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Revolucionario traje espacial reutiliza orina para potabilizar agua: un avance clave para misiones a la Luna y Marte

Los astronautas que realizan caminatas espaciales tienen que hacer sus necesidades dentro de sus trajes espaciales. Esto no solo es incĆ³modo, sino que tambiĆ©n es un desperdicio, ya que, a diferencia de las aguas residuales a bordo de la EstaciĆ³n Espacial Internacional (ISS), el agua de la orina de las caminatas espaciales no se recicla.



Mochila ayudarĆ” a los astronautas en misiones a la Luna y Marte.
Mochila ayudarĆ” a los astronautas en misiones a la Luna y Marte.


Una soluciĆ³n para estos desafĆ­os serĆ­an los "trajes destilados" de cuerpo entero, como los de la exitosa pelĆ­cula de ciencia ficciĆ³n Dune, que absorbĆ­an y purificaban el agua perdida a travĆ©s del sudor y la orina, y la reciclaban para convertirla en agua potable. Ahora, esta ciencia ficciĆ³n estĆ” a punto de convertirse en realidad, con un prototipo de sistema novedoso de recolecciĆ³n y filtraciĆ³n de orina para trajes espaciales.


El diseƱo, realizado por investigadores de la Universidad de Cornell, se publica en Frontiers in Space Technology.


"El diseƱo incluye un catĆ©ter externo basado en vacĆ­o que conduce a una unidad combinada de Ć³smosis directa e inversa, que proporciona un suministro continuo de agua potable con mĆŗltiples mecanismos de seguridad para garantizar el bienestar de los astronautas", dijo Sofia Etlin, miembro del personal de investigaciĆ³n de Weill Cornell Medicine y la Universidad de Cornell, y primera autora del estudio.


Traje espacial diseƱado para las prĆ³ximas misiones a la Luna y a Marte

En 2025 y 2026, la NASA estĆ” planeando las misiones Artemis II y III, en las que una tripulaciĆ³n orbitarĆ” la Luna y aterrizarĆ” en su polo sur, respectivamente. Se espera que a estas misiones le sigan misiones tripuladas a Marte a principios de la dĆ©cada de 2030.


Sin embargo, los astronautas se han quejado durante mucho tiempo de la falta de comodidad e higiene de las actuales prendas de mĆ”xima absorciĆ³n (MAG), el sistema de gestiĆ³n de residuos de los trajes espaciales tradicionales de la NASA, en uso desde finales de los aƱos 1970, que funcionan como un paƱal para adultos de varias capas hecho de polĆ­mero superabsorbente.


"SegĆŗn se informa, el MAG se ha filtrado y ha provocado problemas de salud, como infecciones del tracto urinario y malestar gastrointestinal. AdemĆ”s, los astronautas actualmente solo tienen un litro de agua disponible en las bolsas de bebidas que llevan dentro del traje. Esto es insuficiente para las caminatas espaciales lunares planificadas y de mayor duraciĆ³n, que pueden durar diez horas, e incluso hasta 24 horas en caso de emergencia", dijo Etlin.


Los astronautas tambiƩn han solicitado que en los futuros trajes espaciales se reduzca el tiempo necesario para llenar y desgasificar las bolsas de bebidas del traje, y que se aƱada un suministro separado de bebida energƩtica sin cafeƭna.


Con todos estos objetivos en mente, Etlin y sus colegas han diseƱado un dispositivo de recolecciĆ³n de orina que incluye una prenda interior hecha de varias capas de tela flexible y que se conecta a un recipiente de recolecciĆ³n (con una forma y un tamaƱo diferentes para mujeres y hombres) de silicona moldeada, para ajustarse alrededor de los genitales.


La cara interna del recipiente colector estƔ revestida con microfibra de poliƩster o una mezcla de nailon y elastano, para extraer la orina del cuerpo y dirigirla hacia la cara interna del recipiente, desde donde es succionada por una bomba de vacƭo . Una etiqueta RFID, vinculada a un hidrogel absorbente, reacciona a la humedad activando la bomba.


Mochila de alta tecnologĆ­a

Una vez recolectada, la orina se desvĆ­a hacia el sistema de filtraciĆ³n de orina, donde se recicla con una eficiencia del 87 % mediante un sistema de filtraciĆ³n por Ć³smosis directa e inversa integrado en dos etapas. Este utiliza un gradiente de concentraciĆ³n para eliminar el agua de la orina, ademĆ”s de una bomba para separar el agua de la sal.


El agua purificada se enriquece con electrolitos y se bombea a la bolsa de bebida que se encuentra dentro del traje, que estĆ” disponible nuevamente para el consumo. Recolectar y purificar 500 ml de orina lleva solo cinco minutos.



Mochila ayudarĆ” a los astronautas en misiones a la Luna y Marte.
Mochila ayudarĆ” a los astronautas en misiones a la Luna y Marte.


El sistema, que integra bombas de control, sensores y una pantalla de cristal lƭquido, estƔ alimentado por una baterƭa de 20,5 V con una capacidad de 40 amperios-hora. Su tamaƱo total es de 38 por 23 por 23 centƭmetros, con un peso de aproximadamente ocho kilogramos: lo suficientemente compacto y ligero como para ser transportado en la espalda de un traje espacial.


Ahora que el prototipo estƔ disponible, el nuevo diseƱo podrƔ probarse en condiciones simuladas y, posteriormente, durante caminatas espaciales reales.


"Nuestro sistema puede probarse en condiciones simuladas de microgravedad, ya que la microgravedad es el factor espacial principal que debemos tener en cuenta. Estas pruebas garantizarĆ”n la funcionalidad y la seguridad del sistema antes de su despliegue en misiones espaciales reales", concluyĆ³ el Dr. Christopher E Mason, profesor del mismo instituto que Etlin y autor principal del estudio.


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Fuente: Mayor higiene de los astronautas y eficiencia de las misiones: un nuevo enfoque para la gestiĆ³n de residuos en el interior del traje y la recuperaciĆ³n de agua en las caminatas espaciales, Frontiers in Space Technologies (2024). DOI: 10.3389/frspt.2024.1391200. www.frontiersin.org/articles

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