Publicado: 
22 de noviembre de 2019

Cómo la Estación Espacial Internacional nos está ayudando a llegar a la Luna

La Estación Espacial Internacional es un escalón para el programa Artemisa de la NASA, que llevará a la primera mujer y al siguiente hombre a la Luna en el 2024. Como el único lugar para llevar a cabo investigaciones de larga duración referidas a las consecuencias de vivir en microgravedad para los organismos vivos, especialmente a los humanos, así como probar tecnologías que permitan a los seres humanos trabajar en la Luna, la estación espacial actúa como un recurso único en el esfuerzo de establecer una presencia sostenible en la Luna.

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Las misiones a la Luna incluirán una combinación de tiempo a bordo de la estación espacial Gateway, la superficie lunar, y múltiples naves espaciales, incluyendo a Orión y el sistema de aterrizaje humano. Las habilidades y tecnologías desarrolladas para explorar la Luna ayudarán a cimentar las capacidades necesarias para las futuras misiones a Marte. Aquí están algunas de las formas en que este laboratorio en órbita está contribuyendo al camino hacia la Luna y Marte.

El factor humano

Mantener a los miembros de la tripulación seguros en el espacio es una de las principales prioridades de las misiones lunares, y requiere una amplia comprensión de cómo el vivir en microgravedad afecta a los seres humanos. La estación espacial ha ofrecido casi dos décadas de oportunidades de investigación humana de manera que ninguna otra plataforma ha sido capaz de lograr. Esto es lo que estamos aprendiendo:

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Norishige Kanai, astronauta del Organismo de Exploración Aeroespacial del Japón (JAXA por sus siglas en inglés), utiliza el Dispositivo Avanzado de Ejercicio Resistivo (ARED por sus siglas en inglés), que proporciona una carga para que los miembros de la tripulación experimenten peso y mantengan fuerza y masa muscular durante largos períodos en el espacio. Créditos: JAXA

Pérdida ósea y muscular
En la ausencia de gravedad, los huesos y los músculos tienen menos que hacer y los astronautas experimentan pérdida de masa ósea y muscular durante estancias prolongadas en el espacio. Los científicos continúan investigando los mecanismos subyacentes y los factores que contribuyen a esta pérdida. Una de las investigaciones estudia los huesos de la cadera de los astronautas para estimar la probabilidad de fractura después de la exposición a la microgravedad. Otros estudios comparan a los sujetos en tierra con los que están a bordo de la estación o en condiciones simuladas de vuelo espacial en laboratorios terrestres. Los investigadores también han utilizado la estación espacial para estudiar cómo se puede utilizar la dieta y el ejercicio para contrarrestar algunos de los efectos negativos de la vida en microgravedad.

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La astronauta de la NASA Serena Auñón-Chancellor realiza un examen ocular a bordo de la estación espacial como parte de las actividades continuas de evaluación de la salud de la tripulación. Créditos: NASA

Visión
Una de las herramientas más valiosas que un astronauta tendrá para reunir información durante una misión lunar serán sus propios ojos. Los vuelos espaciales de larga duración a menudo provocan cambios en la visión de la tripulación. Los científicos monitorean la discapacidad visual inducida por los vuelos espaciales, así como los cambios que se cree que surgen de la presión elevada en la cabeza, para tipificar cómo el vivir en microgravedad afecta el sistema visual, vascular y nervioso central. Estos estudios podrían ayudar a desarrollar medidas que permitan prevenir cambios duraderos en la visión y daño ocular.

