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CIENCIA:Los peligros de viajar a Marte (I/II)

Re: CIENCIA:Células madre contra el cancer.

Notapor marea » 05 Feb 2015, 01:30

El sueño de destruir el cáncer con células del sistema inmune programadas para atacar a los tumores ha dado un paso de gigante. La gran esperanza se llama “célula madre T de memoria” (TSCM), y es un tipo radicalmente nuevo de glóbulo blanco del sistema inmune que reúne las dos propiedades ideales: por un lado son células madre, y por tanto tienen la capacidad de autorrenovarse de manera indefinida; y por otro tienen memoria inmunológica, por lo que conservan, también indefinidamente, su capacidad para actuar contra un agente infeccioso concreto o un tumor específico. Científicos de Milán han demostrado que pueden subsistir al menos 12 años en el cuerpo de 14 pacientes.

El pequeño ensayo clínico no había sido planeado para este fin –las células TSCM ni siquiera habían sido descubiertas hace 12 años, cuando la prueba comenzó—, sino para probar la seguridad de una técnica de terapia génica contra un tipo de inmunodeficiencia hereditaria (SCID, o enfermedad de los niños burbuja). Pero Luca Biasco, Serena Scala, Alessandro Aiuti y sus colegas del Instituto Científico San Raffaele, en Milán, han encontrado una forma brillante de reciclar el ensayo para obtener unos datos esenciales en la lucha contra el cáncer.

Los resultados se presentan en Science Translational Medicine, la publicación que la revista Science reserva para las investigaciones que tienen una evidente o inmediata aplicación a la práctica clínica. El subíndice del término TSCM significa stem cell memory, o células madre de memoria. La T viene de mucho antes: los linfocitos, o glóbulos blancos de la sangre, son las células encargadas de la respuesta inmune, y se dividen en linfocitos B (que producen los anticuerpos que andan sueltos por la sangre) y linfocitos T, que montan un tipo menos popular pero más importante de defensa: la inmunidad celular, por la que ciertas células especializadas se tragan, literalmente, a los agentes infecciosos y a otras cosas que consideren raras, incluidas en ocasiones las células tumorales.

“Las terapias basadas en células T”, explica a EL PAÍS Luca Biasco, primer autor del trabajo, “representan una de las estrategias terapéuticas más avanzadas y prometedoras para el tratamiento del cáncer; esta tecnología está basada en la modificación genética de las células T para redirigir su actividad contra las células tumorales; un tipo de célula T como las TSCM, que son capaces de mantener su capacidad de autorrenovación y de diferenciación por muchos años, pueden aportar un reservorio de células T capaz de patrullar por el sistema inmune y activarse eficazmente en caso de recidiva del tumor, para mantener una respuesta inmune secundaria eficiente”.

Nadie tenía ni idea sobre la mera existencia de las células TSCM hasta 2011. Pero su descubrimiento, especialmente después de este trabajo, las hacen muy relevantes para diseñar nuevas estrategias útiles para la medicina. “Aportamos evidencias de que la ingeniería genética de células T puede ser segura incluso a largo plazo”, explica Biasco. “Y además demostramos por primera vez de que las células TSCM con los genes corregidos en el laboratorio pueden implantarse activamente en la médula ósea de los seres humanos; esto abre la posibilidad de explotar las células TSCM modificadas genéticamente para las terapias basadas en el sistema inmune”.

Las terapias basadas en células T representan una de las estrategias más avanzadas y prometedoras para el tratamiento del cáncer"
Los pacientes empezaron el ensayo clínico en un estudio pionero de terapia génica contra una inmunodeficiencia congénita dirigido en 1995 por Claudio Bordignon, también en el San Raffaele de Milá. Las células T de estos pacientes fueron extraídas, y su deficiencia fue corregida en el laboratorio infectándolas con un gen correcto introducido dentro del ADN de un virus capaz de integrarse en el genoma de las células humanas (un retrovirus, de la familia del virus del sida).

Estos retrovirus se integran en el genoma humano más o menos al azar, y por tanto cada célula humana que ha recibido el virus tiene una firma molecular característica, formada por los extremos del ADN del virus unidos a su contexto de ADN humano. Este es el marcador que Biasco y sus colegas han aprovechado para identificar y analizar a las células T que siguen circulando por la sangre de los pacientes 12 años después.

¿Oportunismo? Sí, pero de un tipo que promete abrir un nuevo continente para la biomedicina del cáncer.


http://elpais.com/elpais/2015/02/04/cie ... 30347.html
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Re: CIENCIA:Células madre contra el cancer.

Notapor minisaurio » 05 Feb 2015, 10:16

Cualquier noticia sobre el avance en prevención o cura tanto de cancer como de alzheimer, principalmente, me alegran el día por malo que sea.
Gracias Marea por postearlo.
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Re: CIENCIA:Células madre contra el cancer.

Notapor P112 » 05 Feb 2015, 12:24

Interesantísimo y esperanzador. Gracias, Marea.
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Re: CIENCIA:Células madre contra el cancer.

Notapor A.P.M. » 05 Feb 2015, 13:05

Eso del retrovirus T suena a resident evil


Ya podia haber salido hace tiempo :(, pero sin duda es algo muy muy importante y mi interesante
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Re: CIENCIA:Vuelve el "cazador" de partículas europeo, LHC

Notapor marea » 10 Feb 2015, 12:20

Se han utilizado metáforas de todo tipo para explicar el bosón de Higgs. La imagen de Margaret Thatcher atravesando la Cámara de los Lores como si una partícula cruzase el campo de Higgs usada por el profesor David Miller; el clásico ejemplo de una pelota de ping pong y otra de tenis rodando sobre una cubeta con arena de playa y tantos otros... pero no es sencillo para el gran público entender las implicaciones del último gran descubrimiento de la Física realizado en el LHC de Ginebra. En la biografía de Richard Feynman escrita por James Gleick -'Genius, the life and science of Richard Feynman' (Vintage books)- el autor cuenta la respuesta que el genio y ganador del Premio Nobel de Física en 1965 le dio a un reportero cuando le pidió que explicase en 30 segundos la importancia de sus investigaciones merecedoras del galardón de la Academia Sueca. Feynman respondió que, si eso fuese posible, su trabajo no tendría mérito.

