El trasbordador y orbitador te debe proveer con un entorno similar al de la Tierra. Debes tener aire, comida, agua y una temperatura ideal. La cabina del trasbordador debe también ser capaz de eliminar los restos que el cuerpo produce (dióxido de carbono, orina, heces, etc.) y por supuesto, proteger a los tripulantes de posibles fuegos. Veremos a continuación varios aspectos en la vida en un programa espacial y el sistema de soporta para la vida que hace que los astronautas puedan realizar su misión espacial sin ningún problema.
Como se ha dicho, a bordo de un trasbordador espacial hace falta tener una atmósfera similar a la de nuestro planeta, una forma de eliminar el dióxido de carbono, eliminar ciertos gases y contaminación y mantener un nivel de humedad idóneo. Nuestra atmósfera es una mezcla de gases que combinan nitrógeno, oxígeno y un pequeño porcentaje de otros gases a una cierta presión, donde podemos respirar sin problemas. El trasbordador copia este entorno de una forma perfecta.
Para hacerlo, el trasbordador transporta nitrógeno y oxígeno líquido en dos sistemas de tanques presurizados los cuales está localizados en el fuselaje en el centro de la nave (cada sistema tiene dos tanques para un total de cuatro tanques). El sistema de presurización de la cabina combina los gases en su mezcla correcta a una presión atmosférica normal.
Mientras está en órbita, solo un sistema de nitrógeno – oxígeno es usado para presurizar el orbitador. Durante el despegue y el aterrizaje, ambos sistemas (uno de cada gas) es usado. Cinco bucles de ventiladores circulan la atmósfera. El aire que circula recoge el dióxido de carbono, el calor y la humedad. Unos contenedores químicos quitan el dióxido de carbono haciéndolo reaccionar con hidróxido de litio, lo cuales están localizados en la parte de debajo de los compartimentos, y es cambiado cada doce horas.
Un sistema de filtrado retira los olores, polvo y posibles fugas químicas que pueden ser volátiles. Un intercambiador de calor en la parte inferior de la nave refrigera el aire y condensa la humedad, y la recolecta en un contenedor especial. El agua de este contenedor es movida con aire por medio de un ventilador separador, el cual usa la fuerza centrífuga para separar el agua del aire. El aire es reciclado y el agua termina en un tanque para deshechos.
Aparte del aire, el agua es el elemento más importante que hay en el trasbordador. El agua está formada de oxígeno líquido e hidrógeno que están localizados en unas células especiales. El agua pasa por un separador de hidrógeno para eliminar cualquier gas que quede atrapado (el exceso de hidrógeno es expulsado al exterior). El agua es entonces almacenada en cuatro depósitos localizados en la parte inferir de la nave. Estos tanques están presurizados por medio de nitrógeno ya así poder llevar el agua a los compartimentos medios para que la tripulación la utilice. Para hacer el agua potable, se filtra para eliminar los microbios, y así poder ser utilizada para cocinar, consumo, higiene personal, etc. El exceso de agua producida por estas células es expulsada de la nave.
El espacio es un sitio generalmente muy frío y las temperaturas pueden variar de una forma drástica dependiendo de donde esté la nave. Puedes pensar que calentar la nave puede ser un problema. Sin embargo, el equipamiento electrónico genera más que suficiente calor para calentar la nave. El problema es eliminar el exceso de calor. Por lo tanto, el sistema de control de temperatura debe hacerse cargo de dos funciones principales:
- Distribuir el calor donde es necesario para que los sistemas vitales no se congelen debido al frío del espacio.
- Eliminar el exceso de calor.
Para hacer esto, el trasbordador utiliza dos métodos para controlar la temperatura. La primera es utilizando métodos pasivos, los cuales suelen ser simples materiales aislantes como mantas, recubrir zonas con telas especiales o pinturas. Esto reduce pérdida de calor a través de las paredes como lo haría una casa convencional. Por otro lado están los métodos activos, los cuales son más complejos requieren cierto mantenimiento. Este método utiliza discos fríos, los cuales colectan calor mediante el contacto directo con el equipamiento, los intercambiadores de calor, que colectan calor usando fluidos. El equipamiento irradia calor a un fluido (agua –amoniaco). Ambos fluidos son bombeados y reciclado para eliminar calor. También se utilizan bombas, válvulas y radiadores para transportar calor de un punto a otro.
La comida es almacenada en los compartimentos de la tripulación. La comida viene en diferentes formas (deshidratada, baja de humedad, estabilizada, irradiada, natural y fresca). El trasbordador tiene un módulo a lo largo de la pared de entrada parecida a una cocina convencional, y que está equipada con una despensa para poner la comida, calentadores, un área de preparación con grifos de agua caliente y fría, y bandejas de metal para que los paquetes de comida y los utensilios no se vayan flotando.
Como en cualquier casa, se debe mantener el trasbordador limpio, especialmente en el espacio, donde la suciedad y restos pueden flotar y ser un riesgo. Para ello se utilizan productos como los que se utilizan en cualquier casa, como son detergentes, desinfectantes, mopas, aspiradores, etc.
