Introducció

Els humans podem viure més enllà de la Terra? Podrem, en un futur, viatjar a l'espai i trobar nous llocs on viure?

En altres articles d’aquesta web s’han tractat ja aspectes associats al que ara ens ocupa: la Lluna, el Sol, la Via Làctia i l’Univers conegut [1]. Començarem pel que tenim més a prop: el Sistema Solar.

El Sistema Solar

Al Sistema Solar hi tenim el Sol, vuit planetes (Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú) i , més enllà de Neptú es troba el Cinturó de Kuiper, que, juntament amb els objectes del disc dispers i els del núvol d'Oort, formen el grup dels objectes transneptunians. Al cinturó de Kuiper s’hi troben planetes nans com Plutó — amb el seu principal satèl·lit Caront—, Eris, Makemake i altres, com Haumea. El núvol d’Oort defineix el límit cosmogràfic del sistema solar i la regió de domini gravitatori del Sol.

A més, entre Mart i Júpiter, hi trobem el cinturó principal d’asteroides [2].

En cas de cercar un cos habitable dins el Sistema Solar, ens fixarem en els planetes o en les llunes més grans dels planetes que reuneixin les característiques més adients per a mantenir la vida de la Terra.

La Via Làctia i el Grup Local. L’Univers.

Més enllà del Sol i del Sistema Solar les distàncies es mesuren ja en anys llum (a. ll.) —aproximadament 9.46 bilions de quilòmetres—, ja molt lluny de l’abast de la tecnologia actual dels viatges espacials tripulats.

Les estrelles més properes, són Alfa Centauri i Pròxima Centauri, a una mica més de 4 a. ll. Alfa Centauri és una estrella groga semblant al nostre Sol. Les altres estrelles properes són molt més fredes (de color vermell o marronós).

Aquestes estrelles són les més properes a nosaltres. Tanmateix, la Via Làctia disposa de entre 100 i 200 milers de milions d’estrelles. Amb potser la meitat amb sistemes solars semblants al nostre. És doncs molt probable que hi hagi planetes habitables i fins i tot planetes ja habitats actualment.

Al mateix temps, la Via Làctia està envoltada d’altres galàxies espirals, com Andròmeda (M31), El Triangle (M33) i altres galàxies més petites que, en conjunt, conformen el nomenat Grup Local [3]. Laniakea és el nostre supercúmul local. Podeu visualitzar aquí un vídeo explicatiu de Nature (4 de setembre de 2014) sobre Laniakea.

Si un dia molt llunyà es disposa de la tecnologia adient, podríem explorar aquest immens Univers a la recerca de nous planetes habitables. De moment només ho podem fer de manera virtual, per exemple a mapoftheuniverse.com.

Condicions favorables a la vida

A la Terra, la vida es basa en el carboni i l’aigua [4]. El carboni és un element químic capaç de combinar-se en compostos molt complexos i formar cadenes molt grans, i això és el que permet la diversitat d'aquesta vida.

La major part de l'ADN és compartit en totes les formes de vida de la Terra i és la forma, probablement universal, de transmetre la informació genètica a la descendència.

Els compostos orgànics, a base de carboni, són molt freqüents a la galàxia, tant a les atmosferes de les estrelles com en altres planetes, del nostre sistema solar. També en exoplanetes i en el medi interestel·lar de la galàxia. Materials que són ejectats per les estrelles moribundes. De manera que és molt probable que també sigui així en les galàxies llunyanes i la vida podria ser, per tant, un fenomen comú en tot l’univers.

L’aigua necessita d’una franja molt estreta de temperatura per poder actuar com a dissolvent en els processos bioquímics dels éssers vius en estat líquid. Aquest aspecte condiciona una zona d’habitabilitat, que dependrà, generalment, de la distància del planeta a la seva estrella que permetrà la presència d’aigua en estat líquid.

La distància de la zona d’habitabilitat dependrà en general de la temperatura de l’estrella. Contra més calenta sigui, més lluny serà la zona d’habitabilitat. Si ens situem en el Sistema Solar, la Terra és just en la zona d’habitabilitat i és l’únic planeta que permet la presència d’aigua en estat líquid.

L’estructura i composició interna dels planetes sòlids del Sistema Solar i de la Lluna és molt similar:

  • Una fina escorça exterior formada de silicats lleugers.
  • Un mantell més gruixut format de silicats pesants i materials màfics.
  • Un nucli intern amb materials pesants, principalment ferro i níquel.

