Sostenimiento de la vida
Para sobrevivir en un viaje espacial hay que llevarse consigo
una pequeña parte de la atmósfera terrestre, que proporcione
oxigeno para respirar y algún método para eliminar el venenoso
dióxido de carbono. Por otro lado hay que mantener la presión
interior como mínimo a 1/3 de la habitual en la tierra, para no
someter a la estructura de la nave a una diferencia de presión con
el exterior (ausencia de presión o vacío) que suponga cargas
estructurales muy elevadas. También hay que retirar el vapor de
agua propio de la respiración y la transpiracion de lo contrario
la condensación de agua llegaría a encharcar los pulmones
de los astronautas.
Así pues, lo que en la tierra es habitual, aparentemente
sencillo y carente de todo interés como respirar, en el espacio
se torna vital y altamente complicado. De hecho los medios de soporte de
la vida ocupan gran espacio en la nave y por consiguiente peso, y todo
se traduce en muchisimos kilos de empuje que aportaran las etapas del cohete
lanzador. Por eso, existe un compromiso muy ajustado a la hora de diseñar
una nave espacial entre las seguridades aportadas que van -como hemos visto-
desde las protecciones estructurales de la nave hasta los medios de soporte
de la vida, pasando por instrumentos tanto de navegación como científicos
y combustibles para motores.
Cuando la duración del viaje espacial es pequeña,
los elementos necesarios para el sostenimiento de la vida simplemente se
almacenan en depósitos (oxígeno, nitrógeno, hidrógeno,
agua). Pero en largas estancias - Laboratorio Espacial Skylab, y
la estacion orbital Rusa Mir - hay que pensar en la forma de máximizar
el rendimiento de esos elementos.
En la estacion espacial Mir, la atmosfera es analoga a la de
la Tierra a nivel del mar. Las naves Americanas estan presurizadas a algo
más de la tercera parte de la presión atmosférica.
REGENERACION DEL AIRE
El nitrógeno, que constituye el 80% de la mezcla del aire,
no es consumido por los astronautas, pero escapa al exterior en pequeña
cantidad por las deficiencias de estanqueidad.
Los depuradores tradicionales de aire estaban basados en sustancias
sólidas que contenian oxígeno combinnado químicamente
(hiróxidos de metales alcalinos). Su principal ventaja es que ademas
de producir oxigeno para la respiracion de los cosmonautas absorben
al mismo tiempo el dióxidio de carbono, algunos conaminantes y el
vapor de agua ambientales. Su principal inconveniente es la necesidad de
reponer la sustancia depuradora a medida que se agota, al ser imposible
regenerarla a bordo, siendo un abastecimiento continuo desde la Tierra.
Este sistema ya es obsoleto y sustituido por sistemas generadores
de oxígeno basados en electrólisis del agua. Pero este sistema
es técnicamente muy complicado por que en ausencia de gravedad la
separación de los productos gaseosos es difícil y también
peligrosa la presencia de productos causticos en la nave. Por otra parte
el hidrógeno que se produce y se evacua al exterior de la
nave es un gas inflamable que exige especiales precauciones. Pero aun se
mantinen como reserva fuentes sólidad de oxígeno (perclorato
de litio) y tanques de oxígeno gaseoso.
El dióxido de carbono que constantemente produce la tripulación,
antes se depuraba por sustancias solidas no regenerables (principalmente
hidróxido de litio). Desde 1987 la Union Sovietica utiliza un sistema
de absorbentes sólidos regenerables por exposicion al vacio. Posiblemente
se trata de un filtro molecular basado en las propiedades de ciertos aluminosilicatos
sintéticos (zeolitas) que se utilizan industrialmente como catalizadores
y absorbentes. No obstante se siguen almacenando cantidades del otro producto
no reutilizable como medio de segurirad.
RECICLADO DEL AGUA
El organismo humano desprende continuamente agua en forma de vapor
atraves de la respiración y la transpiración y similar cantidad
mediante la orina. Existen métodos para extraer y potabilizar el
vapr de agua atmosférico generado continuamente por los astronautas.
El sistema recoge la hudedad del aire, la separa del la mezcla de gases,
la purifica, descontamina y mineraliza. Este sistema empieza con un enfriado/secado
para separar la humedad del aire. La humedad recoguida se bombea a columnas
de intercambio ionico y carbon activado. Despues pasa a traves de dolomita
fragmentada y silicatos artificiales y sal. Por último se calienta
a 80º y se la añaden conservantes. Por supuesto, existen depositos
con agua traida desde la tierra.
También se recicla el agua de la orina, que estaá
almacenada en contenedores. Se extrae por centrifugado y despues destilada
y purificada. El agua así obtenida puede ser empleada para el consumo
humano pero por motivos sicologicos se emplea para la electrolisis del
oxígeno.