¿De dónde sale el oxígeno que respiran los astronautas en las estaciones espaciales?
La vida de los astronautas en una estación espacial como la Estación Espacial Internacional (ISS) es larga, así que resulta imposible llevar suficientes reservas de oxígeno embotellado. ¿De dónde sale el oxígeno entonces?
Los astronautas que entraron a vivir por primera vez en la ISS en noviembre del año 2000 se les suministra oxígeno fabricado mediante un proceso que descubrió el químico William Nicholson hace más de 200 años: la electrólisis.
El proceso consiste en transportar agua desde la Tierra a la ISS, donde una unidad de fabricación soviética, el Elektron, se vale de la electricidad generada por los paneles solares de la estación para separar moléculas de agua en oxígeno (que se introduce en el interior de la estación) e hidrógeno (que se expulsa al espacio).
Para crear una atmósfera segura y análoga a la de la Tierra y mantener un nivel suficiente de presión de aire, el oxígeno se combina con un nitrógeno relativamente inerte que hay en los tanques de a bordo.
Aunque la base de esta tecnología sea anterior a la época victoriana, con ella se consigue exprimir hasta la última gota de oxígeno del agua: el 98 % es reciclado; hasta la última gota de las más ínfimas cantidades de sudor y vapor de agua del aliento de los astronautas.
Junto con el Elektron, la ISS también transporta fuentes de oxígeno para casos de emergencia, entre ellas el equivalente en tanques a varios meses y más de 100 cartuchos de perborato de litio que, al encenderlos, producen cada uno oxígeno suficiente para mantener a un astronauta con vida durante 24 horas.
Los Trajes Espaciales
¿Qué es un traje espacial?
Un traje espacial es mucho más que un conjunto de prendas que los astronautas usan en los paseos espaciales: un traje espacial totalmente equipado es, en sí, una nave espacial para una persona. El nombre formal de los trajes espaciales que se utilizan en el trasbordador espacial y en la Estación Espacial Internacional es Unidad de Movilidad Extravehicular (o EMU, por sus siglas en inglés). “Extravehicular” porque se utiliza fuera del vehículo o de la nave espacial; “Movilidad” porque el astronauta puede moverse dentro del traje. El traje espacial protege al astronauta de los peligros de circular por el espacio.
¿Por qué los astronautas necesitan trajes espaciales?
Los trajes espaciales ayudan a los astronautas de diferentes modos: los astronautas que realizan paseos espaciales enfrentan diferentes temperaturas. En la órbita de la Tierra, la temperatura puede llegar a menos 250 grados Fahrenheit y, bajo la luz del sol, la temperatura puede llegar a 250 grados. El traje espacial protege a los astronautas de ambas temperaturas extremas.
Los trajes espaciales ofrecen a los astronautas oxígeno para la respiración en el vacío del espacio. El traje trae agua para beber durante los paseos espaciales y evita que los astronautas se lastimen con pequeñas piezas de polvo espacial. Puede que el polvo espacial no parezca muy dañino, pero cuando un objeto pequeño se mueve mucho más rápido que una bala, puede causar daño. Los trajes espaciales también protegen a los astronautas de la radiación en el espacio. Los trajes tienen hasta visores para proteger los ojos de los astronautas de la luz solar intensa.
¿Cómo está conformado un traje espacial?
El traje espacial consta de varias partes: el torso superior rígido cubre el pecho del astronauta. El montaje para los brazos cubre los brazos y se conecta con los guantes. El casco y el visor extravehicular protegen la cabeza del astronauta y, a la vez, le permiten ver tanto como sea posible. La parte del torso inferior cubre las piernas y los pies del astronauta. Las partes flexibles del traje están hechas de varias capas de material. Las capas cumplen diferentes funciones, desde mantener el oxígeno dentro del traje hasta proteger del impacto del polvo espacial.
Debajo del traje, los astronautas llevan puesto un traje LCVG (Liquid Cooling and Ventilation Garment). Los tubos están cosidos en esta pieza de género ajustada que cubre todo el cuerpo a excepción de la cabeza, las manos y los pies. El agua flota por esos tubos, con el fin de mantener fresco al astronauta durante el paseo espacial.
En la parte de la espalda del traje hay una mochila llamada Subsistema Primario de Soporte de Vida. Esta mochila contiene el oxígeno que los astronautas respiran durante un paseo espacial y elimina el dióxido de carbono que los astronautas exhalan. La mochila también le da electricidad al traje. Un ventilador hace que el oxígeno circule por el traje espacial y los sistemas de soporte de vida, y un tanque de agua contiene el agua refrigerada que circula por el traje LCVG.
