Neus Sabaté: “El repte és generar energia amb material de Mart”

En la Terra, estudia com fabricar bateries sostenibles que aprofiten l'energia de l'ambient, tenen components mínims i empren materials abundants. Però ara es va a Mart per a provar una bateria a base de compostos de ferro molt freqüents en la superfície del planeta vermell i orina humana. Neus Sabaté, investigadora del CSIC en l'Institut de Microelectrònica de Barcelona – Centre Nacional de Microelectrònica, s'ha embarcat en Hypatia I, una missió composta per científiques de diferents disciplines i edats en la Mars Desert Research Station. Es tracta d'una instal·lació anàloga construïda per The Mars Society en un entorn molt similar a la superfície de Mart: el desert d'Utah, als Estats Units.

Durant quinze dies, del 16 al 29 d'abril, les tripulants de la Hypatia I desenvoluparan les seves recerques i realitzaran activitats de divulgació com si estiguessin en una veritable estació humana en el planeta vermell. Per això, s'alimentaran fonamentalment de menjar deshidratat, tindran racionada l'aigua potable, les seves comunicacions amb la Terra seran asíncrones i hauran de posar-se el vestit espacial per a sortir a l'exterior.

L'objectiu d'aquesta aventura no és només ampliar el coneixement científic en àmbits com la generació d'energia o la producció d'aliments en Mart. Hypatia I també es proposa visibilitzar a les dones científiques i inspirar vocacions, especialment entre joves i nenes.

Aquí en la Terra la teva recerca se centra en el desenvolupament de bateries sostenibles. L'objectiu del teu treball en Hypatia I és fer el mateix, però en Mart?

En Mart la qüestió de la sostenibilitat vindrà més tard. El repte ara és generar energia amb material que és allí. Les missions anteriors al Perseverance, el quart robot que es passeja per la superfície de Mart, portaven plaques solars, que generen una determinada quantitat d'energia per centímetre quadrat i depenen de la disponibilitat de llum solar: durant la nit no funcionen. A més, poden acabar cobertes de pols quan hi ha tempestes de sorra, que són molt habituals. Spirit i Opportunity van estar deu anys donant tornades en Mart, així que les plaques solars funcionen, però per a proporcionar energia a un robot. Si anirem nosaltres, haurem de generar molta més energia per a produir oxigen i no morir de fred, perquè hi ha temperatures extremes de -100 °C a la nit.

Perseverance també funciona amb plaques solars?

Sí, però no sols. Porta un generador termoelèctric nuclear amb un core de plutoni que genera calor quan es descompon. Pes 50 quilos i és una font d'energia molt més estacionària. Es preveu que, com a mínim, doni energia durant 10 anys. També incorpora bateries de liti que es carreguen amb aquest generador o amb les cèl·lules solars i que proporcionen energia de manera ràpida perquè el vehicle es pugui moure. En qualsevol cas, tot el que portem a una primera exploració humana de Mart haurem de portar-lo de la Terra. Això significa moltíssim pes i volum.

Llavors, la solució és generar l'energia en Mart?

Sí. Jo m'he inspirat en el projecte Nüwa, en el qual va participar Laia Ribas [una altra de les tripulants de Hypatia] i que consisteix en el disseny d'una ciutat marciana per a un milió d'habitants. La idea original era que tot funcionés amb plaques solars, però això no és possible en el cas de la indústria. Els forns i uns certs processos industrials requereixen temperatures molt altes i, per tant, molta energia… Jo no treball amb bateries de liti, sinó amb bateries no convencionals a partir del paper o de fluids biològics. Amb aquest enfocament, vaig estudiar els compostos químics detectats per Spirit en 2003 i resulta que Mart està ple de materials, com la Terra, però amb la diferència que hi ha molts compostos oxidats i que en l'atmosfera de Mart no hi ha oxigen. El planeta és vermell perquè hi ha molt d'òxid de ferro, així que em vaig plantejar si era possible fabricar una pila usant la química del ferro.

Això és el que vols provar en Hypatia I?

