Desde hace 20 años orbita la Tierra una mole de unos 109 mt de longitud y unas 453 toneladas. Se trata de la Estación Espacial Internacional (EEI). Esta enorme nave cambia de forma con frecuencia: se le añaden y se le retiran estructuras según sea necesario. Ha hospedado a más de 240 personas.
La estación espacial es actualmente un gran proyecto multinacional de investigación y educación. Expertos de al menos 19 países trabajan allí en conjunto en áreas tan disímiles como ingeniería, astrofísica, astrobiología o medicina.
En órbita a 400 km de la Tierra, la EEI es el objeto artificial de mayor tamaño en el espacio. Además de ser puesto de investigación, sirve de centro de pruebas para futuros viajes espaciales tripulados de larga duración.
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Estación Espacial Internacional, una idea que ya pugnaba por cobrar vida desde la década de los 50
Mucho antes de que el Apolo 11 alunizara en julio de 1969, ya había sido esbozada la construcción de una estación espacial permanente. Un ingeniero alemán que diseñó cohetes misilísticos para Hitler llevó en mente esa idea cuando emigró a USA al final de la guerra: Wherner Von Braun.
Considerado un nazi oportunista por algunos, visionario para otros, el caso es que Von Braun no abandonó su ambicioso proyecto. Pudo concretar parte del mismo en su diseño del cohete Saturno V. Este cohete fue utilizado en el Programa Apolo, con el cual se llegó a la luna, y para lanzar la estación espacial Skylab.
El gobierno estadounidense dio prioridad al viaje a la Luna y dejó en espera la materialización de la estación espacial. Entonces, la Unión Soviética optó por lanzar, en 1971, la Salyut 1, primera estación espacial en orbitar la Tierra. En el marco de la Guerra Fría, se iniciaba la carrera espacial.
Conquistada la Luna, el siguiente objetivo era Marte. No obstante, esta nueva meta contemplaba no pocos obstáculos: el primero de ellos, la distancia entre Marte y la Tierra. Ya había sido una hazaña que los astronautas superaran un viaje de 3 días a la Luna. Pero enfrentar una travesía espacial de 6 meses era, y es, un gran reto.
Cronología de la Estación Espacial Internacional
Pensar en futuros viajes tripulados a Marte llevó a la idea de construir y lanzar estaciones espaciales. Estas servirían como un laboratorio donde los astronautas podrían experimentar ciertas condiciones extremas en un ambiente controlado y más cercano a la Tierra.
Con esa idea arrancó el programa soviético Salyut, seguido casi de inmediato por el programa norteamericano Skylab. Los proyectos siguieron su curso ascendente hasta el desmembramiento de la URSS.
| PROGRAMA SALYUT | La Salyut 1 fue la primera estación espacial en ser lanzada a la órbita terrestre, en abril de 1971. Permaneció 6 meses en órbita y se desintegró al reingresar a la atmósfera.Desde 1972 hasta 1982 fueron lanzadas 9 estaciones, 5 civiles y 4 militares. Una se perdió en el lanzamiento y dos se perdieron en órbita).Salyut 6 (1977): albergó a 5 tripulaciones y recibió a 9 misiones espaciales internacionales.Salyut 7 (1982-84): última estación del programa. | |
| PROGRAMA MIR. | Estación Orbital MIR (1986-2001): primera estación espacial con tripulación permanente. Uno de sus tripulantes marcó récord de permanencia de 15 meses.Avanzó en la tecnología de ensamblaje modular. A partir de 1991, se aceptó la integración de cosmonautas extranjeros como parte de la tripulación de la MIR.En marzo del 2001, luego de 15 años de orbitación, la estación MIR fue sacada de órbita y terminó su labor. | |
| PROGRAMA SKYLAB | La Skylab fue la primera estación espacial norteamericana. Fue lanzada en mayo de 1973, en misión no tripulada.Se mantuvo en órbita desde 1973 hasta 1979. Recibió a tres tripulaciones, que hicieron un tiempo total de ocupación de 171 días.Su desintegración tuvo inconvenientes y sus restos cayeron en Australia, la mayor parte en el mar y algunos fragmentos en zona habitada. |
Para compartir enormes presupuestos y aprovechar recursos humanos dispersos, el gobierno norteamericano planteó una coalición. Nació así el proyecto Freedom, abortado en 1984, al que se habían unido Canadá, Japón y la UE. Un nuevo proyecto fue aprobado en 1995: la Estación Espacial Internacional Alfa.
