piscina y clima de todo el planeta. Espero que os guste.
 

A primera vista, Venus es un sitio horrible donde sería imposible establecer una colonia. Su superficie tiene una temperatura de unos 460 º C y una presión atmosférica equivalente a 90 atmósferas terrestres, unos 900 metros de profundidad en el océano. Hablamos de un planeta con nubes de ácido sulfúrico, aunque la lluvia ni siquiera llega al suelo antes de evaporarse. Hubo un tiempo que Venus se consideraba “el hermano gemelo” de la Tierra pero una mayor conocimiento científico nos descubrió una situación totalmente diferente por culpa de un efecto invernadero descontrolado. Y, sin embargo, existen opciones.

Es el momento de presentar a Geoffrey A. Landis, científico de la NASA y conocido escritor de ciencia-ficción. Landis que es uno de los principales impulsores de la idea de instalar colonias en Venus, aunque no el único ni el primero. En concreto, plantea instalarlas colonias flotantes en la atmósfera de Venus. De hecho, existe una zona casi perfecta a unos 50 kilómetros de altura y por encima de la principal zona de nubes de ácido sulfúrico. Allí la presión es idéntica a la terrestre y la temperatura oscila entre 0 y 50 grados, condiciones mucho más agradables que las de Marte. Y hay ventajas adicionales. Tanto Marte como Venus carecen de un campo magnético que proteja a sus habitantes de la radiación cósmica. Sin embargo, incluso a 50 km de altura, la densa atmósfera de Venus es capaz de detener un porcentaje sustancial de la radiación e incluso meteoritos de pequeño tamaño. Esta radiación condiciona fuertemente la habitabilidad de Marte o de la Luna. Si queremos una esperanza de vida larga sería imprescindible vivir casi permanentemente en túneles o habitáculos blindados.

Propuesta rusa de 1970 para una colonia flotante en la atmósfera de Venus

Vale, Venus tiene alguna ventaja. Pero en Marte o la Luna podemos pisar suelo. Podemos construir casas y túneles o extraer minerales y combustible. ¿Colonias flotantes? ¿Es eso siquiera posible? En realidad, la idea no es disparatada. Venus tiene una atmósfera formada mayoritariamente por CO2, con una densidad relativamente alta. Si colocamos un globo con la atmósfera de la Tierra (una mezcla de nitrógeno y oxigeno) flotaría sin problemas. Si construimos un globo realmente grande, por ejemplo, de un kilómetro de diámetro, sería capaz de levantar una masa de 700.000 toneladas. Estos datos provienen de un artículo que Landis publicó en 2003 y se convirtió en referencia. En realidad, un globo tal vez no es la comparación más adecuada. Un submarino sería algo más apropiado ya podríamos vivir en todo su volumen interno. Tampoco necesitaría paredes muy gruesas ya que bastaría con soportar una presión interior ligeramente más alta que la exterior para evitar la entrada el CO2 que es tóxico para nosotros. Eso sí, no serviría cualquier material ya que la superficie externa debe estar preparada para soportar cierta cantidad de ácido sulfúrico y ser lo bastante resistente frente a los vientos venusianos que pueden llegar a los 300 kilómetros por hora……

Así que la idea es arriesgada y extraordinariamente compleja pero no totalmente descabellada. De hecho, ya se ha propuesto una misión tripulada a la atmósfera de Venus denominada HAVOC. Pero, con toda su enorme dificultad, una corta estancia es algo trivial frente a un hábitat permanente. ¿De dónde sacaríamos los recursos para hacer sostenible la colonia? En parte podrían salir de la atmósfera. Con solo un 3,5% de nitrógeno, la atmósfera de Venus tiene 4 veces del contenido de nitrógeno de la Tierra gracias a su mayor presión. El oxígeno es fácil de obtener a partir del CO2 atmosférico que también proporcionaría el carbono para estructura y otros usos. El agua es la parte más difícil, ya que apenas queda en Venus. Su atmósfera contiene apenas 20 ppm de agua que habría que extraer y reciclar cuidadosamente. Otra opción es procesar el ácido sulfúrico para obtener azufre y agua. ¿El resto? La única opción sería utilizar robots excavadores capaces de sobrevivir en la superficie y luego enviar los materiales por globo o avión. Muy difícil, aunque quizás no imposible. De hecho, ya hemos construido sondas capaces de sobrevivir y trabajar, por poco tiempo, sobre Venus.

