Cómo se esteriliza una nave que debe viajar a Marte

Uno de los mayores peligros de la exploración de Marte es la contaminación con microorganismos de origen terrestre. El planeta rojo posee enormes reservas de hielo subterráneo y unas temperaturas no demasiado gélidas que en teoría pueden garantizar la supervivencia de muchas formas de vida procedentes de nuestro planeta. Por este motivo, cualquier sonda espacial enviada a Marte debe ser esterilizada previamente. ¿Cómo? Veámoslo.

Un técnico recoge muestras del escudo térmico de Curiosity para asegurarse de que ha sido convenientemente esterilizado (NASA).

Para empezar, conviene señalar que la contaminación de otros mundos con microorganismos terrestres es un tema muy serio que preocupa a la comunidad científica internacional. La NASA cuenta incluso con la Oficina de Protección Planetaria, encargada de dictar las normas de esterilización de los vehículos espaciales que estudian los cuerpos del Sistema Solar potencialmente habitables (Marte, Europa, Encélado, Titán, etc.). En este caso, ‘habitable’ hace referencia obviamente a las formas de vida terrestres. Todas las misiones a Marte han sido esterilizadas -sí, incluyendo las sondas Mars soviéticas-, aunque los estándares han variado con el tiempo. Cuando se lanzaron las misiones Viking todavía se pensaba que la superficie de Marte podía ser habitable y los procedimientos de esterilización fueron extremadamente concienzudos. Tras comprobar que el Marte actual no es precisamente un paraíso para la vida, estos requisitos se rebajaron, sólo para volver a aumentar recientemente ante la evidencia de la existencia de grandes reservas de hielo subterráneo y de la presencia temporal de agua líquida en algunos lugares de la superficie.

De acuerdo con la Oficina de Protección Planetaria, existen cinco categorías de misiones según el peligro de contaminación biológica. Las categorías I y II abarcan todo tipo de misiones a cualquier lugar del Sistema Solar donde exista nulo o poco riesgo de contaminación por parte de microorganismos terrestres (Dawn, MESSENGER, etc.). La Categoría III afecta a sondas que sobrevuelen u orbiten lugares con un riesgo potencial de contaminación (Galileo o Cassini), mientras que la Categoría IV queda reservada para sondas de superficie que estudien esos mismos lugares. Huelga decir que todas las misiones a Marte, Europa o Encélado son de Categoría III o IV. La Categoría IV está dividida a su vez en tres subcategorías: IVa, IVb y IVc, de menor a mayor riesgo de contaminación. En el caso de Marte, la Categoría IVb está reservada a misiones que estudien regiones donde pudo surgir la vida sobre el planeta rojo, mientras que la IVc incluye aquellas sondas que exploren lugares donde pueda haber agua líquida en la actualidad. Por último, la Categoría V engloba las sondas que traigan muestras de cualquier punto del Sistema Solar a la Tierra (en este último caso el objetivo es evitar una posible contaminación por parte de organismos alienígenas). Dependiendo de las características de una misión determinada, una misma misión puede recibir varias categorías al mismo tiempo en función de los objetivos que estudie.

El rover Curiosity, al igual que Spirit y Opportunity, es una misión de Categoría IVa, es decir, de alto riesgo de contaminación, aunque no el máximo. Por ello es esencial asegurar una adecuada esterilización del vehículo. No obstante, eliminar todos los microorganismos que pueda transportar un vehículo espacial no sólo es imposible, sino que se trata de un requisito que entra en conflicto con otros parámetros de la misión. Al ser de Categoría IVa, la Oficina de Protección Planetaria permitió que Curiosity fuera lanzado con un máximo de medio millón de ‘esporas bacterianas’ en todo el sistema de vuelo (el rover propiamente dicho, la etapa de descenso, el escudo térmico, etc.). Las esporas bacterianas son muchísimo más resistentes que las bacterias normales, de ahí que se consideren un estándar a la hora de certificar la esterilización de un medio.

Las partes exteriores son las más susceptibles de contaminar la superficie de Marte, por lo que en realidad el requisito anterior es más estricto en estas zonas. Como resultado, el rover, el paracaídas y la cubierta trasera del escudo térmico (backshell) no pueden albergar más de 300 000 esporas bacterianas y su densidad no debe superar en cualquier caso las 300 esporas por metro cuadrado. Esta última condición garantiza que no se pueda lanzar una sonda que cumpla teóricamente con la normativa y que sin embargo transporte todas las esporas en un único lugar de la nave. Además, puesto que el escudo térmico y la etapa de descenso de Curiosity fueron diseñados de tal forma que resultaba muy probable que se rompiesen al impactar contra el suelo de Marte, se decidió que no más de 200 000 esporas deberían viajar en estas partes del vehículo.