Y, según relata el físico de partículas de la Universidad de Oxford Frank Close en su obra 'The infinity puzzle' (Oxford University Press) , él mismo utilizó ese mismo ejemplo en 1993 para sugerirle por carta al entonces ministro de Ciencia de Reino Unido, Hon William Waldegrave, que no es sencillo explicar «las más profundas ideas en las fronteras del conocimiento científico en una única cara de un folio din A4». Como incentivo, el ministro ofreció una botella de champán añejo a aquel científico que ofreciese la mejor explicación sobre el objetivo y la utilidad que tendría el LHC. «Como respuesta yo podría lanzarle un reto similar relacionado con el Tratado de Maastricht», terminaba la misiva del profesor Close.

Finalmente, tanto el ministro como el Gobierno británico terminaron convenciéndose de la conveniencia de aportar la financiación necesaria para poner en marcha el LHC gracias a la zanahoria que suponía el hecho de que Peter Higgs fuese británico y, por tanto, que si se encontraba la escurridiza partícula que lleva su nombre, le conduciría de forma inequívoca hacia el Premio Nobel, tal y como ocurrió en 2013, un año después del hallazgo del bosón de Higgs en el LHC.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del Laboratorio Europeo de Partículas (CERN) de Ginebra comenzará en pocas semanas -a lo largo del mes de marzo- a inyectar de nuevo, tras más de dos años de parón, los primeros protones en el anillo subterráneo de 27 kilómetros. La parada fue programada para aumentar la energía del acelerador hasta casi el doble -de 7 TeV a 13 TeV- de la que permitió realizar el descubrimiento del bosón de Higgs que le valió el Premio Príncipe de Asturias al CERN junto con Peter Higgs y Francois Englert y el Nobel a estos dos últimos.

Un técnico en el LHC durante la parada para aumentar de energía. CERN
Algo parecido a lo que contaba el profesor Close en su carta le ocurre a la mayoría de los científicos cuando se les pregunta qué nos espera en esta nueva era de la Física de partículas que se inicia en 2015. No es fácil explicar lo que se podría descubrir tras el aumento de energía porque nos abrirá las puertas hacia lo desconocido, hacia una nueva Física.

«Si todo esto sale bien, habremos cumplido el cometido los gestores de la máquina subiendo la energía hasta 13 TeV y podremos empezar a producir física», explica a este diario Rolf Heuer, director general del CERN hasta que le sustituya la ya nombrada Fabiola Gianotti en enero de 2016. «¿Qué puede salir de ahí? No lo sé», confiesa Heuer.

Quizá el primer descubrimiento que se espera realizar tiene mucho que ver con la anterior época del LHC y es que se podrá avanzar en la descripción del bosón de Higgs para saber si definitivamente se trata del bosón de Higgs que completaría el Modelo Estándar que rige la Física actual o de otro que podría apoyar teorías que predicen la existencia de varios bosones de Higgs, como la Supersimetría, por ejemplo. «Esta nueva partícula puede que esconda muchas puertas cerradas que pueden ser abiertas hacia una nueva Física, a una mejor comprensión del Modelo Estándar... pero también más allá del Modelo Estándar», asegura Rolf Heuer.

El solo hecho de esclarecer si la partícula hallada en junio de 2012 y anunciada a bombo y platillo como la última pieza que faltaba para completar el modelo que describe los pilares que soportan el edificio del Universo es ya un hallazgo clave para la comunidad física. «Antes el objetivo estaba muy claro: encontrar el bosón de Higgs o demostrar que no existía. Ahora está menos claro lo que se puede descubrir en el futuro. Pero siempre que hemos aumentado la energía lo suficiente hemos encontrado una sorpresa», opina Álvaro de Rújula, físico teórico del CERN y del Instituto de Física Teórica del CSIC y la Universidad Autónoma. «Aunque no es obvio que duplicar la energía sea esta vez suficiente para encontrar algo nuevo, saber que no lo es también sería una novedad importante. Se hace camino al andar», asegura el investigador.

Un descubrimiento muy rápido

El bosón de Higgs era el objetivo científico principal que hizo posible la cooperación internacional para la construcción de un gran acelerador de partículas como el LHC. Y el hecho de que el hallazgo de la partícula predicha por Peter Higgs, junto con otros cinco físicos entre los que estaba Englert, se produjo a una velocidad enorme, apenas cuatro años después de la puesta en marcha de la máquina. La gran sacudida mediática que supuso el hallazgo del bosón ha situado al LHC en el punto de mira no sólo de la comunidad científica, sino también del gran público. Pero, según los expertos, los próximos descubrimientos no se producirán tan rápido. Habrá que ser pacientes. «El aumento de energía nos dirá muchas cosas sobre lo que hay más allá del Modelo Estándar. Pero no lo hará el año próximo ni en 2016 y probablemente tampoco 2017. Lo hará más tarde», afirma Heuer.

No obstante, y aunque apenas ningún físico sea capaz de aventurar lo que se encontrará en la próxima ronda de colisiones de protones, las ventanas que se abren ante la ciencia en 2015 son muy atractivas. «Podemos avanzar en el conocimiento de la masa oscura, decir algo más concreto es arriesgado», dice De Rújula. Pero la simple posibilidad de avanzar en el conocimiento de la materia que forma el 25% del Universo -la materia que conocemos y que forma la Tierra, las estrellas o a nosotros mismos supone tan sólo el 5%- ya es decir mucho.

El propio director del CERN asegura que funcionar a una energía mayor aumenta el potencial de hacer un descubrimiento y de encontrar nuevas partículas más pesadas que las que se producían cuando la máquina tenía 7 u 8 TeV. «Y eso sería genial. Porque cada nueva partícula que descubramos, puede abrir la puerta hacia el Universo oscuro», explica Rolf Heuer. Sin embargo, el LHC no tiene la exclusividad de la Física del futuro. «Es bien posible que encontremos la materia oscura en un laboratorio subterráneo en lugar de en el LHC», dice De Rújula.

