¿Cómo respiran los astronautas en el espacio?

Los ingenieros tuvieron que idear algunas formas especiales de crear oxígeno en el vacío del espacio . Así respiran los astronautas en el espacio .

Cómo respirar en el espacio

En 1997, se produjo un incendio en la estación espacial Mir, la predecesora de la Estación Espacial Internacional. El culpable fue el generador de oxígeno de la nave espacial, que quemaba cilindros de perclorato de litio sólido para crear una atmósfera respirable. El material de un guante de goma, posiblemente dejado dentro del generador durante el montaje, se incendió cuando se activó la máquina, creando un incendio que duró alrededor de 14 minutos antes de poder extinguirse por completo.

Aunque ningún miembro de la tripulación resultó herido, el accidente puso de relieve la dificultad y los riesgos de seguridad que supone proporcionar a los astronautas un suministro continuo de oxígeno durante su tiempo en órbita. Al igual que los sistemas de filtración de agua a bordo, los dispositivos que crean este suministro que salva vidas han evolucionado significativamente desde que comenzó la carrera espacial en la década de 1960.

Humo y Mir

El programa Apolo, incluida la misión de 1969 que llevó humanos a la Luna por primera vez, utilizó Unidades de Control Ambiental (ECU) para mantener una atmósfera de oxígeno puro en los módulos de comando. La ECU está equipada con cartuchos de hidróxido de litio y carbón activado para filtrar el dióxido de carbono del aliento de los astronautas y absorber olores. También genera agua y mantiene la temperatura de la cabina, lo que permite que hasta tres astronautas sobrevivan en el espacio durante 14 días.

La estación espacial Mir, lanzada en 1986, fue diseñada para misiones espaciales más largas y producía oxígeno a través de una reacción química. Un generador enciende cilindros de perclorato de litio del tamaño de latas grandes de aerosol, liberando oxígeno a medida que se queman. Una de estas "velas de oxígeno" proporcionó suficiente aire respirable para un miembro de la tripulación durante un día, pero el sistema mostró su debilidad en el incidente del guante de goma.

Después de ese accidente, los ingenieros aeroespaciales ya no utilizaron reacciones químicas para crear oxígeno en el espacio. La ISS reemplazó a la Mir a principios de la década de 2000 y fue equipada con una ECU más segura basada en electrólisis, que utiliza un generador para dividir las moléculas de agua a través de una membrana de intercambio de protones en oxígeno e hidrógeno. Mientras que el oxígeno producido a través de este proceso se libera a la atmósfera, el hidrógeno se combina con el dióxido de carbono exhalado por la tripulación para producir agua potable y metano. Actualmente, el metano se ventila fuera de la estación, pero algún día podría ser útil para procesos de bioproducción a bordo. La ISS también lleva un modelo Mir para generar oxígeno como respaldo.

La vida en una mochila

Proporcionar oxígeno a los astronautas mientras están dentro de una nave espacial es una cosa. Hacerlo cuando abandonan la nave espacial para realizar caminatas espaciales (para probar equipos, realizar experimentos o efectuar reparaciones externas) es otra.

Un traje espacial moderno diseñado para caminatas espaciales, también conocido como Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU), está equipado con una mochila que contiene varios sistemas de soporte vital. Entre otras funciones, suministra oxígeno al casco del astronauta mientras filtra el dióxido de carbono. Los trajes también protegen sus cuerpos de las fuerzas potencialmente mortales del vacío en el que se aventuran.

Incluso antes de entrar en la UEM, los astronautas pasan horas respirando oxígeno puro dentro de una cápsula de aire comprimido para minimizar el riesgo de entrar en coma. Según el ex astronauta Mike Mullane, un módulo de comando mantiene una presión atmosférica de 14,7 libras por pulgada cuadrada (psi), que es prácticamente la misma que la de la Tierra al nivel del mar, pero la presión en un traje espacial es de solo cinco psi. Los astronautas deben "pre-respirar" oxígeno puro para eliminar nitrógeno de sus cuerpos y evitar la formación de burbujas de gas en su sangre (la causa del mareo por aire comprimido) antes de caminar espacial. De lo contrario, el exceso de burbujas de nitrógeno puede obstruir los vasos sanguíneos y causar daños en los tejidos, lo que provoca dolor en las articulaciones, dolores de cabeza, debilidad muscular, parálisis, fatiga y confusión, entre otros síntomas.

La importancia de los trajes espaciales quizá se ilustra mejor con lo que sucedería sin ellos. Los astronautas se desmayarían inmediatamente por falta de oxígeno, mientras que el vacío haría que su sangre y sus fluidos corporales, que evolucionaron bajo las condiciones atmosféricas de la Tierra, se congelaran, hirvieran y se rompieran.

Las condiciones del universo convierten un acto tan simple como respirar en un desafío complejo y potencialmente fatal. Afortunadamente, no es algo que la ciencia no pueda manejar.