Pero, ¿cómo se garantizan estos niveles de esterilización? Pues mediante dos técnicas muy simples. La primera consiste en limpiar repetidamente las superficies de la nave con alcohol y otros disolventes, mientras que la segunda pasa por calentar el equipo hasta temperaturas lo suficientemente altas. Los técnicos encargados de montar la nave se encargan de esterilizar las superficies regularmente con alcohol, mientras que las piezas y equipos capaces de soportar altas temperaturas -no todos- se calientan a temperaturas que oscilan entre los 110º C y los 146º C durante largos periodos de tiempo (con un máximo de 144 horas). La temperatura y la duración del ‘horneo’ dependerá del instrumento o parte de la nave. Por ejemplo, la mayoría de componentes del instrumento español REMS de Cusiosity fue calentada a 110º C durante 50 horas. Los elementos de la nave que contengan dispositivos electrónicos que no se pueden limpiar con alcohol ni someter a elevadas temperaturas deben permanecer sellados y disponer de filtros para evitar que los microbios del interior puedan salir fuera. Como comparación, las sondas de aterrizaje Viking fueron calentadas a 125º C durante cinco horas después de haber limpiado todas sus superficies con disolventes. A continuación, ambas sondas se introdujeron en un ‘contenedor biológico’ y fueron lanzadas dentro de los mismos, evitando cualquier posible contaminación durante el traslado a la rampa y el lanzamiento. Para las futuras sondas marcianas de Categoría IVc -como el rover de 2020-, la NASA está estudiando nuevas técnicas de esterilización, como por ejemplo usar peróxido de hidrógeno gaseoso, óxido de etileno o radiación gamma.

Antes del lanzamiento, el equipo de protección planetaria se encarga de tomar muestras de microorganismos en la nave para asegurarse de que se han cumplido con los protocolos de esterilización. Por supuesto, además de usar alcohol y altas temperaturas, la sonda debe almacenarse en una habitación limpia que sigue unos protocolos de contaminación de por sí muy estrictos. Para las partes más delicadas, como el sistema de adquisición de muestras de Curiosity -el taladro y brazo robot- esto es insuficiente, así que durante el almacenamiento estas partes se cubrieron con filtros HEPA capaces de eliminar el 99,97% de las partículas con un tamaño superior a las 0,3 micras.

Rover Curiosity (NASA).

Ser un robot de Categoría IVa es muy duro. No vale con que te bañen en alcohol y te metan dentro de un horno a cachos. El equipo de Curiosity tuvo además que elegir una zona de aterrizaje en el cráter Gale que no tuviese agua o hielo de agua a menos de un metro de profundidad. De esta forma, en caso de accidente el calor del generador de radioisótopos (MMRTG) de Curiosity no sería aprovechado por las pequeñas bacterias terrestres para medrar en la superficie marciana. Como última medida de protección, se desvío la etapa de ascenso Centaur para evitar que pudiese chocar con el planeta rojo tras alcanzar la velocidad de escape terrestre. Como cualquier otra misión de Categoría III o IV, la probabilidad de que cualquier elemento del vehículo de lanzamiento pueda chocar con Marte en los próximos cincuenta años es inferior a 0,0001.

En el caso de Curiosity, las medidas de esterilización fueron tan rigurosas que se convirtió en la sonda más ‘limpia’ -biológicamente hablando- desde el lanzamiento de las Viking en los años 70. Curiosity llevaba en las superficies exteriores no más de 56 400 esporas bacterianas, mientras que en el interior las partes cerradas no metálicas transporta menos de 181 000 esporas (las partes no metálicas no se pueden esterilizar tan fácilmente y de ahí el alto número de esporas).

Puede que todo esto parezca muy fácil, pero no lo es en absoluto. El personal de la Oficina de Protección Planetaria encargado de supervisar las medidas de descontaminación biológica se tuvo que enfrentar en numerosas ocasiones al equipo de la misión de Curiosity para asegurarse de que se cumplían los protocolos. La hostilidad entre ambos grupos alcanzó cotas bastante elevadas y las malas lenguas indican que en un par de ocasiones se intercambiaron algo más que palabras. De hecho, el equipo de Curiosity no respetó las normas de la Oficina de Protección Planetaria varias veces. En una ocasión se manipularon las puntas de reserva del taladro tras haber sido esterilizadas e incluso una de ellas se instaló en el taladro del rover para realizar pruebas, violando el protocolo de descontaminación. Las ruedas del rover también se sacaron de las bolsas en las que se almacenaron tras ser esterilizadas y, después de darse cuenta del fallo, sólo se cubrió la zona exterior de las mismas.

