Artículo de Juan Oró Florensa. Publicado en la Revista de Aeronáutica y Astronáutica en octubre 1982, número 502

1. Introducción

Dentro de unos mil años, las generaciones futuras recordarán el siglo veinte como el siglo en que el hombre, emancipándose de la fuerza de la gravedad, sale de la tierra y entra por primera vez en el nuevo mundo del espacio. Históricamente, este periodo será reconocido como el siglo de emancipación gravitacional del hombre. Se revivirán pues, con admiración y nostalgia, aquellos momentos históricos en que el hombre puso por primera vez los pies sobre otro cuerpo celeste, y envió naves espaciales a explorar la mayor parte de los planetas y satélites del sistema solar. Algunas de estas naves están ya más allá de nuestro sistema solar, cruzando el espacio cósmico con rumbo a otros mundos.

Reverberarán también en nuestros oídos las palabras pronunciadas por un j0ven sereno y audaz cuando daba el primer paso sobre la Luna: "Un pequeño paso para el hombre; un paso gigante para la Humanidad". Este primer paso interplanetario fue dado por Neil Armstrong, comandante del Apollo 11, el 20 de julio de 1969, el mismo día, 20 de julio de 1492, en que Cristóbal Colón salió de España con rumbo a tierras de allende que hoy constituyen el nuevo continente de América, y el mismo día también, 20 de julio de 1976, en que una de las dos naves no tripuladas del "Viking", se posaba por primera vez sobre la superficie del planeta rojo.

Con estas dos misiones espaciales llevadas a cabo por Estados Unidos con la importante colaboración de España, y con otras misiones realizadas principalmente por Rusia y otros países, ha quedado consolidada la era de los vuelos del espacio iniciada con el lanzamiento del satélite "Sputnik", por la Unión Soviética. Con la excepción de la misión "Apollo" y de los vuelos espaciales en órbita terrestre que fueron tripulados por el hombre (e.g., "Soyuz", "Space Shuttle"), los otros vuelos orbitales terrestres o interplanetarios han sido efectuados, o están a punto de llevarse a cabo, por medio de naves espaciales automatizadas /e.g., "Luna", "Venera", "Mariner", "Voyager", "Ariane", "Giotto") y en las que la comunidad europea está jugando un papel cada vez más prominente. Por lo tanto, este siglo debería ser bautizado no sólo como el siglo de emancipación gravitacional del hombre, sino como el siglo de exploración del sistema solar.

Como resultado de dichas exploraciones espaciales y de otras investigaciones que han sido efectuadas paralelamente durante las décadas pasadas, vamos adquiriendo una visión más clara de la posición relativa del hombre ante el Universo. Así, hemos obtenido un mejor conocimiento del sistema solar, de cómo se formó éste a partir de materia interestelar, de cómo apareció la vida en la Tierra, del impacto de la vida y del hombre sobre nuestro planeta, y de la posibilidad de existencia de vida en el más allá.

Este mejor conocimiento de los procesos evolutivos del Universo, de nuestros orígenes, y de nuestra posición en un mundo cada vez menos antropocéntrico, no sólo satisface la natural curiosidad de la mente humana, sino que establece la base intelectual necesaria para hacer posible una mejor evolución del hombre. Desde un punto de vista más inmediato y práctico, los estudios planetarios comparativos nos demuestran la necesidad de introducir un enfoque más racional en la utilización de los limitados recursos de nuestro planeta para el bien de generaciones futuras. Indiquemos brevemente algunos de los avances más importantes de estas exploraciones espaciales y de otras investigaciones relacionadas con ellas.

2. Origen del Universo

Poco sabemos con certeza acerca del origen del Universo. Sin embargo, la hipótesis del "big bang" o gran explosión inicial, parece ser que está más de moda hoy día. Se han hecho cuatro hallazgos astronómicos, que, aunque no la confirmen, están en principio de acuerdo con ella: La existencia de una gran cantidad de hidrógeno y deuterio en el universo; el desplazamiento hacia el rojo o disminución de energía de la luz estelar; la existencia de una radiación térmica de 3 Kelvin, isotrópica y uniforme en todas las direcciones del espacio; y el hallazgo de galaxias a más de 10.000 millones de años luz cerca de lo que podría llamarse el borde del universo.