Sí. En la Terra el meu grup de recerca genera bateries amb materials presents allí on anem. Per exemple, Juan Pablo Esquivel va tenir un projecte per a generar bateries a Chiapas amb residus de cafè, que són productes que no s'utilitzen o es cremen. Aquí faríem una cosa similar: anar a Mart i veure si es pot fabricar una pila de ferro o amb compostos fèrrics que es troben allí. És el que es diu la fabricació quilòmetre zero, encara que en aquest cas el quilòmetre zero estaria en Mart. Si poguéssim fer-ho, només hauríem de transportar fins allí una carcassa amb elèctrodes i una carcassa buida per a contenir els compostos de ferro. Per tant, el pes seria molt baix. Com en Mart no hi ha molta aigua, i la que hi ha haurà de reciclar-se i aprofitar-se per a viure i regar, se'm va ocórrer que l'electròlit, que ha de ser líquid, podria ser l'orina de les tripulants. És un líquid que ja és salat i que funciona molt bé com a electròlit. Això ho sé per altres recerques del grup i pel meu spin-off [Fuelium]. Crec que fer una bateria d'aquest tipus és una idea original que no s'ha publicat fins al moment.

Què és el que faries exactament en la Mars Desert Research Station?

L'entorn de l'estació s'ha triat per la seva similitud amb Mart: està aïllat, s'assembla a les imatges que ens envia el Perseverance i és taronja perquè hi ha compostos de ferro. A Utah hi ha gres i argilita, que tenen una petita quantitat de ferro, i roques més pures com la hematita, la goethita i la jarosita. En el laboratori he analitzat aquestes roques i comprovat que, en petites quantitats, tenen compostos que es poden aprofitar electroactivamente. En la missió hauré de sortir de l'estació a buscar materials i roques del lloc i, una vegada de tornada, analitzaré el seu contingut de ferro. De tota manera, obtindré molt poca quantitat de compostos que no estaran refinats, així que portaré compostos de ferro d'aquí per a fer quatre bateries amb les quals alimentar uns leds que ens permetin germinar brots de soia amb llum ultraviolada. Cada dia recol·lectaré orina de les tripulants, activar amb ella les bateries i revisar la generació d'energia. Espero que les bateries treballin unes 16 hores al dia per a poder alimentar els leds i que al final de la missió puguem menjar-nos uns brots de soia frescos, perquè la resta de la nostra dieta consistirà en menjar reconstituït amb aigua.

Els dispositius en els quals estàs pensant bastaran per a aconseguir tota l'energia que necessitarem per a desplaçar-nos fins al planeta vermell i viure allí?

Estan pensats per a quan estiguem en Mart. M'imagino que al principi necessitarem palades de materials per a poder extreure compostos de ferro més purs que facin funcionar les bateries. S'assemblarà una mica a quan en el llunyà oest els primers exploradors tenien fred a la nit i agarraven branques dels arbres i feien una foguera. De totes maneres, aquesta pregunta la podré respondre al final de la missió, quan vegem quines quantitats de ferro es poden recollir en l'entorn. Un dels nostres objectius és precisament conèixer quanta energia podríem generar amb els materials presents i quantes carcasses i materials de muntatge hauríem de portar perquè això sigui possible.

En la superfície del desert d'Utah trobaràs els mateixos materials que en la de Mart?

Sí, al final l'univers està fet dels mateixos components bàsics, dels mateixos metalls, composts… El que varia en Mart són les quantitats relatives d'aquests materials. Si bé encara falta molt per conèixer, els rovers que han explorat la superfície han confirmat la presència de magnesi i ferro, i també que Mart rep bastants meteorits que tenen ferro pur. Els materials s'assemblen; el que intenten entendre ara les científiques és per què en absència d'oxigeno hi ha tanta oxidació. Sembla que els clorats i els hipercloratos també afecten i que en algun moment Mart va tenir aigua i una atmosfera respirable.

Desenvoluparàs alguna activitat de divulgació dins del projecte?

Divulgarem com és el dia a dia en una estació marciana: com és la distribució horària de tasques, la jerarquia, no poder menjar gens fresc, haver de sortir amb un vestit espacial a l'exterior… Per a l'imaginari col·lectiu serà molt positiu veure a dones vestides d'astronautes i fent tasques tan high tech, que recorden a una missió espacial.