El proyecto nace pero queda en espera
En 1984, el gobierno estadounidense dio a conocer su idea de lanzar una misión espacial de carácter permanente. Dada la magnitud del proyecto, se convocó a otros países para desarrollarlo de manera conjunta. En aquel momento, se le dio el nombre de Estación Espacial Freedom.
Las agencias espaciales canadiense (CSA), europea (ESA) y japonesa (JAXA) respondieron a la invitación. Sin embargo, hubo problemas de presupuesto y dificultades de carácter administrativo.
El mismo director de la NASA para ese momento, Dan Golding, solicitó a la administración estadal esperar por un rediseño del plan. Finalmente, en 1993 fue presentado y aceptado un nuevo plan para el desarrollo de una estación espacial con tripulación permanente.
En ese año, el congreso estadounidense había aprobado la Government Performance and Results Act, que exigía reducción de costos y rendición de cuentas a todas las agencias gubernamentales. Así que se acordó utilizar la mayor parte de las estructuras y sistemas ya elaborados para el primer proyecto
Finaliza la Guerra Fría y Rusia se integra al proyecto
Derribado en Muro de Berlín en 1989 y caída la Unión Soviética en 1991, se inicia un nuevo ordenamiento geopolítico. Luego de décadas de total separación, los gobiernos ruso y norteamericano empezaron a establecer alianzas. Una de ellas contemplaba proyectos aeroespaciales conjuntos.
El rediseñado programa espacial del 93 ya tenía un presupuesto aprobado, de $ 2,1 billones anuales. La participación de la agencia espacial rusa (Roscosmos) dio gran impulso al proyecto, especialmente en cuanto al apoyo tecnológico.
El proyecto ruso Mir-2, iniciado en 1976, había avanzado por etapas, hasta que se integró al programa norteamericano en noviembre de 1993. El primero de los aportes rusos a la estación internacional fue el módulo Zaryá, diseñado para dar energía eléctrica, propulsión y guía a la EEI en una primera etapa de ensamblaje.
Desde la integración rusa, la estación espacial, aunque de ensamblaje y manejo coordinado, quedó conformada por dos secciones. Los componentes construidos en Rusia y operados por Roscosmos integran el Segmento Orbital Ruso. El segmento norteamericano (USOS) es operado en conjunto con varios países.
Dos estructuras binacionales inician al montaje de la EEI
El proceso de añadir o intercambiar estructuras para construir ese coloso tecnológico que es la Estación Espacial Internacional ha sido largo y continuo. Cohetes, transbordadores y vehículos de transferencia han sido el apoyo robótico del desarrollo de la estación.
La EEI fue concebida con diseño modular, lo que permitió su construcción por etapas, transportando los módulos y ensamblándolos en órbita. En noviembre de 1988 fue lanzado el primero de los componentes rusos de la EEI: el módulo ruso Zaryá.
A los días, el módulo Zaryá se acopló al Nodo Unity, el primer componente norteamericano de la EEI. El Unity fue llevado a la órbita por el Transbordador Espacial Endevourel 6 de diciembre de 1988.
Cómo se ensambló el más grande objeto artificial lanzado al espacio
A partir del acoplamiento del módulo Zaryá, al nodo Unity, en 1998, se fueron añadiendo el resto de las estructuras.
| Estructura y fecha de lanzamiento | Funciones/características |
| Módulo Zvezda (2000) | Módulo de soporte vital al servicio del segmento orbital ruso. |
| Cámara Pirs (2001) | Acoplada al Zvezda, es puerto para el acople de naves rusas |
| Laboratorio Destiny (2001) | Acoplado al Unity, este módulo tiene un sistema de soporte vital que aporta energía y controla temperatura y humedad. Una ventana de cristal de alta visibilidad permite fotografiar la Tierra. |
| Cámara Quest (2001) | Esclusa de paso que permite el cambio gradual de presión cuando un astronauta sale de la nave o entra a ella. |
| Módulo Harmony (2007) | Conecta los módulos de laboratorio norteamericano, europeo y japonés. Contiene los dormitorios para los tripulantes permanentes. Aporta conexión de datos y energía eléctrica. |
| Laboratorio Columbus (2008) | Laboratorio científico a cargo de la Agencia Espacial Europea. |
| Módulo Kibö (2008) | Módulo de experimentación japonés, acoplado al Harmony. |
| Módulo Poisk (2009) | Módulo ruso de investigación, conectado al Zvezda. |
| Nodo Tranquility (2010) | Ensamblado al Unity, brinda 6 puertos de conexión con los módulos presurizados. Contiene sistemas de control ambiental, ejercitación y soporte vital, así como un observatorio con visión panorámica. |
| Módulo Rassvet | Acoplado al Zarya, funciona como almacén y puerto de acoplamiento |
Simultáneamente, se fue armando la Estructura de Armazón Integrada, eje o columna vertebral de la EEI. Este eje fue expandiéndose desde la anexión del primer armazón Z1 (2001) hasta el lanzamiento del S6 (panel solar) en el 2009. Es soporte de paneles solares, radiadores, vehículos logísticos y otras estructuras.
