¿Cómo se limpia un traje espacial?

Jun 16, 2023

La búsqueda para hacer que los viajes espaciales sean más seguros y menos apestosos.

Por Ben Guarino | Publicado el 7 de agosto de 2023 a las 6:00 a.m.EDT

Sellados de forma segura dentro de la Estación Espacial Internacional, los astronautas se visten para su comodidad y conveniencia. Sus atuendos típicos (camisas de manga corta con cuello y pantalones largos tipo cargo) son ropa terrestre normal, obtenida de minoristas como Cabela's y Lands' End. Pero los astronautas requieren vestimenta excepcional cuando están fuera de los límites climáticos controlados de la ISS. Los gruesos trajes espaciales de la NASA son, esencialmente, naves espaciales condensadas al tamaño humano. Protegen a los usuarios de un entorno que oscila entre 250 grados Fahrenheit al sol y -250 grados a la sombra.

Dentro de los trajes, los caminantes espaciales a menudo sudan, a pesar de los tubos de enfriamiento que absorben el calor corporal. Las actividades extravehiculares, o EVA, pueden implicar horas de trabajo extenuante. Para mantenerse abrigados y presurizados, los astronautas también tienen que usar capas, incluida una prenda interior ajustada similar a una ropa interior larga, que vuelven a usar e incluso comparten. Para complicar aún más las cosas: no hay máquinas de lavandería en la ISS. Como el agua es tan valiosa, lavar un traje en órbita no es una opción. Por eso, la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y otras organizaciones han pedido a expertos en textiles que investiguen el problema de la biocontaminación en los trajes y desarrollen tejidos que puedan solucionarlo.

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El trabajo pesado con equipo pesado conduce a la suciedad. Después de los simulacros de EVA en la Tierra, los técnicos que ayudan a quitarles los trajes a los astronautas suplentes han aprendido a girar la cabeza en la primera apertura para evitar una explosión apestosa, dice Gernot Grömer, director del Foro Espacial de Austria, un grupo de investigación que Realiza misiones astronáuticas simuladas. “Todo el mundo ve esos hermosos y brillantes trajes espaciales blancos. Pero nadie sabe a qué huele en la ISS”. (No es particularmente agradable).

Dado que estos trajes se utilizan una y otra vez, las preocupaciones van más allá de los malos olores hasta los peligros para la higiene y la salud. La posibilidad de biocontaminación, que incluye desechos humanos, bacterias y otras sustancias extrañas, puede empeorar a medida que los viajeros espaciales superan la órbita terrestre baja para realizar viajes más largos a la Luna.

"Lavar el interior de los trajes espaciales de forma constante puede que no sea práctico" en los hábitats lunares, dice en un comunicado la ingeniera de materiales y procesos de la ESA, Malgorzata Holynska. Esa agencia espacial está invirtiendo en formas inusuales de mantener limpios los trajes, como antibióticos químicos producidos por microbios.

Durante el programa de transbordadores de la NASA, que se desarrolló entre 1981 y 2011, se diseñaron trajes espaciales para ser utilizados en viajes de dos semanas. Pero cuando los astronautas comenzaron a vivir en la ISS durante períodos más largos a finales de la década de 2000, la vida útil de los trajes tuvo que ampliarse hasta seis años. Eso significó que los microbios se convirtieron en una preocupación como nunca antes, dice Evelyne Orndoff, ingeniera textil del Centro Espacial Johnson de la NASA.

En el primer intento integral de la NASA para abordar la contaminación de los trajes espaciales hace más de una década, Orndoff y sus colegas evaluaron varios métodos disponibles para matar los gérmenes en las telas, incluidos Cupron y SilverClear. Cortaron los textiles tratados en cuadrados de dos pulgadas, los colocaron en placas de Petri y cultivaron varias especies de hongos y bacterias en las muestras.

La vestimenta típica de los astronautas es ropa terrestre normal, obtenida de minoristas como Cabela's y Lands' End.

Algunas de las telas estaban impregnadas de cobre, que tiene impresionantes propiedades antimicrobianas. Cuando las bacterias tocan el elemento, desestabilizan sus paredes y membranas celulares, haciendo que los microbios sean vulnerables al daño causado por los iones del metal. Los científicos de la NASA también examinaron textiles tratados con plata (también tóxica para los gérmenes por contacto) y silicona.

