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]
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.»
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.)
«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.
Derecha: ¡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
Observando la Estación Espacial
Expectativas por EEI. — Artículo de Science@NASA: En
Ruedas en el Cielo — Artículo de Science@NASA: Los conceptos
Una Nueva Estrella en el Cielo — Artículo de Science@NASA:
Respirando Fácilmente en la Estación
Agua en la Estación Espacial — Artículo de Science@NASA: Racionamiento
Intrusos microscópicos en La estación |