Otro de los grandes enigmas del Cosmos más desconocido es la llamada energía oscura, que forma el 70% restante y de la que los físicos apenas conocen ni su naturaleza. Pero, a pesar de que lo oscuro supone el 95% del Universo, la Física aún no puede explicar ni siquiera qué compone esta enigmática materia, y mucho menos qué hay detrás de la energía oscura. «Estoy convencido de que no permitirá conocer más de la energía oscura, pero espero equivocarme. La naturaleza de la energía oscura es lo que más oscuro tenemos», asegura Álvaro de Rújula.

En 2015, arranca una nueva era para la Física que dejará en casi un juego de niños las teorías del Universo que podemos explicar en la actualidad. «Los modelos que conocemos son los modelos fáciles, los que yo puedo entender. Pero los que hay en lo desconocido son mucho más difíciles, más complicados de entender para mí», reconoce el director del CERN, Rolf Heuer.


http://www.elmundo.es/ciencia/2015/02/1 ... 1423563320
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Re: CIENCIA:ALMA, Atacama Large Milimetre Array.

Notapor marea » 18 Mar 2015, 01:45

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Dos imágenes de varias de las 66 antenas que conforman el radiotelescopio.

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Imágen del polvo y el gas que rodea a una estrella joven. Este disco es lo que formará en un futuro su propio sistema planetario.

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Recreación artística de la imagen anterior.

El desierto de Atacama es uno de esos extraños lugares de la Tierra que hacen sentir al viajero que está en otro planeta. En Marte, quizás. Pero nos encontramos en el norte de Chile, tierra de volcanes entre los que destaca el cono casi perfecto del Licancabur, que en kunza, la lengua de los indígenas atacameños que habitan esta región, significa montaña del pueblo. Dicen que el ambiente de la laguna que hay en la cima de este volcán de 5.920 metros de altura, con muy poco oxígeno y altísimos niveles de radiación, es parecido a cómo debía ser Marte hace 3,5 millones de años.

Las majestuosas siluetas del Licancabur y de su vecino Láscar, uno de los volcanes más activos de Chile, dominan el paisaje cuando se sube hasta el llano de Chajnantor (lugar de despegue, en kunza), situado a 5.000 metros de altitud sobre el nivel del mar. Por el camino, a 4.000 metros, nos hemos cruzado con una familia de vicuñas, un pequeño y elegante mamífero emparentado con la llama. El zorro andino y el puma también habitan estas tierras, en cuyas laderas florecen grandes extensiones de cactus cardón que muestran cómo incluso los ecosistemas más inhóspitos son el hogar de numerosas especies.

Las antenas, en el llano de Chajnantor, a 5.000 metros de altitud y rodeadas de volcanes. O. DESSIBOURG/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Al final de la carretera, como si de un espejismo se tratara y rodeados de un entorno que recuerda a cómo es Marte en la actualidad, se ven a lo lejos decenas de discos de color blanco. Las grandes dimensiones de este altiplano de la cordillera de los Andes engañan a la vista y hay que acercarse a ellos para darse cuenta de su gran tamaño.

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Son las antenas de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), el mayor radiotelescopio del mundo. Día y noche, sus 66 antenas de alta precisión, de entre siete y 12 metros de diámetro, apuntan al inmaculado cielo austral para captar las llamadas ondas milimétricas y submilimétricas, un tipo de radiación invisible al ojo humano que permite a los astrónomos estudiar el llamado Universo frío y viajar en el tiempo para observar los vestigios de la radiación del Big Bang. De las primeras galaxias y estrellas que se formaron, de los primeros rastros de vida. Observar, en definitiva, cómo comenzó todo.

Las antenas de ALMA miden entre 7 y 12 metros de diámetro. TERESA GUERRERO
El espectro de luz que capta ALMA

Regiones de gas y polvo que forman estrellas y galaxias en zonas lejanas del Universo y que a menudo permanecen ocultas en el rango visible de la luz, brillan en la parte milimétrica y submilimétrica del espectro electromagnético, que es la que estudia ALMA, que también apunta a nuestro sol y a los planetas y cometas de nuestro sistema.

Esta semana se cumplen dos años de la inauguración oficial del radiotelescopio, que comenzó a realizar sus observaciones científicas en 2011, utilizando sólo algunas de las antenas. Durante este tiempo, ya ha sido capaz incluso de detectar moléculas orgánicas en el espacio.

Para transportar las antenas se utilizan dos camiones gigantescos, Otto y Lore. J.GUARDA/ALMA
"El plan es que esté operativo, al menos, durante 30 años", explica la astrónoma española Itziar de Gregorio, jefa de programas de observación de ALMA. "Ya está ofreciendo resultados espectaculares. Información muy valiosa; por ejemplo, sobre cómo se forman planetas y galaxias y cómo mueren las estrellas", asegura.

De Gregorio es una de las astrónomas que puede presumir de haber visto nacer y crecer a ALMA. Se unió al proyecto en 2006: "Cuando llegué no había ninguna antena. Los prototipos estaban en EEUU. Yo viajaba allí para supervisar los trabajos y hacer las pruebas", recuerda.

Paisajes extraterrestres, tradiciones indígenas y tecnología punta se dan la mano en este remoto lugar, elegido por el Observatorio Europeo Austral (ESO) y sus socios de América del Norte, Asia Oriental y Chile para levantar una de las instalaciones científicas más ambiciosas y caras de la Historia (su coste ronda los 1.100 millones de euros).

Y lo ha sido no sólo por la tecnología desarrollada para detectar las débiles señales provenientes del espacio interestelar. También ha supuesto un enorme reto humano desplazar hasta aquí todos los equipos electrónicos y construir los dos complejos de ALMA: el Sitio de Operaciones del Conjunto de Antenas (AOS por su siglas en inglés), a 5.000 metros, y el Centro de Operaciones (OSF), a 2.900 metros, donde se reciben los datos procesados de las antenas, que pesan más de 100 toneladas.

Técnicos del laboratorio de criogenia reparan un criostato, el contenedor que alberga los receptores que captan las señales. T.G.
La primera antena llegó en 2007 y fue todo un espectáculo. Tras ser desembarcada en el puerto de Antofagasta fue trasladada por carretera hasta el AOS, por lo que hubo que organizar una compleja operación logística. Poco a poco llegaron las siguientes. La última, hace menos de un año. Nunca han trabajado todas a la vez, pues lo habitual es que alguna esté siendo reparada o trasladada. Para moverlas o bajarlas al OSF, donde se realiza el mantenimiento, se utilizan dos gigantescos camiones amarillos, Otto y Lore, bautizados con los mismos nombres que los hijos del alemán que los construyó. Los transportadores, como les llaman, tienen 28 ruedas y unas medidas de 20x10x6 metros. Alcanzan una velocidad máxima de 20 kilómetros por hora, aunque cuando llevan las frágiles y pesadas antenas la reducen a 12 kilómetros por hora.