Per què una missió composta només per dones?

És important per a generar referents. Ens interessa que joves i nenes tinguin referents pròxims. Que diguin “si aquesta senyora que va néixer a Tarragona està fent una missió super fanfarrona vestida d'astronauta, per què no puc jo també?” Doncs clar que sí: tu també pots… M'agrada aquest projecte perquè quan m'acosto a joves i nenes els dic: “si us agrada l'espai, no teniu per què ser astronautes; l'exploració espacial requereix biòlogues, enginyeres, matemàtiques, físiques i també psicòlogues i filòsofes”.

Com decideixes embarcar-te en el projecte?

Soc una persona molt curiosa, m'agrada ficar-me on no em criden, així que vaig trobar la missió irresistible. Ens van deixar 48 hores per a decidir i vaig trigar menys de 24 hores a dir que sí.

En la simulació, a més d'investigar sobre el teu camp, posareu a prova com funciona un equip humà en condicions amb moltes limitacions. S'assembla a altres treballs de camp que has realitzat prèviament?

Mai he fet treballs de camp d'aquest estil, així que és com llançar-se a l'aventura. Serà un repte conviure amb gent que no conec i acceptar que, encara que estic acostumada a liderar la meva recerca i ser cap de grup, aquí soc una mica la ultima mona. Soc una de les enginyeres de la tripulació i m'encarregaré de la logística, de gestionar l'aigua, que tots els components electrònics de la base funcionin bé i de fer reparacions. Posar-se al servei de la tripulació serà un treball d'humilitat, però em ve de gust un munt canviar de rol, d'entorn, d'equip i sotmetre'm a unes condicions diferents. Ja us explicaré què tal a la volta. Potser no em fa tanta gràcia.

Hi ha una cançó de Nacho Vegas que es titula precisament ‘No em vaig a Mart’ i que parla que la solució a la crisi ecològica i climàtica que hem provocat en el nostre planeta no pot ser l'escapar-nos a un altre. Viatjar a Mart sens dubte és un desafiament fascinant, però serà sostenible per al nostre planeta i el mateix Mart?

No sé què significa sostenible en aquest context. Com a científica, considero que viatjar a Mart és un repte científic i tecnològic. Fa uns anys quan es va inaugurar el LHC, la gent deia: “això ha valgut molts milions, val la pena?” Clar que val la pena perquè justament és bonic que la humanitat es gasti una milionada, no en armament, sinó a descobrir partícules fonamentals. Això és una cosa semblant. Hi haurà agències que tindran interessos militars o d'explotació del planeta veí, però a nivell científic i tecnològic viatjar i sobreviure allí té un atractiu innegable perquè és molt fàcil orientar la recerca mundial cap a un repte com aquest. És un repte que ens uneix com a planeta. A més, ens permetrà desenvolupar tecnologies que després seran aplicables en la Terra. Tecnologies per a viure amb poca aigua i sense oxigen ens poden anar bé per al nostre futur també aquí. Per exemple, al principi les plaques solars van ser desenvolupades per a alimentar satèl·lits, atuells que volaven per aquí, i a ningú se li va ocórrer llavors que podrien convertir-se en una font d'energia renovable en la Terra.

I què hi ha de l'aspecte ètic de colonitzar un altre planeta?

Sí, cal considerar què passa si com a humans anem a un altre planeta que no és nostre i com hauríem d'aproximar-nos a ell. Abans parlava dels colonitzadors d'Amèrica. Ja sabem que respectuosos amb la vida original que hi havia en el continent no van ser. Igual hauríem d'aprendre. De moment, sembla que si els marcians existeixen seran microscòpics i en format bacteri, per la qual cosa el debat de com aproximar-nos al planeta està obert. La cançó de Nacho Vegas està bé perquè convida a posar en marxa també tot el camp de la filosofia de la ciència i de la humanitat.

Imatges de Mercè Fernández i Pau Fabregat

Entrevista d'Eduardo Actis i Irene Lapuerta (CSIC Cultura Científica)