A cambio, Venus gana a Marte por goleada en el aspecto energético. Es difícil pensar en una colonia marciana permanente sin reactores nucleares. Para empezar la fina atmosfera marciana no es muy apropiada para la energía eólica. Los paneles solares tienen una producción limitada al encontrarse mucho más lejos del sol. Por no hablar de las nubes de polvo y las grandes tormentas que pueden durar meses. En cambio, en Venus la intensidad de la irradiación solar es aproximadamente el doble que en la Tierra. Y además podríamos utilizar también la radiación emitida de vuelta por las propias nubes.

Otra diferencia interesante es la gravedad. En Venus, también mientras flotas en un globo, la gravedad es equivalente a 90 % de la terrestre. En Marte solo es del 38% ¿Es esto importante? Tal vez si, o tal vez no. En realidad, nadie lo sabe. Hemos acumulado cierta experiencia sobre la vida en caída libre, pero ninguna sobre la vida a gravedad reducida. Es difícil saber el efecto de décadas de gravedad reducida o su influencia en aspectos como la reproducción. Queda mucha investigación antes de construir una colonia sin asumir riesgos.

En cierto modo, una colonia flotante en Venus sería algo similar a una colonia flotante, totalmente aislada, en mitad de un océano terrestre. Un asentamiento que obtenga materias primas de una fuente hidrotermal a miles de metros de profundidad y centenares de atmósferas de presión. Es concebible, quizás sea técnicamente posible, pero es muy difícil justificar la inversión requerida. Lo mismo sucede con las colonias espaciales sea en Marte o en Venus. Pero esas inversiones son apuestas de futuro y no deberíamos juzgarlas solo por el retorno económico. Quizás Venus necesite su propio Elon Musk, una persona cuyo sueño sea garantiza una humanidad repartida por el Sistema Solar y a salvo de cualquier desastre que pueda golpear a nuestro frágil planeta Tierra.

Referencias y más información:

Landis, Geoffrey A. (2003). “Colonization of Venus”. AIP Conf. Proc. 654 (1): 1193–1198. Bibcode:2003 AIPC..654.1193L. doi:10.1063/1.1541418 

Esta anotación apareció inicialmente en Naukas

Lo mejor de la experiencia, otro año más, ha sido la gente que conocido y los muchos amigos que he vuelto a ver. Estas reuniones de Naukas me recargan las pilas como pocos acontecimientos. Sino habéis podido acudir os recomiendo encarecidamente que reviséis los videos que la ETB ha tenido la amabilidad de colgar en su web. Empezando por mío que podréis ver pinchando en la imagen. 

Foto gentileza del Xurxo Mariño

“Es probable que ellos hayan inventado algunas de las máquinas que desde entonces preocupan al mundo, en especial ingeniosos aparatos que matan enormes cantidades de gente de una vez, pues las ruedas y los motores y las explosiones siempre les encantaron, como también no trabajar con sus propias manos más de lo indispensable”.

“Tiene una mente de metal y ruedas y no le preocupan las cosas que crecen, excepto cuando puede utilizarlas en el momento”.

“¿Son hombres que Saruman ha arruinado, o ha mezclado las razas de los Hombres y los Orcos? ¡Qué negra perversidad!”

“El príncipe se apeó del caballo, y arrodillándose junto a las parihuelas improvisadas, rindió homenaje al rey y a su heroísmo; y lloró. Y al levantarse, vio de pronto a Eowyn, y la miró estupefacto.

— ¿No es una mujer? —exclamó —. ¿Acaso las mujeres de los Rohirrim han venido también a la guerra, a prestarnos ayuda?

— ¡Nada de eso! — le respondieron—. Sólo una ha venido. Es la Dama Eowyn, hermana de Eomer; y hasta este momento ignorábamos que estuviese aquí, y lo deploramos amargamente.”

«Tres Anillos para los Reyes Elfos bajo el cielo.

Siete para los Señores Enanos en palacios de piedra.

Nueve para los Hombres Mortales condenados a morir.

Uno para el Señor Oscuro, sobre el trono oscuro

en la Tierra de Mordor donde se extienden las Sombras.

