Los astronautas de la ISS están buscando la fuente de otra fuga de aire misteriosa

Chris Cassidy buscando fugas

El astronauta Chris Cassidy revisando si hay fugas a bordo de la ISS. NASA/CSJ





En medio de la noche del lunes, los dos cosmonautas y un astronauta en la Estación Espacial Internacional fueron despertados por una llamada del control de la misión. Les dijeron que había un agujero en un módulo en el lado ruso de la estación, responsable de la fuga de aire precioso de la nave espacial de $ 150 mil millones hacia el vacío del espacio. Ahora tenían la tarea de buscar la ubicación precisa de la fuga y ver si podían repararla, ya que la fuga parecía haberse vuelto alarmantemente más grande (una lectura errónea que luego se atribuyó a un cambio de temperatura en la cabina). Y esa fue en realidad la buena noticia.

La ISS ha estado lidiando con la fuga de aire durante más de un año. Descubierto por primera vez en septiembre de 2019 cuando la NASA y sus socios observaron una ligera caída en la presión del aire, el problema nunca ha representado una amenaza para las tripulaciones a bordo. Fue solo en agosto, después de que los equipos de tierra notaron que la fuga empeoraba, que se inició una investigación para finalmente encontrar la fuente y remediar el problema.

Desde entonces, el astronauta estadounidense Chris Cassidy y los cosmonautas rusos Anatoly Ivanishin e Ivan Vagner han pasado varios fines de semana acurrucados en un solo módulo mientras cierran el resto de las escotillas de la estación y toman medidas de los cambios de presión del aire en los otros módulos. Después de varias de estas fiestas de pijamas de astronautas de fin de semana, el control de la misión determinó que la ubicación de la fuga era el Zvezda (que brinda soporte vital al lado ruso de la estación), lo que lleva al grupo de búsqueda del lunes por la noche.



La ISS siempre pierde un poquito de aire, y eso simplemente requiere reemplazo de los tanques de nitrógeno y oxígeno durante las misiones regulares de reabastecimiento. Pero el hecho de que la fuga empeorara obligaría a reemplazar los tanques antes de lo esperado. También significa que el agujero que permite la fuga puede haberse agrandado y aún podría crecer si no se soluciona pronto.

'Estas filtraciones son predecibles', dijo Sergei Krikalyov, director ejecutivo del programa espacial tripulado de Rusia, en comentarios televisados. Lo que está sucediendo ahora es más que la fuga estándar y, naturalmente, si dura mucho tiempo, requerirá suministros de aire adicionales para la estación.

Para encontrar la ubicación exacta de la fuga en Zvezda para que pueda repararse, Cassidy y sus compañeros de tripulación tendrán que pasar algún tiempo flotando alrededor del módulo con un dispositivo portátil llamado detector de fugas ultrasónico , que detecta las frecuencias emitidas por el flujo de aire a medida que sale por pequeños agujeros y grietas. El ruido en la estación puede dificultar la detección de estas frecuencias, y es posible que la tripulación tenga que atravesar áreas varias veces para encontrar la fuente. Una empresa quiere mejorar esta estrategia implementando un robot automatizado que puede detectar fugas e identificarlas en tiempo real , sin necesidad de mano humana. Una vez que hayan encontrado la fuente de la fuga, la repararán con un kit usando resina epoxi.

Las fugas también pueden ocurrir de otras formas además de la pérdida de oxígeno. La EEI tiene previamente tratado con fugas de amoníaco provenientes de los circuitos de enfriamiento de la estación. Dado que el amoníaco es tóxico para los humanos, tales fugas requieren una acción inmediata, lo que implica largas caminatas espaciales para identificar los agujeros en el sistema de refrigeración y repararlos.

El problema en curso demuestra que incluso una nave espacial tan bien diseñada y protegida como la ISS no es invulnerable. Y a medida que veamos que más países y empresas envían humanos en misiones tripuladas a la órbita, tales fugas serán mucho más comunes. No todas las naves espaciales serán tan resistentes a los problemas como la ISS.



Hay un par de culpables principales de cómo se forma una fuga en una nave espacial. La fuga de la ISS de mayor perfil en la memoria reciente se encontró en agosto de 2018: un agujero de 2 milímetros en una nave espacial rusa Soyuz acoplada a la estación en ese momento. Ese agujero parece haber sido el resultado de un error de perforación hecho durante la fabricación (aunque La agencia espacial de Rusia ha sido cautelosa sobre exactamente qué lo causó ). El misterio de esa fuga fue un gran forraje para los teóricos de la conspiración, pero el hecho de que el agujero fuera hecho accidentalmente por un taladro fue una suerte. Un agujero como ese es limpio y preciso, y no muy susceptible a grietas o expansión.