Siguiendo esta hipótesis hay, sin embargo, graves problemas para poder explicar la síntesis de los elementos más pesados; dar una valor preciso a la constante de Hubble; saber si la masa del Universo concuerda con un Universo abierto o cerrado, y poder determinar el estado del universo antes del llamado "punto cero". Para poder decidir entre estas y otras hipótesis alternativas, tendremos que esperar a obtener los resultados de nuevos avances en las Ciencias del Espacio. Como luego indicaremos, es probable que el emplazamiento orbital del Telescopio Espacial contribuya a resolver este dilema.

3. Elementos biogénicos y moléculas interestelares

Sin duda, tenemos conocimientos más completos acerca de la formación en las estrellas y otros lugares del espacio, de los elementos químicos que constituyen el Universo y que forman parte de nuestro cuerpo. Se sabe que, con la excepción de los gases nobles helio y neón, los cuatro elementos más abundantes del Universo son el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno y el oxígeno. Estos elementos, junto con el azufre y el fósforo, que se encuentran también con cierta abundancia en el Universo, constituyen los seis elementos biogénicos que son esenciales para la formación de la vida. Asimismo, sabemos que estos elementos biogénicos y otros elementos más pesados se forman en el interior de las estrellas y en las explosiones llamadas supernovas por medio de reacciones termonucleares de fusión a temperaturas extremadamente elevadas (de millones a miles de millones de grados). Quizás una de las observaciones más sorprendentes es que la composición química elemental de los seres vivos es casi idéntica a la composición del Universo. Parece como si existiera una relación directa entre la facilidad de síntesis termonuclear de ciertos elementos y su capacidad de formar parte de la materia orgánica de los seres vivos.

Eventualmente, estos elementos son expulsados de las estrellas al espacio y al enfriarse se combinan dando lugar a la formación de moléculas. La composición molecular del espacio empezó a descubrirse por medio de la radioastronomía en el año 1969, con el hallazgo de moléculas de agua y amoniaco en nubes interestelares. Hoy día se conocen un centenar de moléculas que han sido halladas en el espacio cósmico entre las estrellas o a sus alrededores. La mayoría de estas moléculas son orgánicas, pero lo más interesante es que a partir de ellas pueden obtenerse los compuestos bioquímicos que forman parte de la materia viva. No es extraño pues que algunos astrónomos con pocos conocimientos de biología hayan llegado a confundirse ya a decir que todo el espacio cósmico está lleno de vida.

4. La nebulosa solar

Cuando un grupo suficientemente grande de estas nubes interestelares chocan entre sí pueden dar lugar a formación un una nebulosa semejante a la que debió ser nuestra nebulosa solar. Se considera que dicha nebulosa sufrió, hace unos cinco mil millones de años, un colapso gravitacional impulsado en parte por la onda de choque de una supernova adyacente y dio lugar a la formación de los cuerpos celestes que hoy componen el Sistema Solar (Sol, planetas, satélites, cometas y asteroides).

Debido a la radiación solar, los planetas más cercanos al sol perdieron la mayor parte de sus elementos y moléculas volátiles, mientras que los más distantes como Júpiter y Saturno las retuvieron, principalmente el hidrógeno, helio, metano, amoniaco y agua. Asimismo, un buen número de moléculas orgánicas semejantes a las existentes en el espacio interestelar han sido encontradas por el "Voyager 2" en la atmósfera del satélite Titán, descubierto inicialmente en el observatorio Fabra de Barcelona por J. Comas Solá. También se han hallado algunas de estas moléculas orgánicas en los cometas. Los cometas son importantes, no sólo porque se consideran como los cuerpos más primitivos del sistema solar, sino porque de acuerdo con cálculos hechos en nuestro laboratorio, aportaron a nuestro planeta, a través de colisiones, una gran parte de los compuestos de carbono necesarios para la formación de materia orgánica en la Tierra primitiva.

