Si los visionarios están en lo cierto, la nanotecnología podría llevar a robots que usted podría sostener en la yema del dedo, trajes espaciales autorreparables, ascensores espaciales y otros fantásticos dispositivos. El cabal desarrollo de algunas de estas cosas puede llevar más de 20 años; otras están tomando forma en el laboratorio hoy en día.

Pensando en lo pequeño
Sencillamente, hacer cosas más pequeñas tiene sus ventajas. Imagínese, por ejemplo, que los vehículos de Marte, Spirit y Opportunity, se hubiesen podido construir tan pequeños como un escarabajo, y pudiesen correr rápidamente como éste por rocas y arena, tomando muestras de minerales y buscando evidencia sobre la historia del agua de Marte. ¡Cientos de miles de estos diminutos robots podrían haberse enviado en las mismas cápsulas que llevaron a los dos vehículos del tamaño de un escritorio, permitiendo a los científicos explorar mucha más superficie del planeta —¡e incrementando las probabilidades de encontrar una bacteria marciana fosilizada!
Pero la nanotecnología va más allá de sólo la reducción de objetos. Cuando los científicos puedan ordenar y estructurar a voluntad la materia a nivel molecular, nuevas y asombrosas propiedades podrían surgir en cualquier momento.
Un excelente ejemplo, preferido del mundo nanotecnológico, es el nanotubo de carbono. En estado natural el carbono aparece como grafito —el blando y negro material usado habitualmente en la mina de los lápices— y como diamante. La única diferencia entre los dos es la organización de los átomos de carbono. Cuando los científicos colocan los mismos átomos de carbono en un modelo de "red metálica" y los enrollan en minúsculos tubos de tan sólo 10 átomos de diámetro, los "nanotubos" resultantes adquieren algunas características extraordinarias. Los nanotubos

• tienen 100 veces la resistencia del acero, pero sólo 1/6 de su peso;
• son 40 veces más fuertes que las fibras de grafito;
  conducen la electricidad mejor que el cobre;
• pueden ser conductores o semiconductores (como los microprocesadores del computador), dependiendo de la colocación de los átomos;
• y son excelentes conductores de calor.

Actualmente la mayor parte de la investigación mundial en nanotecnología se centra en estos nanotubos. Los científicos han propuesto usarlos en un amplio abanico de aplicaciones: en cables de alta resistencia y bajo peso necesarios para un ascensor espacial; como alambres moleculares para nanoelectrónica; integrados en microprocesadores para ayudar a disipar el calor; y como barras de transmisión y engranajes en nanomáquinas, para mencionar sólo algunos ejemplos.
Los nanotubos ocupan un lugar relevante en la investigación llevada a cabo en el Centro de Nanotecnología de Ames de la NASA (CNT). El centro se creó en 1997 y actualmente emplea a casi 50 investigadores a tiempo completo.
"Intentamos centrarnos en tecnologías que puedan dar lugar a productos utilizables dentro de unos pocos años a una década," dice el director de CNT, Meyya Meyyappan. "Por ejemplo, estamos mirando cómo los nanomateriales podrían ser utilizados para sostener vida avanzada, secuenciadores de ADN, computadores superpotentes, y pequeños sensores de productos químicos, o incluso sensores del cáncer."
Un sensor químico que ellos desarrollan usando nanotubos volará el próximo año al espacio en una misión de demostración a bordo de un cohete de la Armada. Este diminuto sensor puede detectar cantidades tan pequeñas como unas pocas partes por mil millones de sustancias químicas específicas —tales como gases tóxicos— resultando útil tanto para la exploración espacial como para la defensa del país. CNT también ha desarrollado un modo de utilizar nanotubos para refrigerar los microprocesadores de computadores personales, un reto de primer orden a medida que los CPUs se hacen cada vez más potentes. Esta tecnología de refrigeración ha sido autorizada a una empresa de reciente creación de Santa Clara, California, llamada Nanoconducción, e Intel también ha demostrado interés, dice Meyyappan.