Venus, Terra i Mart tenen una mida prou gran per haver aconseguit mantenir una atmosfera gasosa més o menys densa. Molt densa i extensa a Venus i molt més fina a Mart. La composició de l’atmosfera és molt diferent en aquests planetes:

  • Atmosfera de Venus. La seva atmosfera és molt densa, amb ~96 % de CO2, ~3% de N2 i altres gasos, que provoquen un efecte hivernacle molt intens. Conté a més 150 ppm de SO2 i ~20 ppm de vapor d’aigua, formant-se núvols d’àcid sulfúric que en conserven l’hidrogen. L’intens efecte hivernacle provoca una temperatura molt alta (~465ºC), suficient per fondre el plom. La humitat és gairebé nul·la. Venus no té camp magnètic i el vent solar arrossega contínuament els elements més lleugers de l’atmosfera. La pressió en superfície és molt alta, ~9.2 MPa (~92 atm terrestres, l’equivalent a viure a ~900 m sota el mar).
  • Malgrat les condicions extremes a la superfície de Venus, la pressió atmosfèrica i la temperatura entre 50 km i 65 km per sobre de la superfície del planeta és aproximadament la mateixa que la Terra, pel que la seva atmosfera superior de la zona més semblant a la de la Terra en el sistema solar, més semblant a aquesta que la superfície de Mart. A causa de la similitud en la pressió i la temperatura i el fet que l'aire respirable de Venus (21 % d'oxigen, el 78 % de nitrogen) és més lleuger que l'aire, s’ha proposat que l'atmosfera superior podria ser un bon lloc per a l'exploració i colonització. [5]
  • Atmosfera de la Terra. La composició de l’atmosfera és ~78% N2 i ~21% O2 . La pressió, a nivell del mar, és ~1 atm. La temperatura mitjana és ~15ºC. La humitat és variable, amb un cicle de l’aigua i núvols de vapor d’aigua.
  • Atmosfera de Mart. L’atmosfera és molt fina, amb una pressió en superfície de ~0.006 atm (equivalent a ~30 km d’alçada en la Terra), formada per ~95% CO2, ~2.7% N2 i ~1.6% Ar. La temperatura en superfície és molt freda, ~-60ºC [6]. S’hi formen núvols de pols i gel de CO2. La humitat és molt baixa. El subsol conserva encara gel d’aigua. El que el fa potencialment habitable.

Orbitant al voltant del Sol, dins l’espai interplanetari, hi ha multitud de fragments de material sòlid amb una grandària d'entre trenta micròmetres i un metre, són els meteoroides. Al entrar en l’atmosfera terrestre, incidint-hi a velocitat hipersònica, es produeix una llampada com a conseqüència del fregament amb les capes superiors de l’atmosfera. Es produeix així l’anomenat meteor o estrella fugaç. L’energia cinètica del meteoroide es converteixi en energia tèrmica i es volatilitza totalment o parcial. Si una part del material impacta amb la superfície terrestre, s’anomena aleshores meteorit.

L’atmosfera terrestre intercepta diàriament centenars de tones de pols ~mg a entre 35-95 km/s en relació a la Terra.

En el cas de Mart, com que l'atmosfera és molt més tènue, els meteors impactaran amb molta més probabilitat en la seva superfície. A la Lluna, que no disposa d’atmosfera, tots els meteoroides impactaran en la superfície en forma de meteorits. A més, la seva cara oculta, que no està encarada a la Terra, està molt més clivellada de cràters de meteorits.

L’atmosfera, conjuntament amb el camp magnètic terrestre —la magnetosfera—, ens protegeix també de la radiació còsmica i d’una gran part de la radiació ultraviolada de la llum del Sol [7].

Viure a Mart

La curiositat per Mart ve de lluny: el planeta vermell ha alimentat especulacions sobre canals, éssers marcians i futurs colons humans. Avui dia sabem molt més sobre Mart gràcies a les sondes i rovers (“Lunar Roving Vehicle”) enviats, i podem avaluar amb rigor científic fins a quin punt Mart podria ser un planeta habitable.

Actualment Mart és un món hostil per a la vida tal com la coneixem. La seva superfície és àrida, freda i envoltada d’una atmosfera molt fina. No s’hi espera trobar grans organismes vius. Tanmateix, es cerquen indicis de vida passada, en un temps remot, quan Mart era més càlid i humit. Múltiples missions han descobert evidències que fa uns 3.000-4.000 Ma d’anys hi havia a Mart rius, llacs i possiblement un oceà, amb un clima molt més suau i una atmosfera més densa. Condicions que haurien pogut ser favorables per a l’aparició de vida microbiana.