Tras estos incidentes, el cabreo de la Oficina de Protección Planetaria fue tal que, a tan sólo dos semanas para el lanzamiento, decidió redactar un informe señalando que la misión no cumplía con las características de esterilización requeridas para una misión de Categoría IVc, que era la prevista para Curiosity en un principio (similar a la categoría de las misiones Viking). El cambio de categoría era toda una anomalía en la historia de la exploración espacial y si la NASA hubiese optado por aplicar sus propias reglas el lanzamiento debería haber sido aplazado hasta que se demostrase el cumplimiento de los protocolos de esterilización. Convenientemente, justo entonces la agencia espacial decidió rebajar la categoría de la misión, de IVc a IVa. Según la NASA, las características del cráter Gale hacían menos probable la contaminación biológica de la zona, haciendo innecesario una categoría de seguridad tan alta. En las Categorías IVb y IVc, la cantidad de esporas que puede llevar la nave en las zonas en contacto con la superficie no puede ser superior a 30 (como vemos, un requisito mucho más estricto que para las misiones IVa). Pero esta rebaja de categoría no salió gratis. Debido a las brechas en el protocolo de descontaminación, los datos del instrumento SAM son ahora menos fiables a la hora de detectar posibles sustancias orgánicas en Marte. Si Curiosity detecta mañana una molécula orgánica, ¿será de origen marciano o se tratará por el contrario de una muestra de contaminación terrestre transportada hasta Marte?

Si me has seguido hasta aquí, querido lector, a estas alturas espero que quede claro que descontaminar una nave marciana no es un proceso trivial. Y si esto ocurre con asépticos robots de metal y plástico, no me quiero imaginar la pesadilla que supondrá certificar la seguridad biológica de una misión tripulada en el futuro.


40 Comentarios

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Jon Mikel

Tengo entendido que alguien en una sonda lunar estornudó y años mas tarde la misión apollo 12 recogio las bacterias, que por cierto habian sobrevivido. Si son capaces de sobrevivir en la luna no quiero ni pensarlo en Marte. Creo que al final algo acabará contaminado

AnonymousAnonymous

Asi es , fue una neve Surveyor , sin tripulacion, que descendio en la Luna en 1967 ,luego de mas de dos años , la Apolo 12 ,con los astronautas Conrad y Beam , extrayeron piezas de la Srveyor y al ser analizadas en Tierra , se observo que microorganismos habian sobrevivido temperaturas de + 140 grados a –150 grados ,a la radiacion UV y solar y al vacio lunar.-

Jimmy Murdok

Mil gracias por ser tan reactivo respecto a los comentarios que salieron en el artículo sobre la sonda a Europa. Muy buen artículo, los detalles sobre las puyas internas de la NASA me han sorprendido. Esta misma burocracia que tanto criticamos en ciertos casos es muy necesaria.

Será un drama tener que decidir entre mantener Marte en su estado natural y el apremio del ser humano por colonizar y inevitablemente modificar/contaminar el planeta se empieze a habitar en él. En cualquier caso espero que la discusión llegue bien pronto.

Jose

Entonces, ¿es posible que se estén dejando de visitar, lugares interesantes en Marte, solo por el hecho de no contaminarlos?

Si es así, me parece algo ridículo, en unos cuantos años cuando realmente sea posible un viaje tripulado a Marte, con estancia prevista para un tiempo prolongado, se tendrán que dejar esas cosas de un lado, o de lo contrario, avanzaremos a paso de caracol. ¿Que se ara con los residuos generados por los astronautas, en cualquier lugar fuera de la Tierra, como la Luna o Marte?. ¿Se tendrá que esterilizar todo?

kemdaskemdas

Por supuesto la unica forma de habitar Marte, seria en una especie de ciudad o instalación burbuja, o terraformar el planeta, puesto que no tenemos esa tecnología no iremos todavia, y de ir a una instalación burbuja, todo lo que haya dentro podria estar contaminado pero nada de lo que haya fuera debería estarlo, por lo que para la exploración y paseos, habría que usar traje que puede descontaminarse al menos en cierto nivel, en una cámara estanca antes de acceder al terreno.

