Supervivència garantida a l'espai gràcies a Gisela Detrell de l'ESEIAAT

L’any passat Ridley Scott va estrenar la pel·lícula “The Martian”, basada en el llibre homònim de l’escriptor Andy Weir. El film narra la història fictícia de la missió tripulada Ares III a Mart, en la que l’astronauta Mark Watney (encarnat per l’actor Matt Damon) ha de sobreviure desprès que els seu companys el donessin per mort. Watney, que és enginyer mecànic i botànic, només disposa de menjar per a 300 dies i se les ha d’enginyar per crear les condicions dins de l’hàbitat amb les que obtenir  aigua, oxigen i aliments per tal de sobreviure fins que una altra missió torni a Mart i el rescati. Fa quatre anys,al món real, l’Institut d’Estudis Espacials de la Universitat d’Stuttgart  va confiar a la professora i investigadora de l’ESEIAAT Gisela Detrell la creació d’una eina per a dissenyar el sistema de control ambiental i la suport a la vida (ECLSS). La mateixa Gisela Detrell ens explica en aquesta entrada en què consisteix el seu sistema.

Gisela Detrell, autora de la tesi doctoral que garantirà la supervivència a missions espacials ce llarga durada
Gisela Detrell, autora de la tesi doctoral que garantirà la supervivència a missions espacials ce llarga durada | UPC

Gisela Detrell, professora de l’Escola Superior d’Enginyeries Industrial Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ha desenvolupat un nou programa per dissenyar el sistema de control ambiental i de suport a la vida (ECLSS – Environmental Control and Life Support System), de  missions tripulades i que ha d’assegurar la supervivència dels astronautes. Aquesta nova eina permet analitzar les diferents opcions tecnològiques que es podries utilitzar, avaluant-ne la fiabilitat sistema sistema. El software i la metodologia que hi ha al darrera son fruit de la seva tesi doctoral, que ha estat dirigida per l’astronauta i professor de la Universitat d’Stuttgart, Ernst Messerschmid, i per la professora de l’ESEIAAT Eulàlia Gríful.

Oxigen, aigua i menjar en un entorn hostil

La mateixa Gisela Detrell explica en què consisteix el seu sistema. “Una missió espacial de llarga durada necessita fonamentalment una atmosfera respirable (amb suficient oxigen i un baix nivell de diòxid de carboni) a una temperatura adequada, aigua i menjar. Per aconseguir-ho hi ha diferents tipus de tecnologies, i hem de ser capaços de triar la més adequada. L’oxigen, per exemple el podem obtenir a partir de l’electròlisi d’aigua o de CO2.. L’aigua es pot filtrar i reutilitzar o també es pot reciclar a  partir de l’evaporació amb sistemes de destil·lació. El menjar el podem carregar a la nau, per exemple congelat o deshidratat. Fins i tot  actualment s’estan fent experiments per en un futur cultivar plantes i microalgues a l’espai.  El que hem de tenir en compte és que això es produirà en un entorn hostil, que s’ha de preveure l’absència de gravetat (o nivells diferents dels de la Terra) i nivells de radiació molt alts. La utilitat de la meva eina rau en què recull totes les possibilitats tecnològiques i el seu funcionament dins d’aquest entorn i analitza la fiabilitat de cadascuna d’elles, al mateix temps que dota a tot el sistema de seguretat envers possibles fallades”, diu Detrell.

Previsió de recanvis

El sistema creat per aquesta doctora enginyera aeronàutica de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i la Universitat de Stuttgart no només preveu les qüestions bàsiques de la supervivència biològica. També analitza i preveu les tasques de manteniment tècnic de la missió, des de la quantitat i el pes que han de tenir les  peces de recanvi, que podrien arribar a suposar fins un 40% del total de massa a transportar, fins la possibilitat d’emprar noves tecnologies com ara fabricar les peces de recanvi a l’espai amb impressió 3D.

Assegurar la fiabilitat

De fet, el sistema de Gisela Detrell analitza totes les opcions tecnològiques viables per a la supervivència en una missió tripulada de llarga durada i selecciona els sistemes regeneratius mes prometedors per a la gestió de l’atmosfera, del menjar, de l’aigua i de residus. Per poder fer-ho ha creat un software que avalua la fiabilitat dels sistemes complexos que formen part de les missions espacials. Segons explica la mateixa Detrell “la fallada d’un component del sistema de supervivència no implica necessàriament una fallada general, ja que el sistema pot ser capaç de compensar-la. Per això cal una eina de simulació per avaluar el comportament de tot el sistema, per tal d’assegurar-ne la fiabilitat.”, aclareix Gisela.

El treball de Gisela Detrell considera tecnologies que encara no s’han utilitzat mai, i estan actualment en fase de desenvolupament. Per exemple,   “actualment l’oxigen a l’estació espacial internacional s’obté a través de l’aigua. Per a una missió a Mart, seria possible per exemple, obtenir l’oxigen per electròlisi del diòxid de carboni que es troba a l’atmosfera del planeta, reduint així el consum d’aigua. Per a les futures missions, de llarga durada, és important tenir un sistema de control ambiental i suport a la vida el més independent possible de la Terra. Actualment a l’estació espacial hi podem enviar més aigua, oxigen o peces de recanvi de manera relativament fàcilment. Una missió a Mart, degut a la durada (que podria ser entre 2 i 3 anys) i la gran distància de la Terra (centenars de milions de kilòmetres), fan impensable la possibilitat d’enviar-hi res a posteriori. Per això cal que el sistema sigui independent i altament fiable. I precisament això és el que aconsegueix la eina en la que jo he treballat: permetre en una primera fase de disseny d’una missió, la selecció del sistema més adequat”” argumenta Detrell.

A Mart d’aquí quinze anys
Photobioreactor de l’Institut d’Estudis Espacials de la Universitat d’Stuttgart  per cultivar chlorella vulgaris
Photobioreactor de l’Institut d’Estudis Espacials de la Universitat d’Stuttgart per cultivar chlorella vulgaris | Institut d’Estudis Espacials de la Universitat d’Stuttgart

Gisela Detrell treballa actualment al Grup de Sistemes de Control Ambiental i Sistemes energètics de l’Institut d’estudis Espacials de la Universitat d’Stuttgat. Actualment, entre d’altres projectes, treballa en un experiment juntament amb el centre espacial alemany (DLR) i l’empresa AIRBUS, que es planeja enviar a l’estació espacial internacional al 2018, per cultivar algues i demostrar que aquesta tecnologia es viable. La Gisela forma part de la primera promoció d’enginyers i enginyeres aeronàutics catalans que es van llicenciar l’any 2009 a l’ESEIAAT. Fa poques setmanes s’ha doctorat a la UPC i a la Universitat de Stuttgart amb aquest treball que ajudarà a fer possible que astronautes posin el peu a Mart. De fet, segons explica Detrell ”Espero i confio veure humans a Mart. El  president dels EE.UU Barak Obama ja va declarar al 2010 que els Estats Units conten enviar la primera missió a Mart  als anys 30”, recorda Detrell. “De fet, des d’un punt de vista científic, la història que protagonitza Matt Damon és molt realista. Andy Weir, l’autor del llibre, s’ha documentat amb experts i explica amb detall i rigor la supervivència de l’astronauta a Mart. Amb els companys de feina, hem comentat moltes vegades el llibre i la pel·lícula  i tots som unànimes en l’esperança que algun dia veurem algú com Watney a Mart” conclou Detrell.

Data de publicació: 
17/05/2016

Deixa un comentari