Tanmateix, Mart va perdre el seu camp magnètic global fa milers de milions d’anys, i el vent solar ha anat despullant el planeta de la major part de l’atmosfera i l’aigua superficial. La vida microscòpica podria, però, subsistir encara en racons protegits. Estudis recents suggereixen que potser sota el gel polar o subterrani hi ha ambients on determinats microorganismes extremòfils hi podrien sobreviure. Per exemple, s’ha especulat amb microbis fotosintètics sota capes de gel polsós il·luminades parcialment pel Sol, en petites borses d’aigua líquida. S’ha detectat també metà a l’atmosfera marciana en quantitats ínfimes i de manera estacional, un gas que a la Terra s’associa a processos biològics (tot i que també pot tenir orígens geològics).

De moment no hi ha cap evidència directa de vida present o passada a Mart, però missions com el rover Perseverance continuen cercant bio-signatures antigues en roques sedimentàries del planeta.

Imatge d'un barranc a Mart (regió de Dao Vallis) on el material de color blanc es creu que és gel d’aigua cobert de pols. Investigacions recents apunten que aquest tipus de gel podria fondre’s lleugerament sota la superfície i crear petits espais amb aigua líquida, un entorn potencial per a la vida microbiana. Actualment, l’aigua líquida estable no pot existir a l’exterior de Mart durant gaire temps a causa de la baixa pressió atmosfèrica, però sota el terra gelat o en forma de salmorra protegida podria persistir temporalment. (JPL)

Es pot també plantejar transportar organismes vius de la Terra i investigar si poden prosperar en ambients controlats. Experiments a la Terra amb simulacions de sòl marcià han permès cultivar algunes plantes resistents, mostrant que en hivernacles tancats es podrien conrear aliments a Mart. De fet, qualsevol futura colònia humana depèn de biomes artificials: habitatges pressuritzats on humans, plantes i bacteris convisquin reciclant aire, aigua i nutrients. Mart ofereix alguns recursos bàsics (com aigua en forma de gel i CO2 abundant a l’aire per a la fotosíntesi) que podrien aprofitar-se en aquests ecosistemes tancats.

Mart és essencialment un desert fred i sec, amb clima extrem. L’aigua líquida no pot mantenir-se estable a la superfície perquè la baixa pressió fa que bulli o es congeli ràpidament. Només en condicions especials pot existir com a aigua salada (salmorra) durant curts períodes de temps. La NASA ha confirmat que existeix aigua en forma de gel just sota la superfície a les altes latituds i als pols, i possiblement en forma de brins salobres que flueixen estacionalment per alguns pendents i parets de cràters. Aquestes traces fosques temporals observades per satèl·lit suggereixen que petites quantitats de salmorra poden lliscar pendent avall a l’època més càlida, tot i que estudis recents debaten si és realment aigua líquida o només sorra humida que es mou. En el passat remot, les proves geològiques dels rovers Opportunity, Curiosity i Perseverance apunten a un Mart antiga ric en aigua líquida: s’hi han trobat minerals argilosos, llits sedimentaris amb estratificació creuada i dipòsits que només es formen en presència d’aigua, confirmant que Mart va tenir llacs i rius estables fa milers de milions d’anys.

En termes climàtics, Mart té estacions com la Terra (perquè l’eix de Mart està inclinat ~25º, similar al nostre). Tanmateix, les estacions marcianes duren gairebé el doble, ja que un any a Mart equival a uns 687 dies terrestres.

Un fenomen meteorològic destacat de Mart són les tempestes de pols. Els vents marcians, tot i ser febles per la baixa densitat de l’aire, poden aixecar la fina pols del sòl i enfosquir el cel. De vegades es formen tempestes globals que cobreixen tot el planeta amb un vel opac de pols durant setmanes. Després d’aquests episodis, poden passar mesos fins que la pols es dipositi del tot. Mart també presenta núvols prims de gel d’aigua a gran alçada i, ocasionalment, febles remolins (diables de pols) que es poden veure travessant les planures.

