Revista Digital CECAN E3

Examinar. Entender. Evaluar

“Si hay el objetivo de buscar la vida hay que pasar por la mineralogía y la geoquímica, en otras palabras, por la historia geológica”: Fernando Rull

Son las once menos cuarto cuando el profesor Fernando Rull llega a la portería de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valladolid ubicada en el Campus Miguel Delibes, prefiere tomar un café primero y tener una plática previa sobre el tema de la entrevista, conocer un poco sobre su entrevistador y definir el sitio para empezar a responder las preguntas. Termina su café y se dirige hacia el final del campus, allí, con voz fuerte pero tenue y con la experiencia acumulada de los años y el conocimiento, inicia.

Fernando Rull en una charla TED en 2015
Imagen tomada de TEDx Talks,

Fernando Rull es físico, investigador espacial y catedrático emérito de Cristalografía y Mineralogía de la Universidad de Valladolid. Fue director del Instrumento Raman-LIBS el cual fue incluido en la misión de ExoMars de la Agencia Espacial Europea, que fue lanzada en 2018. Una de sus ultimas grandes hazañas, la calibración de SuperCam, uno de los instrumentos que hacen parte del equipamiento del Rover Perseverance.

El profesor Fernando Rull nos concedió una entrevista en la que habló de SuperCam, de lo que puede llegar a ser el futuro de los viajes hacia el espacio, la colonización de otros planetas y el surgimiento de la vida en estos objetos astronómicos.

Además, nos reveló uno de los objetivos principales que tiene el Rover Rosalind Franklin, perteneciente a la misión ExoMars que será lanzada el próximo año por la Agencia Espacial Europea: perforar debajo de la superficie del planeta rojo.

Para el profesor, Marte es la esperanza más cercana para albergar una futura colonia humana, sin embargo, resalta los grandes retos de poder habitar un nuevo planeta.


¿Qué es el SuperCam y para qué sirve en el Rover Perseverance?

SuperCam es un instrumento que está situado en el Rover Perseverance y que en realidad, más que un instrumento, es un conjunto de estos. Están integrados en uno solo porque comprende un conjunto de técnicas analíticas. Es una evolución de otros instrumentos, en especial de ChemCam que está dentro del Curiosity y consiste en combinar imagen con técnicas espectroscópicas para el análisis químico y mineralógico de la superficie marciana.

Es importante todo esto para lo que se llama ciencia de contexto. La ciencia de contexto es hacer un análisis de un material en un punto y al mismo tiempo hacer la imagen de esto para poner el lugar o sitio que se analiza en su contexto. Es decir, si yo quiero analizar un árbol, se lanza el rayo láser y se analiza el árbol y sus hojas pero si encima se toma la imagen del elemento se pone en contexto el análisis que se está haciendo y esa, justamente, es una de las grandes ventajas de SuperCam que combina las técnicas analíticas a distancia con la capacidad de hacer imágenes.

De izquierda a derecha, Guillermo López, ingeniero de sistemas, Fernando Rull, Director del sistema de calibración y Jose Antonio Manrique responsable de gestión de proyecto. En la foto se muestra un prototipo de SuperCam que hay en el laboratorio y muestra en el centro el modelo de calificación del sistema de calibración, idéntico al que ahora está en Marte.
Imagen de la galería personal del Profesor Fernando Rull

¿Cómo llegan las imágenes a la Tierra?

Orbitador de reconocimiento de Marte / Mars Reconnaissance Orbiter
Imagen tomada de Wikipedia.com

Todo llega a la Tierra a través del sistema de comunicaciones que lleva Perseverance. Los instrumentos no son solo el SuperCam sino otros más que recogen los datos analíticos o de imagen, los guardan en la memoria del Rover y en un momento determinado son lanzados o bien directamente desde el Rover a la Tierra o desde el vehículo hasta un orbitador que está dando vueltas alrededor de Marte y este los envía a Tierra en el momento oportuno.


¿Cómo se calibra la herramienta?

Con el sistema que nosotros hemos desarrollado.

La ventaja de tener un sistema multi-analítico en un instrumento es que puedes combinar resultados que son, en general, complementarios y eso da una visión mucho más precisa y detallada de lo que se está analizando.

Entonces, necesitas que esos datos sean precisos, por ejemplo, la composición química puede ser cualitativa, es decir, saber qué elementos químicos tiene la sustancia que estoy analizando o cuantitativa, saber cuánta cantidad de cada uno de los elementos químicos tiene esa sustancia.