Después de observar la suciedad que crecía en las telas durante hasta 14 días, descubrieron que solo un compuesto mantenía a las bacterias y hongos por debajo de los objetivos establecidos por el programa Constellation de la NASA, un plan ahora desaparecido para misiones lunares en las que se habría reutilizado un traje espacial. a 90 veces en seis meses. El ganador fue una solución de moléculas de plata utilizadas para desinfectar vendajes hospitalarios y otros tejidos. Pero el ion metálico era demasiado bueno en su trabajo. "Lo mata todo", dice Orndoff. La esterilidad total puede causar incluso más problemas que la suciedad, dado que los humanos necesitamos un ecosistema equilibrado de millones de microorganismos para mantener la piel y otros órganos sanos.

Los experimentos demostraron que las concentraciones de otros compuestos antimicrobianos eran generalmente demasiado bajas para ser eficaces. Algunos microbios inicialmente disminuirían en número, pero los resistentes repoblarían las muestras. A los científicos les preocupaba que, en cantidades suficientemente altas, las partículas antimicrobianas irritaran a cualquiera que usara la tela o contaminaran la estación espacial. "Después de eso, nunca revisamos los tratamientos antimicrobianos", explica Orndoff, por la "simple razón" de que presentaría complicaciones para el sistema de soporte vital de la ISS que proporciona aire y agua limpios.

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Si bien el equipo de Orndoff no siguió adelante con su idea, los contratistas comerciales de la NASA sí lo hicieron. En 2022, la agencia contrató a las empresas estadounidenses Axiom Space y Collins Aerospace para desarrollar la próxima generación de trajes para paseos espaciales. A principios de este año, Axiom presentó un prototipo de traje que los astronautas de Artemis III podrían utilizar para explorar el polo sur lunar. En una declaración a Popular Science, la compañía dice: "Los trajes espaciales Axiom Space AxEMU utilizarán textiles que tienen propiedades antimicrobianas para reducir la biocontaminación". El sistema de enfriamiento de los trajes también utilizará biocida en sus circuitos de agua "para evitar la acumulación de microbios". La empresa no compartió el tipo exacto de agentes, citando su naturaleza propietaria.

Los futuros astronautas podrían recibir ayuda higiénica del mundo microscópico. En asociación con el Laboratorio Textil de Viena y con financiación de la ESA, los investigadores del Foro Espacial de Austria han estado estudiando cómo activar las propias defensas de una célula bacteriana en su contra.

En concreto, Grömer y sus colaboradores han estado investigando compuestos biológicos llamados metabolitos secundarios que los microbios sudan como defensa contra otros microorganismos. Los investigadores unieron varias de estas moléculas a textiles y, en los últimos años, sometieron esas muestras a cientos de pruebas, incluidas descargas de radiación de un acelerador nuclear en Austria y baños en sudor sintético. (Este desagradable líquido, que a Grömer le recuerda a la sangre ácida de los monstruos de Alien, envejece los tejidos rápidamente.)

Un metabolito en particular, llamado violaceína, sobrevivió a cada ataque hostil con sus propiedades antimicrobianas intactas. La sustancia de color negro púrpura se puede encontrar en las bacterias que viven en la piel de las salamandras de lomo rojo. Es tan bueno para matar microbios que algunos biólogos sospechan que protege a los anfibios de las mortales infecciones por el hongo quitridio. El Foro Espacial de Austria planea probar la violaceína en una misión simulada a Marte, en la que seis astronautas pasarán cuatro semanas en las escarpadas montañas de Armenia en 2024.

Grömer imagina un futuro en el que las potentes defensas de este pigmento abandonen el planeta, no sólo en los trajes espaciales tratados sino también en las toallas y otros equipos. Si bien la ropa de cama sucia puede parecer una tarea ardua, puede ser un caldo de cultivo para microbios, que prosperan en condiciones de baja gravedad y pueden mutar más rápido en el espacio. "Cuando vas a Marte, estás al borde de lo que es tecnológicamente posible, por lo que pequeñas molestias pueden transformarse en situaciones reales propensas a desastres", afirma Grömer. "Y si hay un riesgo que podemos controlar, diablos, hagámoslo".