¡Traje espacial “Stillsuit” de verdad!

Los astronautas en las caminatas espaciales, como es bien sabido, tienen que hacer sus necesidades dentro de sus trajes espaciales. Esto no solo es incómodo para el usuario y poco higiénico, sino que también es derrochador, ya que, a diferencia de las aguas residuales a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), el agua de la orina de las caminatas espaciales no se recicla.

Una solución para estos desafíos serían los ‘stillsuits’ de cuerpo entero como los de la exitosa franquicia de Dune, que absorbían y purificaban el agua perdida por la sudoración y la micción, y la reciclaban en agua potable. Ahora, esta ciencia ficción está a punto de convertirse en realidad, con un prototipo novedoso de sistema de recolección y filtración de orina para trajes espaciales. El diseño, realizado por investigadores de la Universidad de Cornell, se publica en Frontiers in Space Technology.

“El diseño incluye un catéter externo basado en vacío que conduce a una unidad combinada de ósmosis directa e inversa, que proporciona un suministro continuo de agua potable con múltiples mecanismos de seguridad para garantizar el bienestar del astronauta”, dijo Sofia Etlin, miembro del personal de investigación de Weill Cornell Medicine y la Universidad de Cornell, y la primera autora del estudio.

Diseñado para las próximas misiones a la Luna y Marte

En 2025 y 2026, la NASA está planeando las misiones Artemis II y III, en las que una tripulación orbitará la Luna y aterrizará en su polo sur, respectivamente. Se espera que estas misiones sean seguidas por misiones tripuladas a Marte a principios de la década de 2030. Sin embargo, los astronautas se han quejado durante mucho tiempo de la falta de comodidad e higiene de la prenda de máxima absorción (MAG) existente, el sistema de gestión de residuos de los trajes espaciales tradicionales de la NASA, en uso desde finales de la década de 1970, que funciona como un pañal para adultos de varias capas hecho de polímero superabsorbente.

“Se ha informado de que la MAG ha tenido fugas y ha causado problemas de salud, como infecciones del tracto urinario y trastornos gastrointestinales. Además, los astronautas actualmente solo tienen un litro de agua disponible en sus bolsas de bebida intra-traje. Esto es insuficiente para las caminatas espaciales lunares planificadas, de mayor duración, que pueden durar diez horas, e incluso hasta 24 horas en caso de emergencia”, dijo Etlin.

Los astronautas también han solicitado que se reduzca el tiempo necesario para llenar y desgasificar las bolsas de bebida intra-traje en los futuros trajes espaciales, y que se añada un suministro separado de bebida de alta energía no cafeinada.

Teniendo en cuenta todos estos objetivos, Etlin y sus colegas han diseñado ahora un dispositivo de recolección de orina, que incluye una prenda interior hecha de múltiples capas de tejido flexible. Esto se conecta a un vaso de recolección (con una forma y tamaño diferentes para mujeres y hombres) de silicona moldeada, para que se ajuste alrededor de los genitales.

La cara interna de la copa de recolección está forrada con microfibra de poliéster o una mezcla de nailon y spandex, para desviar la orina del cuerpo hacia la cara interna de la copa, desde donde es aspirada por una bomba de vacío. Una etiqueta RFID, vinculada a un hidrogel absorbente, reacciona a la humedad activando la bomba.

Mochila de alta tecnología

Una vez recolectada, la orina se desvía al sistema de filtración de orina, donde se recicla con una eficiencia del 87% mediante un sistema de filtración de ósmosis directa e inversa integrado en dos pasos. Este utiliza un gradiente de concentración para eliminar el agua de la orina, además de una bomba para separar el agua de la sal. El agua purificada se enriquece entonces en electrolitos y se bombea a la bolsa de bebida intra-traje, disponible de nuevo para el consumo. La recolección y purificación de 500 ml de orina tarda solo cinco minutos.

El sistema, que integra bombas de control, sensores y una pantalla de cristal líquido, funciona con una batería de 20.5V con una capacidad de 40 amperios-hora. Su tamaño total es de 38 por 23 por 23 cm, con un peso de aproximadamente ocho kilogramos: lo suficientemente compacto y ligero como para llevarlo en la espalda de un traje espacial.

Ahora que el prototipo está disponible, el nuevo diseño puede ser probado en condiciones simuladas, y posteriormente durante caminatas espaciales reales.

“Nuestro sistema puede ser probado en condiciones de microgravedad simuladas, ya que la microgravedad es el principal factor espacial que debemos tener en cuenta. Estas pruebas garantizarán la funcionalidad y seguridad del sistema antes de que se implemente en misiones espaciales reales”, concluyó el Dr. Christopher E Mason, profesor del mismo instituto que Etlin y autor principal del estudio.