Para hacerlo cuantitativa, que es mucho más preciso de lo que se había hecho hasta ahora, se necesita un sistema de calibración apropiado. Tú analizas la roca en la superficie y también análisis la muestra de calibración y en esa comparación puedes establecer una correlación cuantitativa entre una cosa y otra y el análisis así mejora mucho con respecto a lo que se había hasta ahora.


¿Esto permite que sea mucho más preciso el conocimiento sobre el planeta?

Claro, en particular sobre la geología. En definitiva el conocimiento que se está adquiriendo y lo que va a salir de esta misión es un saber más preciso sobre la geología, la mineralogía y la geoquímica de la superficie del planeta.

Imagen de la superficie de Marte
Imagen de NASA/JPL-Caltech

¿Cómo está construida la SuperCam? ¿Cómo funciona esto en un ambiente desconocido y tan notablemente inhóspito como el de Marte?

Hacer instrumentación para el espacio es extremadamente complicado y hacerla para otro planeta todavía más, porque los instrumentos, cualquier material, desde un tornillo, una lente; la electrónica, por ejemplo, las SD que llevan, los detectores. Tienen que pasar unos ciclos de temperatura tremendos, puesto que tienen que estar trabajando a -140° pero también funcionar sobre 0°, en general unas diferencias térmicas extremas.

También tienen que superar unos choques de impactos tremendos, muchísimo más fuertes que los que sufre un Fórmula 1 cuando se estrella al final de una recta, tal vez 10 veces más fuerte. Entonces, el impacto al que están expuestos los instrumentos a la hora de aterrizar es enorme. Hay que tener en cuenta que estos elementos son muy delicados, están llenos de fibras ópticas, de lentes y con una electrónica muy precisa.

Luego está también la radiación que es un enemigo enorme tanto para los instrumentos como lo será en el futuro para la exploración humana. La radiación cósmica es terrible, a la que se añade la radiación ultravioleta en la superficie marciana, puesto que ahí no hay atmosfera para apantallar la radiación ultravioleta.

Entonces, los instrumentos y cualquier pieza que se desarrolle para ponerla en Marte tienen unas exigencias extraordinarias dado que tienen que resistir todo esto: variaciones térmicas tremendas, choques mecánicos terroríficos y soportar la radiación.


Así las cosas, ¿hay instrumentos o cada vez que hay una misión espacial se tienen que diseñar y construir estos elementos dependiendo del planeta? ¿Hay ya algo de base?

Bueno, la base está en el conocimiento científico y técnico que tienen los laboratorios que diseñan y construyen estos instrumentos. Estamos arrastrando casi 60 años de exploración marciana. Las primeras naves rusas fueron al principio de los años 60’s entonces se ha ido acumulando una gran experiencia y los diseños son cada vez más sofisticados y mejor adaptados para resistir esas condiciones tan extremas.

La metodología o el proceso tiene esas etapas. Diseño, muy cuidado; luego una selección de materiales no va cualquier material tienen que ser muy especiales, y finalmente la fabricación e integración o montaje que tiene que ser hecho de una manera muy especial. No cualquiera está capacitado para hacer esto, solo laboratorios o centros muy especializados en el mundo son capaces de hacer esas piezas que resistan todas estas condiciones tan extremas.

Luego de esto hay que tener algo en cuenta y es que hace 50 o 60 años no se era tan cuidadoso pero en las últimas décadas las agencias han tenido vez más cuidado con la limpieza biológica. Es decir, los instrumentos tienen que ir limpios de toda contaminación biológica. Y eso es un gran reto, además de todos los anteriores, y este es casi más extremo porque no puedes permitirte llevar bacterias, hongos o partículas de contaminación terrestre.

A medida que los objetivos científicos han ido avanzando hacia la búsqueda de vida en Marte, y en otros sitios, no se puede llevar contaminantes biológicos en los instrumentos porque no valdría de nada la medida. No se estaría seguro si lo que se está detectando es un compuesto orgánico de otro planeta o lo ha llevado un material contaminado. Por ende, la limpieza organiza y biológica es muy compleja, todo debe ir totalmente limpio.


Si alguna herramienta se llegase a dañar, no solamente hablando de la SuperCam, cual es el proceso por seguir, ¿hay algún repuesto para no comprometer la misión?

Ahí no hay forma, solamente se pueden hacer correcciones por software, no se puede reparar ni enviar a nadie para que lo haga.

Parte del mástil del Rover Perseverance
Imagen de NASA/JPL-Caltech

Si falla el sistema electrónico la única posibilidad es enviar nuevos comandos e intentar reprogramar pero si se rompe una pieza o se quema no hay nada que hacer.