Además, sujeto a la espalda del traje, encontramos un dispositivo llamado Auxilio Simplificado para Rescate en Actividades Extravehiculares o SAFER, por sus siglas en inglés. SAFER cuenta con varios inyectores de propulsión pequeños. Si un astronauta se separa de la estación espacial, puede usar el SAFER para volver.
¿Qué otros trajes han usado los astronautas?
Los primeros trajes espaciales de la NASA fueron desarrollados para el programa Mercury, el primer programa en el que los astronautas de la NASA volaron al espacio. Estos sencillos trajes se basaron en los trajes de presión que usaban los pilotos de la marina norteamericana. Los astronautas no hacían paseos espaciales en ese entonces, sólo usaban los trajes de Mercurio dentro de la nave espacial.
El primer paseo espacial se llevó a cabo durante el programa Gemini. Los trajes que se usaron para el programa Gemini eran más modernos que los del programa Mercury; sin embargo, los trajes del Gemini eran más sencillos que los trajes espaciales actuales. Aquellos trajes no tenían soporte de vida propio, sino que se conectaban a los sistemas de soporte de vida en la nave espacial Gemini con un cable llamado "cordón umbilical".
Los trajes espaciales diseñados para el programa Apolo contaban con elementos que los primeros trajes no tenían. Estos trajes espaciales servían para proteger a los astronautas que caminaban por la luna. A diferencia de los otros trajes, los del Apolo tenían botas para caminar por superficies rocosas. Los trajes del Apolo también contenían un sistema de soporte de vida similar al Subsistema Portátil de Soporte de Vida de los trajes modernos. El sistema de soporte de vida en el traje permitía que los astronautas pudieran realizar exploraciones fuera del módulo de aterrizaje lunar.
Los trajes espaciales similares a los del programa Apolo se usaron en la estación espacial Skylab. Al igual que los trajes del programa Gemini, los del Skylab se conectaban a los sistemas de soporte de vida de la nave por medio de un cordón umbilical.
¿Qué trajes espaciales se usan en la actualidad?
Además del EMU, en la actualidad, los astronautas de la NASA usan otros trajes. El Traje Advanced Crew Escape ó ACES es el traje anaranjado que los astronautas usan durante el lanzamiento y el aterrizaje del trasbordador espacial. Ese traje no puede utilizarse durante los paseos espaciales. A veces, los astronautas de la NASA usan el traje espacial ruso Orlan. El traje es la versión rusa del EMU y se usa para los paseos espaciales. El Sokol es otro traje ruso. Al igual que el ACES, el Sokol fue diseñado para ser usado solamente dentro de una nave espacial. Se usó en la nave espacial rusa Soyuz.
¿Cómo serán los trajes espaciales del futuro?
En la actualidad, la NASA trabaja en el diseño de nuevos trajes espaciales. La NASA planea misiones para enviar astronautas a otros mundos y, para hacerlo, los astronautas precisarán trajes espaciales nuevos y mejorados. Al igual que los trajes espaciales utilizados en el Apolo, los nuevos trajes espaciales deberán permitir que los astronautas trabajen a salvo en las superficies de otros mundos.
La tecnología avanzó mucho desde la época del Apolo. Los nuevos trajes permitirán que los astronautas hagan cosas que los trajes del Apolo no permitían: por ejemplo, que los astronautas se muevan con mayor libertad, haciendo más fácil poder trabajar. Los trajes serán más resistentes a la abrasión, para proteger del daño del polvo de las superficies rugosas.
La NASA estudia lo que se necesitará para usar los trajes espaciales en vuelos a Marte, ya que la exploración de Marte traerá aparejados nuevos desafíos. A diferencia de la órbita de la Tierra o la de la Luna, Marte tiene su propia atmósfera. Marte tiene más gravedad que la luna, por lo tanto, los trajes que se usen en Marte no deben ser demasiado pesados.
¿Cómo se construye una nave espacial de la NASA?
Una nave espacial es un vehículo diseñado para funcionar más allá de la superficie terrestre, en el espacio exterior. Las naves espaciales pueden ser robóticas o sondas no tripuladas. El término nave espacial se aplica, en general, sólo a las naves que pueden transportar personas.
La nave espacial es uno de los elementos primarios de la ciencia-ficción. Hay muchísimos cuentos y novelas que tratan temas relacionados con las naves espaciales. Algunos libros de ciencia ficción dura se enfocan en detalles concernientes a las naves, mientras que otras consideran que las naves espaciales ya existen y no tratan casi nada sobre cómo funcionan.
El proceso de construcción de una nave espacial es realmente complejo y costoso. En las siguientes fotografías podemos ver algunos de los momentos de esta construcción y ensamblaje. Pertenecen a una nave espacial construida por la Nasa.