Son las antenas más precisas. Las más perfectas que se han construido. Y su coste está a la altura de sus prestaciones. En el laboratorio de criogenia situado en el OSF, el ingeniero eléctrico Pablo Zorzi nos muestra "el corazón de las antenas". Son unos contenedores cilíndricos azules llamados criostatos que contienen los delicados receptores que captan las señales, los más sofisticados que han sido fabricados, con un ancho de banda que permite acceder a una parte del espectro electromagnético mayor que otros receptores. Cada antena lleva en su interior uno de estos criostatos.

Una familia de vicuñas cruza la carretera que une el Centro de Operaciones, a 2.900 metros, con el lugar en el que están las antenas, a 5.000 metros. T.G.
"Cada uno tiene 10 bandas y hemos instalado siete. Las otras tres están siendo desarrolladas", precisa Zorzi, responsable del laboratorio en el que se integran estos componentes. Están a una temperatura cercana al 0 absoluto (-273ºC), la más baja posible para eliminar el ruido. Gracias a esas temperaturas criogénicas consiguen lo que llaman el "silencio molecular". "Bajando la temperatura bajamos el ruido intrínseco. Y así podemos detectar las ondas electromagnéticas de muy baja potencia que recibimos del exterior", explica Zorzi.

Las ventajas de Atacama

La elección del desierto de Atacama no ha sido al azar. Las desventajas de este inhóspito entorno son compensadas con creces por las fabulosas condiciones que ofrece para la observación radiastronómica. Las antenas de ALMA, que pesan más de 100 toneladas, operan de forma conjunta, como un único telescopio. Los astrónomos hubieran preferido contar con un único instrumentos de varios kilómetros de diámetro, pero como no era posible técnicamente, se optó por combinar las observaciones de muchas antenas individuales (una técnica que se denomina interferometría).

Un 'solmáforo' informa a los trabajadores de los niveles de radiación cada día. T. G.
La gran extensión de este llano permite que, dependiendo de lo que se quiera estudiar, las antenas pueden trabajar en la configuración compacta (muy cerca unas de otras) o distribuidas por el llano, separadas por distancias que varían entre los 150 metros y los 15 kilómetros.

La humedad es el principal obstáculo para captar la porción del espectro de luz de ALMA porque distorsiona las ondas. Por ello, la escasa humedad que hay en el desierto de Atacama, uno de los lugares más secos de la Tierra, es una de sus grandes ventajas. Poder observar el cielo a 5.000 metros de altitud, su relativa cercanía a la línea del ecuador (que le permite abarcar la mayor parte del cielo), la ausencia de contaminación lumínica y la estabilidad política de Chile hicieron que ese país se impusiera a otros lugares barajados.

Trabajar en un entorno así tiene sus inconvenientes. En el Centro de Operaciones un solmáforo advierte al personal de los altos niveles de radiación ultravioleta a la que están expuestos y recuerda la importancia de protegerse. No es el único riego para la salud. A más altitud, menos oxígeno así que el acceso a la zona en la que están las antenas está restringido. Antes de subir es obligatorio someterse en el OSF, a 2.900 metros, a un control médico, que supero. Pero cuando llego al llano de Chajnantor y miden de nuevo mi nivel de oxígeno en sangre, me dicen que debo llevar una bombona durante todo el tiempo que permanezca allí. Algunos trabajadores también llevan oxígeno suplementario aunque lo habitual es que el cuerpo se acostumbre a la altitud al cabo de varios días y no sea necesario.

El correlador, el 'cerebro' de ALMA

El técnico Juan Carlos Gatica trabaja en el correlador, a 5.000 metros de altitud, con una bombona de oxígeno. C. PADILLA/ALMA
A pocos metros de las antenas, en el Edificio Técnico, se encuentra el correlador, el superordenador al que llegan las señales que recoge cada antena. Es uno de los más potentes y rápidos del mundo, con una capacidad equivalente a tres millones de portátiles. "Es literalmente el cerebro de ALMA. Aquí se procesan todas las señales. Cada antena entrega un tren de datos de 96 gigabits por segundo, y llega al correlador para ser procesado", explica el técnico Juan Carlos Gatica mientras recorremos las entrañas de esta supercomputadora, largos pasillos repletos de armarios que albergan torres de luces y cables que constituyen los distintos hemisferios del cerebro de ALMA.

El correlador, uno de los ordenadores más potentes del mundo, es el cerebro de ALMA. ALMA
"Los datos procesados aquí se envían al OSF, donde son entregados posteriormente a los astrónomos para que puedan hacer sus simulaciones y entregarnos esas fotos que se ven habitualmente de las galaxias, de las estrellas, de diferentes colores, esa representación gráfica. Pero el dato binario llega desde aquí", resume.

Durante la visita a Chajnantor hace frío y el viento sopla fuerte: "Cuando hace mal tiempo las antenas dejan de operar y se colocan en lo que denominamos la posición de supervivencia. Si el viento supera los 15 metros por segundo no se puede trabajar en el exterior", precisa Francisco González, supervisor de la AOS,

Tras permanecer un par de horas arriba, bajamos al campamento para comer. «La hora del almuerzo -que realizan en una cantina- es la de mayor distensión y relax, donde más interactuamos los trabajadores que estamos en distintas áreas», señala Juan Carlos Gatica. "Detrás de toda esa tecnología hay personas", añade. El idioma de trabajo es el inglés aunque el español es el que más se ha oye por los pasillos. La convivencia entre personas de tantas nacionalidades no siempre es fácil. "La manera de trabajar es muy distinta y hay muchas diferencias culturales así que todos tenemos que hacer un esfuerzo", señala el chileno Zorzi.

