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Hogar, Hogar en el Espacio

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Hogar, Hogar en el Espacio

En la Tierra la Estación Espacial Internacional sería un edificio muy extraño - ¡pero el espacio es lugar muy extraño para vivir!

NASA
Marshall Space Flight Center

ver leyendaMarzo 14, 2001 -- Las casas en la Tierra proveen abrigo del viento y la lluvia. Pero una casa en órbita alrededor de la Tierra debe proteger a sus ocupantes del viento solar y también debe resistir una lluvia continua de aerolitos del tamaño de una particular de polvo, ¡algunos con velocidades mayores a la de una bala!

Una casa terrestre tiene aislantes para mantener caliente o frío el aire adentro. Pero una casa en el espacio debe estar completamente sellada sólo para mantener el aire en su interior.

La estructura de los edificios en la tierra debe resistir constantemente la atracción gravitacional de 1-g. En contraste, el diseño de una estructura en órbita debe considerar la microgravedad, pero al mismo tiempo debe resistir la fuerte aceleración de 3-g de un cohete disparado al espacio.

Por esta y otras razones, la fabricación de una estructura para vivir en el espacio presenta un conjunto diferente de dificultades de diseño a las que pueden encontrarse en la construcción de una casa en la tierra.

Arriba: La Estación Espacial Internacional luce muy diferente a las casas construidas aquí en la tierra. ¡Las condiciones únicas del espacio llevan a un diseño que parece más bien arte moderno hecho de latas de sopa, en lugar de lo que la mayoría de la gente se imagina que es una casa! [haga un clic en la imagen para ampliarla]

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Lo primero que un arquitecto tomaría en cuenta al diseñar una casa en el espacio es la fuerza de la gravedad - ó mejor, ¡la ausencia de ésta! Una casa espacial en caída libre puede tener una mayor variedad de formas de las que tendría una casa en el Planeta más abajo.

"La casa estaría en caída libre, así que desde el punto de vista de la arquitectura e integridad estructural no se puede decir esto va arriba o esto va abajo," dice Kornel Nagy, gerente de sistemas estructurales y mecánicos para la Estación especial Internacional (EEI) del Centro Espacial Johnson de la NASA

Por ejemplo, los escritores de ciencia-ficción generalmente se imaginan que una estación espacial tendría la forma de una rueda. Como puede verse en la película clásica de ciencia-ficción 2001: Odisea en el Espacio, de Stanley Kubrick y Arthur C. Clarke, estas estaciones remotas en forma de anillo rotarían lentamente para crear una fuerza centrífuga de atracción que actuaría como una falsa fuerza de gravedad . Otros visionarios como el propio Wernher von Braun de la NASA, vieron también una rueda giratoria como la más probable configuración para el diseño de una estación espacial.

¿Por qué, entonces la EEI parece más bien un Juego de Construcción que una gran rueda para conejillos de Indias?

"A pesar de que (el diseño de rueda es) un concepto elegante," dice Nagy, "usted tiene que pensar en las características de los vehículos actuales para viajes espaciales y cómo llevar todos los pedazos y ensamblarlos en un conjunto unificado."

"La opción que consideramos, por consiguiente, fue la de llevar los componentes presurizados en segmentos del mayor tamaño que podríamos levantar en un vehículo de carga espacial," continuó. "En nuestro caso, es el compartimiento de carga del Shuttle."

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Arriba: La construcción de una casa para vivir en el espacio requiere algo mas que ladrillos y madera. Titanio, Kevlar, y acero de alta pureza son los materiales más comunes en la EEI. Los ingenieros tuvieron que utilizar estos materiales para hacer la estructura liviana, pero al mismo tiempo fuerte y a prueba de perforaciones.

Teniendo en cuenta que los componentes en forma de latas de aluminio de la Estación tenían que llevarse al espacio, la reducción de peso al mínimo era extremadamente importante. Por esto, la capa exterior de loa módulos es de aluminio en lugar de acero.

Esta capa debe también servir de protección contra impactos de pequeños aerolitos y desechos producidos por los humanos. Puesto que la EEI vuela en el espacio a unos 27,000 km/h, aun las partículas del tamaño de un grano de polvo representan un peligro considerable. Los desechos producidos por los humanos, restos errantes de exploraciones espaciales pasadas, presentan un peligro aún mayor.

Para garantizar la seguridad de la tripulación, la Estación Espacial viste un "chaleco a prueba de balas." Capas de Kevlar, telas de cerámica y otros materiales avanzados forman una cobija de hasta 10 cm de gruesa alrededor de cada capa de aluminio del módulo. (Kevlar es el material utilizado en los chalecos a prueba de balas que usan los oficiales de Policía.)

ver leyenda"Esta capa protectora fue probada disparándole con proyectiles de alta velocidad para verificar que verdaderamente era un buen material de protección," dice Nagy.