5. La Tierra primitiva y el origen de la vida

Después de su formación -hace 4,6 millones de años-, la Tierra primitiva recibió material procedente no sólo de los cometas, sino también de otros cuerpos celestes que se cruzaron con la órbita terrestre, entre los que se encuentran los meteoritos. Los análisis realizados en nuestro laboratorio y en otros han demostrado que ciertos meteoritos contienen aminoácidos y otros compuestos que se encuentran en los seres vivos. Es decir, las condiciones necesarias para la formación de los compuestos bioquímicos debieron existir no sólo en la Tierra primitiva, sino en otros lugares del sistema solar (asteroides, cometas, etc.). Sin embargo, al parecer sólo en la Tierra se dieron las condiciones necesarias para que este proceso de evolución química orgánica fuese más allá del primer paso y continuase con la síntesis de compuestos bioquímicos más complejos e eventualmente diese lugar a la aparición de la vida. Se cree que este importante paso evolutivo tuvo lugar hace más de 4.000 millones de años. Efectivamente, en apoyo a esta teoría se ha demostrado por medio de experimentos en varios laboratorios que dichos compuestos bioquímicos más complejos (que forman parte de las proteínas, las moléculas genéticas y las membranas de los seres vivos) pueden sintetizarse en condiciones de la Tierra primitiva a partir de aquellas moléculas más simples que existen en el espacio interestelar.

Los primeros seres vivos probablemente fueron microorganismos anaeróbicos muy rudimentarios, menos complejos genéticamente que los virus más simples. Tenían que depender forzosamente de la materia orgánica a su alrededor. A medida que la materia orgánica fue desapareciendo, debieron sufrir cambios evolutivos hacia otros organismos primitivos que podían fijar el dióxido de carbono de la atmósfera como las arquebacterias y las bacterias fotosintéticas que fijan el CO2 mediante la energía del hidrógeno o de la luz, respectivamente. Ciertamente, los microfósiles más antiguos que se han encontrado en la Tierra (Australia) tienen una edad de 3.500 millones de años y son semejantes a las bacterias fotosintéticas.

6. La vida en otros lugares del sistema solar

Si la vida apareció en la Tierra primitiva hace unos 4.000 millones de años, cabe preguntarse si apareció también en los otros planetas más semejantes a la Tierra. Venus tiene una atmósfera aproximadamente 100 veces mayor que la Tierra y una temperatura en su superficie de 480 ºC, que no solamente hace imposible la vida, sino que causaría la destrucción de toda clase de materia orgánica. Marte, por otro lado, es aproximadamente 10 veces menor que la Tierra, ha perdido prácticamente toda su atmósfera (doscientas veces más tenue que la de la Tierra), y al estar más alejado del Sol tiene temperaturas muy bajas. Dichas condiciones no son ciertamente muy propicias para la existencia de vida en este planeta. Ambos planetas carecen de masa de agua líquida.

De todas formas, el proyecto "Viking" se organizó para poder determinar científicamente la posible presencia de vida en Marte. Un aparato diseñado principalmente en nuestro laboratorio y en el del Dr. Biemann, se construyó para analizar la atmósfera y los compuestos orgánicos de la superficie de dicho planeta. Las dos naves espaciales del "Viking" que se posaron sobre la superficie del planeta no encontraron materia orgánica. Además, a pesar de que uno de los tres experimentos biológicos obtuvo ciertas señales que parecían indicar la presencia de vida, los estudios que yo había realizado anteriormente demostraron que tales señales eran debidas a la acción catalítica de distintos óxidos presentes en la superficie de Marte y no a la vida. Por lo tanto, la conclusión a que se llegó fue que no existe vida ni en estos lugares ni probablemente en todo el planeta rojo (precisamente rojo por los óxidos de hierro). Si existió vida en el pasado, no se sabe, y solamente una exploración por medio de naves espaciales tripuladas podría resolver este enigma.

