Dispuestos a una larga estancia en la Estación Espacial Internacional (ISS por sus siglas en inglés), los futuros astronautas deberán pensarlo antes de abalanzarse al baño para un chapuzón en el lavamanos, o más aun, una deliciosa ducha caliente. Una vez que abordan la ISS, los viajeros se someten a una dieta de baños con esponja usando agua destilada de – entre otras fuentes – la respiración de sus compañeros.

Si es aprensivo, no siga leyendo, pues la tripulación consta también de ratas de laboratorio – que también respiran. Todos los habitantes de la estación pierden agua cuando exhalan o transpiran. Estos vapores agregan humedad al ambiente de la cabina, y eventualmente son condensados y vueltos a la provisión general de agua.

¡A veces es mejor no pensar en el origen del próximo vaso de agua!|

Restringirse y reciclar será parte esencial de la vida en la ISS. Cuando esté en órbita, donde falta el soporte natural de la vida en la Tierra, la Estación Espacial debe proporcionar abundante energía, agua limpia, y aire respirable a la temperatura y humedad adecuada – 24 horas al día, 7 días a la semana, indefinidamente. Nada puede desperdiciarse.

En este primer artículo de una serie sobre los desafíos prácticos de vivir en el espacio, Ciencia@NASA examinará cómo el Sistema de Control del Ambiente y Soporte Vital ( ECLSS, Enviromental Control and Life Support System) de la Estación Espacial, que continúa desarrollándose en el Centro Marshall de Vuelo Espacial, ayudará a que los astronautas usen y reutilicen la valiosa agua disponible. Otros artículos explorarán el manejo del aire, el control de la temperatura y supresión de fuego – en resumen, todo lo que hará a la Estación Espacial confortable y segura.

Salpicando en el espacio

El piloto del transbordador Terry Wilcutt con 7 depósitos de contingencia destinados a la estación espacial Mir

Antes de comenzar a reciclar debe comenzarse con algo de agua. “Tenemos mucha agua ahora en la Estación Espacial,” dice Jim Reuter, jefe del grupo ECLSS en el Centro de Vuelo Espacial Marshall. “El módulo ruso Zarya transporta recipientes de agua para contingencias ( CWC, Contingency Water Containers) los que se llevaron desde el Transbordador Espacial durante las misiones de armado a principios de año. Parecen bolsas de tierra de hojas y cada uno lleva unos 40 kilos”.

Pero es caro llevar agua desde la Tierra”, agrega. “Necesitamos reciclar. Ya hay en órbita un procesador de agua, construido en Rusia, que recolecta humedad del aire. Aquí en Marshall estamos construyendo un sistema regenerativo que podrá reciclar casi cada gota de agua en la estación y abastecer sus requisitos mínimos a una tripulación de siete”.

El Sistema de Reciclaje de Agua (WRS) desarrollado en el MSFC por el grupo ECLSS (Enviromental Control and Life Support System), recuperará agua de las celdas de energía del transbordador, de la orina, de la higiene bucal y del lavado de manos, y condensando humedad del aire. Sin este cuidadoso reciclado se debería transportar desde la Tierra unos 20.000 litros de agua para el abastecimiento mínimo vital de cuatro tripulantes de la estación.

Ni siquiera los animales de las investigaciones se excluyen del programa.

“Los animales de laboratorio en la ISS respiran y orinan también, y planeamos recuperar sus desechos junto a los de la tripulación. Un total de 72 ratas equivalen a un ser humano en cuanto a la recuperación de agua”. Dice Layne Carter, especialista en procesamiento de agua en el MSFC.

Puede sonar desagradable, pero el agua generada en las máquinas purificadoras de la estación espacial será mas limpia que la que la mayoría de nosotros bebemos en la Tierra.

“El agua que generamos es mas limpia que cualquiera que obtenemos de una cañería en los Estados Unidos”, dice Carter. “Sin duda que hacemos un proceso de tratamiento más agresivo (que el de las plantas municipales de tratamiento de aguas servidas). Al terminar tenemos agua ultra-pura”.

Imitando a la Madre Tierra

En la Tierra, el agua que pasa por el cuerpo de los animales se renueva por procesos naturales. Algunos microbios del suelo descomponen la urea y la convierten en una forma que pueden absorber las plantas y convertirla en tejido vegetal. El suelo granular actúa como filtro. Partículas de arcilla atrapan electrostáticamente nutrientes de la orina, purificando el agua y proporcionando nutrientes a las plantas.

