La Estación Espacial Internacional: Vida En El Espacio Understand article

Traducido por: M.A de Pablo (Dpto. Geología, Universidad de Alcalá). ¿Cómo comen los astronautas?, ¿cómo duermen? Y ¿cómo se lavan? ¿Puedes tener 'mareos' en el espacio? En el segundo de dos artículos sobre la ISS, Shamim Hartevelt-Velani, Carl Walker y Benny Elmann-Larsen de la…

Vida a bordo de la Estación Espacial Internacional

Por Shamim Hartevelt-Velani y Carl Walker

Una gran ventana instalada en el
laboratorio Kibo ofrece vistas
de la Tierra

Imagen cortesía de la ESA

¿Cómo es la vida de los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS)? El entorno de la Tierra que más se asemeja a la experiencia de microgravedad en la ISS es el agua – es la razón por la que los astronautas se entrenan en grandes piscinas. En el interior de la ISS, los astronautas se desenvuelven como con gotas de agua flotantes y, en lugar de caminar, se empujan a sí mismos desde las paredes y se desplazan a través del aire.

Los astronautas experimentan 16 amaneceres y puestas de sol en un día, y la ISS orbita la Tierra cada 90 minutos. Es difícil adaptarse a esto, y duermen un promedio de 5-6 horas por día en lugar de las 7-8 horas de sueño del que disfrutan en la Tierra. Sin embargo los astronautas lo hacen siguiendo un estricto horario de trabajo y descanso. La falta de sueño puede, por supuesto, deberse a la emoción de los primeros pasos en «ingravidez», de las magníficas vistas de la Tierra y la oscuridad del cosmos.

Las tripulaciones pasan alrededor de 160 horas por persona y por semana realizando experimentos científicos, y el resto de su tiempo se dedica al mantenimiento, al control de actividades en la estación y a paseos espaciales. Los paseos espaciales (o actividades extravehiculares, AEVs) son necesarios para la construcción, mantenimiento y para la instalación de componentes científicos fuera de la estación. El domingo es en general un día de descanso, aunque algunos experimentos pueden seguir desarrollándose, y deben controlarse.

Paseo espacial para reparar un
problema en el panel solar
de la Estación

Imagen cortesía de la ESA

Los astronautas deben tener mucho cuidado de sí mismos a bordo, y su salud y su seguridad son prioritarios. Deben estar en buen estado físico y mental. Comen tres comidas al día, y las comidas son importantes para la socialización de la tripulación. Hay un área de cocina donde se pueden calentar los alimentos, con un frigorífico y una mesa. Existen amarres en el suelo donde enganchar los pies, para mantener a los astronautas en una posición sentada, pero a menudo comen mientras flotan por ahí. El velcro se utiliza para garantizar que los diferentes contenedores de alimentos se mantienen en la mesa y evitar fuerais que salgan flotando. La mayoría de la comida es liofilizada, congelados, termoestabilizada o lista para comer. êro estos tratamientos y las condiciones de “ingravidez” implican que el sabor de los alimentos se ve a menudo afectado (algo así como tratar de comer cuando se tiene mucho frío).

El astronauta italiano de la ESA
Paolo Nespoli durante un
almuerzo a bordo de la ISS

Imagen cortesía de la ESA

La variedad de nacionalidades a bordo significa que la dieta tiene que ser cuidadosamente escogida. Los astronautas pueden expresar sus propias preferencias alimentarias antes de comenzar su estancia en la ISS, pero son libres de cambiar de opinión durante una misión, siempre y cuando se mantenga el valor nutritivo (2800 calorías por día). La comida se entrega periódicamente desde la Tierra en la nave espacial de carga (como los vehículos ATV de la ESA o el Progress ruso.).

También hay bebidas y alimentos deshidratados que se reconstituyen mediante la adición de agua. Se emplean jeringuillas para rehidratar porciones individuales de alimentos y evitar así la generación de residuos, y es que el agua es un bien preciado. Transportar el agua a la ISS resulta muy caro, así que una cierta cantidad de agua se recicla a partir de la propia condensación de la cabina. Debido a que se debe conservar la mayor cantidad de agua, se emplea pasta de dientes que no forma espuma. Y se emplean toallitas húmedas para la higiene personal. Los astronautas tendrán su primera ducha cuando regresen a la Tierra.