Los módulos Leonardo y Raffaello (2001 a 2009) fueron utilizados para llevar suministros y retirar desperdicios. Solo el Leonardo sigue en funciones como módulo permanente de almacenamiento de residuos.
Residentes y visitantes de la Estación Espacial Internacional
El 2 de noviembre de 2000 llegaron a la nave el comandante W. Sheperd, el coronel Yuri Guidzenko y el ingeniero de vuelo Sergei Krikaliov. Al retirarse en marzo de 2001, habían pasado 136 días en la Estación Espacial Internacional. Durante su estadía recibieron suministros y equipos de 3 transbordadores.
A partir de esta primera misión de largo alcance, la Estación nunca ha dejado de tener tripulantes a bordo. Para finales de 2020, ya se habían contabilizado un total de 242 visitantes, entre astronautas, cosmonautas e invitados.
Hasta noviembre de 2020 ya han sido realizadas 64 expediciones, y ya están planificadas 2 más para el 2021. Las primeras 6 incluyeron a 3 tripulantes, número que se redujo a 2 luego de la destrucción del transbordador Columbia. Luego fueron incrementando gradualmente el número de tripulantes, hasta llegar a 6.
¿Sabías que los visitantes de la estación espacial pueden ver cada día unos 16 amaneceres y puestas de sol? Esta experiencia es posible porque la EEI da una vuelta a la Tierra cada hora y media, aproximadamente.
Astronautas, especialistas, ¿y turistas?
Si en un principio la Estación Espacial Internacional solo albergaba a tripulantes en misión, paulatinamente abrió sus puertas para otros visitantes. No solo para aquellos en funciones de observación e investigación sino, desde el 2020, para “turistas espaciales”.
La NASA se había rehusado a privatizar y extraer lucro de la EEI. Pero el gobierno norteamericano dejará de financiar la estación espacial desde el 2025. Esta decisión ha obligado a pensar en fuentes de autofinanciamiento para la continuación de los proyectos.
Se prevé cobrar $30 000 diarios a quienes deseen pasar unos días a bordo. Este monto cubriría el suministro de oxígeno y la alimentación del turista, y dejaría ganancia para el mantenimiento de la EEI.
También con el fin de ahorrar costos, la NASA ha suscrito convenios para programas comerciales de vuelos para la tripulación. En este sentido, la empresa SpaceX ya lleva 21 viajes de carga y 2 de pasajeros. Las empresas Fontanot y Sierra Nevada ya han firmado convenios similares con la NASA:
¿Qué trabajo hacen las tripulaciones en misión?
Desde su primera misión tripulada, la Estación Espacial Internacional ha recibido a tripulaciones de 10 países. Esas misiones han incluido a astronautas y científicos de 19 países. Salvo en los casos de invitados especiales y turistas, las tripulaciones van a cumplir funciones especializadas, de acuerdo con el objetivo de la misión.
Las actividades diarias de la tripulación se llevan a efecto bajo un horario predeterminado y estricto. Además del tiempo destinado a alimentación, ejercitación y sueño, hay un cronograma para labores de mantenimiento de la nave. Igualmente deben mantener comunicación permanente con las agencias en la Tierra.
Las labores relacionadas con los objetivos de la EEI son variadas y están a cargo de investigadores especialistas. En la estación espacial se investiga en astrobiología, astrofísica, meteorología, medicina, sistemas de comunicación, entre otras. A la fecha, se han efectuado más de 18 000 investigaciones.