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El astronauta de la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés), Alexander Gerst, exhala en un analizador de gases ultrasensibles como parte del experimento de monitorización de vías respiratorias, un estudio sobre inflamación de las vías respiratorias en miembros de la tripulación. Los resultados ayudan a los cirujanos de vuelo a planificar misiones a largo plazo más seguras en la Luna y Marte y también pueden ayudar a pacientes de la Tierra con asma u otras enfermedades inflamatorias de las vías respiratorias. Créditos: NASA

Monitoreo de la salud
Las misiones a la Luna prepararán a los astronautas para las misiones a Marte, lo que requerirá una mayor autosuficiencia e independencia de la Tierra, incluyendo el monitoreo de la salud y el bienestar para que los miembros de la tripulación puedan reconocer y evitar condiciones de salud peligrosas por sí mismos. Por ejemplo, la investigación del Monitor Personal de CO2 intentó desarrollar un sistema capaz de registrar y controlar de forma discreta la exposición de la tripulación al dióxido de carbono. Los seres humanos producen este gas naturalmente al respirar, pero la exposición a altas concentraciones puede causar problemas de salud. Los monitores portátiles pueden ayudar a la tripulación a monitorear su exposición y mantenerla a niveles seguros durante largas estancias en el espacio. Del mismo modo, la investigación sobre la inflamación de las vías respiratorias en miembros de la tripulación busca ayudar a los astronautas a identificar los primeros signos de condiciones de salud causadas por el polvo y las partículas que flotan libres en entornos de microgravedad.

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El astronauta de la ESA Thomas Pesquet realiza el experimento Referencias gravitacionales para el rendimiento sensomotor (GRASP por sus siglas en inglés), que analiza cómo el sistema nervioso central integra información proveniente de diferentes sensaciones. Esta investigación proporciona una mayor comprensión de cómo el cerebro se adapta a la falta de tradicional del sistema referencial arriba y abajo en microgravedad. Créditos: NASA

La función física y mental
La exposición a los vuelos espaciales cambia muchos sistemas del cuerpo en formas que podrían hacer que la tripulación tuviera más dificultad para llevar a cabo tareas críticas de la misión inmediatamente tras aterrizar en la superficie planetaria. Las tripulaciones que viajen a la Luna o a Marte tendrán poco tiempo para recuperarse de estos cambios a su llegada y carecerán de acceso a las instalaciones médicas y de rehabilitación disponibles en la Tierra. Un estudio identifica las tareas que podrían verse afectadas y respalda el diseño de contramedidas para superar cualquier deficiencia. Otro estudio validó una serie de pruebas para medir el rendimiento cognitivo en el espacio. Otras investigaciones analizaron la complejidad, intensidad y duración de los cambios físicos para mejorar el tiempo de recuperación y prevenir lesiones.

Tecnologías de apoyo a la misión de, y en, la Luna


Para viajar por el espacio o establecer bases sostenibles en la Luna u otros cuerpos planetarios, los miembros de la tripulación requieren de tecnologías y equipos que satisfagan necesidades humanas básicas, como oxígeno y agua, así como la capacidad de mantener y reparar esos sistemas. También requieren de los instrumentos necesarios para llevar a cabo las operaciones de las misiones.

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El astronauta de la NASA Jack Fischer instala el equipo para la investigación sobre estructuras capilares para gestionar mezclas de fluidos y gases para el reciclaje de agua y la eliminación de dióxido de carbono. Los resultados benefician el diseño de sistemas ligeros y más fiables de soporte vital para las futuras misiones espaciales. Créditos: NASA

Sistemas de soporte vital
La estación espacial ha impulsado el desarrollo de sistemas de soporte vital de última generación para el espacio y ha servido de banco de pruebas para refinar esos sistemas. El Sistema de Control Ambiental y Soporte Vital (ECLSS por sus siglas en inglés), actualmente operando en la estación, suministra oxígeno, agua potable, presión y temperatura apropiada de cabina, y elimina dióxido de carbono, trazas de gases y partículas. Se utiliza un conjunto de equipos para supervisar el suministro de agua de la estación y otro para generar oxígeno a partir de dióxido de carbono recuperado. Un proyecto reciente probó una nueva tecnología utilizando refrigeración por evaporación para mantener las temperaturas adecuadas en los trajes espaciales.

Sistemas de gestión de residuos
El espacio presenta desafíos para la gestión de los residuos humanos. Decenios de ocupación humana en la estación espacial han contribuido a mejorar el diseño de los retretes y los sistemas de gestión de desechos. El nuevo Sistema Universal de Gestión de Residuos (UWMS por sus siglas en inglés) incorpora las mejores características de los diseños anteriores en el transbordador espacial y los equipos existentes de la estación espacial con nueva tecnología para mejorar la higiene, la comodidad de la tripulación y la sostenibilidad. Incluye un recinto de doble puesto que proporciona privacidad para un sistema de aseo y un compartimento de higiene.