Els reptes

  • En primer lloc, la distància. Mart es troba, de mitjana, a uns 225 milions de km de la Terra (1,5 UA). En el millor dels casos –quan els planetes estan en una configuració òptima– la distància mínima és d’uns 55 milions de km. Fins i tot així, una nau convencional tarda al voltant de 6 a 9 mesos en fer el viatge d’anada. Les oportunitats de llançament òptimes només es produeixen aproximadament cada 26 mesos, quan la geometria Terra-Mart és favorable. Això significa que els viatgers a Mart han d’esperar llargs períodes: un equip humà que anés a Mart possiblement hauria de romandre-hi més d’un any (fins que la Terra i Mart tornessin a estar alineats per al retorn) o fins i tot plantejar una estada indefinida. A més, la gran distància comporta un retard en les comunicacions: els senyals de ràdio triguen entre 3 i 22 minuts a anar de Mart a la Terra, segons la posició. En conseqüència, els astronautes no podrien rebre ajuda immediata del control de missió; haurien de ser força autònoms i resoldre problemes pel seu compte sobre el terreny.
  • Altra repte crític és l’exposició a la radiació fora de la protecció del camp magnètic terrestre. Tant durant el viatge interplanetari com a la superfície de Mart, els éssers humans s’enfrontarien a nivells elevats de radiació còsmica (raigs galàctics d’alta energia) i radiació solar (partícules de vent solar i tempestes solars). Segons dades de la missió europea ExoMars, un viatge de sis mesos cap a Mart podria exposar un astronauta a almenys un 60% de la dosi de radiació màxima recomanada per a tota la seva carrera professional. El viatge complet superaria el límit de seguretat de radiació establert per les agències espacials, amb risc de càncer, dany cerebral, cataractes i altres efectes degeneratius en la salut humana. Per tant, qualsevol missió tripulada a Mart haurà d’incloure protecció contra la radiació: tant les naus com els hàbitats marcians necessitaran escuts o materials que absorbeixin partícules (per exemple, parets gruixudes, aigua o plàstics rics en hidrogen, i fins i tot utilitzar el sòl marcià com a escut cobrint els mòduls habitats). Malgrat aquestes mesures, planificar estades prolongades a Mart implica assumir dosis de radiació més altes que a l’Estació Espacial Internacional o en missions a la Lluna, cosa que limita la durada segura de les missions.
  • La temperatura extrema i la falta d’oxigen obliguen a portar vestits pressuritzats per sortir a l’exterior.
  • La gravetat de Mart és un 38% la de la Terra; això podria semblar un avantatge (un humà de 80 kg allà en pesa uns 30 kg, facilitant la mobilitat i transport de càrregues), però la permanència prolongada en gravetat baixa pot provocar pèrdua de massa òssia i muscular. Caldrà investigar i aplicar contramesures (exercici intens, potser hàbits rotatoris que generin pseudo-gravetat, etc.) per mantenir la salut física.
  • També s’ha de tenir en compte l’aïllament i la salut mental: una tripulació vivint en hàbitats estrets durant anys, a milions de quilòmetres de casa, sota estrès constant, requerirà suport psicològic i una acurada selecció i preparació. La coordinació en equip, els sistemes de comunicació retardats i la impossibilitat d’evacuació d’emergència són factors de risc que s’hauran de minimitzar amb entrenament i procediments autònoms robustos.
  • Un cop a Mart, els colons hauran de ser tan autosuficients com sigui possible. Portar subministraments des de la Terra és car i poc pràctic a llarg termini, de manera que serà vital aprofitar els recursos marcians in situ. S’haurà d’extreure aigua del sòl o del gel subterrani marcià per beure, cultivar plantes i obtenir oxigen i hidrogen. De fet, el rover Perseverance ja porta un instrument experimental (MOXIE) que extreu oxigen del CO₂ de l’aire marcià mitjançant un procés electroquímic. En el futur, versions a gran escala de tecnologies com MOXIE podrien proporcionar oxigen respirable i també oxigen líquid per a combustible de coets. Un altre recurs és el CO₂ mateix: combinat amb hidrogen (derivat de l’aigua) es pot produir metà mitjançant la reacció de Sabatier, obtenint combustible in situ per al retorn o per a vehicles a Mart. Pel que fa als aliments, caldria construir hivernacles on conrear vegetals; Mart ofereix llum solar (aproximadament la meitat de la intensitat que a la Terra) i amb l’aigua i els nutrients adequats es podria produir part del menjar, reduint càrregues des de la Terra.
  • Finalment, establir un assentament humà permanent a Mart requerirà portar o construir hàbitats segurs i funcionals. Enviaments inicials podrien desplegar mòduls inflables o prefabricats similars a grans versions dels mòduls de l’Estació Espacial. Aquests hàbitats hauran de mantenir una atmosfera pressuritzada similar a la terrestre a l’interior, a una temperatura confortable i amb sistemes de suport vital de cicle tancat (reciclar l’aire, aigua i residus). Com que l’entorn extern és tan perillós, probablement els primers refugis s’establiran parcialment sota terra o coberts amb una capa de regolita marciana per aïllar de la radiació i dels extrems tèrmics. La construcció en lloc podria fer-se amb l’ajut de robots: per exemple, impressores 3D que fabriquin estructures a partir del sòl de Mart barrejant-lo amb aglutinants. NASA ja ha impulsat concursos de disseny d’hàbitats marcians impresos en 3D, i alguns conceptes utilitzen materials locals com el gel d’aigua o el basalt triturat per crear estructures robustes. Aquests esforços anticipen com podria ser viure a Mart, però cal una gran quantitat de desenvolupament tecnològic perquè un assentament humà autosuficient esdevingui realitat.

