Pasado y futuro de los hábitats expandibles en el espacio

El pasado 8 de abril se produjo el lanzamiento del cohete Falcon 9 de SpaceX en su misión CRS-8 de reabastecimiento de la ISS. En la carga que transporta este lanzador a la ISS se encuentra el primer módulo hinchable que se probará en la Estación Espacial Internacional.

El módulo, conocido como BEAM (Bigelow Expandable Activity Module), fue construido por la empresa privada Bigelow Aerospace. Aunque es un módulo de prueba, permanecerá en la estación durante dos años y se usará para almacenar residuos, ya que no dispone de sistemas de soporte vital. Durante este tiempo, se estudiará constantemente la estabilidad y durabilidad del módulo, la temperatura y radiación en el interior y el número de impactos de micrometeoritos que pudieran producirse.

Posible aspecto del módulo BEAM en la ISS una vez hinchado.

Posible aspecto del módulo BEAM en la ISS una vez hinchado.

El acoplamiento del módulo se produjo el 16 de abril y el hinflado comenzará a primeros de junio. El módulo, que pesa 1,4 toneladas, pasará de tener poco más de dos metros de largo y 2,36 metros de diámetro a los cuatro metros de largo y 3,2 metros de diámetro, creando un espacio útil de 16 metros cúbicos. Los conceptos de hábitats hinchables o expandibles ya fueron estudiados al comienzo de la era espacial ya que requieren menor volumen de carga en el cohete que las estructuras rígidas tradicionales y aumenta después de ser desplegado en el espacio para proporcionar espacio adicional para que los astronautas puedan vivir y trabajar dentro, por lo que se reducen costes en el lanzamiento y se puede aprovechar mejor el espacio de las cofias de carga de los cohetes en servicio.

Vídeo de la instalación del módulo BEAM el 16 de abril en la ISS.

En caso de que todo vaya bien, será un paso importante para la NASA y sus planes de colonias en la Luna o Marte, y para la empresa Bigelow, que tiene por objetivo la puesta en marcha del primer hotel espacial con módulos hinchables de gran capacidad. Analizamos aquí la historia de este viejo concepto para abaratar y mejorar la estancia de humanos en el espacio.

Los primeros conceptos de módulos hinchables en el espacio

En el comienzo de la era espacial, empezaron a surgir diferentes conceptos para utilizar módulos hinchables habitables en el espacio como estaciones espaciales. En 1961 el primer concepto sugería una estación de 8 metros cúbicos ampliable, diseñado para ser llevado al espacio en un pequeño paquete y luego inflarse en órbita. Este primer concepto era suficiente para mantener 1 o 2 astronautas en órbita durante largos periodos de tiempo.

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Primer concepto de módulo hinchable para uso espacial.

En la misma década la empresa americana Goodyear diseñó un toroide inflable para pruebas de la NASA con una capacidad de 7 metros. Una vez inflado, el volumen habitable interior podría proporcionar a los astronautas diferentes puntos de gravedad artificial de entre 0 y 1 G.

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Módulo hinchable de pruebas construido por la empresa Goodyear para la NASA en 1961.

El primer paseo espacial y la primera estructura inflable en el espacio

El cosmonauta soviético Aleksei Leonov viajó a bordo de la nave espacial Voskhod-2 junto con el cosmonauta Pável Beliáyev en marzo de 1964. La nave estaba provista de una esclusa formada por una cámara de aire inflable cilíndrica proyectable hacia el exterior de la nave, permitiendo al astronauta salir a través de ella para realizar el cambio de presión entre el interior de la cápsula y el espacio exterior, y posteriormente, realizar la primera caminata espacial de la historia. Dicha esclusa, denominada Volga, medía 0,7 metros alcanzando hasta 2,5 metros de largo una vez inflada.

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Acoplamiento de la esclusa Volga, un módulo inflable extensible de la nave Voskhod-2 que posibilitaría el primer paseo espacial de la historia

Detalle de la nave espacial soviética Voskhod 2 y la esclusa Volga.

Detalle de la nave espacial soviética Voskhod 2 y la esclusa Volga.