La razón por la que se hace esto, no solo es evitar la contaminación del planeta, sino para evitar encontrar rastros de vida que resulte ser nuestra propia basura, o que esta elimine la vida original. Y por último, no sabemos como reaccionarían todos estos contaminantes bacteriológicos o víricos en otro entorno tan diferente a la tierra, donde podrían desarrollarse y convertirse en patógenos letales fácilmente. Así que si iremos a paso de caracol, personalmente prefiero eso, a cualquiera de los otros escenarios, y te aseguro que lo dice alguien que sueña con sentarse en una elevación marciana y mirar hacia el espacio mientras hunde la mano en la tierra y siente esos granos rojos deslizarse por entre los dedos y las uñas.

Ing. Carlos Parga

No me quedan mas palabras que expresarlo como en México: “Te rifaste mi Dany!!!”. Intuía que esto no era tarea simple, pero no tenía ningún testimonio o documento que me despejara las dudas. Saludos!!!

Hartmann

Bueno, yo creo que muy posiblemente al final acabe contaminado , si no lo esta ya.

Por ejemplo la phoenix que esta en el polo en una zona con agua, tarde o temprano el hielo la rompera y podria contaminarse.

Por otra paete , tener que buscar zonas con poco hielo hasta a un metro perjudica claramente la mision por que no se pude enviar a lugares mas interesantes.

Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

¡¡¡¡ Woooowwww!!!!!!!!!!!!! que dificil, como que a estas alturas ya está todo contaminado.

Chato Wilbury

Que envidia que le respondiste inmediatamente al chavo que te pidió el tema… pero ahora estoy seguro que tienes oídos dentro de la NASA… o como explicar que sepas hasta los pleitos internos entre oficinas?

Daniel Marín

Jeje, no, no tengo oídos, pero tampoco hace falta: la PPO se encargó de dejar muy claro su descontento con el equipo de Curiosity en su momento, aunque luego el cuartel general de la NASA les llamó al orden 😉

Bace

Si todas las agencias espaciales no siguen los mismos criterios, todo esto no tiene sentido. (O soy muy optimista?)

Supongo que una misión a la superficie lunar tendrá categoría I o II porque no es un lugar habitable pero, por ejemplo, los participantes del Lunar Xprice ¿tendrán algúna supervisión de lo que hacen?

LattisNetLattisNet

Creo que el lugar más idóneo para fabricar un robot esterilizado sería en pleno vacío del espacio, como la órbita geoestacionaria. Aunque la materia prima “limpia” se pudiera extraer del cinturón de Asteroides.

AnonymousAnonymous

Totalmente de acuerdo contigo. En un desafío como éste realmente se ve la capacidad que puede tener la especie humana. En el fondo ir a la Luna es jodido de difícil, pero es viable, como se suele decir. Crear instrumentos no contaminados ni siquiera sabemos si es viable, es todo un reto para nosotros 😀

AnonymousAnonymous

¿Las otras sondas marciana no estadounidense tambien fueron esteriolizada, especialmente de la desaparecida Union Sovietica?

AnonymousAnonymous

Me ha encantado el artículo, Daniel. Lo cierto es que uno se alegra al saber que se toman en serio este tipo de cosas. Da que pensar en la complejidad para realizar un viaje a otro planeta.

Sería interesante tambien el saber que temen tanto los biologos de la nasa para tomar tantas medidas. Si es sólo por no contaminar el planeta y mantener el ecosistema propio o si temen una expansión tan peligrosa en el planeta que pueda afectar en el futuro.

AnonymousAnonymous

Se toman tantas medidas 1) por razones científicas (no crear falsos positivos en los experimentos de búsqueda de vida en otros cuerpos celestes), y 2) por razones jurídicas (el Derecho internacional prohíbe la contaminación de los otros cuerpos celestes).

Francisco Gutiérrez

Gracias por el artículo Daniel, genial.
Me podrías decir ¿Por qué es tan importante no contaminar biológicamente estos planetas?

¿Quizás es por que luego no se puede saber si había ya algo antes de llegar nosotros? ¿o es por alguna otra razón?

AnonymousAnonymous

Buena pregunta la primera Francisco. El espacio es contaminante en si. Quizás estamos aquí por eso. No será, dices tú, ¿Por alguna otra razón?.

Agüimense

AnonymousAnonymous

Gracias Daniel no me imaginaba que las sondas se esterilizaban con diferentes niveles y que fuera tan complejo hacerlo. El cosmos es como una caja de Pandora los retos rozan el infinito y nosotros somos tan limitados.

AnonymousAnonymous

Casi, casi, casi, estoy seguro. Me faltó estar allí. Pero es lo más probable de las teorías. Anónimo: ¡¡Viva la contaminación espacial!!.

Agüimense

AnonymousAnonymous

Una puntualización. En microbiología se llama esterilidad a la ausencia de microorganismos. Por lo tanto el proceso que describes no es una esterilización, sino una desinfección, ya que se limita a una reducción en número.