Terraformació i models d’hàbitats artificials

Donades les condicions extremes de Mart, una idea que sovint es planteja, tant en la ciència-ficció com en cercles d’investigació, és la terraformació: transformar Mart de manera global perquè esdevingui un entorn més similar al de la Terra, on els humans puguin viure a l’exterior sense suport vital complex. És això possible en la realitat? En teoria, terraformar Mart implicaria escalfar el planeta i engrossir la seva atmosfera amb gasos d’efecte hivernacle fins assolir pressions i temperatures suficients per mantenir aigua líquida estable. També caldria introduir oxigen a l’aire (per mitjà de plantes o processos químics) i protegir el planeta de la radiació solar, possiblement amb un camp magnètic artificial. Les propostes concretes van des d’alliberar el CO₂ atrapat als casquets polars i en minerals del sòl (per exemple detonant explosius nuclears sobre els pols, una idea polèmica suggerida per Elon Musk), fins a importar gasos d’efecte hivernacle artificials molt potents (com clorofluorocarburs fabricats en factories marcianes) o fins i tot col·lisionar asteroides rics en gel contra Mart per aportar gas i aigua addicionals. Un altre concepte discutit per científics de la NASA és situar un gran imant (camp magnètic) al punt L1 de Mart per desviar el vent solar i permetre que l’atmosfera marciana es reconstrueixi gradualment.

Tanmateix, no es disposa actualment ni dels recursos ni de la tecnologia per terraformar Mart en un futur proper. Una investigació del 2018 del equip científic de la sonda MAVEN de la NASA va quantificar tot el CO2 accessible a Mart (als gels polars, en minerals carbonats, adsorbit al sòl, etc.) i va concloure que, fins i tot alliberant-lo totalment, la pressió atmosfèrica només assoliria al voltant d’un 7% de la terrestre – un augment insuficient per crear escalfament significatiu o perquè l’aigua líquida no bulli immediatament. Altres estimacions independents arriben com a molt a un 10-14% de la pressió terrestre i uns +10 ºC de temperatura mitjana addicionals, encara lluny del necessari. En resum, no hi ha prou gasos atrapats a Mart per fer-lo habitable simplement “descongelant-lo”. S’hi hauria d’afegir una quantitat enorme de gasos de novo. De fet, segons els experts, caldria injectar més diòxid de carboni i altres gasos d’efecte hivernacle dels que la humanitat ha emès en tota la seva història a la Terra per aconseguir canvis substancials. A més de no ser factible amb la tecnologia actual, el procés seria lent (segles o mil·lennis) i presentaria riscos ambientals i ètics considerables. Per exemple, “nuclearitzar” els pols podria tenir conseqüències impredictibles i els gasos CFC són destructors de la capa d’ozó (si n’hi hagués) i molts són de vida curta. En definitiva, la terraformació de Mart és, ara com ara, una idea teòrica molt llunyana de la pràctica.

A curt i mitjà termini, l’opció realista per habitar Mart és construir hàbitats artificials pressuritzats on crear ambients similars als de la Terra en zones limitades. Aquests hàbitats podrien ser cúpules, mòduls o fins i tot coves excavades al subsol marcià. Un exemple de disseny conceptual és la “Mars Ice Home” proposada per investigadors de la NASA: una cúpula inflable envoltada per una gruixuda capa de gel d’aigua transparent, que actuaria com a escut contra la radiació alhora que deixaria passar la llum per als residents. O el projecte NUWA dissenyat per Guillem Anglada-Escudé, el descobridor de l’exoplaneta Pròxima b. Projecte que va ser elegit per la Mars Society com un dels deu models més factibles l’any 2020.