La posibilidad de que haya vida en otros lugares del sistema solar es muy remota. Sin embargo, el lugar más interesante en este sentido es el satélite de Júpiter, Europa, que, cubierto de una corteza de hielo, tiene un gran océano subterráneo donde existe agua líquida a una temperatura de unos 4 ºC, que podría permitir la presencia de vida. Si la vida en el satélite Europa hubiese aparecido en una época favorable, no se podría descartar la existencia actual de microorganismos anaeróbicos, basados en el dióxido de carbono y cuya fuente energética podría ser el hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno, provenientes de fuentes térmicas submarinas. Esta energía térmica procede a su vez de las fuerzas de torsión gravitacional existentes entre el satélite Europa y el planeta Júpiter.

7. La probabilidad de vida en nuestra galaxia

Es difícil concebir que las condiciones de la Tierra sean únicas en el Universo y que existe solamente vida en nuestro planeta y lo mismo puede decirse con relación a la vida inteligente; es decir, es difícil considerar que estemos solos en el Universo. Por otra parte, no tenemos suficientes conocimientos para hacer un cálculo preciso de la probabilidad de existencia de vida inteligente extraterrestre. El astrónomo Frank Drake sugirió inicialmente una fórmula para calcular el número de planetas con vida inteligente y con capacidad de comunicarse con otras "civilizaciones". Según sus cálculos el número probable de dichas civilizaciones avanzadas en nuestra galaxia es del orden de 100.000 o aproximadamente una por cada 10 millones de estrellas (nuestra galaxia tiene unos 400.000 millones de estrellas). Hay otros científicos que, partiendo de otras premisas, llegan a valores de probabilidad mucho mayores, o, por el contrario, llegan a la conclusión de que sólo existe vida inteligente en la Tierra.

Para poder resolver este problema con certeza sería necesario poder observar directamente la existencia de planetas más allá del sistema solar, puesto que hasta ahora, y debido principalmente al hecho de que los planetas no emiten luz visible, no existe ninguna evidencia directa de los mismos. La evidencia disponible es sólo indirecta, ya que su existencia se deduce por el movimiento sinusoidal periódico de las estrellas, que, por cierto, no es muy fácil de medir con precisión. Sin embargo y a pesar de esas dificultades, un estudio reciente sobre unas 100 estrellas semejantes al Sol, que están aproximadamente a unos 100 años luz de la Tierra, indica que es probable que un 20 % de las mismas tengan sistemas planetarios. Estos resultados son estimulantes y, sin duda, impulsarán nuevas investigaciones espaciales, usando todas las posibles bandas espectrales con instrumentos y sistemas mucho más eficientes que los actuales.

8. ¿Hay vida inteligente en la Tierra?

Recientemente, el Senador William Proxmire, al cancelar el presupuesto de la NASA dedicado al programa SETI (Search for Extraterrrestrial Intelligence) tenía sus propias dudas acerca de la existencia de vida inteligente no sólo en nuestra galaxia, sino en la misma ciudad de Washington donde él reside. En efecto, si uno da un vistazo rápido a la historia del hombre, se da cuenta que pocas son las generaciones en que el hombre se ha portado con toda racionalidad; es decir, el homo sapiens poco ha avanzado hacia el homo rationalis. Hasta ahora ha usado sus conocimientos principalmente para luchar contra la naturaleza, los animales y otros hombres en lugar de usarlos para la protección de los mismos. A sabiendas, o sin darse cuenta, el hombre se está destruyendo a sí mismo, porque está agotando la capacidad de mantenimiento de la vida en nuestro planeta.

Una de las virtudes de los vuelos espaciales es que han permitido al astronauta o cosmonauta ver la Tierra desde fuera como el pequeño y frágil planeta que es, donde grandes extensiones de la tierra que antaño estaban cubiertas de bosques se han convertido en desiertos en el curso de la breve historia del hombre. Uno se pregunta si la inteligencia está en la duda o en la esperanza de que el hombre durante este siglo ponga es práctica la lección que ha recibido al ver la Tierra desde el espacial.

