Las estaciones espaciales

La aventura de la estación espacial mir resume de modo dramático el punto de inflexión que se vivió en la carrera del espacio con el declive y desmembramiento de la Unión Soviética en las postrimerías del siglo xx. Cuando en 1986 se inició el montaje de sus módulos en órbita, representaba la culminación de un provechoso esfuerzo de la astronáutica soviética para mantener una base orbital permanente de estudio e investigación. Cinco años más tarde, con el proyecto en curso, cayó el muro de Berlín, dimitieron los Gobiernos comunistas del este de Europa y, finalmente, se rompió la unidad del Estado soviético.

En un principio, el periodo de vida de la mir se había estimado en cinco años. Llegado el momento, las vicisitudes vividas en la política soviética impidieron que el proyecto de su desmantelamiento se cumpliera, y la estación gozó inesperadamente de una prórroga vital que resultó muy instructiva.

Tras la desmembración de la Unión Soviética, Rusia tomó el testigo, y la propiedad, de sus proyectos espaciales. Las autoridades rusas suscribieron acuerdos de cooperación internacional en este contexto, lo que implicó el intercambio de tripulantes para familiarizarse con las tecnologías hasta entonces rivales: los astronautas estadounidenses visitarían la estación mir y los cosmonautas rusos viajarían en los transbordadores espaciales de la NASA.

Entre tanto, estos dos países y otros más impulsaron la creación de una Estación Espacial Internacional que comenzaría a ensamblarse a finales de la década de 1990. Por su parte, la mir, cubiertas ampliamente sus expectativas, fue destruida de forma controlada en marzo de 2001: después de vagar varios meses por el espacio, «deshabitada», se programó para que se precipitara sobre el océano Pacífico.

Las estaciones espaciales se construyeron para posibilitar la ejecución de trabajos científicos y de investigación en el propio espacio. La fotografía muestra a la astronauta estadounidense Shannon Lucid durante su estancia, en 1996, en la estación espacial MIR.

El interés por las estaciones espaciales

En el campo de la astronáutica, la década de 1960 estuvo dominada por el fin de los vuelos experimentales y la exploración de la Luna. En 1961 el ser humano accedió por vez primera al espacio exterior y en 1969 pisó la superficie lunar. Progresivamente, el interés por el satélite natural terrestre declinó y los programas espaciales se dirigieron hacia objetivos más ambiciosos: los planetas y las estaciones espaciales.

Una estación espacial puede definirse como una base de operaciones situada en el espacio exterior en la que el hombre puede desarrollar un trabajo científico, técnico y de investigación en unas condiciones mínimas de confortabilidad. Cierto es que las estaciones espaciales poseen un espacio vital bastante reducido. Sin embargo, éste es muy superior al de las tradicionales cápsulas de las astronaves y hace posible la permanencia prolongada del ser humano en órbita alrededor de la Tierra. El soviético Valeri Poliákov, por ejemplo, vivió más de catorce meses seguidos a bordo de la estación mir.

En la práctica, las estaciones espaciales actúan como pequeños laboratorios aptos para la convivencia de un equipo reducido de astronautas. Los primeros proyectos de estas estructuras artificiales se prepararon para su permanencia en la órbita terrestre, si bien se ha aventurado la posibilidad de extender su ámbito de acción en el futuro tanto a la superficie de la Luna como a la de otros planetas, en particular Marte.

En un principio, estas estaciones se diseñaron para la estancia en órbita de sus tripulantes durante periodos de varias semanas o meses. Cada cierto tiempo, los astronautas a bordo eran relevados por tripulaciones de refresco, con lo cual uno de los objetivos primordiales de los proyectos sería preparar al detalle las maniobras de acoplamiento y desacoplamiento de los cohetes, transbordadores espaciales y otras astronaves que habían de suministrar material, repuestos, víveres y misiones de relevo dentro de la estación.