En aquests models d’hàbitats artificials, es recrea un microclima controlat: temperatura agradable, aire respirable amb oxigen, pressió al voltant d’1 atm, i protecció contra la radiació i la pols. Les parets poden ser multicapa (materials estructurals, aïllament, escut contra radiació). Es podria utilitzar el propi terra de Mart com a material de construcció: ja sigui compactant maons de regolita, imprimint estructures 3D amb una barreja de sòl i polímers, o cobrint els habitats inflables amb sacs de sorra marciana. Un cop establerts aquests refugis, els colons podrien viure relativament còmodes a l’interior, traient profit de llum solar per a plaques solars i hivernacles. Caldrà també proporcionar energia fiable: Mart rep menys llum solar i té nits llargues (i tempestes de pols ocasionals), així que l’energia solar haurà de complementar-se possiblement amb reactors nuclears de mida petita que assegurin electricitat contínua. De fet, la NASA ja ha provat prototips de reactor de fissió (projecte Kilopower) pensats per a bases lunars o marcianes.

Un aspecte clau dels hàbitats és el suport vital regeneratiu. A diferència de les primeres missions Apolo a la Lluna (estades curtíssimes amb subministraments d’usar i llençar), a Mart es pretén romandre llarg temps. Això implica reciclar al màxim l’aire i l’aigua: sistemes de filtres químics i membranes per treure el CO2 i reintroduir-hi oxigen (possiblement amb ajuda de plantes o algues fotosintètiques), destil·lar i purificar l’orina i altres aigües residuals per rebeure-les, i compostar els residus orgànics per fertilitzar cultius. Els vegetals jugaran un doble paper: generaran part de l’oxigen i serviran d’aliment, a més de contribuir al benestar psicològic dels habitants amb verd a l’entorn. Diversos experiments en hivernacles tancats a la Terra (com el projecte BIOS-3 o l’estació Biosphere 2) i a l’Estació Espacial Internacional han anat millorant aquestes tècniques de suport vital tancat, tot i que encara no s’ha assolit una autonomia completa sense subministraments periòdics.

Viure a Europa, la lluna de Júpiter

Europa, una de les llunes galileanes de Júpiter, és lleugerament més petita que la Lluna de la Terra, amb un diàmetre d’uns 3100 km. A primera vista sembla un món fred i inert, amb una superfície brillant, blanca i coberta de gel. Tanmateix, gràcies a les dades recollides per les sondes Voyager, Galileo i altres missions, sabem del cert que conté un immens oceà líquid sota el gel.

L’oceà subterrani es mantindria en estat líquid gràcies a l’energia de marea generada per Júpiter. Europa gira molt a prop del planeta gegant, i les seves forces gravitatòries l’estiren i el comprimeixen lleugerament de manera constant. Aquest moviment intern genera fricció i escalfa l’interior de la lluna, mantenint l’aigua en estat líquid sota una capa de gel que es calcula entre 10 i 30 km de gruix.

Aquest oceà subterrani podria tenir fins a 100 km de profunditat. Més gran que tots els oceans de la Terra junts. A més, les observacions suggereixen que és salat. Potser conté elements químics dissolts com el sodi, el magnesi i el carbonat, provinents de reaccions amb el nucli rocós del satèl·lit. Aquest fet seria crucial, perquè implicaria interacció entre l’aigua i la roca, un factor clau per a l’aparició de vida.

Recordem que l’existència de vida precisa de tres factors essencials: aigua líquida, una font d’energia i molècules orgàniques i Europa en podria tenir els tres:

  • La presència d’un oceà líquid és àmpliament acceptada. Com a font d’energia, a part de l’escalfament per marea, es creu que el fons oceànic d’Europa podria albergar també fonts hidrotermals, semblants a les que existeixen a les dorsals oceàniques de la Terra. Aquestes estructures submarines emeten calor i compostos químics que poden alimentar ecosistemes rics i complexos, fins i tot en absència de llum solar.
  • Pel que fa als components orgànics, encara no s’ha confirmat la seva presència, però es creu possible que hagin arribat a través de cometes o meteorits, o bé s’hagin generat mitjançant processos geoquímics dins del nucli. De fet, una part de l’interès científic per Europa rau en la possibilitat que hi hagi vida microbiana similar a la que trobem en ambients extrems a la Terra.

Tot i el seu gran potencial astrobiològic, habitar Europa seria molt més complicat que viure a Mart. Per començar, es troba molt més lluny de la Terra: una missió cap a Júpiter pot trigar diversos anys a arribar-hi. A més, Europa es troba dins la potent magnetosfera de Júpiter, que atrapa partícules carregades provinents del vent solar. De manera que la superfície d’Europa rep nivells de radiació letals per a l’ésser humà, molt superiors als que es poden tolerar sense protecció.