Diseñando el futuro

Si estas aplicaciones a corto plazo de la nanotecnología parecen impresionantes, las posibilidades a largo plazo son realmente increíbles.
El Instituto de Ideas Avanzadas de la NASA (NIAC), una organización independiente y financiada por la NASA, ubicada en Atlanta, Georgia, fue creada para promover la investigación avanzada en tecnologías radicales del espacio que tardará de 10 a 40 años en dar sus primeros frutos.
Por ejemplo, una reciente subvención de NIAC financió un estudio de factibilidad para la nanoindustria —en otras palabras, la utilización de grandes cantidades de máquinas moleculares microscópicas para producir cualquier objeto que se desee, ensamblándolo ¡átomo por átomo!
Esta subvención de NIAC fue concedida a Chris Phoenix del Centro de Nanotecnología Responsable.

En la página 112 de su informe, Phoenix explica que una "nanofábrica" de esta índole podría producir, dice, piezas de astronaves con precisión atómica, lo cual significa que cada átomo dentro del objeto está colocado exactamente en donde corresponde. La pieza resultante sería extremadamente fuerte, y su forma podría estar dentro de la anchura de diseño ideal con no más de un solo átomo de diferencia. Superficies ultra-lisas no necesitarían limpieza ni lubricación, y prácticamente no sufrirían deterioro por el paso del tiempo. Una tan alta precisión y fiabilidad de las piezas de una astronave es de máxima importancia cuando está en juego la vida de los astronautas.

Aunque Phoenix esbozó algunas ideas de diseño de una nanofábrica de oficina en su informe, reconoce que —a excepción de un "Proyecto Nanhattan" de gran presupuesto, como él lo llama— para una nanofábrica funcional, tardaría como mínimo una década, y probablemente mucho más.
Tomando ejemplo de la biología, Constantinos Mavroides, director del Laboratorio de Bionanorrobótica Computacional del la Universidad del Nordeste, de Boston, está explorando un planteamiento alternativo sobre aplicación de la nanotecnología.

En lugar de empezar desde cero, las ideas del estudio de Mavroidis financiado por NIAC emplean "máquinas" moleculares y funcionales preexistentes que pueden ser encontradas en toda célula viva: moléculas de DNA, proteínas, enzimas, etc.

Formadas por una evolución de millones de años, estas moléculas biológicas se encuentran ya completamente adaptadas a la manipulación a escala molecular de la materia —la razón por la cual una planta puede combinar aire, agua y desechos, y producir una jugosa fresa roja, y el cuerpo de una persona puede convertir la cena de la noche pasada en los nuevos glóbulos rojos de hoy. La reorganización de átomos que hace que todo esto sea posible es llevada a cabo por cientos de enzimas y proteínas especializadas, y el DNA guarda el código para llevar a cabo el proceso.
La utilización de estas máquinas moleculares "pre-existentes" —o usándolas como puntos de partida para nuevos diseños— es una derivación popular de la nanotecnología, llamada "bio-nanotecnología".

"¿Por qué reinventar la rueda?" se pregunta Mavroidis. "La naturaleza nos ha dado toda esta grande y altamente perfeccionada nanotecnología dentro de los seres vivos, así que ¿Por qué no usarla, e intentar aprender algo de ella?"

Los usos específicos de la bio-nanotecnología que Mavroidis propone en su estudio son muy futuristas. Una idea consiste en cubrir con una especie de "tela de araña" de tubos del grosor de un cabello, llena de detectores bionanotecnológicos, docenas de millas de terreno, para cartografiar con gran detalle el entorno de algún planeta extraterrestre. Otra idea que propone es una "segunda piel" que los astronautas llevarían debajo de sus trajes espaciales, la cual usaría bio-nanotecnología para detectar y reaccionar a la radiación que atravesara el traje, y sellar rápidamente todo corte o pinchazo,

Arriba: Una extensa red de nanodetectores dibuja el mapa del terreno de un planeta extraño. La sección de la parte superior derecha muestra moléculas obtenidas biológicamente (amarillo y rojo) que realizarían las funciones de detección y señalización.