Un Anillo para gobernarlos a todos. Un Anillo para encontrarlos,

un Anillo para atraerlos a todos y atarlos en las tinieblas

en la Tierra de Mordor donde se extienden las Sombras»

Creo que hay varias conclusiones que pueden sacarse de esta historia. Que el conocimiento puede encontrarse en los lugares más inesperados, siempre que lo estés buscando. Que otros animales son buenos modelos para estudiar nuestras enfermedades, pero siempre hay diferencias. Así los tratamientos que funcionan con ellos pueden fallar en humanos (y viceversa) lo que justifica el tiempo y dinero empleado en muchos callejones sin salida. En esa línea hay que recordar que la experimentación con chimpancés y otros simios está prohibida en Europa. Y, por último, pero no menos importante, que hace falta mucho tiempo y paciencia para pasar de una buena idea a un resultado útil, algo que suele olvidarse al valorar y subvencionar la ciencia 

Es probable que muchos de esos proyectos nunca se materialicen. En todos los casos, hay que valorar la posibilidad de asumir una fuerte inversión inicial a cambio de ingresos limitados durante los próximos años.  Aceptarla o no debería ser una decisión marcada por criterios económicos y técnicos que valoren las distintas circunstancias de cada país o región.   Nada de esto parece preocupar a muchas personas, políticos incluidos, que prefieren tomar sus decisiones a favor y contra siguiendo eslóganes que no han sido revisados hace años.  

En aquella época ya existían algunos blog muy buenos relacionados con la ciencia. Solo en España, y que yo leyese, recuerdo a Curioso pero Inútil, Historias de la Ciencia, Fogonazos o Por la boca muere el pez. Todos siguen por Internet, destacando los dos últimos que permanecen bastante activos lo que tiene mucho mérito. Historias de la Ciencia está algo parado, como este mismo blog, y CPI no se actualiza desde hace años lo que es una auténtica lastima. A pesar de la calidad de la oferta, creía que había hueco para más blogs y más formas de contar las cosas.  Y lo hubo. Una de las grandes satisfacciones de estos años ha sido conocer personalmente a sus autores, junto con  otros muchos blogueros más, y descubrir que las nuevas aportaciones siempre son bienvenidas. Abrir un nuevo blog hoy en día puede ser tan necesario como entonces, con la ventaja de que ahora existe todo un ecosistema para recibirlo, apoyarlo y promocionarlo.

Para terminar, muchas gracias a todos por seguir leyendo este blog. Ha durado mucho más de lo que habría soñado en un principio y eso ha sido gracias a vosotros. Intentaré seguir siendo interesante durante unos cuantos años más.  

Ahora han lanzado un proyecto de crownfunding para publicar esos contenidos tanto en  libro electrónico como en papel. Un forma estupenda para tener esa información selecta siempre a mano.  Si os interesa, quedan tan solo 5 cinco para apuntarse. ¡Que no se os pase!  El 100% de los beneficios de este libro irán destinados proyectos sin ánimo de lucro de The Mars Society España (TMSE) para la divulgación e investigación espacial. Para más información, aquí tenéis un vídeo de sus autores.

Cómo extra, os traigo el vídeo con mi participación en Naukas 2014 que olvide incluir en esta web en su momento. Como siempre, voy a intentar ser original y tengo pensada una charla totalmente distinta para esta vez.  Os dejo con “El camino no tomado. Azar y tecnología”.   

Las vías romanas son una construcción imponente. Existían varios tipos, con diferentes calidades, pero la mayoría de las que han llegado a nuestros días son del tipo denominado “Via Munita”. Para su construcción se excavaban zanjas de uno a dos metros de profundidad que eran rellenadas con múltiples capas de piedra, grava y arena y recubiertas por una superficie adoquinada.

Esa extensa cimentación debía soportar cargas relativamente ligeras como tropas caminando o personas a caballo. La mayor carga solía ser el carro romano de dos ejes con un peso máximo de unos 1.500 kilogramos.  Poco más que un automóvil compacto y bastante menos que el peso de un “todoterreno de ciudad” tan de moda últimamente. Como comparación, el peso máximo autorizado en España para el típico camión semirremolque ronda los 38.000 kilogramos. Las vías romanas fueron hechas para durar pero sus condiciones de uso eran mucho menos exigentes que las actuales.

Las técnicas de construcción de carreteras mejoraron poco durante los siguientes mil quinientos años. A finales del siglo XVIII, la gran mayoría de los núcleos de población estaban conectados por simples caminos de tierra apisonada. Varios ingenieros intentaron mejorar el diseño romano, destacando Pierre Trésaguet, pero todos ellos repetían el mismo esquema básico. Una sólida cimentación inferior con grandes piedras de buena calidad que resultaba cara, compleja y requería gran cantidad de mano de obra. En 1816,  John McAdam propuso un diseño de carretera diferente y su éxito fue tan grande que acabó siendo bautizado como macadán (o macadam)  en todo el planeta.

