Así está hecha la estación espacial internacional

Desde el año 2000 hay seres humanos habitando de modo permanente la estación espacial internacional, un logro tecnológico singular en el que han confluido conocimientos, voluntarios... y los más diversos materiales.

La Estación Espacial Internacional tomada desde el
transbordador espacial en 2009.
(Foto D.P. NASA vía Wikimedia Commons)

En 1998 se lanzaron y empezaron a montar los primeros componentes de la estación espacial internacional, ISS por su nombre en inglés. Era la culminación, y al mismo tiempo el principio, de uno de los más grandes esfuerzos compartidos por distintos países en la exploración espacial a través de las agencias espaciales de Estados Unidos, Canadá, Rusia, Europa y Japón.

La ISS está formada por módulos fabricados por distintos países en los quevive y trabaja la tripulación, como los laboratorios y módulos de servicio, zonas de carga y observatorios, unidos entre sí con piezas llamadas “nodos”. En ellos se acoplan las naves que llevan y traen a la estación personal y suministros.

Tanto los metales como todos los demás componentes de la ISS han tenido que responder a estándares extremadamente estrictos en cuanto a aspectos como su resistencia a la corrosión, su durabilidad y su comportamiento en caso de incendio, lo que incluye que no sean inflamables, que no produzcan chispas accidentalmente y que al someterse a altas temperaturas no emitan gases tóxicos, ya que debe proteger al máximo a los habitantes de la estación, que no pueden abandonarla de emergencia.

Y, además, deben ser tan ligeros como sea posible, ya que poner en órbita cada kilogramo de material tiene un elevado coste. Cuando se comenzó a construir la ISS, se calcula que ese coste era de alrededor de 24.000 dólares.

Ya terminada, la ISS tiene un peso de 450 toneladas. O lo tendría en tierra, por supuesto, no en su situación, la llamada “órbita terrestre baja”, a unos 400 km de la superficie del planeta. Y todo ese colosal peso, algo menos del que tiene un Boeing 747, tuvo que ser transportado desde tierra.

Lo primero que vemos en la ISS es un recubrimiento exterior que tiene precisamente por objeto protegerla de choques de pequeños objetos. Es el escudo MM/OD, siglas de “micrometeoritos y desechos orbitales”. En los módulos fabricados por Estados Unidos el escudo es una hoja de aluminio de 1,3 mm de espesor, separada 10 centímetros del casco de presión, formado por aluminio más resistente y de más de 3 mm de espesor, incluso 7 mm en algunas zonas más expuestas.

Ese espacio de 10 centímetros está ocupado por varias capas de un tejido cerámico de gran resistencia, el nextel, y una segunda capa de un tejido similar al kevlar, material utilizado para fabricar chalecos antibalas y otras protecciones. Esta disposición tiene por objeto que cuando el escudo exterior sea atravesado por un desecho orbital, éste se rompa en pequeños fragmentos que sean absorbidos o ralentizados por los tejidos para llegar al casco de presión en forma de una nube de partículas, disipando la energía del choque a lo largo de un área mucho mayor.

Otros módulos utilizan otros diseños. Los rusos, por ejemplo, emplean una estructura de panal de aluminio sobre una segunda capa de plástico para disipar los choques y que es, se calcula, aún más eficiente.

Para todo efecto práctico, todos los módulos presurizados, que son de forma cilíndrica, actúan como una lata de aluminio para refrescos a gran escala.

El vidrio del que están hechas las ventanas de la ISS es, igual que el de nuestras ventanas, fundamentalmente de silicio, fusionado con otra variedad de vidrio de silicio y trióxido de boro para fomar el material llamado “borosilicato”, un vidrio mucho más resistente y que se contrae y expande menos que el común al verse sometido a cambios de temperatura. La ventana en sí está formada por cuatro capas de vidrio que tienen un espesor de hasta 3 centímetros: una exterior para protección contra choques de pequeños objetos, dos gruesos paneles de vidrio de presión, uno de los cuales es sólo protección adicional pues según los cálculos uno solo de ellos bastaría para garantizar la seguridad de la nave, y finalmente un panel interno resistente a rayaduras y otras marcas. Las ventanas tienen además la protección adicional de contraventanas, al estilo de las casas más rústicas, fabricadas con aluminio, Nextel y Kevlar.