No hay «arriba» o «abajo» en el espacio. Dormir implica envolverse en un saco de dormir junto a la pared. Los astronautas utilizan tapones en los oídos para dejar fuera el ruido de los sistemas de soporte vital que están funcionando continuamente, así como los sonidos causados por la expansión y contracción térmica de la propia ISS. Tratan de garantizar la libre flotación de sus brazos, que pueden acabar bloqueando los tubos de circulan del aire de la Estación Espacial Internacional y causar una peligrosa acumulación de dióxido de carbono en un solo lugar.

La temperatura se mantiene a un nivel cómodo por el sistema de aire acondicionado a fin de que los astronautas puedan usar ropa ligera. La presión del aire se mantiene dentro de la misma como en la Tierra. Durante el lanzamiento y el aterrizaje, o cuando se realizan paseos espaciales fuera de la ISS, los astronautas usan trajes espaciales presurizados especiales para protegerlos de las condiciones extremas.

Los hombres y mujeres seleccionados como astronautas trabajan como un equipo. Su entrenamiento les ayuda a hacer frente a la falta de intimidad y poder vivir en ese entorno durante meses. La ISS se convierte así en su hogar.

Efectos fisiológicos de un entorno de «ingravidez»

Por Benny Elmann-Larsen, Fisiólogo Senior de la ESA

Los seres humanos y otros organismos vivos se han adaptado a la vida en la Tierra hace millones de años, en condiciones que incluyen la gravedad de la Tierra (1 g), un rango de temperatura y humedad específicos, y una cierta presión y proporción de oxígeno. Estas son las condiciones «normales» para nosotros.

Leopold Eyharts durante un
entrenamiento físico en la ISS

Imagen cortesía de la ESA

Cuando volamos hacia el espacio, estamos inicialmente expuestos a unas mayores fuerzas durante el lanzamiento. Los pilotos de los modernos reactores de combate puede ser a menudo expuestos a alrededor de 9 g (frente a los 4 g durante el lanzamiento del transbordador espacial), que se considera el límite de lo que el cuerpo humano puede aguantar durante algunos segundos sin peligro.

En la Tierra, la gravedad nos ayuda a saber qué está arriba y abajo, y sentir si nos estamos moviendo. Los sensores de nuestro sistema de equilibrio y movimiento (en particular, el oído interno y los ojos) utilizan la gravedad como referencia. En una nave espacial en órbita, la falta de gravedad hace que sea difícil saber qué es arriba o abajo.

Durante las primeras horas o días en ingravidez, los astronautas suelen encontrar un desfase entre los sensores de su sistema de equilibrio, que coordina las aportaciones de sus ojos y oído interno (el registro de movimiento y velocidad), y las articulaciones y los músculos. En muchos astronautas esto provoca algo parecido a los mareos en la Tierra – que también se deben a la confusión en el equilibrio -sistema de visión. Los astronautas sienten malestar y náuseas hasta que su organismo ha «aprendido» las nuevas normas, es decir, tiene reordenado la prioridad de las diferentes señales nerviosas. Finalmente, se alcanza una situación estable en la que la vista del astronauta tiene un papel dominante.

Como el efecto normal de la gravedad desaparece en la estación espacial, todo lo que en el cuerpo está normalmente influenciado por la gravedad, también se comporta de manera diferente. La carga de los huesos es diferente debido a que el esqueleto ya no tiene que soportar el peso del cuerpo, y los músculos tienen una tarea mucho más fácil para mover al astronauta.

La Estación Espacial
Internacional el 20 de
agosto de 2001

Imagen cortesía de la ESA

El movimiento de la sangre en el sistema circulatorio también se ve afectado en el espacio. El corazón es una bomba y un músculo al mismo tiempo: las contracciones musculares empujan la sangre por todo el cuerpo, y esta circulación (que está influenciada por la gravedad) se asegura de que la bomba siempre tenga un suministro de sangre que mover. Si el retorno de sangre al corazón es insuficiente, se bombearán volúmenes cada vez más pequeños, pudiendo generar su colapso.

