El retrete espacial de 23 millones de dólares con el que la NASA viajará a Marte
La NASA diseña un nuevo inodoro que será testado este año en la Estación Espacial Internacional y que se empleará en las futuras misiones a la Luna y Marte.
Washington
La humanidad inauguró los viajes al espacio el 1 de abril de 1961, cuando Yuri Gagarin, entonces ciudadano de la URSS, empezó a orbitar alrededor de la Tierra; ocho años después, el 21 de julio de 1969, Neil Armstrong
se convirtió en el primer ser humano en pisar la Luna. Desde entonces,
se han lanzado decenas de cohetes y transbordadores espaciales, se puso
en marcha la MIR y después la Estación Espacial Internacional y, con la
llegada del nuevo milenio, la NASA prepara misiones a la Luna y a
Marte..., sin embargo, en estos 59 años de ese ir y venir de astronautas
de la Tierra al espacio quedaba un parche por subsanar y sólo ahora, en
pleno 2020, es cuando la NASA se ha puesto en serio a perfeccionar un
modelo adecuado de inodoro para las misiones espaciales. Después de seis
años de trabajo ya hay prototipo: se llama UWMS y es un váter de 23 millones de dólares.
El nuevo retrete está especialmente pensado para las mujeres
astronautas y puede reciclar un alto porcentaje de la orina en agua para
los tripulantes.
Bajo esas siglas se
esconde el concepto de Sistema Universal de Gestión de Residuos (en
inglés: Universal Waste Management System). "Es un diseño compacto para
misiones de exploración y se han desarrollado dos modelos: uno para la
Estación Espacial Internacional, que se empezará a probar este mismo
año, y otro para la sonda Orión", explica a Público Melissa McKinley,
ingeniera responsable del proyecto en el Centro Espacial Lyndon B.
Johnson de la NASA en Houston, Texas. La sonda Orión es la que pondrá a
un hombre y una mujer en la Luna en 2024 y la que se usará como escala
intermedia para viajar hasta Marte.
La sonda Orión es la que pondrá a un
hombre y una mujer en la Luna en 2024 y la que se usará como escala
intermedia para viajar hasta Marte.
El
UWMS comparte las características básicas del tipo de váter espacial
que actualmente se usa en la Estación Espacial: tiene un embudo para
succionar orina, un asiento con un saliente y un compactador de residuos
extraíble donde los astronautas dejan caer sus excrementos. Sin
embargo, para el diseño de esta nueva generación de inodoros, el equipo
de ingenieros que lidera McKinley se ha centrado en tres áreas de
mejora: el tamaño y el peso, la gestión de los residuos y su uso por
parte de la tripulación femenina.
El modelo
desarrollado para la Estación Espacial es un cilindro blanco, pesa 50,8
kilos y mide 58,40 centímetros de alto y 43,20 de ancho y de
profundidad. "El UWMS es más compacto que otros modelos anteriores
usados en transbordadores espaciales y que el actual inodoro usado en la
Estación Espacial; representa un 40% de reducción en masa y un 65% en
el volumen comparado con el que está instalado en el Nódulo 3 de la Estación".
Una de las mayores
diferencias de este nuevo inodoro es que es compacto e independiente,
mientras que el actual de la ISS está instalado tras una mampara y
dificulta las reparaciones. A pesar del reducido tamaño del UWMS,
detalla McKinley, "dispone de un sistema para el tratamiento de
la orina previo al reciclaje del líquido y de un hardware de integración
para que esté conectado a los sistemas de la Estación. El equipo estará
instalado en el interior de un habitáculo para que los astronautas
tengan privacidad".
La ingeniera de la
NASA añade que el nuevo inodoro espacial "incluye un ventilador doble y
un separador giratorio, dos innovaciones que mejoran los diseños
anteriores y que permiten separar previamente los desechos. El flujo de
aire del inodoro", añade, "se usará para el control del olor y para ayudar a la recogida de la orina
y la materia fecal para su colecta dentro de los sistemas del baño; el
anterior diseño de lanzadera usaba dos ventiladores separados para hacer
estas funciones. Parte de la reducción en masa y volumen de este nuevo
modelo se explica porque está provisto de un motor único y de un
separador de líquidos, una caja de velocidades y dos ventiladores
ensamblados juntos".
El habitáculo donde
se instalará el UWMS se encuentra en el Nódulo 3 de la Estación y
estará junto al inodoro ya existente, el llamado WHC: las siglas en
inglés de Compartimento de Higiene y Desechos (Waste and Hygiene
Compartment). Sin embargo, ese espacio no fue diseñado para albergar dos
baños contiguos, de manera que ya a principios del año pasado, los
astronautas de la Estación Espacial sacaron su manual de fontanería
espacial y empezaron a trabajar en la zona para habilitarla.
Junto a todas estas mejoras, prosigue McKinley, "el UWMS ha sido diseñado para mejorar su uso muy especialmente por parte de la tripulación femenina.