A més, les temperatures a la superfície són extremadament baixes, amb una mitjana de ~–160 °C, i la seva fina atmosfera (composta principalment d’oxigen molt tènue) no ofereix cap protecció. Per tant, qualsevol missió tripulada hauria de comptar amb sistemes d’aïllament tèrmic, escuts de radiació i hàbitats pressuritzats, probablement enterrats sota el gel per evitar-ne l’exposició.

També s’hauria de perforar la capa de gel fins arribar a l’oceà subterrani. El que exigiria tecnologies avançades: trepants robòtics, sondes criogèniques o fins i tot petits submarins automatitzats. Aquest tipus d’enginyeria encara és experimental, però projectes com Enceladus Life Finder o l’europeu JUICE poden assentar les bases per a futures missions.

La sonda Europa Clipper (2024), arribarà a Júpiter cap al 2030. Allà orbitarà Júpiter i sobrevolarà Europa més de 40 vegades. Els seus instruments analitzaran el gel, mesuraran el camp magnètic (clau per inferir la profunditat de l’oceà) i buscaran possibles fuites d’aigua a l’espai. Si es detecten plomalls d’aigua com els que s’han vist a Encèlad (una lluna de Saturn amb oceà), s’hi podrien recollir-se mostres sense haver d’aterrar-hi.

Per part de l’Agència Espacial Europea, la missió JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) (2023) estudiarà tant Europa com altres llunes glaçades, com Ganimedes i Cal·listo.

Ambdues missions proporcionaran dades claus sobre l’habitabilitat dels mons gelats, cada cop més centrals en l’astrobiologia moderna.

La vida a Tità, la lluna de Saturn

Tità, és la lluna més gran de Saturn. La única lluna coneguda amb una atmosfera densa i estable, i l'únic lloc, a part de la Terra, on hi ha líquids estables a la superfície. Però aquests líquids no són d’aigua, sinó d’hidrocarburs com el metà i l’età. Aquest fet converteix Tità en un món únic, amb un cicle del metà semblant al cicle de l’aigua de la Terra.

La nau Cassini-Huygens va explorar el sistema de Saturn entre 2004 i 2017 i ens va oferir una nova visió de Tità. Aquesta lluna és gairebé tan gran com el planeta Mercuri, amb uns 5.150 km de diàmetre. Està envoltada per una atmosfera densa, groguenca i rica en nitrogen, amb un 1,5 bar de pressió (lleugerament superior a la de la Terra).

El més sorprenent és que la superfície de Tità presenta paisatges familiars en un entorn completament estrany: rius, llacs, dunes, muntanyes i pluges. Però la temperatura mitjana és de –179 °C, i els líquids que hi flueixen no són aigua sinó metà i età líquids. Aquesta química basada en hidrocarburs crea un entorn radicalment diferent. Un laboratori natural per estudiar formes alternatives de vida.

S’ha plantejat la possibilitat d’existència de vida a Tità, una vida adaptada a solvents com el metà líquid en comptes de l’aigua.

A la superfície, la vida basada en aigua sembla molt improbable. Però hi ha indicis que sota la gruixuda escorça gelada de Tità s’amaga un oceà subterrani d’aigua salada, com a Europa o Encèlad. Aquest oceà, escalfat per forces de marea i/o radioactivitat interna, podria oferir condicions més similars a les de la Terra: aigua líquida, pressió, energia i compostos orgànics provinents de la superfície. A més, la rica química atmosfèrica de Tità —amb molècules com l’acetilè, el cianur d’hidrogen i altres hidrocarburs— proporciona una gran varietat de molècules precursores de la vida.

El 2015, investigadors de la NASA van proposar la possibilitat de membranes cel·lulars alternatives fetes de materials com l’acrilonitril, presents a l’atmosfera de Tità. Aquestes membranes podrien funcionar en ambients no aquosos, obrint la porta a formes de vida totalment diferents a les terrestres.

Tità és malauradament un lloc extremadament inhòspit per als humans. A part de les baixíssimes temperatures, l’atmosfera no conté oxigen i és molt rica en nitrogen i metà. A més, el Sol des de Tità apareix com una estrella brillant, però feble: només rep un 1% de la llum solar que rep la Terra.

Tanmateix, l’espessa atmosfera protegeix la superfície de la radiació, cosa que diferencia Tità de llocs com Europa o la Lluna. Això fa que una colònia subterrània no sigui imprescindible des del punt de vista radiològic, i es podrien construir hàbitats a la superfície, amb protecció tèrmica i atmosferes artificials.