El agua excretada por los animales se evapora en la atmósfera y vuelve como agua fresca en la lluvia – una forma natural de destilación.

Al evaporarse de los océanos y de la superficie, el agua deja atrás las impurezas. Si el aire no está contaminado, agua prácticamente pura cae como precipitación

Las máquinas de purificación de agua de la ISS imitan en parte este proceso, pero no usan para ello microbios ni otros seres vivos.

“Al imitar lo que ocurre en la tierra – que resulta tan complicado si se piensa realmente – debemos usar sistemas que podamos controlar en un ciento por ciento”, dice Monsi Roman, microbióloga jefe para el proyecto ECLSS en el MSFC. ECLSS depende de máquinas - no de microbios – “si una máquina se estropea, se puede reparar”.

Las máquinas purificadoras en la ISS limpiarán el agua en un proceso de tres etapas.

Primero un filtro remueve partículas y desechos. Luego el agua pasa por “capas de multi-filtrado”, que contienen sustancias para remover impurezas orgánicas e inorgánicas. Finalmente, el “reactor de oxidación catalítica” remueve componentes orgánicos volátiles y mata bacterias y virus.

Cada gota cuenta

Una vez purificada el agua, los astronautas deben usarla eficientemente. “En tierra, la gente chapotea frente al grifo desperdiciando litros de agua ya que ésta es gratis y debido a la alta presión en las cañerías”, dice Carter.

“En la ISS, la presión de agua será la mitad de lo típico en una casa”, agrega Carter. “No usamos grifos en la ISS, usamos un paño de lavado. Es más eficiente. El astronauta rocía el paño con un pulverizador y luego lo usa para lavarse las manos”.

En la Estación Espacial, la gente usará un décimo de lo que acostumbra usar en la Tierra. En lugar de los 50 litros usuales para una ducha en la Tierra, los habitantes de la ISS usarán menos de 4 litros para bañarse.

Pero aun con una intensa conservación, la Estación Espacial perderá gradualmente agua debido a ineficiencias en los sistemas de recuperación.

Uno de los “nodos” que será parte de la Estación Espacial. El sistema de soporte vital ECLSS ocupará el nodo 3, que está programado para adherirse a la estación en octubre de 2005

“Siempre tendremos que reabastecer debido a que ninguna de las tecnologías de reprocesamiento del agua disponibles ahora para los vuelos espaciales ... es 100 por ciento eficiente. Siempre habrá una pequeña pérdida”. Dice Marybeth Edeen, jefe asistente de Control de Ambiente y Soporte Vital en el Centro Espacial Johnson de la NASA.

El agua se pierde de diferentes maneras en la Estación espacial: el sistema de reciclaje produce pequeñas cantidades de salmuera concentrada inusable; el sistema generador de oxígeno consume agua; el aire que se escapa por los sellos lleva humedad con él; y el sistema que remueve el CO2 arrastra algo de agua con él, para nombrar unos pocos.


El agua perdida será reemplazada llevándola en el Transbordador o en el cohete ruso Progress. El transbordador produce agua en sus celdas de combustible al combinar oxígeno e hidrógeno para producir electricidad, y el cohete Progress se puede adaptar para llevar grandes recipientes de agua.

Los científicos de NASA continuarán buscando formas de mejorar los sistemas de soporte vital de la Estación Espacial, reduciendo las pérdidas de agua y encontrando formas de recuperar otros productos de desecho. Si los sistemas para reciclar agua alcanzan una eficiencia de 95 %, entonces el agua contenida en las reservas de alimento de la Estación bastarán para reponer el agua perdida. Dice Edeen.

Se necesitan procesos un poco más eficientes que los que hemos desarrollado para la Estación”, dice Edeen. “Esta nueva generación de sistemas de procesamiento de agua es desarrollada actualmente, pero aun no están listos para el vuelo”.

El sistema de soporte vital ECLSS se unirá a la Estación Espacial como parte del nodo 3, programado para lanzarse en octubre de 2005. Hasta entonces, el ambiente dentro de la ISS será mantenido principalmente por el sistema de soporte vital del Módulo de Servicio ruso Zvezda.