Principales áreas de investigación en la Estación Espacial Internacional
En el ámbito de las investigaciones médicas, la mayoría están dirigidas a estudiar los efectos fisiológicos y psicológicos en ambiente de microgravedad. Los astronautas, sujetos de observación en esta área, han experimentado efectos tales como pérdida de masa muscular y ósea, problemas visuales y cardiovasculares.
Otros efectos de la permanencia en ambientes de microgravedad son el debilitamiento del sistema inmunitario y alteraciones del sueño. Por otra parte, las condiciones de escasa gravedad facilitan el estudio molecular en enfermedades como el cáncer.
La observación de la Tierra desde la EEI ha permitido detectar los daños causados por la acción humana y por ciclos naturales. Asimismo, la tecnología disponible en la estación ha permitido rastrear toda la superficie terrestre y obtener información inédita de la misma.
La dificultad de mantener el suministro de agua y de oxígeno en la EEI ha convertido a la estación en un centro de reciclaje. De la energía generada por su spaneles solares recuperan moléculas de hidrógeno y de oxígeno, que convierten en agua. A su vez, toda el agua de la Estación es reciclada
Divulgación y educación desde la EEI
¿Sabías que la NASA tiene un canal de YouTube para divulgar las actividades que se realizan en la Estación Espacial Internacional? La serie Space to Ground (“Espacio a Tierra”) informa acerca de las misiones, las investigaciones, logros y proyectos de la Estación.
Otra iniciativa para divulgar los proyectos de investigación y los avances tecnológicos surgidos de la EEI, es el convenio NASA-Microsoft (2019). Por esta alianza han sido desarrollados materiales didácticos que ayudan los estudiantes a construir sensores, analizar datos, crear realidad virtual, entre otras destrezas.
Asimismo, la página oficial de la NASA tiene un apartado dedicado solo a la EEI. Allí se puede consultar información acerca de todas las investigaciones, sus objetivos y resultados, con imágenes y videos relacionados.
La información y los recursos audiovisuales de las páginas web de la NASA y de la Agencia Espacial Europea están disponibles. Basta con que los docentes los utilicen para llevar a niños y adolescentes valiosa información científica y tecnológica.
Presente y futuro de la Estación Espacial Internacional
Actualmente, 15 países participan en el programa de exploración espacial de la EEI, bajo la batuta de la NASA. Las otras agencias espaciales en alianza son: Roscosmos (Rusia), ESA (Unión Europea) y JAXA (Japón). Las agencias italiana (ASI) y brasileña (AEB) han aportado la construcción de algunas estructuras.
Hay planes de retiro y sustitución de módulos, y de misiones tripuladas, al menos hasta el 2024. Luego del retiro de aporte económico gubernamental aprobado por el gobierno norteamericano para el 2025, se proyecta ampliar el uso comercial de la EEI.
El apoyo de empresas privadas tales como Boeing y SpaceX, así como la admisión de turismo espacial, permitirían sostener la nave por mayor tiempo. SpaceX está dando servicio privado de transporte de suministros y de astronautas. Boeing, por su parte, presta servicios de ingeniería y soporte tecnológico.
¿Cuánto cuesta llevar astronautas a la estación espacial?
Aunque no hay manera de calcular una cifra exacta, se puede hacer un estimado del gasto implicado en el mantenimiento de estas misiones.
Hasta ahora, la NASA ha tenido que pagar los pasajes de sus astronautas a su homóloga rusa Roscosmos. Cada puesto en una nave rusa tiene un costo aproximado de $ 80 000 000, precio que se incrementa anualmente. Solo el traslado, sin contar provisiones.
Hay que añadir el costo de alimentar y entregar vestimenta especial y otras provisiones a cada astronauta. Para que un aspirante llegue a formar parte de una misión, se han invertido años en su formación y entrenamiento. Y también hay que pagar sueldos acordes con el rango y formación de estos profesionales.
En lo que se refiere a los gastos de mantenimiento del entorno en la nave, las cifras son incluso mayores. Incluyen el mantenimiento de los sistemas de soporte vital, compra y traslado de suministros como comida y material médico.
¿Hasta cuándo se podrá sostener la cooperación internacional?
Mantener en órbita tanto a la gran nave como a sus tripulaciones cuesta una fortuna. En la medida en que la estación espacial ha crecido, sus gastos de mantenimiento también se han multiplicado.