La basura es separada en bolsas diseñadas para tal fin, y los restos mojados son puestos en evaporadores que retiran el agua. Todas las bolsas de basura son puestas en un compartimiento aislado hasta que se vuelve a la Tierra. Los restos orgánicos resultantes de las deposiciones de la tripulación, con secados y puestos en bolsas, las cuales se queman cuando se vuelve a la Tierra.
Por último, el fuego es uno de los riesgos más grande cuando se está en el espacio. El trasbordador tiene un sistema de detección de incendios y supresión de fuegos, que consiste en detectores de humo en cada planta de la nave, detectores en cada uno de los sistemas eléctricos de la nave, alarmas y señalizadores en cada módulo, extintores portables no tóxicos de dióxido de carbono y mascarillas y botellas de oxígeno para poder respirar en caso de urgencia para cada miembro. Después de que un incendio es apagado, el sistema de control de atmósfera filtrará el aire para eliminar partículas y sustancias tóxicas.
¿Cómo es la comunicación espacial, el posicionamiento y la navegación?
Para cambiar la dirección del trasbordador espacial donde ha sido dirigido, hay que usar el sistema RCS, que es el sistema de control de reacción localizado en la parte delantera y laterales del fuselaje. El sistema tiene catorce propulsores que pueden mover la nave en cualquier ángulo rotacional. Lo que hacen estos propulsores es quemar combustible compuesto de tetróxido de nitrógeno.
Los cambios en la dirección son requeridos para poder desplegar satélites o para mapear o apuntar instrumental especial, como pueden ser microscopios, telescopios y otros dispositivos a la Tierra o las estrellas. Para cambiar las órbitas, maniobrar o hacer cualquier operación, primero hay que poner en marcha los motores OMS. Estos motores cambian la velocidad del orbitador por ponerlo en una órbita más alta o baja. En nuestro artículo sobre satélites y como funcionan se explica esto con más detalles y será más fácil entenderlo.
Otra de las cosas que hay que tener en cuenta es que hay que poder hablar los controladores de vuelo que están en tierra de forma diaria para las operaciones rutinarias de la misión. Aparte de esto, se debe ser capaz de comunicarse en el mismo trasbordador o en cualquiera de sus módulos, y también cuando se está dando un paseo espacial en el exterior.
La misión de control que tiene la NASA en tierra (normalmente localizado en Houston) envía señales a una radio antena localizada en unas instalaciones que tiene en Arenas Blancas, nuevo Méjico. Estas instalaciones delegan las señales a un par de satélites de seguimiento y análisis de datos que están en órbita, a unos 35,000 kilómetros por encima de nuestro planeta. Los satélites reenviarán las señales al trasbordador espacial. El sistema funciona en sentido contrario también.
El orbitar tiene dos sistemas para comunicarse con tierra. En primero lugar tiene la banda S, donde se incluyen voz, comandos, telemetría y archivos de datos. Por otro lado está la banda Ku (banda ancha) donde se incluyen el video y la transferencia de archivos en ambos sentidos. La nave tiene varios terminales de intercomunicación de audio por todos los compartimentos de la tripulación. Los propios tripulantes tienen que llevar un intercomunicador personal en forma de auriculares, por lo que la comunicación es bastante completa.
El sistema de control está alimentado por baterías y pude ser conmutado de funciones de intercomunicación a transmisión. Se puede pulsar un conmutador para hablar y soltar para escuchar, o tener una continua línea libre de comunicación. Para poder hablar con astronautas que están en el exterior de la nave, el sistema usa una frecuencia UHF, la cual esta añadida en el traje espacial del astronauta. El trasbordador también tiene una serie de video cámaras internas y externas para ver tanto en el interior como el exterior.
Por otro lado, el orbitador debe ser capaz de saber de forma precisa donde se encuentra en el espacio, donde hay otros objetos y como saber cuando es necesario cambiar la órbita. Para saber donde está y como de rápido se está moviendo, el orbitador usa un sistema GPS. Para saber que direccionamiento tiene, el trasbordador tiene varios giroscopios. Toda esta información es alimentada en los ordenadores de vuelo para movimientos y maniobras, los cuales son controlados desde el puente de mando. Todos los sistemas de abordo en el orbitador requieren energía eléctrica. Tres depósitos de combustible generan la electricidad; están localizados en el fuselaje medio debajo de la bahía de carga.
Estos tres depósitos combinan oxígeno e hidrógeno de tanques presurizados para hacer la electricidad y el agua. Al igual que un sistema eléctrico convencional, el trasbordador tiene un sistema de distribución para alimentar todo el instrumental y áreas de la nave.
La nave tiene cinco ordenadores abordo que gestionan todo el proceso de datos y los sistemas de control de vuelo más críticos. Los ordenadores monitorizan todo el equipamiento y hablan entre si. Se encargan de los ajustes críticos espacialmente durante el despegue y el aterrizaje. También controlan las operaciones del orbitador, sistema de aviso, experimentos de proceso y verificación de datos, maniobras de vuelto. Los pilotos esencialmente gestionan los ordenadores que a su vez hacen volar el trasbordador.