9. El impacto físico de la vida sobre la Tierra

Normalmente, no se considera la vida como un factor importante en la dinámica física de la Tierra a nivel planetario. Sin embargo, la realidad es bien distinta. Prácticamente todo el oxígeno en nuestra atmósfera procede de las plantas fotosintéticas; las grandes masas de rocas de carbonatos y muchos otros minerales de la corteza terrestre han sido depositados por organismos. Quizás el efecto más profundo de la vida sobre la Tierra ha sido la fijación del dióxido de carbono atmosférico por organismos fotosintéticos. En primer lugar, este proceso ha constituido la base del desarrollo y expansión de la bioesfera desde la época precámbrica hasta el momento actual. Asimismo, al eliminar progresivamente al CO2 de la atmósfera y disminuir el efecto de invernadero del CO2, la temperatura global del planeta se ha mantenido moderada durante toda la historia geológica. Este Control homoestática de la temperatura ha permitido mantener más o menos constante la gran masa de agua de los océanos, y a su vez ha influido en el establecimiento de los movimientos de placas geotectónicas que ha dado lugar a la formación de continentes. Es decir, que la Tierra sin vida no sería la Tierra que conocemos, pues, incluso físicamente, sería un planeta muy distinto.

Tanto es así, que los resultados obtenidos por el espectrómetro de masas de la sonda atmosférica "Pioneer-Venus" sobre el hidrógeno y deuterio de Venus, indican que dicho planeta cuando se formó contenía probablemente tanta agua como la Tierra. El meteorólogo T. Donahue, Jefe de la Junta del Espacio de Estados Unidos, cree que es posible que la no existencia de vida en el planeta Venus haya podido ocasionar las grandes diferencias que existen cuando se compara dicho planeta con la Tierra (ausencia de agua líquida en la superficie, temperaturas extremadamente elevadas, falta de movimientos geotectónicos, etc.).

10. Colonización del espacio

Hay varios científicos, como el físico americano Gerard O'Neill y el astrónomo ruso, N.S. Kardashev, que consideran que tarde o temprano la colonización del espacio por el hombre será una realidad. Mientras Kardashev clasifica las civilizaciones en tres grandes puntos: planetarias, de sistemas estelares, y galácticas; Gerard O'Neill cree que el hombre con su espíritu intrínsecamente explorador no podrá sustraerse de colonizar el espacio alrededor de la Tierra. Además, sostiene que si el hombre no ejercita esta opción, está inhibiendo la evolución natural de la especie humana y, por lo tanto, hipotecando su propio futuro. En consecuencia, sugiere la creación de ciudades en el espacio entre la Tierra y la Luna que pueden permitir la existencia de unos 100.000 habitantes en cada una de ellas. Aunque la inversión inicial tenga que ser de cierta envergadura, el hecho de que haya disponibilidad de energía solar en cantidades ilimitadas y de que el material de origen lunar pueda ser obtenido con un mínimo esfuerzo gravitacional, hacen viable dicho proyecto. Sin juzgar si éste es un camino acertado o no, la realidad es que tanto Estados Unidos como Rusia están decididos a establecer estaciones espaciales en órbita terrestre y a tener una presencia más permanente en el espacio.

El proyecto "Space Shuttle" fue concebido, en parte, con este objetivo; es decir, como un sistema de transporte para la construcción de estaciones espaciales. Dependiendo de su altitud y posición geosíncrona estas estaciones podrían ser usadas como antenas receptoras y transmisoras de energía solar a la Tierra, como lugares ideales para fabricar materiales que requieren la ausencia de la gravedad, para mediciones continuas de los cambios que ocurren en la atmósfera y en la bioesfera (de interés para la meteorología, la agricultura y la pesca), o para observaciones astronómicas más allá del sistema solar. Estas observaciones podrían hacerse sin la obstrucción impuesta por la atmósfera a que están supeditados los observatorios terrestres.