Si a esto se añade el paulatino retiro de fondos gubernamentales, y la necesidad de permanente renovación de estructuras, el panorama se complica. Sin embargo, las agencias involucradas en el proyecto parecen comprometidas a alargar su vida.
Por ejemplo, la agencia europea acordó aportar 14 400 000 de euros entre 2020 y 2023, para el mantenimiento de la EEI. Por su parte, el gobierno español ha aprobado 1 543 000 de euros hasta el 2026 para apoyar el proyecto EEI.
El gobierno ruso se ha comprometido a permanecer en alianza espacial al menos hasta el 2024, año de expiración del convenio de 1998. Sin embargo, tienen planeado establecer su propia estación espacial para 2030.
Críticas a la permanencia de la estación espacial
A pesar de ser en sí misma una magna obra tecnológica, y de haber mantenido en entusiasta cooperación a muchos países, la Estación recibe críticas. Quienes consideran que este proyecto no debería sostenerse por más tiempo aducen que sus costos superan a sus logros.
Una misión que hasta el 2020 había costado solo a la NASA unos $100 000 000, debería tener mejores resultados, según sus críticos. Se ha esperado resultados más contundentes en áreas tan importantes como la medicina. Y se consideran poco útiles otros campos de investigación.
Otro argumento en contra de gastar tanto dinero en preparar astronautas para viajes más lejanos es el del avance de la robótica. ¿Vale la pena seguir invirtiendo en preparar a humanos, si los robots lo hacen mejor? El reciente amartizaje del rover Perseverance lo ha demostrado: todo salió perfectamente y sin arriesgar vidas.
En defensa de la Estación Espacial Internacional
Muchas de las investigaciones llevadas a cabo a bordo de la EEI son desconocidas por el ciudadano común. Incluso aquellas que han sido divulgadas podrían parecer ajenas a las necesidades de la vida humana. Y es que a veces olvidamos que las tecnologías que utilizamos provienen de investigaciones de las que nada sabemos.
¿Sabías, por ejemplo, que la televisión satelital fue un desarrollo de la NASA? ¿O que el robot quirúrgico IGAR fue desarrollado en la EEI? Tal vez no sepas que la investigación de los efectos de la microgravedad está ayudando a crear medicinas más efectivas contra la osteoporosis.
También en materia de investigación médica, del trabajo con cristales de proteína se espera desarrollar nuevas medicinas contra el cáncer. Se investiga también la creación de nuevos tratamientos contra la distrofia muscular.
El desarrollo de sistemas de reciclaje de agua y oxígeno desarrollada en la EEI ha tenido aplicaciones tangibles. Esta tecnología ha sido utilizada para surtir de agua a países con escasa disponibilidad, como Irak.
Larga vida a la gran nave madre
Durante los últimos 20 años, la estación espacial ha sido un monumental laboratorio que orbita la Tierra. Este esfuerzo se ha mantenido gracias a la alianza y trabajo conjunto entre 15 países. Sin tal cooperación habría sido imposible el increíble prodigio tecnológico que significa la Estación.
Como toda obra, la Estación tiene también su fecha de caducidad. Cuando arrancó el proyecto, en 1998, se previó que su vida útil llegaría, a lo sumo, al 2024. El costo de reponer y sustituir estructuras es cada vez mayor.
A estas alturas, sostener un proyecto de tal magnitud se está haciendo imposible sin el concurso de fondos privados. Tal vez el futuro de la EEI esté en su privatización y comercialización.
Por lo pronto, hay misiones contempladas para este año. La Misión Crew-3 viajará a finales del 2021. Y la NASA y Roscosmos pretenden extender la vida útil de la Estación Espacial Internacional hasta el 2030, fecha estimada para un primer viaje tripulado a Marte.
Referencias:
www.bbc.com/mundo/noticias/2015/12/151218_vert_fut_finde_nazi_wenher_brauns_espacio_yv
https://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_Espacial_Internacional
www.estacionespacial.com/historia.php
www.bbc.com/mundo/noticias-48557921
www.youtube.com/channel/UCmheCYT4HlbFi943lpH009Q
https://news.microsoft.com/es-xl/acortar-la-distancia-entre-la-estacion-espacial-internacional-y-el-aula/
www.dw.com/es/rusia-futuro-de-la-estaci%C3%B3n-espacial-se-decidir%C3%A1-en-2021/a-56077759
https://computerhoy.com/reportajes/life/cuanto-cuesta-enviar-astronauta-al-espacio-579211
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