Dentro de estos programas se persiguen dos objetivos fundamentales. El primero consiste en la realización de estudios e investigaciones de interés científico excepcional, dado que se efectúan en condiciones de microgravedad y en ausencia de los agentes perturbadores propios de la atmósfera o la superficie terrestre (aunque en presencia de otros factores, debidos precisamente a la falta de la cobertura protectora de la atmósfera frente a ciertas radiaciones). Este entorno hace posible trabajar con un instrumental científico altamente avanzado.

El segundo objetivo declarado de las estaciones espaciales es comprobar la respuesta del organismo humano en condiciones de vida prolongada en el espacio. Este conocimiento es fundamental para explorar las posibilidades del ser humano de lanzarse, en algún momento futuro, a la colonización del espacio exterior. Además de la marca de Poliákov, que estuvo 437 días consecutivos en el espacio, otros tres astronautas permanecieron a bordo de la estación mir durante más de un año seguido.

Desde mediados del siglo xx se han sucedido varios programas enmarcados dentro del concepto de estación espacial. Los primeros correspondían a estructuras monolíticas, de una sola pieza, previstas para permanencias relativamente cortas en el espacio. A esta categoría pertenecieron el proyecto soviético Salyut y el estadounidense Skylab.

En un segundo grupo se encuadran estructuras más complejas, de naturaleza modular, que se lanzan por fases: primero un módulo central, sobre el que se van acoplando otros complementarios en sucesivas misiones espaciales programadas. En este apartado se incluyen proyectos más avanzados, como la mir soviética y la Estación Espacial Internacional.

En cualquier caso, para reducir el coste de lanzamiento y mantenimiento de estas estructuras, módulos, cohetes y astronaves, todas estas estaciones eran de naturaleza orbital, esto es, se situaban en una órbita relativamente baja (entre 200 y 600 km) sobre la superficie terrestre. Las experiencias acumuladas con las mismas permiten plantearse, de cara a un futuro lejano, la fundación de estructuras semejantes en otros lugares del Sistema Solar, como la superficie de Marte o de la Luna.

Primeras estaciones orbitales

El primer precedente histórico de una estación orbital es el vehículo espacial soviético Soyuz, en realidad una «microestación» provista de tres módulos: el de servicio, con los motores; el destinado a depósito de combustible, y el reservado al instrumental y estancia de la tripulación. No obstante, este vehículo actuó a lo largo de su dilatada trayectoria más bien como una nave logística para el transporte de astronautas y material a estaciones espaciales más complejas.

Los técnicos y los científicos que llevan a cabo estudios en las estaciones espaciales realizan su trabajo en condiciones de ausencia de gravedad.

A pesar de algunos accidentes e incidentes graves, las misiones Soyuz permitieron un progreso muy importante en las técnicas de desarrollo de viajes experimentales y maniobras de acoplamiento con otras naves. De ello se benefició la primera estación espacial propiamente dicha de la historia: la soviética Salyut.

Esta estación constaba de cuatro módulos principales: de acoplamiento o transbordo, de carga útil científica, de trabajo y vivienda y de instrumentación. Las sucesivas misiones que viajaron a la Salyut para relevar periódicamente a los tres cosmonautas permanentemente a bordo y abastecerlos de los materiales y víveres necesarios, utilizaron naves Soyuz como transbordadores.

Lanzada al espacio por primera vez en 1967, la nave soviética tripulada Soyuz se considera el precedente de las estaciones orbitales. Una maqueta de la misma se expone en el Centro de Instrucción de Cosmonautas de Moscú.

Con el curso de los años, los soviéticos primero y los rusos más tarde lanzaron al espacio siete estaciones sucesivas de tipo Salyut, cuatro de ellas en programas civiles y tres en militares. En ellas se realizaron valiosos experimentos en torno a la reacción corporal a la vida en ingravidez, el comportamiento de los materiales en condiciones de microgravedad, el estudio cartográfico de la superficie y el fondo oceánico terrestre o la observación del espacio exterior. También sirvieron para mejorar los diseños de los trajes presurizados de los astronautas y, en definitiva, para abrir el camino hacia un proyecto más ambicioso: la estación mir.