Si esto sucede, ¿se cancelaría la misión?

No, si un instrumento se rompe definitivamente los demás seguirían funcionando salvo que se dañe algo esencial en ese caso pues adiós.


¿Es posible que el Rover y toda su aparatología descubra si hay o no vida en Marte?

La geología o la mineralogía y geoquímica que estoy comentando va enfocada a varios objetivos científicos, no hay que perderlos de vista. Es la ciencia la que dirige esos objetivos.

El hecho de hacer mejor mineralogía, geoquímica y geología tiene bastantes connotaciones. De un lado el poder hacer una mejor comparación entre la Tierra y Marte, ver si la historia geológica de los planetas es como se supone: gemela o paralela, sobre todo, en los primeros momentos. Todos los datos apuntan a que los planetas se formaron y evolucionaron en condiciones muy parecidas pero luego Marte perdió el agua de los océanos y lagos. Indagar en eso es muy importante en la historia geológica comparada.

De otro lado, también se sabe que la biología emerge en el contexto mineral, es decir, se necesita agua pero también sustrato mineral para que las moléculas orgánicas se formen de manera cada vez más compleja y al final pueda emerger la vida. Entonces, es importante conocer en detalle esos minerales como posible sustrato para la formación de la vida.

Si hay el objetivo de buscar la vida hay que pasar por la mineralogía y la geoquímica, en otras palabras, por la historia geológica. Importante tener en cuenta el agua por un lado y determinados tipos de minerales por otro que pueden haber ayudado a que la vida emerja y se sostenga, porque en el fondo las moléculas orgánicas salen de los elementos químicos del espacio.


Imagen superior del mástil del Rover
Imagen de NASA/JPL-Caltech

Cuando se habla de vida en otros planetas siempre nos imaginamos personas o criaturas salidas de toda proporción real. ¿Hay posibilidades de que este tipo de vida realmente exista?

Está claro que con los cientos de miles de millones de estrellas en galaxias que también se cuentan por miles de millones y en los planetas asociados a estas, pues, matemáticamente, resulta facilísimo entender que tiene que haber otros tipos de planetas en los que haya existido o exista, naturalmente, la vida en una forma parecida o diferente a la nuestra.

La nuestra está basada en la química del carbono pero puede haber vida basada en otra química o en otro tipo de estructuras moleculares, no lo sabemos, pero que tiene que haber evolucionado en forma parecida eso está clarísimo.

Ahora, el problema es que las distancias son tan enormes que la posibilidad de que nos encontremos con seres vivos parecidos a nosotros, llamémoslos extraterrestres, es tan remota que yo, personalmente, la considero casi imposible, es muy difícil.

Lo que ya no es tan difícil es que se den sistemas biológicos primitivos como los que se formaron en la Tierra. Nosotros somos un producto de la evolución en un tiempo muy determinado, somos un punto en la historia de este planeta que se dio al final. En gran medida y por un mayor periodo, la Tierra ha estado ocupada por bacterias y seres más complejos que llevan aquí desde el inicio de la formación del planeta. Esos son los verdaderos objetos de la vida.


Hawking dijo una vez que si la humanidad quería preservarse debía buscar un nuevo planeta para vivir. ¿Qué piensa usted de esto?

Eso siempre ha sucedido en la historia de la Tierra, el hombre primitivo intentaba buscar más allá del río, luego podía cruzar pero con el tiempo ingeniaba algo para saltarlo; veía una montaña enorme, decía “no sé que hay detrás” pero hay que saltarlo. El espíritu humano, la inquietud es eso, “que hay detrás” e intentar conquistarlo.

Luego, cuando venían las hambrunas y apretaban los grandes desastre, las tribus se movían y buscaban sitios mejores, eso ha sucedido en varias épocas de la historia cuando han cambiado las condiciones climáticas al girar el eje de la Tierra. El mismo proceso se puede dar en el futuro, lo que pasa es que ese futuro no lo veo yo a corto plazo ni muchísimo menos.

Imaginemos Marte, hay que desarrollar tecnología para poder volver, ahora no existe eso, todo lo que se envía al planeta se queda allá, no hay tecnología ni capacidad energética para que el Rover suba al espacio y vuelva. Esa tecnología hay que desarrollarla. De hecho, Perseverance tiene entre sus objetivos el depositar muestras en determinados sitios geolocalizados de la superficie marciana para que, en la futura misión que va a intentar volver, sean recogidos y traídos a la Tierra. Pero eso no ha sucedido, aún no ha ido una nave y ha regresado.

