Introducción a la ciencia II. Ciencias Biológicas (68 page)

¿Qué hacer a continuación?

Una respuesta posible es el mar. Fue precisamente en el mar donde se originó la vida, donde mejor florece todavía en términos puramente cuantitativos. Cada especie de animal terrestre, exceptuando los insectos, ha intentado experimentalmente el retomo al mar, atraída por sus reservas alimenticias relativamente inagotables y por la relativa uniformidad del medio. Entre los mamíferos, el ejemplo de la nutria, la foca o la ballena denotan unas fases progresivas de readaptación al medio acuático.

¿Podría retomar el hombre al mar, no mediante un cambio evolutivo de su cuerpo, lo cual requeriría una transformación demasiado lenta, sino con la ayuda rápida y eficaz del progreso tecnológico? Encerrado entre las paredes metálicas de submarinos y batiscafos, ha descendido ya hasta las mayores profundidades oceánicas.

Para la sumersión a cuerpo descubierto se requiere mucho menos. En 1943, el oceanógrafo francés Jaques-Ives Costeau inventó el pulmón acuático. Este artefacto aporta oxígeno a los pulmones humanos desde un cilindro de aire comprimido, que el usuario lleva cargado a la espalda para practicar el moderno deporte del buceo «scuba» («scuba» es un monograma imperfecto de «
s
elf-
c
ontained
u
nderwater-
b
reathing
a
pparatus» es decir, aparato autónomo para la respiración submarina). Esto posibilita la permanencia del hombre bajo el agua durante largos períodos y completamente desnudo, por así decirlo, sin necesidad de encajonarse en naves submarinas ni cubrirse siquiera con ropas.

Costeau promocionó asimismo la construcción de viviendas submarinas, donde el hombre pudiera permanecer sumergido durante períodos más largos todavía. Por ejemplo, en 1964, dos individuos vivieron durante dos días en una tienda provista con aire a 130 m bajo el nivel del mar. (Uno fue John Lindbergh, hijo del aviador.) El hombre ha vivido ya varias semanas bajo el agua a menores profundidades.

Aún reviste más espectacularidad el acontecimiento ocurrido a principios de 1961. Por aquellas fechas, el biólogo Johannes A. Kylstra, de la Universidad de Leyden, empezó a hacer experimentos con el «agua respirable» empleando mamíferos. Al fin y al cabo, el pulmón y las branquias funcionan de la misma forma, si bien las branquias se han adaptado para trabajar en niveles inferiores de oxigenación. Kylstra elaboró una solución acuosa suficientemente parecida a la sangre del mamífero para evitar lesiones del tejido pulmonar, y luego la oxigenó a fondo. Comprobó que tanto los ratones como los perros podían respirar ese líquido durante periodos prolongados sin sufrir aparentemente daño alguno.

Los hámsters se mantienen vivos bajo el agua corriente si se les envuelve con una fina hoja de silicona, que deja pasar el oxígeno del agua hasta el hámster y el anhídrido carbónico del hámster hasta el agua. Esa membrana es virtualmente una branquia artificial. Con tales avances y otros ya en proyecto, el hombre puede mirar hacia un futuro prometedor. ¿Le será posible entonces permanecer bajo el agua durante periodos indefinidos y convertir toda la superficie del planeta —tierra y mar— en morada suya?

¿Y qué decir del espacio exterior? ¿Necesitamos permanecer en nuestro planeta natal o podremos aventurarnos en otros mundos?

Una vez se pusieron en órbita los primeros satélites en 1957, se suscitó naturalmente el pensamiento del sueño de los viajes espaciales, que hasta entonces sólo tenían lugar en las historias de ciencia ficción, y que pudieran llegar a ser una realidad. Tan sólo tres años y medio después del lanzamiento del
Spútnik I
se dio el primer paso, y sólo ocho años después los seres humanos caminaban por primera vez por la Luna.

El programa espacial ha sido caro y se ha encontrado con una creciente resistencia por parte de científicos, que piensan que la mayor parte del mismo se ha basado sólo en una idea de «relaciones públicas», con muy pocas cosas científicas, o que creen que oscurece otros programas de una importancia científica mucho mayor. También ha encontrado una creciente resistencia en el público en general, que lo considera demasiado costoso, particularmente a la luz de unos problemas sociológicos más apremiantes en la Tierra.

Sin embargo, el programa espacial probablemente continuará, aunque sólo sea a ritmo reducido, y si la Humanidad puede imaginar cómo gastar, menos de sus energías y recursos en la suicida locura de la guerra, el programa incluso se acelerará. Existen planes para el establecimiento de estaciones espaciales —en efecto, grandes vehículos en órbita más o menos permanente en tomo de la Tierra y capaces de albergar un número considerable de hombres y mujeres durante extensos periodos—, por lo que las observaciones y experimentos que se llevarán a cabo serán, presumiblemente, de un gran valor. Los navíos transbordadores, que pueden utilizarse de nuevo, ya han sido diseñados, funcionan bien y constituyen el paso preliminar para llevar a cabo todo esto.