Durante su singladura en la década de 1970, la nave estadounidense Skylab, en la imagen, se convirtió en el laboratorio espacial más importante de su tiempo. Estaba dotada de tres módulos, que ofrecían un espacio habitable de unos 350 m2.

Por su parte, en los Estados Unidos se lanzó un proyecto similar bautizado con el nombre de Skylab. Este «laboratorio de los cielos» modificó su cometido inicial, de servir de impulsor de las naves Apolo hacia la Luna, para convertirse en una estación espacial en órbita baja de tamaño mayor que la Salyut y un peso cuatro veces superior. De unos 30 m de largo por 7 m de ancho, ofrecía un espacio habitable de unos 350 m2. La componían tres módulos: el taller orbital con el habitáculo para los astronautas, la cámara de descompresión y el módulo de atraque.

La estación Skylab inició su andadura en 1973 y permaneció en órbita durante unos seis años. A bordo se sucedieron tres tripulaciones de tres astronautas estadounidenses cada una, que realizaron un centenar de trabajos sobre astronomía solar y estelar, medicina, tecnología de materiales y observación terrestre. En 1979 cayó a la Tierra sobre el océano Índico. Algunos de sus fragmentos se precipitaron sobre zonas despobladas de Australia.

La estación mir

Los conocimientos y experiencias soviéticos en la construcción de estaciones espaciales cristalizaron en la creación de la estación mir, puesta en órbita en 1986. Esta estructura partía de un módulo central semejante al de la Salyut, aunque mejorado y notoriamente más versátil. Dotado de seis puertos de atraque, permitía una diversidad de funciones y trabajos muy superior a la de cualquier proyecto similar del pasado.

El lanzamiento de la mir se produjo en febrero de 1986 y el ensamblaje de sus diversos módulos continuó hasta 1996. Además del módulo central destinado a los habitáculos para la tripulación, contaba con varios elementos modulares para laboratorios de investigación (Kvant-1 y 2, Kristall y Spektr), además del módulo de atraque y un elemento llamado Priroda para detección remota.

Antes de su destrucción deliberada en 2001 mediante una entrada provocada en la atmósfera terrestre, acogió en sus instalaciones a astronautas de numerosas nacionalidades: Unión Soviética –y, desde 1991, Rusia y otras ex repúblicas soviéticas–, Siria, Bulgaria, Francia, etc. En la década de 1990, astronautas estadounidenses y europeos visitaron regularmente la estación, convertida así en germen de otros proyectos de colaboración internacional.

En esencia, la estación mir prosiguió con la línea de investigaciones médico-biológicas, físicas y tecnológicas que habían llevado a cabo sus antecesoras Salyut. Sin embargo, su estructura mucho más sofisticada y la mejor habitabilidad de sus módulos hicieron posible extender tanto la magnitud de los experimentos como los tiempos de permanencia de la tripulación.

Estación Espacial Internacional

Cinco agencias nacionales e internacionales, la NASA estadounidense, la ESA europea, la Agencia Espacial Federal Rusa, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y la Agencia Espacial Canadiense, reunieron sus esfuerzos para construir una gran Estación Espacial Internacional (iss, según sus siglas en inglés). Otras más, como la brasileña y la italiana, sumaron su colaboración en actividades específicas. De este modo, la iss se convirtió en el más ambicioso proyecto de colaboración espacial de la historia.

Aparte de sus destacadas prestaciones científicas, que se prolongaron hasta los inicios del presente siglo, la estación MIR pasó a la historia por haber sido el primer centro espacial de cooperación internacional.

El viaje de la iss se inició en diciembre de 1998 mediante una misión comandada por el estadounidense Robert Cabana y el ruso Serguéi Krikaliev. A este propósito sirvieron las diversas misiones conjuntas destinadas a la ya extinta estación mir, en la que participaron astronautas de estas dos nacionalidades a bordo de transbordadores espaciales estadounidenses y cohetes de lanzamiento rusos.

