Supervivencia garantizada en el espacio gracias a Gisela Detrell de la ESEIAAT

El año pasado Ridley Scott estrenó la película "The Martian", basada en el libro homónimo del escritor Andy Weir. El filme narra la historia ficticia de la misión tripulada Ares III a Marte, en la que el astronauta Mark Watney (encarnado por el actor Matt Damon) debe sobrevivir después que su compañeros lo dieran por muerto. Watney, que es ingeniero mecánico y botánico, sólo dispone de comida para 300 días y se las tiene que ingeniar para crear las condiciones dentro del hábitat con las que obtener agua, oxígeno y alimentos para sobrevivir hasta que otra misión vuelva a Marte y el rescate. Hace cuatro años, en el mundo real, el Instituto de Estudios Espaciales de la Universidad de Stuttgart confió a la investigadora y profesora de la ESEIAAT Gisela Detrell la creación de una herramienta para diseñar el sistema de control ambiental y la apoyo a la vida (ECLSS). La misma Gisela Detrell nos explica en esta entrada en qué consiste su sistema.

Gisela Detrell, autora de la tesi doctoral que garantizará la supervivencia en misiones espaciales de larga duración
Gisela Detrell, autora de la tesi doctoral que garantizará la supervivencia en misiones espaciales de larga duración | UPC

Gisela Detrell, profesora de la Escuela Superior de Ingenierías Industrial Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) ha desarrollado un nuevo programa para diseñar el sistema de control ambiental y de apoyo a la vida (ECLSS - Environmental Control and Life Support System), de misiones tripuladas y que debe asegurar la supervivencia de los astronautas. Esta nueva herramienta permite analizar las diferentes opciones tecnológicas que se podrían utilizar, evaluando la fiabilidad del sistema. El software y la metodología que hay detrás son fruto de su tesis doctoral, que ha sido dirigida por el astronauta y profesor de la Universidad de Stuttgart, Ernst Messerschmid, y por la profesora de la ESEIAAT Eulalia Griful.

Oxígeno, agua y comida en un entorno hostil

La misma Gisela Detrell explica en qué consiste su sistema. "Una misión espacial de larga duración necesita fundamentalmente una atmósfera respirable (con suficiente oxígeno y un bajo nivel de dióxido de carbono) a una temperatura adecuada, agua y comida. Para ello existen diferentes tipos de tecnologías, y debemos ser capaces de elegir la más adecuada. El oxígeno, por ejemplo lo podemos obtener a partir de la electrólisis de agua o de CO2 .. El agua se puede filtrar y reutilizar o también se puede reciclar a partir de la evaporación con sistemas de destilación. La comida lo podemos cargar a la nave, por ejemplo congelado o deshidratado. Incluso actualmente se están haciendo experimentos para en un futuro cultivar plantas y microalgas en el espacio. Lo que tenemos que tener en cuenta es que esto se producirá en un entorno hostil, que se debe prever la ausencia de gravedad (o niveles diferentes de los de la Tierra) y niveles de radiación muy altos. La utilidad de mi herramienta radica en que recoge todas las posibilidades tecnológicas y su funcionamiento dentro de este entorno y analiza la fiabilidad de cada una de ellas, al tiempo que dota a todo el sistema de seguridad para con posibles fallos ", dice Detrell.

Previsión de recambios

El sistema creado por esta doctora ingeniera aeronáutica de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y la Universidad de Stuttgart no sólo prevé las cuestiones básicas de la supervivencia biológica. También analiza y prevé las tareas de mantenimiento técnico de la misión, desde la cantidad y el peso que deben tener las piezas de repuesto, que podrían llegar a suponer hasta un 40% del total de masa a transportar, hasta la posibilidad de emplear nuevas tecnologías como fabricar las piezas de repuesto en el espacio con impresión 3D.

Asegurar la fiabilidad

De hecho, el sistema de Gisela Detrell analiza todas las opciones tecnológicas viables para la supervivencia en una misión tripulada de larga duración y selecciona los sistemas regenerativos mas prometedores para la gestión de la atmósfera, de la comida, del agua y de residuos. Para poder hacerlo ha creado un software que evalúa la fiabilidad de los sistemas complejos que forman parte de las misiones espaciales. Según cuenta la misma Detrell "el fallo de un componente del sistema de supervivencia no implica necesariamente un fallo general, ya que el sistema puede ser capaz de compensarla. Por eso hay una herramienta de simulación para evaluar el comportamiento de todo el sistema, a fin de asegurar su fiabilidad. ", Aclara Gisela.

El trabajo de Gisela Detrell considera tecnologías que aún no se han utilizado nunca, y están actualmente en fase de desarrollo. Por ejemplo, "actualmente el oxígeno en la estación espacial internacional se obtiene a través del agua. Para una misión a Marte, sería posible por ejemplo, obtener el oxígeno por electrólisis del dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera del planeta, reduciendo así el consumo de agua. Para las futuras misiones, de larga duración, es importante tener un sistema de control ambiental y apoyo a la vida lo más independiente posible de la Tierra. Actualmente en la estación espacial podemos enviar más agua, oxígeno o piezas de recambio de manera relativamente fácilmente. Una misión a Marte, debido a la duración (que podría ser entre 2 y 3 años) y la gran distancia de la Tierra (cientos de millones de kilómetros), hacen impensable la posibilidad de enviar nada a posteriori. Para ello es necesario que el sistema sea independiente y altamente fiable. Y precisamente eso es lo que consigue la herramienta en la que yo he trabajado: permitir en una primera fase de diseño de una misión, la selección del sistema más adecuado "" argumenta Detrell.

A Marte dentro de quince años
Photobioreactor del Instituto de Estudios Espaciales de la Universidad de Stuttgart  para cultivar chlorella vulgaris
Photobioreactor del Instituto de Estudios Espaciales de la Universidad de Stuttgart para cultivar chlorella vulgaris | Instituto de Estudios Espaciales de la Universidad de Stuttgart

Gisela Detrell trabaja actualmente en el Grupo de Sistemas de Control Ambiental y Sistemas energéticos del Instituto de estudios Espaciales de la Universidad de Sttutgart. Actualmente, entre otros proyectos, trabaja en un experimento junto con el centro espacial alemán (DLR) y la empresa AIRBUS, que se planea enviar a la estación espacial internacional en 2018, para cultivar algas y demostrar que esta tecnología es viable . Gisela forma parte de la primera promoción de ingenieros aeronáuticos catalanes que se licenciaron en 2009 al ESEIAAT. Hace pocas semanas se ha doctorado en la UPC y en la Universidad de Stuttgart con este trabajo que ayudará a hacer posible que astronautas pongan el pie en Marte. De hecho, según explica Detrell "Espero y confío ver humanos a Marte. El presidente de los EE.UU Barak Obama ya declaró en 2010 que Estados Unidos cuentan enviar la primera misión a Marte en los años 30 ", recuerda Detrell. "De hecho, desde un punto de vista científico, la historia que protagoniza Matt Damon es muy realista. Andy Weir, el autor del libro, se ha documentado con expertos y explica con detalle y rigor la supervivencia del astronauta en Marte. Con los compañeros de trabajo, hemos comentado muchas veces el libro y la  película y todos somos unánimes en la esperanza de que algún día veremos a alguien como Watney en Marte "concluye Detrell.

Data de publicació: 
17/05/2016

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