Existe la esperanza de que los futuros viajes a la Luna, llegado el momento, desemboquen en el establecimiento de unas colonias más o menos permanentes que, sigue existiendo la esperanza, puedan explotar los recursos lunares y llegar a ser independientes de la ayuda día a día de la Tierra.

En 1974, el físico estadounidense Gerard Kitchen O'Neill sugirió que un pleno asentamiento no debería llevarse a cabo en la Luna, que podría reservarse como sólo una estación minera. Aunque la vida empiece en la superficie de un planeta, no necesita confinarse sólo a uno. Señaló que unos grandes cilindros, esferas o anillos podrían colocarse en órbita y mantenerse rotando a la suficiente velocidad como para producir un efecto centrífugo que mantendría a las personas en la superficie interior en una especie de seudogravedad.

Tales asentamientos podrían construirse de metal o de cristal, y en la parte interior situar tierra, toda ella procedente de la Luna. El interior se diseñaría para que mostrase un medio ambiente parecido al de la Tierra, con una capacidad para albergar a 10.000 seres humanos o más, según el tamaño. Su órbita podría ser en la posición troyana con respecto a la Tierra y a la Luna (con lo que la Tierra, la Luna y el asentamiento formarían los vértices de un triángulo equilátero).

Existen dos posiciones de esta clase, y docenas de asentamientos podrían situarse en cada una. Hasta ahora, ni Estados Unidos ni la Unión Soviética parecen estar planeando una de esas estructuras, pero el brioso O'Neill cree que si la Humanidad se lanza con todo calor a un proyecto así, no pasará mucho tiempo antes de que más seres humanos vivan en el espacio que en la Tierra.

Los asentamientos de O'Neill, por lo menos al principio, están planeados para una órbita lunar. Pero, ¿pueden los seres humanos penetrar más allá de la Luna?

En teoría, no existe razón para que no puedan hacerlo, pero los vuelos al mundo más próximo en que se puede aterrizar, es decir, Marte (Venus, que está más cerca, se halla demasiado caliente para un aterrizaje tripulado), requiere unos vuelos no de unos días, como en el caso de la Luna, sino de meses. Y para esos meses, necesitarán llevar consigo un medio ambiente habitable.

Los seres humanos ya tienen alguna experiencia en esa dirección, al haber descendido a las profundidades oceánicas en submarinos y navíos como el batiscafo. Para esos viajes, cruzarían el espacio en una burbuja de aire encerrado en una fuerte cáscara metálica, llevando un suministro adecuado de alimentos, agua y otros abastecimientos necesarios para la travesía. Pero el despegue al espacio se complica enormemente ante el problema de la gravedad que hay que vencer. En un navío espacial, una gran proporción de peso y volumen ha de dedicarse a los motores y al combustible, y el posible «exceso de equipaje» de la tripulación y de los suministros sería al principio bastante pequeño.

Los suministros alimenticios piden ser en extremo compactos: no habrá espacio para los constituyentes no digeribles. Los alimentos condensados y artificiales deberían estar formados por lactosa, un aceite vegetal suave, una mezcla apropiada de aminoácidos, vitaminas, minerales y un poco de algo que le diese buen sabor, todo ello encerrado en un pequeño cartón formado por hidratos de carbono consumibles. Un cartón que contuviese 180 gramos de alimentos sólidos sería suficiente para una comida. Tres de dichos cartones suministrarían 3.000 calorías. Habría que añadir a esto un gramo de agua por caloría (2,5 a 3 litros por día y persona); parte de la misma tendría que mezclarse en los alimentos para hacerlos más agradables al paladar, incrementando el tamaño del cartón. Además, el navío debería llevar oxígeno para respirar, en la cantidad de un litro (1.150 gramos) de oxígeno en forma líquida por día y persona.

De este modo, los requerimientos diarios para cada persona serian de 540 gramos de alimento seco, 2.700 gramos de agua y 1.150 gramos de oxígeno. En total 4.390 gramos. Imaginemos un viaje a la Luna, que llevaría una semana para ida y vuelta y permitiendo permanecer dos días en la superficie de la Luna para realizar exploraciones. Cada persona del navío requeriría unos 75 kilogramos de alimentos, agua y oxígeno. Esto, probablemente, puede llevarse a cabo con el presente nivel tecnológico.

Para una expedición a Marte, y regreso, los requerimientos son enormemente grandes. Una expedición así duraría dos años y medio, permitiendo una espera en Marte para una fase favorable de las posiciones orbitales planetarias, a fin de dar principio al viaje de regreso. Sobre las bases que acabo de describir, un viaje así necesitaría de unas 5 toneladas de alimentos, agua y oxígeno por persona. Bajo las actuales condiciones técnicas el transportar semejantes suministros en un navío espacial, es algo que resulta impensable.