El diseño de la iss responde a una concepción modular, de manera que sus diferentes elementos se irían ensamblando en el espacio en el curso de una cincuentena de misiones espaciales distribuidas durante varios años. El primer módulo, llamado Zarya, y con una longitud de unos 12 m, se dedicaría en principio a labores de control de orientación, suministro eléctrico y comunicaciones. Poco después se le uniría el módulo Unity y, más tarde, el Módulo de Servicio, que asumiría las funciones básicas esenciales para el funcionamiento del resto de la estación.

La Agencia Espacial Federal Rusa fue una de las cinco instituciones encargadas de levantar la Estación Espacial Internacional, hacia la cual se dirigió, en 2002, la misión Atlantis para montar una estructura de paneles solares. En las imágenes, a la izquierda, el Centro de Control de Vuelos Espaciales de la agencia rusa, y, a la derecha, trabajos de los astronautas del Atlantis en el exterior de la nave.

La Agencia Espacial Federal Rusa fue una de las cinco instituciones encargadas de levantar la Estación Espacial Internacional, hacia la cual se dirigió, en 2002, la misión Atlantis para montar una estructura de paneles solares. En las imágenes, a la izquierda, el Centro de Control de Vuelos Espaciales de la agencia rusa, y, a la derecha, trabajos de los astronautas del Atlantis en el exterior de la nave.

El engarce de los módulos sucesivos habría de mantenerse durante toda la década de 2000, según las previsiones. En este periodo se sucederían a bordo del complejo tripulantes de numerosas nacionalidades. Algunos de los astronautas que visitaron la estación lo hicieron en calidad de «turistas espaciales», esto es, ciudadanos normales que recibían un entrenamiento específico y el premio del viaje espacial a cambio de cooperar en la financiación global del proyecto. El primero de estos turistas fue el estadounidense Dennis Tito.

El largo proyecto de la iss, que atravesó desde sus inicios por diversas vicisitudes financieras debido a su alto coste, pretendía como principales objetivos continuar con las labores iniciadas por las anteriores estaciones espaciales. Por una parte, había de servir como laboratorio permanente de investigación en condiciones de ingravidez. Ello daba cabida a una notable cantidad de experimentos diseñados por equipos de investigación de las principales universidades del mundo. El dominio de la física de materiales, el desarrollo biológico y los ensayos sobre el comportamiento de los compuestos químicos se situaban entre los más numerosos.

Entre las aportaciones científicas esperadas de la ISS se hallaban las imágenes de amplias secciones del espacio y de la Tierra, como la fotografía cenital de la cordillera del Himalaya que aparece en la ilustración.

Por otra parte, la iss profundizaría en las observaciones del espacio y de la Tierra. Sus tripulantes gozarían de una posición privilegiada para contemplar y estudiar la orografía terrestre centrándose en las estructuras a gran escala como cordilleras, océanos, volcanes, cráteres de origen meteorítico y otros rasgos similares. El instrumental de observación astronómica a bordo permitiría reunir datos e informaciones sobre el Sistema Solar y el espacio exterior desde un observatorio libre de la contaminación debida a la atmósfera terrestre.

Finalmente, el propio ser humano y su actividad se situarían como objetos primordiales de los trabajos de investigación en la Estación Espacial Internacional. Por una parte, las largas permanencias en entornos de baja gravedad permitirían ahondar en el conocimiento de los procesos fisiológicos de cara al posible impulso de misiones espaciales tripuladas más ambiciosas, como podrían ser las dirigidas a Marte. Además, desde la iss sería posible realizar un seguimiento específico, desde una posición tan especial, de los efectos de la actividad humana en la evolución de la Tierra, y en particular los fenómenos de adelgazamiento de la capa de ozono y el calentamiento global por causa del efecto invernadero.