Izquierda: Capas de Kevlar y otros materiales que resisten impacto reducen la posibilidad de que pequeños desechos puedan penetrar las paredes de los módulos, poniendo en peligro a la tripulación [haga un clic en la imagen para ampliarla]

Los diseñadores debieron dejar unos pocos orificios en este blindaje para que la tripulación pudiera, ocasionalmente disfrutar de las vistas espectaculares.

Una ventana típica de una casa en la tierra tiene dos capas de vidrio, cada una de 1/16 de pulgada de grueso. En contraste, una ventana de la EEI tiene 4 capas de vidrio desde media pulgada hasta 1-1/4 pulgadas de grueso. Una puerta exterior de aluminio provee protección adicional cuando la ventana no está siendo usada.

El vidrio en estas ventanas está sujeto a un estricto control de calidad, porque aun pequeños desperfectos aumentarían la posibilidad de que un micro-aerolito causara una fractura.

En órbita, una fuerza considerable es la presión de aire dentro de la EEI, que empuja cada pulgada cuadrada de la superficie interior del modulo con casi 15 libras de presión. (En la Tierra las casas también tienen esta fuerza interna, pero la presión atmosférica la contrarresta.)

Pero aun antes de llegar a su órbita, los módulos deben resistir las fuertes presiones del lanzamiento al espacio.

"La estructura tiene que resistir la carga impuesta cuando está siendo transportada a su órbita, lo cual es un ambiente bastante intenso," dice Nagy

Mientras el Shuttle asciende hacia los confines del espacio, cada pedazo del interior de la EEI "pesará" tres veces su peso normal. La estructura de los módulos debe resistir esta fuerza a lo largo de su eje durante el lanzamiento y la presión interna del aire cuando está en órbita.

ver leyendaDerecha: ¡El interior de los módulos de la EEI no cumple con los estándares de decoración de Martha Stewart! El diseño sigue estrictamente las necesidades operativas en la Estación Espacial. Nótese la puerta hermética al aire del Mecanismo Común de Atraque, (Common Berthing Mechanism ó CBM, en Inglés) en la parte más lejana del módulo.

Una vez que el Shuttle ha llevado al módulo a su órbita, la tarea de unirlo firmemente al resto de la Estación debe realizarse.

El Mecanismo Común de Atraque, diseñado en Estados Unidos, une los módulos. Para asegurar una unión hermética, el CBM tiene un mecanismo automático de cierre el cual mantiene unidos los módulos al mismo tiempo que aprieta 16 remaches, ¡con una fuerza de 16.000 libras cada uno! Esta fuerza enorme es necesaria para contrarrestar la tendencia de la presión del aire interno a separar los módulos.

"Mucho trabajo de desarrollo, muchas pruebas y muchas certificaciones fueron necesarias para estar seguros de que el CBM tuviera un hermetismo confiable," dice Nagy. "Hasta ahora ha trabajado muy bien."

Este es el primero de una serie de artículos sobre la construcción de la EEI. En artículos futuros se examinarán la plomería, enfriamiento y calentamiento, así como la ergonomía de la Estación.

Enlaces a la Red

Estación Espacial Internacional -- Página de internet de NASA

Observando la Estación Espacial Internacional desde su propia casa -- Artículo de Science@NASA: Con la ayuda de software gratis de NASA, usted puede observar la Estación Espacial Internacional desde su propia casa.

Expectativas por EEI. -- Artículo de Science@NASA: En un reciente foro de periodistas, los científicos indican que están impacientes por utilizar la Estación Espacial Internacional como un innovativo laboratorio de investigación en órbita.

Ruedas en el Cielo -- Artículo de Science@NASA: Los conceptos pioneros sobre estaciones espaciales de los años 50 no se asemejan mucho al modelo de juego de construcción en órbita hoy en día.

Una Nueva Estrella en el Cielo -- Artículo de Science@NASA: Algo en los cielos se está volviendo más brillante y pronto se convertirá en una de las estrellas más sobresalientes del cielo nocturno. No, no es una supernova. ¡Es la Estación Espacial Internacional!

Respirando Fácilmente en la Estación Espacial -- Artículo de Science@NASA: Los sistemas de soporte de vida en la EEI proveen oxígeno, absorben dióxido de carbono y manejan las emisiones vaporosas de los mismos astronautas. Todo es parte de la respiración fácil en nuestra nueva casa en el espacio.

Agua en la Estación Espacial -- Artículo de Science@NASA: Racionamiento y reciclaje serán parte esencial de la vida en la Estación Espacial Internacional. En este artículo, Science@NASA explora la manera cómo la tripulación obtendrá agua y cómo la (re)utilizarán.

Intrusos microscópicos en La estación Espacial -- Artículo de Science@NASA: A dondequiera que los humanos vayan, los microbios seguro que los seguirán, y la Estación Espacial no es excepción.


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