Lo que le ocurre al sistema circulatorio en el espacio es similar a lo que sucede cuando uno se tumba en la Tierra. La circulación funciona mejor en una determinada presión sanguínea (que es la razón por la que puede tener problemas si nuestra presión arterial es demasiado alta o demasiado baja). Cuando nos tumbamos, la sangre vuelve al corazón más fácilmente, por lo que el corazón no necesita bombear tan fuerte como cuando estamos de pie. Si el sistema circulatorio no adaptase a esta nueva situación, aumentaría la presión arterial. Por lo tanto, las venas en el sistema arterial (llevan la sangre oxigenada del corazón al resto del cuerpo) se relajan, permitiendo el flujo de sangre al menos con la resistencia general y el retorno de la presión arterial a la normalidad. Cuando el corazón se llena de sangre (diástole), el músculo del corazón se relaja más que cuando estamos de pie, lo que resulta en un mayor volumen de sangre que se bombea por latido, pero con un menor número de latidos por minuto.

Esto es muy similar a lo que ocurre cuando los astronautas entran por primera vez en ingravidez: la falta de gravedad significa que la sangre vuelve con más facilidad al corazón – reduciéndose la fuerza de bombeo – y también para moverlo desde las piernas de los astronautas hacia su pecho y cabeza. Sus rostros tienden a hincharse y también sus senos. Este movimiento inicial de fluídos aumenta el volumen de sangre a medida que entra más agua en el torrente sanguíneo – principalmente de los tejidos de las piernas. Este agua extra se diluye en la sangre en cierta medida, y después de unos días, los riñones comienzan a excretar más agua y sales, para imitar la situación normal en la Tierra. A pesar de que puede continuar un ligero hinchazón de la cabeza y los senos, la situación mejora después de los primeros días.

(Este proceso comienza en la plataforma de lanzamiento si los astronautas tienen que esperar en su asiento, tumbados sobre su espalda, por dos horas o más. Cuando finalmente salen de sus puestos una vez en órbita, es frecuente que se forme una cola para ir al aseo!)

A su regreso a la Tierra, la gravedad tirará de los fluidos hacia abajo en sus piernas y lejos de la cabeza, lo que puede hacer que los astronautas se sientan débiles cuando se encuentran de pie. Pero como también comienzan a beber más, sus niveles de líquido de vuelven a la normalidad en un par de días.

Por último, ¿qué es lo que hace que un astronauta siga adelante a pesar de los peligros, los mareos, el hacinamiento y la falta de intimidad? Science in School le preguntó al astronauta alemán Thomas Reiter.

: El astronauta de la ESA Thomas
Reiter, ayuda al astronauta de la
NASA Jeff Williams, con su traje
espacial, preparándose para una
actividad extravehicular

Imagen cortesía de la ESA

«[Ser un astronauta] era un sueño que tuve cuando era niño. He seguido todas las actividades en el espacio cuando tenía seis, siete, y ocho años de edad. Cuando tenía 11, vi el alunizaje. Desde entonces soñaba con ser un astronauta. En aquel momento, entrar en esta profesión no era fácil en Europa, pero tuve suerte. Cuando hubo un proceso de selección – en 1986, creo – tenía la edad correcta y cumplía con los requisitos previos. No me pensé dos si debía meterme en esto. Y funcionó!

«Los momentos más emocionantes son sin duda el lanzamiento y realizar una actividad extravehicular …. Es realmente muy, muy emocionante y todos los que tiene la oportunidad de estar ahí arriba esperan salir de la estación al menos durante unas horas. También hay momentos interesantes dentro, capturando bonitas vistas de la Tierra o del cielo estrellado. Y también está la re-entrada. Estos son los principales momentos desde un punto de vista personal y emocional.»