La única solución razonable para un largo periplo es convertir al navío espacial en autosuficiente, en el mismo sentido que la Tierra, que es un masivo «navío» que viaja por el espacio es autosuficiente. Los alimentos, el agua y el aire que se tendrían para la partida deberían ser indefinidamente vueltos a emplear mediante el reciclado de los desechos.

En teoría, ya se han construido tales
sistemas cerrados
. El reciclado del agua puede sonar a algo desagradable, pero éste es, a fin de cuentas el proceso que mantiene la vida en la Tierra. Unos filtros químicos en el navío recogerían el dióxido de carbono y el vapor de agua exhalados por los miembros de la tripulación; la urea, la sal y el agua se recuperarían por destilación y otros procesos de la orina y de las heces; los residuos fecales secos se esterilizarían de bacterias por medio de la luz ultravioleta y, junto con el dióxido de carbono y el agua, podrían alimentar a unas algas que creciesen en depósitos. A través de la fotosíntesis, las algas convertirían el dióxido de carbono y los compuestos nitrogenados de las heces en comida orgánica, además de oxígeno, para la tripulación. La única cosa que requeriría el sistema desde el exterior sería energía para los diversos procesos, incluyendo la fotosíntesis, y esto puede suministrarlo el Sol.

Se ha calculado que menos de 125 kilogramos de algas por persona podrían hacerse cargo de las necesidades en alimentos y oxígeno de la tripulación durante un período indefinido. Añadiendo el peso del necesario equipo para el procesado, el peso total de los suministros por hombre sería tal vez de unos 175 kilogramos, y en último caso no mucho más de 500 kilos. Se ha realizado estudios con sistemas en que se han usado bacterias que emplean hidrógeno. Las mismas no requieren luz, sólo hidrógeno, que puede conseguirse con facilidad por medio de la electrólisis del agua. La eficacia de tales sistemas es mucho más elevada, según el informe, que los organismos fotosintetizadores.

Además de los problemas de suministro, existe el de una prolongada carencia de gravedad. Los astronautas han sobrevivido a un periodo de medio año de continua carencia de gravedad sin un daño permanente, pero han tenido algunas perturbaciones de tipo menor, lo cual conlleva que los períodos prolongados de tiempo con carencia de gravedad constituyan un factor perturbador. Afortunadamente, existen medios para contrarrestar esto. Una lenta rotación del vehículo espacial, por ejemplo, produciría la sensación de peso en virtud de la fuerza centrífuga, actuando como una auténtica gravedad.

Algo más grave y que puede contrarrestarse menos son los azares de la elevada aceleración y de la repentina desaceleración, que los viajeros espaciales encontrarían en el despegue y en el aterrizaje en los vuelos con cohetes.

La fuerza normal de la gravedad en la superficie de la Tierra se denomina 1
g
. La carencia de un peso equivale a 0
g
. Una aceleración (o desaceleración) que dobla el peso corporal se llama 2
g
, una fuerza que triplica el peso 3
g
, etcétera.

La posición del cuerpo durante la aceleración constituye una gran diferencia. Si se acelera a uno primero por la cabeza (o con desaceleración primero con los pies), la sangre huye de la cabeza. A una aceleración lo suficiente elevada (digamos unos 6
g
durante 5 segundos), esto significa un
desvanecimiento
. Por otra parte, si a uno se le acelera primero por los pies (lo que se denomina
aceleración negativa
, como opuesta a la aceleración
positiva
empezando por la cabeza), la sangre se precipita hacia la cabeza. Esto es aún más peligroso, puesto que la presión aumentada puede hacer estallar los vasos sanguíneos en los ojos o en el cerebro. Los investigadores llaman a esto
redout
. Una aceleración de 2,5
g
durante 10 segundos es suficiente para dañar alguno de estos vasos.

Hasta ahora, lo más fácilmente tolerada es la
aceleración transversa
, es decir, con la fuerza aplicada en ángulos rectos a través del eje longitudinal del cuerpo, como en la posición de sentado. Los hombres han resistido aceleraciones transversas de hasta 10
g
durante más de 2 minutos en una centrifugadora sin haber llegado a perder la conciencia.

Durante períodos más breves, las tolerancias son mucho mayores. Unos récords asombrosos al sostener muy elevadas desaceleraciones
g
, fueron los conseguidos por el coronel John Paul Stapp y otros voluntarios en las pistas de trineo de la Holloman Air Force Base, en Nuevo México. En su famoso viaje del 10 de diciembre de 1954, Stapp llegó a una desaceleración de 25
g
durante un segundo. Su trineo fue detenido en seco a partir de una velocidad de unos 1.000 kilómetros por hora en sólo 1,4 segundos. Se estimó que esto equivalía a estrellarse con un automóvil contra un muro de ladrillos a 180 kilómetros por hora … Naturalmente, Stapp iba sujeto al trineo de tal forma que se minimizasen las lesiones. Sufrió sólo magulladuras, algunos cardenales y unos penosos dolores en sus amoratados ojos.