Luego de esto, entonces, habrá que hacer toda una serie de misiones robotizadas con seguridad que vayan, aterricen,  hagan cosas y puedan volver. Cuando todo eso se haya cumplido habrá que pensar en que vaya algún humano.


Pero, en este momento se están desarrollando misiones con humanos, ¿aun así no es ciento por ciento seguro de que si van puedan regresar?

Esa es la cuestión. Lo que se intentará, salvo sean misiones suicidas, cosa que ninguna agencia va a amparar ni promocionar, es ir cubriendo todas esas etapas para que la tecnología de ir y volver sea segura. Cuando eso esté conseguido, que todavía falta bastante tiempo, se lanzará la primera misión con astronautas y estos tendrán que ver cómo adaptarse a las condiciones marcianas que son extremadamente severas.

Imagen de NASA/JPL-Caltech/ASU

Una posibilidad que hemos considerado algunos grupos científicos es el uso de cuevas, igual que hicieron los primitivos aquí en nuestro planeta, usarlas para refugiarse, pues, en estos sitios hay la ventaja de que la radiación está apantallada por la misma tierra, por los propios minerales.

Entonces ahí, creo yo, que los humanos, tal vez, con esta estrategia puedan adaptarse pero claro si se quiere que vaya mucha gente se debe hacer algo que se llama terraformación, esto es, formar tierra que sea utilizable y ahí viene el gran problema: necesitas agua, primero se debe estar seguro de que en Marte haya suficiente agua.

Hay que dejar en claro el hecho de que eso que muestran en las películas de ciencia ficción que se ponen unas carpas no lo veo muy viable, tendrían que ser unas infraestructuras muy grandes, con unos sistemas de protección muy severos y no tiene mucha lógica.


El agua en otros planetas ya es un hecho, ¿qué significa esto para el futuro de la humanidad?

Si, hay agua, sobre todo solida en forma de hielo, en satélites helados.

Para la humanidad es la posibilidad de sacar ese recurso. Tener agua siempre será un punto muy importante. Sin embargo, es casi imposible acarrear toda el agua que necesitas para cuatro o cinco años en una nave, sería un gasto enorme.



Uno de los grandes retos para la colonización de otros planetas es el tiempo, desde su experiencia como investigador espacial ¿cuál podría ser una solución para hacerle frente a los “años luz” que nos separan de otros planetas y hasta galaxias?

Ahora mismo creo que es algo que cabe más dentro del campo de la ciencia ficción que en el de la ciencia y la tecnología porque sabemos bien las restricciones que tienen los objetos físicos para alcanzar la velocidad de la luz o velocidades cercanas a esta, eso es teoría de la relatividad.

En velocidades consideradas más o menos alcanzables el tiempo sería enorme, se tardaría demasiado. Yo creo que hay que iniciar por el Sistema Solar, de momento los planes para volver a la Luna están ya en marcha, el satélite está a 385 mil kilómetros, esto es más cerca. Veremos los planes para ir a Marte y a otros planetas. Júpiter, por ejemplo, sus satélites también, pero se tardarán muchísimos años porque no es nada sencillo.

¿Cuál cree usted que es el planeta de nuestro Sistema Solar que posiblemente esté mejor capacitado para convertirse en una colonia humana?

Ahora mismo Marte es nuestro vecino más cercano y el que tuvo, en el inicio de su formación, unas condiciones más similares a las de la Tierra, los otros o están muy fríos o calientes, es decir, muy lejos o muy cercanos al sol.

Hay un concepto, que es importante tenerlo en cuenta, que se llama la habitabilidad. En todos los sistemas planetarios alrededor de las diferentes estrellas hay una zona que se llama zona de habitabilidad, esto es un sitio que está no muy cercano al sol, a la estrella, ni muy lejos. Entonces, hay una zona intermedia que se puede estudiar y comprender, más o menos fácilmente, considerando las temperaturas de fusión – congelación del agua.

Si está en el rango en el que el agua está en líquido, sólido y gaseoso, es decir, en equilibrio, pues esa es la zona buena. Esto, justamente, es lo que buscan los telescopios: exoplanetas que estén en esa zona de habitabilidad.


Así termina la entrevista con el profesor Fernando Rull. Algo apurado, pero paciente a la vez, mira su reloj, afirma que se debe ir ya pues tiene que atender algunas cuestiones en su laboratorio. Se despide, da media vuelta y regresa al edificio de la facultad de ciencias.

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