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Resources

Para el primero de los dos artículos de la ISS, véase:

Para la entrevista completa con Thomas Reiter, y otros artículos relacionados en Science in School, ver:

La ESA ha producido distintos materiales educativos relativos a la Estación Espacial Internacional (ISS):

  • Una versión impresa del material educativo sobre la ISS para profesores de enseñanza primaria y secundaria está disponible en los 12 idiomas de la ESA. erstos materiales se basan en todas las fascinantes actividades relacionadas con la construcción, trabajo y vida a bordo de la ISS, y proporcionan información básica y ejercicios para la enseñanza en el aula. Estos materiales están a disposición de todos los maestros de las escuelas de los países miembros de la ESA y se pueden pedir a través de interner de forma gratuita: www.esa.int/spaceflight/education
  • Una versión interactiva del material educativo de la ISS está disponible para todos en www.esa.int/spaceflight/education
  • Una serie de lecciones en DVD sobre la ISS incluyen temas recogidos en los curriculum de las escuelas europeas Estos se basan en el Proyecto Gravedad Cero, y hay cuatro en la serie. ultímale último, la Robots Espaciales, está ahora disponible para todos los maestros de las escuelas en países miembros de la ESA y se pueden pedir a través de Internet de forma gratuita: www.esa.int/spaceflight/education
  • Un nuevo DVD sobre la física implicada en el Vehículo Automatizado de Transferencia (ATV) se hizo público en 2008. Los DVD pueden solicitarse gratuitamente por profesores en: www.esa.int/spaceflight/education
  • La ESA también está desarrollando una serie de lecciones a través de internet de enseñanza primaria y secundaria para estudiantes y sus profesores. Véase: www.esa.int/SPECIALS/Lessons_online
  • El nuevo material educativo Exploración Espacial 1 para escuelas primarias se dará a conocer en 2008.

Para más información y materiales educativos:

  • Sitio web de Eduación ESA: www.esa.int/education
  • Sitio web de material educativo sobre Vuelos Espaciales tripulados de ESA: www.esa.int/esaHS/education.html
  • Como parte del Simposio de la Federación Astronáutica Internacional de 2008, Celebrando 10 años de la Estación Espacial Internacional, un grupo de miembros de la tripulación de la ISS contestaron las preguntas de los escolares acerca de la forma de vida y de trabajo en la ISS. El video puede ser visto en: www.iafastro.org/index.php?id=541

Institution

ESA

Author(s)

Shamim Hartevelt-Velani es un maestro de educación secundaria que actualmente contratado en el Centro de Investigación y Tecnología del Espacio (ESTEC) de la ESA,, en la Dirección de los vuelos espaciales tripulados. Ella es especialista en la didáctica en el equipo de educación.
Carl Walker es escritor y editor de la ESA, con sede en ESTEC. Él escribe y edita una amplia gama de libros y otros materiales de comunicación sobre los vuelos espaciales y el programa espacial europeo.
Benny Elmann-Larsen es el fisiólogo senior de la ESA. Trabajó como científico de vida de la misión en dos misiones Spacelab (1985 y 1993), y dos misiones a la Estación Espacial Mir (1994 y 1995), en el segundo de los cuales trabajó en estrecha colaboración con Thomas Reiter. Dirigió la primera simulación espacial europea a largo plazo de estudios de reposo en cama en 2000-2002 y ahora edita el Boletín de Ciencia de los Vuelos Espaciales Tripulados, publicada por el Departamento de Investigación y Operaciones de la ESA.


Review

Este es un artículo muy interesante. El contenido es muy sencillo, que lo hará fácilmente accesible a los no especialistas; puedo verme usándolo con estudiantes como un ejercicio de búsqueda de información. Con la excepción de la sección sobre el efecto en el sistema circulatorio, el artículo sería adecuado para una gran variedad de edades.

En este artículo - el segundo de los dos - se analizan algunos de los aspectos médicos y biológicos de los vuelos espaciales - un área del que muchos estudiantes no son conscientes. El artículo muestra las dificultades existentes en los vuelos espaciales tripulados y la forma en que pueden abordarse.

Los recursos relacionados en este artículo son muy impresionantes y demuestran el compromiso de la ESA en la educación. Son muy valiosos solicitándolos o bien tomándose el tiempo de descargarlos.


Mark Robertson, Reino Unido



License

CC-BY-NC-SA