El asiento del equipo y el embudo succionador de orina fueron
fabricados usando los comentarios de astronautas tras muchas
evaluaciones para ganar conocimiento de lo que mejor funcionaría en
microgravedad". De hecho, el embudo succionador de orina ha sido testado
ya en el actual baño de la Estación y obtuvimos los comentarios de la
tripulación para mejorar su diseño”, dice McKinley. Para las
astronautas, es más complejo orinar y deponer al mismo tiempo debido a
la colocación del embudo de orina y de cómo tienen que colocarse para
hacer la defecación.
"Existía este
problema, por lo que, para mejorar la experiencia de la tripulación
femenina, el asiento y el embudo de succión de la orina fueron diseñados
para su uso en operaciones simultáneas: la forma del embudo se rediseñó
con una superficie contorneada y con agujeros de aire para permitir un
mejor flujo de aire durante la micción; la forma del asiento se corrigió
para dar una mejor orientación del embudo en relación con el asiento",
apunta la ingeniera de la NASA
A
pesar de la tecnología de todo tipo que se desarrolla para las misiones
espaciales, en los primeros años de estos viajes, la NASA ni siquiera
se molestó en instalar un inodoro en las naves. Un informe del propio
centro Lyndon B. Johnson de la agencia americana sobre la misión Apolo
ya reconocía que "la defecación y la orina han sido molestos aspectos de
los viajes espaciales desde el inicio de los vuelos tripulados". Así
que durante la misión del Apolo 11 a la Luna en julio de 1969,
Armstrong, Aldrin y Collins tuvieron que orinar en una especie de condón
conectado a un tubo, que hacía llegar el líquido a unas bolsas que
llevaban debajo de los trajes espaciales; y para las heces se recurrió a
un sistema de recolección "extremadamente básico", según el informe de
la NASA: "Una bolsa de plástico que se pegaba con cinta adhesiva a las
nalgas para capturar las heces". De hecho, para reducir al máximo las
deposiciones, aquellos astronautas tomaban laxantes antes de sus viajes
espaciales, se alimentaban de alimentos bajos en fibra y tomaban
medicamentos para reducir la motilidad intestinal.
La primera
estación espacial de la NASA, el Skylab, que funcionó entre mayo de 1973
y julio del 79, marcó la primera vez que un inodoro se integró en una
nave espacial de la agencia norteamericana, pero no era más que un agujero en la pared que aspiraba la orina y las heces y la almacenaba en bolsas.
"En el diseño del
nuevo inodoro UMWS", señala McKinley, "ha habido un balance entre lo
necesario para la conveniencia de la tripulación y su confort, y los
desafíos de diseño al ser un aparato que tiene que ser instalado dentro
del espacio reducido de una nave. Para los viajes espaciales", añade,
"hay numerosos requerimientos que limitan el diseño, la masa y el
volumen del inodoro, y que afectan a la potencia de uso, la acústica,
los niveles térmicos, la necesidad de flujo de aire, el control del olor
y la higiene y limpieza necesarios para el confort de los astronautas".
Aunque la NASA
trabaja en el reciclaje tanto de la orina como de las heces de los
astronautas, la agencia aún está lejos de conseguir lo que hacía Matt
Damon en la película Marte (2015): convertir los residuos humanos en
abono para cultivar plantas en la superficie del planeta rojo. "El
inodoro UMWS proporciona un tratamiento químico sólo para la orina",
explica McKinley. "Dicho tratamiento permite que el líquido sea reciclado en agua en la Estación Espacial.
En cuanto a la materia fecal", apunta, "sencillamente, se recoge en el
contenedor de heces y se almacena para su posterior eliminación. No
existe un tratamiento químico para la materia fecal".
Actualmente, los
sistemas de la Estación Espacial recuperan el 87% de la orina al
reciclarla en forma de agua; el resto es una salmuera. "El objetivo es
reciclar toda la orina y el próximo año un procesador de salmuera será
enviado a la Estación con el objetivo de incrementar la recuperación de
agua hasta el 98% de la orina", asegura McKinley.
El actual
tratamiento químico de la orina dificulta su posible uso como fuente de
fertilizante, y lo mismo sucede con las heces, "aunque hay una
investigación sobre la recuperación de elementos químicos de la orina y
la materia fecal para futuras misiones de larga duración", detalla la
ingeniera responsable del UMWS.
"Sí se han
realizado experimentos a pequeña escala de crecimiento de plantas tanto
en el Sistema de Producción Vegetal de la Estación Espacial como en el
Hábitat Avanzado de Crecimiento Vegetal, pero en ambos casos", apunta,
"se ha empleado fertilizantes llevados desde la Tierra".
El modelo
fabricado para la Estación Espacial se empezará a testar este mismo año:
llegará en septiembre a bordo de la nave de abastecimiento Cygnus
Northrop Grumman 14. "Tardará varias semanas en estar listo y
entonces empezarán a probarlo los astronautas. Usaremos los comentarios
que hagan para cerrar el modelo definitivo", explica McKinley.
Después de ser
testado en la Estación Espacial Internacional a partir de septiembre,
los futuros destinos del UWMS serán la nave Orión y la Plataforma
Orbital Lunar Gateway, la estación espacial que hará de base para que el
ser humano regrese a la superficie de la Luna y para hacer de escala
intermedia hacia las futuras misiones a Marte. Esta vez, sí, con un baño
a la altura del desafío tecnológico de estos viajes espaciales.
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