¿Futurista? Sin duda. ¿Posible? Quizás. Mavroidis admite que faltan probablemente décadas para tecnologías semejantes, y que la tecnología del futuro será probablemente muy diferente de como la imaginamos actualmente. De todas formas, cree que es importante que se empiece a pensar ahora en lo que la nanotecnología podría hacer posible dentro de muchos años.

Considerando que la vida misma es, en cierto sentido, el máximo ejemplo de nanotecnología, las posibilidades son verdaderamente apasionantes.

Dentro del módulo de aterrizaje lunar Challenger el altavoz de una radio crepitó.

Houston: "Podemos verlos en televisión ahora. Tenemos una buena imagen".

Gene Cernan, Comandante del Apolo 17: "Me alegra saber que el viejo vehículo lunar todavía funciona".

"Rover", el pequeño carrito lunar, se encontraba afuera, con el asiento del conductor vacío, su cámara de televisión enfocada hacia el Challenger. En Houston y alrededor del mundo, millones de personas observaban. La fecha era el 19 de diciembre de 1972, que pronto se convertiría en fecha histórica.

De repente, silenciosamente, el Challenger se parte en dos pedazos .
La base de la nave, la parte que incluye los soportes para aterrizaje, se mantiene en su sitio. La parte de arriba, el módulo lunar con Cernan y Jack Schmitt dentro, despega dejando un rocío de metal dorado. Se levanta, gira y se dirige a reunirse con el orbitador América, la nave que los traería de vuelta a casa.

Ellos fueron los últimos humanos en la Luna. Después que partieron, la cámara giró de un lado a otro. No había nadie ahí, nada, solamente el vehículo lunar, el módulo de aterrizaje y algo de equipo esparcido alrededor del suelo polvoriento del Valle Taurus Littrow. Finalmente, la batería del vehículo se agotó y las transmisiones de televisión cesaron.
Esta fue nuestra última mirada al sitio de alunizaje de Apolo.
Para mucha gente esto es sorprendente, incluso desconcertante. Algunas teorías conspiratorias han insistido por mucho tiempo que la NASA jamás llegó a la Luna. Afirman que todo fue una farsa, un modo de ganar la carrera espacial con engaños. El hecho que los sitios de alunizaje de las misiones Apolo no han sido fotografiados con detalle desde principios de la década de los 70 alienta sus afirmaciones.

¿Y porqué no las hemos fotografiado? Hay 6 sitios de alunizaje dispersos a través de la Luna. Siempre dan de frente hacia la Tierra, siempre a simple vista. Ciertamente el telescopio espacial Hubble podría fotografiar los vehículos y otros objetos que los astronautas hayan dejado al partir. ¿Verdad?

No es así. Ni siquiera el Hubble puede hacerlo. La Luna se encuentra a 384.400 km. de distancia. A esa distancia, las cosas más pequeñas que puede distinguir el Hubble son de casi 60 metros de ancho. La pieza de equipo más grande abandonada por la misión Apolo es de solamente 9 metros de largo, y por consiguiente, mas pequeña que un solo píxel en una imagen del Hubble.
Mejores fotografías están en camino. En 2008 el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA llevará consigo una poderosa cámara moderna a una órbita baja sobre la superficie de la Luna. Su misión principal no es fotografiar los viejos sitios de alunizaje de las misiones Apolo, pero lo hará, muchas veces, proporcionando las primeras imágenes reconocibles de los restos de las misiones Apolo desde 1972.

La cámara de alta resolución de la nave espacial, llamada "LROC" siglas en inglés de la Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera), tiene una resolución de casi medio metro. Esto significa que medio metro cuadrado de la superficie de la Luna llenaría un solo píxel en sus imágenes digitales.

Los vehículos lunares de las misiones Apolo miden cerca de 2 metros de ancho y 3 de largo. Así que en las imágenes de la LROC, estos vehículos abandonados llenarán casi 4x6 píxels.
¿Cómo luce una fotografía de medio metro de resolución? Esta imagen de un aeropuerto en la Tierra tiene la misma resolución que una imagen de la LROC. Los objetos del tamaño de los vehículos lunares (automóviles y carritos de equipaje) se distinguen claramente.