El brazo robótico europeo, construido por la Agencia Espacial Europea, permite la manipulación y traslado de pequeñas cargas, trabajando con los astronautas cuando están realizando caminatas extravehiculares, e incluso para transportarlos a los lugares del exterior donde tienen que trabajar, ahorrándoles esfuerzo y tiempo. También sirve para inspeccionar, instalar y reemplazar los paneles solares. Sus componentes principales son tubos de fibra de carbono, como la utilizada en los autos de Fórmula 1, unidos por segmentos de aluminio, terminando en ambos extremos en “manos” o efectores metálicos. También el Canadarm2, brazo robótico construido por la organización espacial canadiense. El tercer brazo robótico de la ISS, es de termoplástico con fibra de carbono, en 19 capas superpuestas para obtener la mayor resistencia posible. El poco peso y, por tanto, poca inercia de estos brazos robóticos son indispensables porque, a diferencia de otros manipuladores y grúas de la ISS, éstos no están fijos en una base, sino que se pueden desplazar por el exterior de la ISS fijando una mano en agarraderas especiales mientras mueven la otra, ya sea para sus manipulaciones o para avanzar a la siguiente agarradera, como orugas moviéndose sobre la estación.

A ambos lados del conjunto central de módulos de la ISS se encuentran unos enormes conjuntos de paneles solares sostenidos que le proporcionan la energía necesaria para accionar sus diversos sistemas y le dan su aspecto distintivo. La Estructura de Armazón Integrada (ITS en inglés) está formada por tubos de aluminio extruido que además de sostener las celdillas fotovoltaicas albergan el sistema de distribución eléctrica, además del sistema de refrigeración, en una interesante paradoja: en el frío espacial casi absoluto, la ISS captura energía del sol pero la convierte en calor en su interior con el funcionamiento del equipo e incluso de los astronautas y es fundamental irradiar ese calor al espacio para mantener una temperatura adecuada en la estación.

Otros materiales Además del aluminio y los plásticos reforzados con fibra de carbono, los materiales más abundantes en la ISS son el hidruro de níquel que utilizan las baterías de la estación, plásticos, titanio para la fontanería, que permite recuperar todos los desechos y el vapor de agua para reciclarlos, magnesio, elastómeros (polímeros elásticos como la goma) y el cloruro de polivinilo (PVC), todos ellos producidos y aplicados bajo estrictas especificaciones.

Chris Hadfield: la emoción del espacio

La aventura espacial sigue siendo uno de los más relevantes emprendimientos del ser humano. Simplemente, al parecer, lo habíamos olvidado.

Chris Hadfield en su histórica interpretación de
Space Oddity en la Estación Espacial Internacional

Desde fines del siglo XIX, la posibilidad real de salir de los límites de la atmósfera terrestre disparó un duradero entusiasmo por los viajes al espacio, alimentado por la primera obra de ficción que trató la posibilidad con seriedad: “De la Tierra a la Luna” de Jules Verne.

En 1903, el ruso Konstantin Tsiolkovsky publicó dos monografías sobre la exploración espacial y, basado en sus ecuaciones, propuso el uso de cohetes de varias etapas para alcanzar una órbita alrededor del planeta. Poco después, en Estados Unidos, Robert Goddard presentó en 1919 sus teorías sobre viajes en cohetes y las llevó a la práctica en 1926, lanzando el primero de muchos cohetes de combustible líquido.

Los viajes al espacio se empezaron a hacer realidad como parte de la “guerra fría” entre Estados Unidos y la Unión Soviética. Y el entusiasmo por ellos era universal, ya estuviera uno en la órbita soviética o en la estadounidense: era una gran aventura, con el añadido de la competencia que le daba mayor emoción, una gran carrera espacial, como se conoció.

Pero una vez alcanzada la Luna, el objetivo que los contendientes se habían planteado como premio de su enfrentamiento, el entusiasmo empezó a decaer junto con los presupuestos. Después de la llegada a la Luna, las siguientes seis misiones a la Luna (de las que llegaron cinco y fracasó la Apolo XIII) fueron cada vez menos interesantes para el público, sin importar los beneficios que el proyecto espacial estaba empezando a entregar “en tierra” (por mencionar sólo uno, la microminiaturización de componentes forzada por el coste de envío al espacio de cada gramo, que desembocó en los ordenadores personales y la revolución que provocaron).

Mientras la NASA sufría recortes continuos desde 1970, sus adversarios se ocuparon de los viajes orbitales... hasta que la Unión Soviética se desmoronó en 1991. Los entusiastas del espacio siguieron teniendo motivos de alegría, pero para el público en general la exploración espacial pasó a ser algo que estaba allí, con científicos y técnicos, astronautas de una glacial seriedad y tan poco emocionante como un trabajo de fontanería.

