Artemis II se enfrenta a un gran problema de la ingeniería: desarrollar un baño espacial funcional

La ave Orion y la Tierra

Los viajes espaciales suponen una gran cantidad de desafíos técnicos y científicos que, en su mayoría, han sido resueltos. Más de seis décadas después del primer vuelo tripulado, las agencias espaciales todavía se enfrentan al reto de construir un baño confiable. De entrada, puede parecer extraño, pero lo que en la Tierra parece un problema trivial, fuera del planeta resulta ser considerablemente más complicado.

Universal Waster Managing System
Simulador del baño instalado en la cápsula Orion. NASA.

Primeras propuestas

A lo largo de seis décadas se han propuesto varias alternativas para que los astronautas puedan hacer sus necesidades fisiológicas. En las primeras iteraciones, los vuelos duraban minutos, horas o hasta pocos días. La mejor solución en ese caso era la de agregar pañales a los trajes espaciales mientras esperaban el lanzamiento, volaban y luego eran recuperados en el océano. Pero esta solo era una solución temporal: los viajes de mayor duración requerían sistemas más higiénicos y cómodos, permitiendo que se enfocaran en los aspectos importantes de la misión.

Mientras en la Tierra los baños están conectados por un sistema de tuberías y acueducto para desplazar los desechos y, finalmente, tratar el agua usada en el proceso, en el espacio toda esta infraestructura es inexistente. Cualquier desecho debía ser almacenado hasta el regreso a la Tierra. Por este motivo, en las cápsulas se agregaron varios sistemas que contenían los líquidos y sólidos, al menos en la teoría, porque tenían una fuerte tendencia a presentar fugas. Así mismo, se implementaron varias formas de neutralizar la materia orgánica, como el secado a alta temperatura o el uso de bactericidas.

La gravedad terrestre facilita considerablemente la tarea de separar los desechos del cuerpo, pero en un ambiente con gravedad cero es necesaria una ayuda adicional. Este esfuerzo debía hacerse manualmente para luego ser encapsulado y almacenado. Además, esos desechos contenían materia orgánica activa, que en el proceso de descomposición liberaba gases y, en algunos casos, abría o rompía las bolsas.

En las misiones Apolo, la cápsula contaba con varios elementos para contener los desechos, que luego eran almacenados en bolsas grandes. Estas eran abandonadas en la superficie lunar durante las caminatas espaciales, liberando peso y eliminando la posibilidad de que el contenido escapara y flotara libremente, como pasó en la misión Apolo 10. En la fase de crucero, los desechos líquidos eran contenidos en un tanque que, cada cierto tiempo, era arrojado al espacio.

Basura del Apolo 11
Fotografía de la misión Apolo 11. La bola blanca de la izquierda es donde se encuentran los desechos de los astronautas y reposa hasta la actualidad en la superficie lunar. NASA.

Reinventado el baño

El mayor volumen habitable del transbordador espacial ofrecía una oportunidad para instalar un sistema más completo en el cual realizar sus necesidades. Los primeros baños contaban con sistemas de ventiladores para generar succión y dar esa asistencia necesaria para recolectar los desechos en bolsas para almacenarlos. Para usarlos, era necesario un largo entrenamiento en tierra, acostumbrándose al sistema, al proceso y al alineamiento con la pequeña apertura del sanitario. Estos prototipos también presentaban problemas de fugas y una pobre contención de olores.

A lo largo de varias iteraciones se han desarrollado mejores sistemas, más confiables, que reducen ligeramente esa incomodidad en el espacio, aunque no terminan de solucionarla. En el caso de la Estación Espacial Internacional, existen dos sistemas diferentes para cada necesidad. Para los líquidos se usa una manguera que genera succión y la dirige a un sistema de reciclaje para convertirla nuevamente en agua potable. A partir de esto a bordo se ha popularizado la expresión «El café de ayer es el café de hoy».

La NASA comparte abiertamente información sobre la capacidad del tanque, al punto de que existe una cuenta en Twitter/X que reporta periódicamente esta información. En el caso de los sólidos, son guardados y transferidos a una nave de carga Cygnus o Progress, que será destruida durante la reentrada atmosférica.

En numerosas ocasiones, los baños de la Estación Espacial Internacional han presentado problemas y debieron ser reparados o reemplazados, recurriendo a los baños de las naves tripuladas o a bolsas similares a las usadas anteriormente. Varios astronautas reportan que una de las peores partes de estar en gravedad cero es, justamente, usar estos equipos, aunque con el tiempo han mejorado considerablemente.

Astronautas Mark Vande Hei y Shane Kimbrough instalando el baño de la Estación Espacial Internacional. NASA.

El primer baño lunar

Todo este camino lleva al UWMS, por las siglas en inglés de Sistema Universal de Manejo de Desechos, el primer baño diseñado y enviado para utilizarse en una misión a la Luna. Este es el resultado de una década de trabajo para no solo crear un sistema confiable, sino cómodo, privado, liviano y útil para sólidos y líquidos. Cabe destacar, este diseño está enfocado a su uso en órbita, dado que en la superficie lunar la gravedad es suficiente para usarlo normalmente.

Una primera versión fue probada e instalada en la Estación Espacial Internacional en 2020 y presentaba varias mejoras respecto a los otros baños, como ser capaz de manejar simultáneamente sólidos y líquidos. Además, está diseñado para ser usado por hombres y mujeres, a diferencia de los primeros, que solo contemplaban la anatomía masculina. También tiene una puerta que ofrece mayor privacidad, especialmente en un ambiente cerrado como es la cápsula Orion, que comparten cuatro tripulantes.

La hora de la verdad

Pero, más allá de pruebas en tierra o en la ISS, el vuelo de Artemis II sería la verdadera demostración de que se logró solucionar el problema de ir al baño. Sin embargo, a lo largo del vuelo pasó por varias fases en las que estaba deshabilitado. La primera fue pocos minutos después del lanzamiento, debido a un problema con el ventilador que genera succión. Pocas horas después fue solucionado y pudieron usarlo con normalidad.

Christina Koch entrenando
Especialista de misión Christina Koch entrenando con una réplica del UWMS. Durante el vuelo fue la encargada de solucionar los problemas que presentó. NASA.

Al tercer día de vuelo se presentó otro problema. Basado en análisis de la nave, se creía que parte de la orina se congeló en una tubería y generó un bloqueo. Este problema ocurrió varias veces en el Transbordador Espacial y, para solucionarlo, es necesario exponer esa parte de la nave al Sol por dos horas, esperar que el calentamiento derrita el bloqueo.

El quinto día de vuelo presentó otro problema con el baño, que fue solucionado de forma similar. Al día siguiente se intentó expulsar los desechos líquidos de la nave al espacio durante 14 horas, consiguiendo vaciar solo un 11 % del tanque. En esta ocasión, calentar el sistema de tuberías no fue exitoso y se estudia la posibilidad de una reacción química entre el agua y el aditivo para matar bacterias está generando residuos que bloquean los filtros. A lo largo de esos intervalos en los que no podían usar el baño para líquidos, recurrían a orinales colapsables de contingencia.

En la noche del viernes, cuando Artemis II regrese a la Tierra, los ingenieros de la NASA tendrán la oportunidad de inspeccionar la cápsula Orion y entender mejor el problema que se presentó durante la misión y mejorar los diseños de próximos baños lunares. En este caso, la misión solo dura diez días, pero Artemis IV en adelante contempla estadías de hasta un mes.

Francisco Andrés Forero Daza
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