La mayor parte de los trabajadores duerme en el complejo de ALMA durante sus turnos. Al fondo, el volcán Licancabur. T.G.
Al tratarse de un lugar tan aislado, la mayor parte de los empleados duerme en las instalaciones de ALMA durante sus turnos de trabajo, que suelen durar ocho días, y viven el resto del tiempo en Santiago de Chile, a casi dos horas en avión. En la capital se encuentra también la sede que alberga el archivo central de ALMA, desde donde se distribuyen los datos captados por las antenas a los centros de investigación astronómica de sus socios en otros países.

En los alrededores de la residencia en la que están los dormitorios, los carteles recuerdan que hay gente durmiendo de día. Aunque Itziar de Gregorio considera un privilegio investigar en el mayor radiotelescopio del mundo, confiesa que "es un trabajo muy duro, con turnos de día y noche en un lugar totalmente aislado. Tenemos que ir siempre con sombrero y protección solar porque te abrasas", relata.

Algunos trabajadores prefieren recorrer a diario los 50 kilómetros que separan al radiotelescopio de la localidad más cercana, San Pedro de Atacama, un pequeño pueblo que se ha convertido en un destino turístico internacional muy popular debido a que es una base ideal para explorar los bellos y extraños paisajes de los alrededores. Proliferan también los tours astronómicos para disfrutar de la belleza de su cielo estrellado.

"A finales de 2014 ALMA demostró que puede cumplir los objetivos para los que fue creado. Tiene la resolución y la sensibilidad para observar lo que quiere observar: discos protoplanetarios, sistemas cósmicos muy lejanos, hasta la primera galaxia del Universo», señala el italiano Gianni Marconi, uno de los astrónomos jefe. Y si en tan poco tiempo ha logrado todo esto, subraya, las posibilidades son enormes: «Sabemos para qué fue planeado, pero todavía no sabemos qué puede hacer en el futuro. En astronomía, cada vez que descubres algo, das una respuesta y abres 50 preguntas nuevas", reflexiona en el Centro de Operaciones.

Con ALMA, los científicos pretenden abrir una ventana que les ayude a esclarecer qué pasó. Averiguar de dónde venimos y cuáles son nuestros orígenes cósmicos. Porque pese a la gran cantidad de incógnitas que quedan por resolver, tienen claro que somos polvo de estrella.


http://www.elmundo.es/ciencia/2015/03/1 ... b4572.html
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Re: CIENCIA:ALMA, Atacama Large Milimetre Array.

Notapor Fuego » 18 Mar 2015, 04:23

Quien quiera venir a Chile, y conocer lugares como el desierto de Atacama, con gusto os orientare en lo que deseen. Y tenemos glaciares en el Sur ademas de montaña y 4000 kms de costa =)
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Re: CIENCIA:Los peligros de viajar a Marte (I/II)

Notapor marea » 19 Oct 2015, 22:32

El estreno de la película 'Marte' (The Martian) ha despertado cierta curiosidad acerca de posibles futuros viajes humanos al planeta rojo. Después de haber ido a la Luna en varias ocasiones hace ya casi cinco décadas, y estando acostumbrados a ver astronautas viajar al espacio casi de forma rutinaria, es tentador pensar que enviar seres humanos a Marte pueda ser algo perfectamente plausible a día de hoy, o tal vez un tanto más complicado que lo hecho hasta ahora. Sin embargo, la realidad es que enviar seres humanos a Marte constituye un desafío de una dificultad y complejidad absolutamente descomunales que se aleja mucho de todo lo que se ha hecho hasta ahora en la historia de la exploración humana del espacio.

En esta y en la siguiente entrada hablaré de las razones por las que esta empresa constituye un desafío inmenso y sobre cómo se plantea en la actualidad una misión tripulada a Marte. Con objeto de ofrecer una perspectiva inicial para entender la dimensión del problema de una forma intuitiva, en esta entrada trataré de la razón principal que hace extremadamente difícil una misión a Marte, la razón de la que prácticamente se derivan casi todas las demás: la distancia.

Vemos astronautas viajar con frecuencia al espacio, a la Estación Espacial Internacional (ISS), antes a la estación Mir, a bordo de naves Soyuz, o antes a bordo del Transbordador Espacial, etc., y se suele tener la impresión de que el lugar al que se viaja en estas misiones es muy lejano; sin embargo, las altitudes típicas a las que estas estaciones y vehículos espaciales orbitan alrededor de la Tierra son de unos pocos cientos de kilómetros. La ISS, por ejemplo, orbita alrededor de la Tierra a una altitud que es equivalente a la distancia que hay en línea recta entre Madrid y Almería: unos 400 km. Esta región espacial a la que viajan los humanos de forma rutinaria está dentro de la conocida como 'región de las órbitas bajas de la Tierra', y técnicamente la llamamos LEO (del inglés Low Earth Orbit).

Comparativa entre orbitas bajas de la Tierra (arriba) y la distancia a escala entre la Tierra y la Luna (abajo).Comparativa entre orbitas bajas de la Tierra (arriba) y la distancia a escala entre la Tierra y la Luna (abajo).
Los viajes tripulados lunares implicaron viajar más allá de las órbitas LEO ya que la Luna orbita nuestro planeta a una distancia media de unos 380.000 km, lo que viene a ser unas 1.000 veces más lejos que las altitudes de estas órbitas bajas. Una tripulación y su nave se ponen en órbita alrededor de la Tierra poco después de su lanzamiento, mientras que la distancia a la Luna se cubría en las misiones Apolo en prácticamente 3 días.

En el caso de Marte la situación es muy diferente. Ir a Marte implica pasar de una misión geocéntrica a una centrada en el Sol, o heliocéntrica, lo que supone un salto enorme en las distancias involucradas. Aunque las distancias máxima y mínima entre la Tierra y Marte varían dentro de un cierto rango, la mínima distancia posible es de unos 55 millones de km y la máxima posible es de unos 400 millones de km.

Estas son distancias enormes en comparación a todo lo que se ha volado en misiones tripuladas al espacio hasta ahora. La distancia máxima a Marte viene a ser 1.000 veces mayor que la que hay entre la Tierra y la Luna, lo que viene a ser 1.000.000 de veces mayor que la distancia que separa la superficie terrestre de las órbitas LEO a las que se viaja normalmente.