Pero cuando la ISS tiene una fuga sin una causa clara, el principal sospechoso es una colisión fortuita con un micrometeoroide o una pequeña pieza de escombros (algunos de apenas milímetros o menos de tamaño). Los objetos en la órbita de la Tierra se deslizan a velocidades extremadamente altas. La Estación Espacial Internacional, por ejemplo, tiene una velocidad promedio de 7.66 kilómetros por segundo, o más de 17,000 mph. Algunos micrometeoroides en el espacio pasan a más de 20,000 mph. A esas velocidades ultra altas, incluso los objetos diminutos que son más pequeños que un centímetro pueden triturar absolutamente objetos más grandes, como una bala de un arma. Ese tipo de destrucción desordenada puede dejar grietas o daños estructurales que se propagan por el resto del casco de la nave espacial o perforan el sistema de refrigeración de amoníaco.

iss detectar fugas

Una vista del detector de fugas ultrasónico inalámbrico a bordo de la Estación Espacial Internacional.



NASA/SHANE KIMBROUGH/JSC

Las naves espaciales presurizadas, generalmente diseñadas para habitación humana, son más vulnerables a estos problemas, ya que la presión interna ejerce una presión adicional sobre el casco de la nave espacial. Las grietas son más vulnerables a factores estresantes adicionales, dice Igor Telichev, ingeniero de la Universidad de Manitoba en Canadá y experto en colisiones de naves espaciales con escombros. Por supuesto, un agujero, incluso uno grande, es malo, pero una grieta podría comenzar a propagarse por toda la estructura y amenazar toda su integridad.

Los ingenieros intentan diseñar naves espaciales con escudos que puedan resistir ciertas colisiones de micrometeoroides y pequeños fragmentos de desechos espaciales. Para la ISS, usaron algo llamado escudo de Whipple (llamado así por su inventor, el difunto astrónomo de Harvard Fred Whipple). Es un parachoques exterior delgado que está espaciado a cierta distancia de la pared principal de la nave espacial. El parachoques no detiene por completo los micrometeoroides entrantes u otros desechos pequeños, sino que rompe estas piezas en una nube de pequeñas partículas que se dispersan en un área grande y representan un riesgo menor. Para la pared, es la diferencia entre enfrentar una sola bala grande y un puñado de perdigones.

Hay una serie de variantes diferentes en el escudo de Whipple; algunas, por ejemplo, están aumentadas con Kevlar o relleno de cerámica entre capas. La ISS en sí tiene más de 100 configuraciones diferentes de escudo Whipple, ya que algunas áreas son más vulnerables a las colisiones de micrometeoritos que otras.

Pero como lo demuestra la historia de la estación con impactos de micrometeoritos, los escudos de Whipple no son infalibles. Futuro vehículos de tripulación y estaciones espaciales que se fabricará por mucho menos que la ISS probablemente será más vulnerable a las fugas causadas por colisiones con pequeños escombros y partículas.

Cuando se construyó por primera vez hace 20 años, pocos expertos anticiparon cuántos objetos más atravesarían la órbita de la Tierra. El problema está a punto de empeorar a medida que la industria espacial se expande y los seres humanos lanzan más naves espaciales que nunca a la órbita. Podemos construir un blindaje que tenga en cuenta un entorno cambiante, pero ni siquiera el mejores modelos para la futura acumulación de escombros puede predecirlo todo.

En febrero de 2009, los satélites Iridium 33 y Kosmos-2251 chocaron, creando una enorme franja de escombros que comenzó a circular por la órbita de la Tierra. Se identificaron y rastrearon las piezas más grandes, pero se permitió que los escombros de menos de 10 centímetros de largo, piezas que aún representan una amenaza para el casco de la nave espacial, atravesaran el espacio sin ser detectados. El accidente ilustró que los eventos imprevistos podrían exacerbar en gran medida el problema de proteger las naves espaciales. Cualquier gran accidente podría cambiar drásticamente la situación y aumentar los riesgos para cualquier otra nave espacial en órbita, dice Telichev. Lo que desarrollamos hoy podría no ser lo suficientemente bueno mañana.

El blindaje puede ayudar a evitar que surjan fugas, pero este problema es inevitable, dice Telichev. Eso significa que será aún más crítico poder aislar y reparar las fugas a medida que surjan.

Para Telichev y otros, la solución realmente se reduce a una mejor gestión del espacio en sí mismo y a la reducción de la acumulación de desechos grandes y pequeños. Si el gobierno mundial no presta atención al problema ahora, dice, no va a desaparecer por sí solo.

Cassidy y sus compañeros de tripulación seguían buscando la fuga hasta el miércoles por la mañana. Una misión de reabastecimiento de Northrop Grumman Cygnus está programada para lanzarse el jueves por la noche, seguida de una misión SpaceX Crew Dragon el 14 de octubre para traer otros dos cosmonautas y un astronauta a la ISS. Entre el desempaque de los nuevos suministros y los experimentos científicos, y la bienvenida a la nueva tripulación, no habrá mucho tiempo para encontrar la fuga en las próximas semanas, por lo que, en sentido figurado, la presión sigue.

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