 

El concepto TransHab para la tripulación de la ISS

El centro espacial Lyndon B. Johnson de la NASA en Houston, propuso en 1997 un posible diseño de habitat inflable para la ISS y para hipotéticos viajes a Marte en el futuro. Con una longitud de 11 metros, 4,3 metros de diámetro antes del lanzamiento y una masa de 13,2 toneladas, el concepto del Transhab de haberse llevado a cabo hubiera permitido un espacio útil de 342 metros cúbicos en un espacio circular de 8,2 metros tras el inflado. Disponía de una parte central rígida que servía como túnel de acceso a las 3 plantas o alturas con las que contaba el diseño preliminar y acceso a diversos compartimentos. Para la protección contra micrometeoritos contaba con un diseño multicapa de kevlar, que además serviría de aislamiento térmico dado que sería expuesto a temperaturas de 121ºC a -128ºC en el espacio.

Transhab

Imagen del desarrollo preliminar del Transhab en el Centro Espacial Johnson en 1998. Créditos: JSC/NASA.

Transhab

Esquema del diseño final del proyecto Transhab desarrollado por el Centro Espacial Johnson (JSC). Créditos: JSC/NASA.

La NASA decidió entonces abandonar el proyecto del TransHab por motivos presupuestarios en el año 2000. Fue entonces cuando el magnate hotelero Robert Bigelow compro la patente para su empresa recién creada un año antes, Bigelow Aerospace, para el desarrollo y posterior uso de esta tecnología en el espacio con fines comerciales.

Las primeras pruebas de Bigelow Aerospace: Genesis 1 y 2

En los años 2006 y 2007 la empresa Bigelow lanzó sus dos primeros prototipos de módulos hichables al espacio mediante cohetes rusos Dnepr. Ambos módulos iban equipados con cámaras interiores y exteriores y multitud de sensores para medir la estabilidad, presión y temperatura del interior de ellos y para la comprobación de la estructura exterior. Con una masa de 1.360 kg y un tamaño de 4,4 x 1,6 metros plegado y 12 metros cúbicos de espacio habitable una vez hinchado, las pruebas en el espacio resultaron completamente satisfactorias. Ambos continúan en órbita.

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Imagen del módulo de prueba Genesis I en órbita terrestre. Créditos: Bigelow Aerospace.

Proyectos de futuro: módulos rusos en la ISS y el módulo B330 de Bigelow Aerospace

El futuro de Bigelow pasa por construir un módulo inflable de 330 metros cúbicos en LEO que permitiría una tripulación de al menos seis tripulantes. La NASA y la empresa están estudiando las posibilidades de dicho proyecto y a priori parecen muy prometedoras. Bigelow también tiene acuerdos con el consorcio privado ULA (United Launch Aliance) compuesto por las empresas Boeing y Lockheed Martin para la posibilidad de enviar dos módulos B330 al espacio a partir del año 2020.

Estación espacial formada de dos módulos B330 de Bigelow con dos naves CST100 Starliner en órbita lunar

Estación espacial formada de dos módulos B330 de Bigelow con dos naves CST-100 Starliner en órbita lunar

Tras el aparente éxito sobre la utilidad de estos módulos en el espacio, ya aparecen nuevos proyectos de futuro para estaciones orbitales privadas a base de módulos inflables y de estructuras similares en la ISS, la Luna y Marte. Los rusos tienen planeado la construcción y puesta a punto de un módulo similar en la Estación Espacial Internacional. La empresa Bigelow Aerospace junto con Boeing están planificando la puesta en marcha de una estación espacial privada a base de módulos inflables y usando como naves de ida y retorno la futura CST Starliner de Boeing. Por otro lado la NASA está expectante con el módulo de pruebas recientemente instalado en la ISS por la posibilidad de poner en órbita uno de mayor tamaño e incluso usar esta configuración para los hábitats en naves para viajes al espacio profundo más allá de órbita baja. Ni que decir tiene la posible utilidad que podrían tener para futuras bases espaciales en la Luna o Marte.

Estamos sin duda ante un proyecto muy prometedor, que no nuevo, pero que en caso de que siga teniendo éxito, será sin duda una apuesta de futuro factible y económica para estancias del ser humano en el espacio cada vez más prolongadas y lejanas de nuestro planeta.

Diseño interior de un módulo orbital inflable.

Diseño interior de un módulo orbital inflable. Créditos: Inc.com

Estación espacial formada de dos módulos B330 de Bigelow con dos naves Dragon de SpaceX

Estación espacial formada de dos módulos B330 de Bigelow con dos naves Dragon de SpaceX

Concepto de estación lunar con módulos Beam

Recreación de una estación lunar con módulos Beam

Referencias:

 

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Publicado el 19 abril, 2016 en VÍDEOS, VUELOS ESPACIALES y etiquetado en , , , , , , , , , , . Guarda el enlace permanente. Deja un comentario.

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