Distancias aproximadas mínima y máxima posibles entre la Tierra y Marte. Como referencia, la distancia media de la Tierra a la Luna es de 380.000 km.Distancias aproximadas mínima y máxima posibles entre la Tierra y Marte. Como referencia, la distancia media de la Tierra a la Luna es de 380.000 km.
Sin necesidad de conocer nada más, los datos acerca de la distancia a Marte ya constituyen una buena pista para empezarnos a asomar a la magnitud del problema. Para apreciarlo mejor, y sin entrar en detalles relativos a métodos de propulsión o dinámica orbital, vamos a comparar en números redondos dos misiones tripuladas, una orbital alrededor de la Tierra para un solo tripulante y otra lunar de tres tripulantes, para hacernos una idea de la progresión en la masa necesaria de los cohetes involucrados para llevar a cabo estas misiones y entender el contexto de lo que supondrá una misión a Marte.

Empezamos con la primera misión orbital del Programa Mercury de principios de los '60: la Mercury 6 de John Glenn. Aquí se precisó de un cohete Atlas de 120 toneladas y 29 metros de altura para poner en una órbita de 200 km de altitud media alrededor de la Tierra una masa útil de 1,2 toneladas formada por una cápsula Mercury con su único tripulante, el cual permaneció en el espacio 5 horas.

Veamos ahora lo que cambia la situación al tener a la Luna como destino unas 1.000 veces más lejos. En el caso del Apolo 17 -la última misión de exploración lunar-, su módulo de mando y servicio más su módulo lunar, sumando todo cerca de 50 toneladas, hubieron de ser lanzados a la Luna por el poderoso cohete Saturno V de unas 3.000 toneladas y de 110 metros de altura para una misión de una duración total de unos 12 días y medio en la que 2 de sus tripulantes permanecieron sobre la superficie lunar algo más de 3 días.

Cohete lunar Saturno V junto al cohete Atlas del Programa Mercury para un tripulante (Transbordador Espacial incluido como referencia). Fuente: http://historicspacecraft.com/.Cohete lunar Saturno V junto al cohete Atlas del Programa Mercury para un tripulante (Transbordador Espacial incluido como referencia). Fuente: http://historicspacecraft.com/.
Vemos así el salto cuantitativo necesario cuando queremos ir a otro mundo que está 1.000 veces más allá de las órbitas bajas de la Tierra tanto en la masa útil a lanzar (de 1,2 a 50 toneladas) como en el tamaño del cohete lanzador requerido (de 120 a 3.000 toneladas). Comparemos todo esto con una misión a Marte. Aquí la tripulación constará de 6 astronautas y su duración, tomando como ejemplo la oportunidad en 2037, sería de 174 días para la ida y 201 días para la vuelta, con una estancia de 539 días en Marte. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de centenares de toneladas de combustible. Todo esto supone un total de 914 días, o 2 años y medio.

Como vemos, el salto entre la Luna y Marte es descomunal, ya que doblar la tripulación y extender la duración a cerca de 73 veces la de la misión lunar más larga, supone la necesidad de proveer y transportar cerca de 150 veces más suministros. Por otra parte, una mayor duración de viaje interplanetario supone la necesidad de proveer a la tripulación de mayor protección contra las radiaciones, lo que se consigue en parte añadiendo aún más masa, aunque este problema no está aún resuelto.

Otro problema de la larga duración es que las cosas se rompen a lo largo de tanto tiempo. O bien se tendrá que mejorar sustancialmente la durabilidad de los equipos o estos habrán de poder ser repuestos por recambios que también habrá que transportar, lo que implica una mayor masa. Las naves de carga que visitan la ISS pueden abastecerla de repuestos cuando algo se estropea a bordo pero esta opción no será posible en una misión a Marte.

Una vez dicho todo esto, al igual que cuesta más acelerar y frenar un camión que un turismo por tener el primero más masa, tengamos en cuenta que enviar más masa a Marte implica transportar también más combustible para acelerar toda esa carga hacia Marte, para frenarla a la llegada a ese planeta, y para volver a la Tierra desde allí; y pensemos que todo ese combustible (centenares de toneladas) también hay que lanzarlo al espacio inicialmente.

En total, para una misión a Marte se requerirá lanzar al espacio entre 850 y 1.250 toneladas. Esta es una cantidad enorme si tenemos en cuenta que la Ia ISS tiene una masa de unas 420 toneladas y que una nave con la que estamos familiarizados como el Transbordador Espacial solo podía enviar al espacio entre 15 y 25 toneladas aproximadamente, dependiendo de la altitud de la órbita final. El Ariane 5 es capaz de poner unas 20 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra, al igual que el cohete ruso Protón, por ejemplo.

Así pues, a partir de todo esto, y sin saber mucho más, ya podemos anticipar de forma intuitiva que no se podrá utilizar un único cohete para ir a Marte, sino que se precisarán varios lanzamientos de cohetes -tanto o más poderosos que el Saturno V de los años '60- para ensamblar en el espacio distintos elementos de propulsión, módulos de combustible, hábitats y naves, que habrán de enviarse a Marte por separado y por anticipado, además de la nave con la tripulación, que sería enviada en último lugar. Entraremos en estos detalles en la siguiente entrada.

Aunque depende de diversos factores, se requerirán, de hecho, del orden de 10 lanzamientos de cohetes con la capacidad del Saturno V o similar; pero recordemos que el número total de cohetes Saturno V que se enviaron a la Luna en todo el Programa Apolo fue de 9. El Saturno V fue retirado de servicio después del Porgrama Apolo pero ostenta el récord, aún a día de hoy, como el cohete operativo más poderoso que haya habido nunca, capaz de poner algo más de 120 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra y de enviar 50 toneladas a la Luna. Tuvo que ser específicamente diseñado y construido en su día para poder alcanzar la Luna, y no existe un lanzador de tanta capacidad en la actualidad. El cohete que se encargaría de la mayor parte de los lanzamientos en una futura misión a Marte se está desarrollando en la actualidad y se llama SLS (Space Launch System), el cual tendrá prestaciones parecidas o acaso un tanto mayores que el Saturno V.

Por otra parte, un tiempo de 174 días de ida en condición de ingravidez afecta profundamente a la fisiología humana, algo especialmente preocupante al llegar a un planeta donde no hay nadie para asistirte. Las naves que se pueden ver en las películas (incluida la película 'Marte'), con un amplio y confortable habitáculo en forma de donut girando para simular la aceleración de la gravedad, no son realistas en la actualidad.