Arriba: Ejemplo de una fotografía de medio metro de resolución tomada desde arriba, con la misma resolución que tendrán las imágenes de la LROC. Esta fotografía de un aeropuerto muestra aviones de varias dimensiones así como vehículos del tamaño de coches. Nótese cómo las sombras ayudan a que los objetos resalten sobre el fondo. Las imágenes de alta resolución de la LROC también serán en escala de grises, pero aparecerán menos granulosas que el ejemplo gracias a su tecnología de imágenes digitales. Imagen cortesía Proyecto Digital Ortofoto del MIT.

"Yo diría que los vehículos lunares se observarán angulares y distintos" dice Mark Robinson, profesor de investigación asociado a la Universidad del Noroeste, en Evanston, Illinois, y Director Investigador para la LROC. "Puede ser que veamos algunas diferencias de sombras en la parte superior de los asientos, dependiendo del ángulo del Sol. Incluso las huellas de los vehículos podrían ser detectables en algunos casos".

Aún más reconocibles serán las plataformas desechadas por los módulos lunares. Sus estructuras principales son de 4 metros en cada lado, así que llenarán un cuadrado de 8x8 píxels en las imágenes de la LROC. Las 4 patas salientes de las 4 esquinas de las plataformas abarcan un diámetro de 9 metros, así que de un soporte de alunizaje a otro, los módulos abarcarán cerca de 18 píxels en las imágenes de la LROC, más que suficiente para rastrear sus distintivas siluetas.
Las sombras también ayudan. Largas sombras negras proyectadas a través del terreno lunar gris revelarán la silueta de los objetos que las proyectan: los vehículos lunares y los módulos. "Durante el transcurso de esta misión de un año, la LROC captará varias imágenes de cada sitio de alunizaje con la luz solar cada vez en distintos ángulos", dice Robinson. La comparación de las distintas sombras producidas permitirá un análisis más preciso de las siluetas de los objetos

Pero ya basta de nostalgia. La misión principal de la LROC es acerca del futuro. De acuerdo a la Visión de la NASA para la Exploración Espacial, los astronautas regresarán a la Luna a más tardar para el 2020. El Orbitador de Reconocimiento Lunar es un explorador. Tomará muestras de la radiación en el medio ambiente de la Luna, buscará rastros de agua congelada, trazará mapas del terreno lunar por medio de láser y usando la LROC, tomará fotografías de la superficie de la Luna en su totalidad. Cuando los astronautas regresen, ya conocerán los mejores sitios para alunizar y mucho de lo que les espera.

Dos objetivos de alta prioridad para la LROC son los polos de la Luna.

"Estamos particularmente interesados en los polos como sitios potenciales para una base lunar" explica Robinson. "Hay algunas regiones en forma de cráter cerca de los polos que se encuentran en sombras todo el año. Estos lugares podrían ser lo bastante fríos para albergar depósitos permanentes de agua congelada. Y hay regiones altas cerca que están iluminadas por el Sol todo el año. Con luz solar constante para tener calor y energía solar y una fuente potencial de agua cercana, estas regiones altas serían el sitio ideal para una base." La información de la LROC ayudará a localizar con precisión la mejor cordillera o meseta para establecer un hogar lunar.

Una vez que la base lunar esté establecida, ¿Cuál es el peligro de que sea alcanzada por un gran meteorito? La LROC ayudará a responder esta pregunta.
"Podemos comparar las imágenes de la LROC de los sitios de alunizaje, con las fotografías de la era del Apolo", dice Robinson. La presencia o ausencia de nuevos cráteres les dirá algo a los investigadores sobre la frecuencia de los choques con meteoros.

La LROC también buscará conductos ancestrales de lava endurecida. Estos son lugares parecidos a las cuevas sugeridos por algunas imágenes de las misiones Apolo, donde los astronautas podrían refugiarse en caso de una tormenta solar inesperada. Un mapa global de estos refugios naturales para tormentas ayudará a los astronautas a planear sus exploraciones.
Nadie sabe qué más podría encontrar la LROC. La Luna nunca antes ha sido examinada con tanto detalle. Seguramente cosas nuevas esperan ser descubiertas. Las viejas naves espaciales abandonadas son sólo el principio.