Una de las claves del macadán era su superficialidad. McAdam demostró que una fina capa de gravilla era suficiente para actuar como carretera siempre que el substrato inferior estuviese protegido de la acumulación de agua y del desgaste de rodadura de los vehículos.[1] También era necesario eliminar cualquier material capaz de absorber el agua para evitar que la formación de hielo la dañase. Su diseño estaba basado en la colocación cuidadosa de capas de grava triturada con un diámetro de unos pocos milímetros. El paso de los vehículos provocaba que los bordes agudos de las piedras encajasen unos con otros proporcionando una superficie razonablemente lisa y resistente que protegía el terreno inferior y permitía la evacuación del agua.

Estas carreteras de gravilla fueron una revolución que se extendió muy rápidamente. El toque final tuvo que esperar a principios del siglo XX. En aquella época, los vehículos comenzaban a multiplicarse, al igual que su velocidad, lo que generaba un problema claro y visible. Enormes nubes de polvo. Para evitarlo, Edgar Purnell Hooley patentó en 1901 un nuevo material denominado tarmac que consistía en una mezcla de alquitrán natural con gravilla. Con el tiempo, este material se generalizó y evolucionó hasta el hormigón asfáltico actual al que todos llamamos simplemente asfalto.

La evolución del transporte en los últimos 100 años, tanto en velocidad como en peso de los vehículos, ha llevado a la construcción de carreteras mucho mejor cimentadas y complejas que las aquí descritas. Y, como ya hemos visto, los esfuerzos sobre ellas también son mucho mayores. Lo que permanece igual es el problema básico. Una capa relativamente superficial es mucho más barata de construir y, en general, aguanta bien. O, al menos, aguanta por algún tiempo.

Construir infraestructuras, como carreteras o vías de ferrocarril, y elegir sus características es una de las muchas decisiones sobre el uso de la tecnología que marcan nuestra sociedad. Suelen ser decisiones políticas sobre las que el conjunto de la población no reflexiona suficientemente. Actualmente tenemos mejores conocimientos y podemos calcular la vida útil y el costo de diferentes métodos de construcción. No tengo dudas de que, con suficientes recursos económicos, podríamos construir carreteras que durasen tanto como las vías romanas. Pero nadie lo hace. ¿Obsolescencia programada? Quizás. Pero está claro que, antes como ahora, el coste es un criterio básico para aprobar una obra. Entre disponer de muchas carreteras con una vida útil de “solo” 20 o 30 años o limitar el número de ciudades conectadas por carretera, nuestra sociedad lleva dos siglos eligiendo la primera opción. Una decisión llena de consecuencias en la organización territorial de un país o en su desarrollo económico.

[1] J. L. McAdam, Remarks on the present system of road making … Printed for Longman, Hurst, Rees, Orme, and Brown, 1827.

Esta anotación fue publicada originalmente en Naukas. 

 

Ford no era el único fabricante de automóviles y tampoco de tractores pero sus cifras de ventas fueron espectaculares. Como en los automóviles, la producción en masa marcó una diferencia importante.  La automatización del campo se convirtió en  imparable y, con ella, la reducción tanto de los precios agrícolas como de la población ocupada. Tras este espectacular inicio, la compañía paso por diversos cambios y reorganizaciones que terminaron con su fusión con “New Holland” y la venta a Fiat en 1991. Más allá de marcas comerciales, Henry Ford modificó profundamente la agricultura del siglo XX, una revolución tan importante o más que la ocasionada por el modelo T. 

En mi opinión, el mayor avance de la ciencia “moderna” son las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell. Escribo esto utilizando la corriente eléctrica suministrada por generadores basados en esas leyes, a una hora que exige iluminación artificial, por supuesto eléctrica, y tras llegar a casa con un vehículo que arranca gracias a un motor de arranque eléctrico. Pero esto es sólo tecnología, la consecuencia final de comprender mejor nuestro universo. Y las ecuaciones de Maxwell fueron una pieza imprescindible en dicho conocimiento.

*La idea de esta anotación surgió de estas fotos con algunas flechas supervivientes en la Earth Science Picture of the Day