La Tierra vista desde Marte (izda.) y desde la Luna (dcha.). Fuente: NASA.La Tierra vista desde Marte (izda.) y desde la Luna (dcha.). Fuente: NASA.
Dos años y medio es un tiempo muy largo también por razones psicológicas. La Tierra será vista por la tripulación como un punto de luz semejante a una estrella durante la mayor parte del viaje y será apenas imperceptible en la noche marciana cuando fuera visible. La tripulación tendrá que convivir en una condición de confinamiento permanente en un espacio reducido en una situación de gran estrés, y con la imposibilidad de mantener conversaciones fluidas con los seres queridos en la Tierra debido al tiempo de viaje de la señal.

Después de todo esto, y aunque no se han mencionado todas las dificultades técnicas, tecnológicas y operativas, creo que ahora puede apreciarse un poco mejor a lo que nos enfrentamos en una misión a Marte. A partir de aquí, y una vez expuesta esta perspectiva para contextualizar el problema y entrar en materia, en la siguiente entrada explicaré cómo se plantea en la actualidad una misión humana a Marte y cómo se relaciona con lo que se ve en la película 'Marte' (The Martian).

http://www.elmundo.es/blogs/elmundo/apu ... rte-i.html

En la pasada entrada contextualizamos el problema de una misión humana a Marte para apreciar la dimensión del desafío que supone. Como vimos, la principal razón que la hace difícil es la enorme distancia que nos separa de ese planeta, lo que implica que la misión tendría una duración total de aproximadamente 2 años y medio. En esta entrada vamos a concretar cómo se plantea hoy en día esta misión, tomando como ejemplo la oportunidad para el año 2037.

Según está propuesto en la actualidad, para completar una misión humana a Marte serán necesarias 3 naves: dos de carga y una para la tripulación. Una de las naves de carga transportará a Marte el hábitat que albergará a la tripulación durante su estancia de 539 días en la superficie marciana. Este hábitat se denomina SHAB (Surface Habitat), y es ahí donde Mark Watney, el protagonista de 'Marte' The Martian, trata de sobrevivir en solitario.

La otra nave de carga es el denominado 'vehículo de descenso y ascenso', o DAV (Descent and Ascent Vehicle). El DAV es la nave a bordo de la que la tripulación, una vez acabada su estancia en Marte, abandonará este planeta, y es, por tanto, la nave que utiliza la tripulación al principio de la película para abortar su estancia en la superficie marciana en medio de una feroz tormenta de arena.

La nave con la tripulación es conocida como 'vehículo de transferencia para Marte', o MTV (Mars Transfer Vehicle), y es la que se encargará de transportar a la tripulación en sus dos trayectos interplanetarios: el de ida a Marte y el de regreso a la Tierra (las naves de carga solo tienen tiques de ida).

Concepto de vehículo de transferencia de tripulación para Marte. Fuente: NASA.Concepto de vehículo de transferencia de tripulación para Marte. Fuente: NASA.
Estas tres naves habrán de ensamblarse en una órbita baja alrededor de la Tierra antes de ser enviadas por separado a Marte, pero estos ensamblajes y envíos se harán en tiempos distintos. Las naves de carga (SHAB y DAV) serán las primeras en ser ensambladas, y serán lanzadas al planeta rojo dos años antes que el MTV con la tripulación. ¿Por qué dos años? Porque es aproximadamente cada dos años que se da la posición relativa precisa entre Marte y la Tierra que permite que entre ambos planetas se pueda volar una trayectoria por la que se minimiza la cantidad de combustible a utilizar. Esto es de gran importancia porque son muchas las toneladas de combustible que se necesitan para hacer posible una misión así, como veremos luego.

Concepto de nave de carga para Marte. Fuente: NASA.Concepto de nave de carga para Marte. Fuente: NASA.
Una vez ensamblada cualquiera de estas tres naves en órbita alrededor de la Tierra, cada una de ellas es lanzada desde ahí hacia Marte a través del encendido de sus motores durante un corto espacio de tiempo. La nave es así acelerada hasta adquirir la velocidad necesaria para abandonar la influencia gravitatoria terrestre y dirigirse hacia Marte a lo largo de una trayectoria interplanetaria que es, en realidad, una órbita elíptica alrededor del Sol y cuyo punto más lejano intersectará con el paso de Marte por ese punto en el momento preciso. Cuando la velocidad deseada ha sido alcanzada, los motores se apagan y permanecen así durante toda la travesía (se encenderán en algún momento para hacer alguna corrección en la trayectoria). A pesar de encender los motores durante un corto espacio de tiempo, del orden de pocos minutos o decenas de minutos, la cantidad de combustible que se utiliza es enorme (decenas de toneladas).

Este lanzamiento hacia Marte desde una órbita baja alrededor de la Tierra se denomina 'inyección transmarciana', y nos referimos a él como TMI (Trans-Mars Injection). Nótese que al regreso de la tripulación desde Marte, el mismo proceso ocurrirá desde allí en sentido inverso: desde una órbita alrededor de Marte, la nave encenderá sus motores por un corto espacio de tiempo en lo que se denomina 'inyección transterrestre', o TEI (Trans-Earth Injection).

Una vez llegada una nave a las proximidades de Marte, esta debe frenarse para quedar capturada en una órbita alrededor de ese planeta desde donde acometer las siguientes operaciones. Esta maniobra de frenado se denomina 'inserción en órbita marciana', o MOI (Mars Orbit Insertion). El MOI puede hacerse de forma propulsada, encendiendo los motores otro corto espacio de tiempo, o de forma aeroasistida, utilizando la atmósfera marciana para frenar la nave en una maniobra llamada 'aerocaptura'. Esta última opción se ha propuesto solo para las naves de carga de forma que sería mucho el combustible que se ahorraría en la misión. El problema es que nunca se ha volado una aerocaptura hasta la fecha, con lo que esta capacidad habría de ser demostrada antes. El SHAB (la nave portando el hábitat) permanecerá en órbita alrededor de Marte a la espera de la tripulación, pero el DAV (vehículo de descenso y ascenso) descenderá a la superficie marciana de forma autónoma.