Y llegó el canadiense

Cierto, se había intentado suavizar la imagen de los astronautas. En abril de 2011, la astronauta Candy Coleman en el espacio y el mítico líder de Jethro Tull, Ian Anderson, hicieron un dueto de flauta celebrando los 50 años del vuelo orbital de Yuri Gagarin. José Hernández, “Astro_José”, el astronauta de origen mexicano, alcanzó cierta relevancia en Twitter. Pero siempre dejaban la impresión de que todo estaba demasiado coreografiado, que estaban haciendo relaciones públicas para la NASA. Eran como dijo Kevin Fong, director del centro de medicina espacial del University College de Londres, “una orden monástica silenciosa”.

Incluso el hecho mismo de que existiera un grupo de rock formado exclusivamente por astronautas, llamado Max Q, era asunto que sabían muy pocas personas, pese a que la banda ya tiene 26 años de existencia y por ella han pasado 19 hombres y mujeres que han estado en el espacio.

Todo cambió cuando Chris Hadfield, bajista y vocalista de Max Q, fue nombrado como tripulante de la Estación Espacial Internacional.

Durante cinco meses, pero especialmente durante los tres en los que fue comandante de la Expedición 35 de la ISS, Hadfield se convirtió en el astronauta que humanizó el espacio y devolvió a muchos, especialmente a los jóvenes, el entusiasmo por lo que pasa más allá de los confines de nuestro planeta.

Y no lo hizo asombrándonos con los elementos técnicos más desarrollados, sino llevando a tierra, mediante vídeos, fotos y sus cuentas en las redes sociales, la cotidianidad del espacio, a veces lo más simple, lo cotidiano.

Así, explicó lo que pasa si uno llora en el espacio (se crea una bola de agua en el ojo, acumulando las lágrimas, por lo que debe quitarse con un pañuelo desechable, las lágrimas no caen), por qué los astronautas no pueden llevar pan a la estación (las migas que se desprenden del pan flotan e incluso pueden aspirarse por la nariz, en vez de ello comen tortitas mexicanas, llamadas allá “tortillas”), cómo lavarse los dientes, cómo afeitarse, cómo dormir... la vida diaria compartida por un comunicador entusiasta, eficaz, con carisma y capaz de hacer que la gente, como dijo en una sesión de preguntas y respuestas de la red social Reddit “experimentara un poco más directamente cómo es la vida a bordo de una nave de investigación en órbita”.

Pero además de las fotografías y momentos ligeros, como su conversación con William Shatner, actor canadiense que dio vida al Capitán James Kirk en la serie original de televisión Star Trek y en las primeras 6 películas de la franquicia, también llevó a quienes lo seguían en las redes sociales a las emociones reales de la vida en órbita, como una fuga de amoníaco que puso en riesgo el suministro de electricidad de la estación, cuya reparación contó por Twitter mientras la preparaban, o un paseo espacial de emergencia de dos de los astronautas bajo su mando.

La culminación de la estancia del comandante Hadfield fue, sin duda, su interpretación, como guitarrista y cantante que es, de la canción “Space Oddity” de David Bowie, a modo de despedida. Poco después de subir el vídeo, las redes sociales hervían comentándolo.

Lo que se supo después es que primero Hadfield tuvo que se convencido por sus hijos de que sería buena idea llevar su misión a las redes sociales, y luego él tuvo que convencer a la agencia espacial canadiense y a la NASA de darle los medios y el tiempo para hacerlo.

Gracias a ello, y a su forma de responder preguntas, a sus explicaciones, su buen humor y su evidente entusiasmo por su trabajo, muchos jóvenes que no habían prestado demasiada atención a las evoluciones de los astronautas han recuperado el entusiasmo por la exploración del espacio, por las posibilidades que ofrece, por grandes desafíos como el mítico viaje a Marte que algunas agencias espaciales, como la de China, se están planteando seriamente.

Y si hay el entusiasmo necesario, se podrá hacer realidad la sentencia de Tsiolkovsky: “La Tierra es la cuna de la humanidad, pero uno no puede vivir para siempre en una cuna”.

En el aire y en el espacio Chris Hadfield nació en Ontario, Canadá, en 1959 y estudió ingeniería mecánica al tiempo que era piloto de la Real Fuerza Aérea canadiense. Al espacio en 1995, en la misión 74 del transbordador espacial y en 2001 en la número 100. Fue enlace de la NASA con todos sus astronautas y su representante en el centro Yuri Gagarin. En diciembre de 2012 subió a la ISS, de la que fue comandante del 13 de marzo al 12 de mayo de 2013.