¿Qué es un sistema de soporte vital?

Un sistema de soporte vital en una nave espacial involucra tecnologías diseñadas para simular las condiciones de vida en la Tierra. Esto incluye sistemas necesarios para la supervivencia humana básica, como una presión atmosférica adecuada, protección contra la radiación necesaria para la amenaza a la salud de los rayos cósmicos y gravedad artificial para minimizar la pérdida de densidad ósea y la atrofia de los músculos en misiones espaciales largas. Otros elementos esenciales de un sistema de soporte vital incluyen la capacidad de reciclar aire y agua, mantener el calor y la humedad óptimos para la comodidad humana, y el almacenamiento de alimentos y los sistemas de eliminación de desechos.

El Sistema de Control Ambiental y Soporte de Vida (ECLSS) en la Estación Espacial Internacional (ISS) proporciona un buen modelo de un sistema de soporte de vida que deberá adaptarse para cualquier viaje de naves espaciales tripuladas del futuro cercano, como un viaje humano a Marte. El ECLSS cumple principalmente la función de purificar el aire a bordo de la ISS de partículas, microorganismos y gases no deseados, como el CO2 exhalado y los compuestos orgánicos volátiles emitidos por el equipo o la carga. El sistema también mantiene una presión atmosférica y un nivel de vapor de agua adecuados, lo que facilita una temperatura y presión uniformes en toda la estación. El agua también es purificada por el ECLSS, junto con su capacidad de proporcionar oxígeno fresco para respirar.

Si bien el sistema de soporte vital que utiliza el ECLSS es confiable y duradero, no es completamente autónomo. La mayor parte del agua en la estación se recicla y reutiliza en numerosas ocasiones, incluso como fuente de generación de oxígeno, pero la estación debe ser abastecida periódicamente de agua. Esto se debe en parte al hecho de que el agua se descompone para crear oxígeno, y el hidrógeno creado en el proceso de electrólisis para hacerlo se ventila al espacio. Se están realizando investigaciones para desarrollar una Asamblea de Reducción de Dióxido de Carbono (CReA) que reaccionará el hidrógeno residual con CO ₂ exhalado por la tripulación para generar agua dulce y combustible de metano.

Los viajes de larga duración al espacio profundo que podrían llevar meses o años requerirán un sistema ecológico cerrado que sea completamente autosuficiente. Uno de los componentes principales para esto será una forma de fuente de energía que sea más duradera que las unidades del Módulo de fuente de alimentación (PSM) que la ISS usa para descomponer el agua y purificarla, así como para proporcionar calor, luz y electricidad para la estación. Tampoco será posible transportar toda el agua y el aire necesarios para tales viajes desde el principio, y se requerirá equipo regenerativo para fabricar agua y aire limpios en el camino.

Uno de los enfoques para establecer un sistema de soporte vital primario viable para suministrar alimentos, aire y agua ha sido a través de los proyectos de Biosfera y Marte en la Tierra (MoE) patrocinados por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de EE. UU. Intentan simular las condiciones de vida en un entorno totalmente aislado del suministro externo. Un sistema eficiente de soporte vital basado en plantas creado a partir de esta investigación podría purificar el aire y el agua, además de ser una fuente de alimento. La NASA considera que seis elementos cruciales de soporte vital deben abordarse en su Proyecto de soporte vital avanzado (ALS). Estos incluyen tratar con los conceptos básicos de alimentos limpios, agua y aire, y con la logística de los problemas de biomasa, térmicos y de residuos.

Los efectos a largo plazo de los vuelos espaciales humanos también pueden ser perjudiciales debido a la radiación, la ingravidez y el aislamiento psicológico de la tripulación. El blindaje a bordo de la nave puede proteger a la tripulación de parte de la radiación en el espacio. Girar una nave espacial sobre su eje central a medida que se mueve hacia su destino también puede generar un nivel de gravedad simulado a lo largo de su casco exterior, debido a los efectos de la aceleración centrípeta.

Los cosmonautas rusos tienen la experiencia más extensa con el aislamiento a bordo de estaciones espaciales que orbitan la Tierra. En 2002, realizaron un experimento llamado Simulación del vuelo de la tripulación internacional en la estación espacial (SFINCSS) donde los voluntarios se turnaban para vivir durante ocho meses en un espacio confinado. Una historia de misiones de larga duración en la estación espacial rusa Mir también se ve como datos médicos y psicológicos muy valiosos. Puede resultar crucial prepararse para los efectos que cualquier tripulación puede encontrar en una misión de un año y medio al planeta Marte.