El DAV será la nave de ascenso que utilizará la tripulación en su día para despegar de la superficie al acabar su estancia en el planeta rojo. Con objeto de ahorrar el combustible necesario para ese lanzamiento, se propone que el DAV no porte el combustible con él, sino que lo produzca en Marte, in situ. Y es que sería prohibitiva la masa de una nave que descendiera a la superficie de Marte con el combustible para el lanzamiento posterior de 6 personas al finalizar su estancia allí. De hecho, se propone que el DAV no solo produzca in situ el combustible, siendo el metano/oxígeno la opción preferida, sino que también produzca el oxígeno, nitrógeno y el agua necesarios para la tripulación. Esta es otra área que precisa investigación y desarrollo tecnológico.

Dos años después de haber enviado las dos naves de carga, y después de comprobar que los consumibles (combustible, aire, agua) hayan sido producidos en Marte y de que todo allí funcione correctamente, la tripulación será lanzada finalmente al planeta rojo desde la Tierra. Una vez en órbita alrededor de Marte, el MTV (la nave en la que viaja la tripulación) se encontrará con el SHAB, que lo espera en órbita alrededor de Marte. Los astronautas pasarán al SHAB y procederán a bordo de esta nave al descenso a la superficie, donde aterrizarán a una corta distancia del DAV.

Ejemplo de misión a Marte propuesta para la oportunidad de 2037. Fuente: NASA.Ejemplo de misión a Marte propuesta para la oportunidad de 2037. Fuente: NASA.
El descenso a Marte de naves de tanta masa es a día de hoy un problema no resuelto. Hasta la fecha se han enviado a Marte vehículos exploradores y aterrizadores de muy poca masa. El principal problema reside en que la atmósfera marciana es muy tenue y no consigue frenar una nave de reentrada lo suficiente sin necesidad de emplear retropropulsión supersónica o enormes superficies de frenado si la nave es lo suficientemente masiva. La tecnología a día de hoy permite como máximo aterrizar en Marte masas de alrededor de una tonelada, un valor muy lejano de las naves de varias decenas de toneladas que habrá que poder aterrizar en una misión humana, por lo que nuevas técnicas y tecnologías deberán también ser desarrolladas para este propósito, un área de investigación en el que personalmente trabajo parcialmente en la actualidad.

Después de los 539 días de estancia en Marte, la tripulación será lanzada en la etapa de ascenso del DAV al encuentro del MTV, que habrá permanecido en órbita alrededor de Marte todo ese tiempo. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de ingentes cantidades de combustible. Una vez transferidos al MTV, se procederá a la inyección transterrestre por la que los astronautas regresarán a casa unos 200 días después, para acabar haciendo una reentrada en la atmósfera de la Tierra a bordo de una cápsula Orion, la cual está siendo desarrollada en la actualidad.

Muchas personas me preguntan si sería posible reducir la estancia en Marte. Efectivamente, la estancia podría reducirse a tiempos de entre 30 y 90 días; pero, en ese caso, los tránsitos interplanetarios habrían de ser muy largos, de mas de 200 días de ida y de unos 400 días de vuelta; requiriendo, además, maniobras de asistencia gravitatoria en el camino; de otra manera, el coste sería prohibitivo. Se favorece la opción de viajes cortos y estancias largas para reducir la exposición de la tripulación a la radiación. Estando en Marte, el mismo planeta bloquea el 50% de la radiación a la que estarían expuestos los astronautas, ademas de que ciertas medidas de protección serian mas fáciles de implantar.

Como se ha dicho constantemente, las masas involucradas en una misión humana a Marte son enormes. Un elemento que contribuye significativamente a esto es el combustible, y es por esta razón que se ha propuesto la opción de utilizar propulsión nuclear-térmica en lugar de propulsión química, tal y como ha sido el caso en todas las misiones tripuladas hasta la fecha. Esta no es una decisión baladí ya que el ahorro en combustible entre una opción y otra es de unas 400 toneladas; esto es, aproximadamente la masa de una Estación Espacial Internacional (ISS). Para poner esto en perspectiva, apuntemos que se precisaron 10 años para ensamblar la ISS y algo más de una treintena de lanzamientos (aunque de menor capacidad que el Saturno V).

Según se estima en la actualidad, para llevar a cabo una única misión a Marte habrá que lanzar al espacio desde la Tierra un total de 850 toneladas en caso de que se utilice propulsión nuclear-térmica, o 1.250 toneladas en caso de utilizar propulsión química. Esto son 2 o 3 Estaciones Espaciales Internacionales. Asumiendo que un cohete lanzador de prestaciones similares al Saturno V de las misiones lunares puede emplazar 120 toneladas en una órbita baja alrededor de la Tierra, el número de lanzamientos requeridos en una sola misión humana a Marte sería aproximadamente de 7 u 11, dependiendo del tipo de combustible, y asumiendo que todos los elementos necesarios puedan ponerse en órbita con un lanzador así. El envió de la tripulación precisaría de un lanzamiento especifico a bordo de un cohete de menor capacidad, por ejemplo, y es posible que ciertas tareas de ensamblaje puedan requerir asistencia humana también.

Existen muchas variaciones en las arquitecturas propuestas para misiones tripuladas a Marte pero lo expuesto aquí refleja lo que viene a ser la arquitectura de referencia que se considera hoy en día. En cualquier caso, la envergadura de una misión humana a Marte es sobrecogedora. Espero que estas dos ultimas entradas hayan ayudado a entender un poco mejor la magnitud de una empresa tan ambiciosa y compleja. Las dificultades técnicas, operativas y tecnológicas que encierra no son para nada triviales, y resulta imposible siquiera mencionarlas todas en una entrada de un blog. Se requiere aún el desarrollo de tecnologías inexistentes en la actualidad para llevar a cabo una misión así, y muchas de las cuestiones planteadas no están aún resueltas. Aún estamos lejos de poder enviar seres humanos a Marte, pero también hace un siglo se estuvo muy lejos de alcanzar el espacio y la Luna. Estoy seguro de que el ser humano llegará a Marte algún día si así lo desea, pero creo, y esta es una opinión estrictamente personal, que ese día está más lejos de lo que muchos puedan pensar.

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