11. Nuevas observaciones espaciales y epílogo

El Telescopio Espacial, cuyo emplazamiento en órbita terrestre está proyectado para el año 1985 por medio del "Space Shuttle", tendrá una capacidad de penetración óptica 7 veces superior a la del mayor de los telescopios terrestres actuales. Con él es posible que se resuelva el enigma de si el universo es abierto, o cerrado, es decir, si está todavía en estado de expansión o de contracción. Quizás podrán resolverse también otros enigmas espaciales relacionados con las supernovas, las estrellas de neutrones, los pulsars, los quasars, y los agujeros negros. Sin embargo, lo más importante para poder tener un conocimiento más profundo de los procesos evolutivos del universo que culminan con la aparición del hombre será el posible descubrimiento de sistemas planetarios y de planetas donde exista la vida.

Paralelamente, es posible que por medio de los nuevos sistemas de observación radioastronómica lleguemos a recibir señales de vida inteligente extraterrestre de ciertos lugares de nuestra galaxia. El Dr. Drake me informaba recientemente que con sólo la inversión de 25 millones de dólares en un sistema de analizadores multiespectrales automatizados, acoplados a los radiotelescopios existentes, podría aumentarse más de un millón de veces la capacidad receptora y seleccionadora de señales inteligentes. Es concebible que en unos diez años podamos resolver el enigma de si estamos solos o no en el espacio universal, hecho que nos podría permitir dar un salto cuántico en la evolución de nuestra especie para el bien de todos los habitantes de la Tierra. Es decir, podríamos agradecer a Neil Armstrong su profética visión de que "aquel pequeño paso para el hombre está en camino de convertirse en una paso gigante para la Humanidad".

Como recapitulación y concentrándonos en el impacto del hombre sobre nuestro planeta no hay palabras más adecuadas que las siguientes:

"Todos los países están tomando conciencia de que la Civilización, creada con tanto esfuerzo a lo largo de los siglos, produce efectos nocivos, desconocidos hasta ahora, que ponen en peligro su propia pervivencia sobre la Tierra. Los mares, los ríos, los bosques, los parajes naturales, son contaminados y la capacidad para la vida en nuestro planeta es mermada de forma alarmante.

Hay que tomar medidas importantes para atajar este mal para nuestra sociedad, y hay que hacerlo a diferentes niveles: gubernativo, científico, educativo. No hay que desaprovechar ningún medio para conseguir que el mayor número de personas tome conciencia del problema y actúe inmediatamente".

Presentación por su Majestad don Juan Carlos de Borbón y Borbón, siendo príncipe de España y Presidente de ADENA, del libro "S.O.S. Por El Planeta Tierra", de Alessandro Pasini y Giancarlo Masini, Ediciones Nauta, S.A. Barcelona, 1972.

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Sobre el autor (1982): Juan Oró Florensa. Es profesor de la Univerdidad de Houston. Nació en Lérida en el año 1923. Recibió el título de licenciado en Ciencias Químicas de la Universidad de Barcelona en 1947. Hizo sus estudios de doctorado en Bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Baylor, en Houston, donde recibió su Ph.D. en 1956. Ingresó como instructor en el Departamento de Química de la Universidad de Houston en 1955. Pasó a ser profesor permanente en 1963 y en 1967 fundó el Departamento de Ciencias Biofísicas (hoy Ciencias Bioquímicas y Biofísicas) del que fue su primer jefe.

Trabajó en el Lawrence Radiation Laboratory de la Universidad de California en Berkeley, con el Profesor Melvin Calvin en el verano de 1962. Como recipiente del "NASA Life Sciences Award in Chemistry" trabajó en el "NASA Ames Research Center" de California durante un año (1974-1975). Desde 1962 ha llevado a cabo numerosos proyectos de investigación química relacionados con el espacio con ayuda de la NASA. Ha sido uno de los investigadores principales para el análisis de las muestras lunares del proyecto Apollo y ha sido miembro del equipo de análisis molecular del proyecto Viking de la NASA que analizó la atmósfera y la superficie de Marte. Actualmente es miembro de la Junta de las Ciencias del Espacio de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, cuya misión es asesorar al gobierno de este país sobre las investigaciones espaciales. Ha organizado varios congresos internacionales sobre las ciencias del espacio, la evolución química y el origen de la vida y ha publicado cerca de doscientos trabajos científicos en dichos campos.

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