AnonymousAnonymous

En efecto: “esterilización”, tal como se utiliza en el contexto de la protección planetaria, es el proceso de reducir activamente la carga microbiana en el hardware de vuelo para que quede casi libre de todos los microorganismos vivos (compatible con las especificaciones correspondientes). Visto en: http://planetaryprotection.nasa.gov/glossary

RaúlRaúl

Muy interesante el artículo.

No tenía ni idea de que la esterilización era auditada por un ente externo. Esto tiene la ventaja de que es más estricta, pero es inevitable que aparezcan los conflictos entre unos y otros.

Lo malo del artículo es que me ha dejado una cosa clara, si alguna vez se descubre indicios de vida en Marte, será muy difícil estar seguros de que no es contaminación terrestre…
…y la iglesia va a usar esta debilidad a su favor.

Gabriel Domínguez López

Dudo que las bacterias marcianas, de existir, sean idénticas a las terrestres y, por tanto, que no encontremos un método para distinguirlas.

En cualquier caso, ya medirás qué dogma de la Iglesia puede verse amenazado por la posibilidad o -quizá algún día- la existencia confirmada de vida microbiana en Marte…

ErranteErrante

Más que la iglesia, se refiere a un sector muy concreto que se suele denominar “creacionista”. Son los que creen que existio un diluvio y ese tipo de ideas rocambolescas.

AnonymousAnonymous

Coincido contigo, Gabriel. Por lo que he oído y leído, sería perfectamente posible distinguir vida de origen terrestre de vida diferente a la de la Tierra. Véase por ejemplo: http://www.space.com/22003-alien-lif...nology.html

Igualmente, yo tampoco entiendo lo del comentario sobre la Iglesia… algo fuera de lugar, creo.

Rafael Moro Aguilar

Germán Bacca

Recuerdo que en el libro “Marte Rojo” dos cientificos se plantean el tema de que van a hacer con la contaminación -o con la terraformacion- cuando lleguen a Marte… al final la respuesta es la mas obvia, y es que es imposible de evitar… es mas, que es deseable hacerlo cuanto antes.
Son muy interesantes los argumentos que dan, aunque sea un libro de ciencia ficción.

elcisnenegro

No creo que sea necesario enviar naves espaciales a Marte para que bacterias terrestres lleguen allí. Quien sabe si el mismo meteorito que acabó con los dinosaurios, no hizo llegar ya algún fragmento de roca terrestre con esporas bacterianas a Marte.

ErranteErrante

Probablemente la atmosfera haya reabsorbido la mayoria del meteorito. Porque para eso estas sugiriendo que que despues del impacto en la superficie un trozo saliese expulsado del planeta… de suceder parece mas probalbe que se dirigiese hacia el sol mas que a Marte.

Ever_PyEver_Py

Hola Dani, tema bastante raro y fascinante a la vez. Podrías hablar en otra entrada sobre los protocolos de esterilización que se usó en el programa Apollo?? Gracias

AnonymousAnonymous

Enhorabuena, un artículo muy interesante sobre un tema en efecto muy poco conocido, y que a mí personalmente me apasiona.

Invito a todos los lectores que quieran saber más a que lean mi artículo que apareció publicado en la revista AstronomíA el año pasado, y que ahora está disponible en internet: http://marssociety.org.es/paginas/es...netaria.asp

En este artículo se abordan de forma sucinta, además de los aspectos científicos, los aspectos jurídicos y éticos que rodean a la protección planetaria.

Daniel ¿cómo conseguiste enterarte de estos “rifirrafes” entre la Oficina de Protección Planetaria y los demás responsables de la misión MSL? Cuando estaba investigando para mi artículo, escribí a la OPP de la NASA, y por supuesto no me contaron nada de todos esos “problemillas” internos, tan solo me informaron del cambio a última hora (convenientemente, como dices tu) de categoría en la protección planetaria del rover.

Incluyo también para los lectores interesados el link a la OPP de la NASA: http://planetaryprotection.nasa.gov/

Un cordial saludo,
Rafael Moro Aguilar

Daniel Marín

Hola Rafael,

gracias por pasarte por aquí. Sobre los problemas de la OPP me enteré por una ‘fuente’ de primera mano, pero en realidad -y como dije más arriba-, se puede leer en varios documentos de la OPP que son públicos en la web. En realidad, el conflicto entre la OPP y el equipo de MSL fue debido principalmente a los escasos fondos que destina la NASA a esta oficina, así que es normal que surjan estos roces.

Un saludo.

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