Prevención de incendios
Entender cómo se propaga el fuego y se comporta en el espacio es crucial para la seguridad de los astronautas, especialmente cuando viajan más lejos de la Tierra. El Bastidor integrado de combustión (CIR por sus siglas en inglés) e instalaciones como la Campana Científica de Microgravedad proporcionan un entorno seguro y protegido para estudiar la combustión a bordo de la estación espacial. El CIR ha apoyado una amplia gama de experimentos de combustión y llama. Un descubrimiento importante resultante de esta investigación vino de un análisis de los supresores de fuego: los investigadores identificaron la existencia de llamas frías que aparentemente continúan "ardiendo" después de la extinción de la llama bajo ciertas condiciones.

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La astronauta de la NASA Kate Rubins prepara el experimento del secuenciador de biomoléculas, que realizó por primera vez la secuenciación del ADN en una nave espacial. La secuenciación de ADN desde el espacio puede identificar microbios, diagnosticar enfermedades y monitorear la salud de los tripulantes, así como potencialmente ayudar a detectar vida basada en ADN en otras partes del sistema solar. Créditos: NASA

Operaciones en el espacio
Los astronautas han probado y utilizado impresoras tridimensionales (3D) en la estación espacial, lo que aumenta la capacidad de fabricar piezas a pedido, ya sea a bordo de una nave espacial o en la superficie de la Luna o de Marte. Dicha fabricación podría incluso utilizar materiales plásticos de desecho reciclados para reducir la masa y el número de herramientas o piezas de repuesto que una tripulación necesitaría llevar desde la Tierra.
Gracias a otras investigaciones, ahora podemos realizar secuencias de ADN en el espacio. Esta tecnología permite identificar microbios y diagnosticar enfermedades para ayudar a mantener la salud de la tripulación, así como potencialmente detectar formas de vida basadas en ADN en la Luna, Marte o cualquier otro lugar del sistema solar.

La investigación de la estación espacial también ha probado técnicas de navegación que utilizan la Luna y las estrellas. Estos métodos podrían servir como planes de emergencia o confirmar la información de navegación en misiones futuras.

Asociaciones internacionales y comerciales a gran escala

La Estación Espacial Internacional representa el programa de exploración espacial políticamente más complejo jamás emprendido, en el que participan las agencias espaciales de los Estados Unidos, Rusia, Europa, Japón y Canadá. Reúne a tripulaciones internacionales de vuelo; múltiples vehículos de lanzamiento; instalaciones de lanzamiento, operaciones, capacitación, ingeniería, comunicaciones y desarrollo en todo el mundo; y la comunidad internacional de investigación científica.

Además, la investigación en la estación espacial ha pasado de depender casi exclusivamente de la financiación y las operaciones gubernamentales a implicar a una variedad de socios comerciales. Esta comercialización impulsa el crecimiento y la innovación futura, incluida la integración de la carga útil y el mercado de satélites pequeños.

Las asociaciones internacionales y comerciales de la estación espacial proporcionan una valiosa experiencia para lograr la presencia humana en la Luna en 2024, como parte del programa Artemisa. Esta campaña de exploración, más amplia y sostenible con socios internacionales y comerciales, unifica a las naciones, crea nuevas oportunidades económicas e inspira a las generaciones futuras.

Para más información sobre los planes de la NASA de la Luna a Marte (en inglés), visita:
https://www.nasa.gov/specials/moon2mars/

Para actualizaciones semanales sobre la Estación Espacial Internacional en inglés, mira nuestras cápsulas Espacio a Tierra. Para tener la oportunidad de ver la estación espacial pasar sobre tu ciudad, visita Observa la Estación (en inglés).

Escrito por Melissa Gaskill,  Centro Espacial Johnson

Versión en inglés.