La densitat de l’atmosfera i la gravetat relativament baixa (0,14 g) farien que volar amb ales o drons fos extraordinàriament eficient. Un humà amb ales artificials podria, en teoria, volar batent les ales. Fet que inspira missions com Dragonfly, un dron volador de la NASA que té previst explorar Tità a partir de 2034.

El 2027 està previst el llançament de la missió Dragonfly, que arribarà a Tità cap a 2034. Es tracta d’un octocòpter nuclear, un dron amb vuit hèlixs alimentat per un generador de radioisòtops, que es desplaçarà volant per la superfície de Tità, explorant diferents zones a la recerca de compostos orgànics complexos i possibles indicis de vida. Analitzarà la composició química de la superfície, mesurarà les condicions meteorològiques i intentarà esbrinar si Tità ha pogut —o pot encara— albergar alguna forma de vida. Aquesta missió marcarà un abans i un després en l’exploració de llunes amb potencial d’habitabilitat.

Imaginar una colònia humana a Tità és encara una proposta de ciència-ficció, però no impossible a llarg termini. El metà i l’età de la superfície podrien servir com a fonts d’energia (combustible per a motors o reactors). L’aigua gelada abundant, combinada amb tecnologia avançada, podria permetre la producció d’oxigen i hidrogen.

Tot i la llunyania (Tità es troba a uns 1.400 milions de quilòmetres de la Terra), la seva atmosfera protectora, la presència de recursos locals i l’estabilitat climàtica relativa el converteixen en un candidat atractiu per a futurs assentaments humans automàtics o semi-habitats científics.

La Lluna com a plataforma avançada

La Lluna és el que tenim més a prop. Ja s’ha trepitjat en diverses ocasions i recollit grans quantitats de mostres.

Al voltant de la Terra es disposa de l’Estació Espacial Internacional, orbitant de manera estacionària a uns 360 quilòmetres d’alçada, amb presència humana permanent des de l’any 2005, amb estades temporals d’astronautes de diferents països del Món.

L'Agència Espacial Europea (ESA), juntament amb altres universitats i altres estaments científics, i entre ells la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), tenen un projecte que es diu MELiSSA, una planta pilot, precisament a la UAB, des del 2009. El programa experimenta la creació d’un ecosistema tancat i autosostenible. L’objectiu és exportar els resultats a un hàbitat estable en la Lluna o Mart. Un model que ja s’experimenta actualment en l’Estació Espacial Internacional.

El 20 de juliol de 1969, l’Apollo XI du els primers homes a la Lluna [8], amb l’objectiu, a llarg termini en aquell moment, d’instal·lar-hi una base estable.

L’any 2017 s’inicia el programa ARTEMIS, amb l’objectiu de tornar a trepitjar la Lluna, des de l’Apollo XVII l’any 1972. L’any 2022 es llença la nau Artemis I, no tripulada. L’objectiu del programa és enviar la nau tripulada Artemis II l’any 2026; l’Artemis III, que allunarà entre el 2027 i el 2028; l’Artemis IV amb la Lunar Gateway —una estació espacial permanent en òrbita lunar—; l’Artemis V, amb l'ESPRIT de l'ESA i el Candarm3 de Canadà, a començaments de 2030; i la missió Artemis VI a començaments de 2031. Posteriorment, es preveu que segueixin missions i allunatges addicionals amb una periodicitat anual.

De manera que els següents viatges serien de la Terra cap a l’estada prèvia a la Lunar Gateway i posteriorment a la superfície de la Lluna amb una llançadora. Amb l’objectiu final d’instal·lar-hi una base permanent.

Fonts consultades

 

Jordi Coll Vera - 2025


[2]
Altres grups d’asteroides al Sistema Solar són els Hildas, els Troians (camp grec) i els asteroides propers a la Terra.
[3]
Imatges de mida gran a cseligman.com.
[5]
LANDIS, Geoffrey A. (20023) Colonization of Venus. AIP Conf. Proc. 654, 1193–1198
[6]
La temperatura pot ser de ~20 ºC al migdia de l’estiu a l’equador i baixar fins a –153 ºC durant la nit polar d’hivern. La fina atmosfera fa que la calor solar escapi ràpidament. En un migdia a l’equador pot haver-hi una diferència notable entre els peus i el cap d’un astronauta: prop del terra pot semblar un dia suau de primavera (~24 ºC), mentre que a l’altura del cap seria prop de 0 ºC, degut a l’estrat tèrmic poc homogeni.