Cómo los astronautas van al baño en el espacio: la ingeniería detrás de los sistemas de la ISS

La ingeniería espacial ha desarrollado uno de sus desafíos más complejos: crear sistemas sanitarios funcionales en ausencia completa de gravedad. El Sistema Universal de Gestión de Residuos (UWMS) de NASA, con un costo de desarrollo de $23 millones, representa la culminación de décadas de innovación en tecnología de vida espacial, transformando uno de los aspectos más básicos pero críticos de la supervivencia humana en el espacio.

En microgravedad, los procesos biológicos fundamentales requieren soluciones de ingeniería completamente reimaginadas. Mientras que en la Tierra la gravedad dirige naturalmente los desechos corporales, en el espacio se requieren sistemas de flujo de aire sofisticados que utilizan succión para alejar la orina y materia fecal del cuerpo hacia receptáculos apropiados, todo mientras se mantiene la seguridad y higiene de la tripulación.

El UWMS presenta mejoras revolucionarias en diseño y eficiencia: es 65% más pequeño y 40% más liviano que sistemas anteriores, pero ofrece capacidades expandidas incluyendo inicio automático de flujo de aire cuando se levanta la tapa del inodoro, mejorando significativamente el control de olores y la experiencia del usuario en el ambiente confinado de la estación espacial.

La innovación más significativa del sistema reside en su capacidad de reciclaje de agua integrada. NASA ha logrado reciclar aproximadamente 90% de todos los líquidos basados en agua en la estación espacial, incluyendo orina y sudor. La astronauta Jessica Meir explica el proceso: "Lo que tratamos de hacer a bordo de la estación espacial es imitar elementos del ciclo natural del agua de la Tierra para recuperar agua del aire".

El proceso de filtración y purificación utiliza tecnología de destilación avanzada y tratamientos químicos para remover contaminantes de la orina, resultando en agua ultra-limpia y potable. El sistema de filtración es tan efectivo que el agua resultante frecuentemente supera en pureza al agua municipal que consumen muchas personas en la Tierra, estableciendo nuevos estándares para tecnología de purificación.

El diseño del UWMS incorpora retroalimentación específica de astronautas femeninas, abordando décadas de sistemas diseñados principalmente para anatomía masculina. Los ingenieros rediseñaron completamente la forma del embudo, su posición relativa al asiento, y las dimensiones del asiento mismo para acomodar mejor la anatomía femenina y permitir operaciones duales simultáneas.

Los componentes de restricción incluyen sujetadores de pies y asideros manuales que permiten a los astronautas mantenerse posicionados correctamente durante el uso. El feedback consistente de astronautas indicó que las correas tradicionales de muslo eran problemáticas, llevando a un diseño más ergonómico que respeta las diferentes posiciones que adopta cada persona.

Para residuos sólidos, el sistema utiliza bolsas herméticas individuales que se compactan en un contenedor removible de almacenamiento fecal. Un pequeño número de estos contenedores retorna a la Tierra para evaluación científica, pero la mayoría se carga en naves de carga que se incineran durante la reentrada atmosférica, convirtiendo efectivamente algunos meteoros en residuos espaciales incandescentes.

El desarrollo de esta tecnología anticipa misiones de exploración profunda futuras. Para misiones a Marte, que durarán aproximadamente dos años sin oportunidades de reabastecimiento, NASA busca alcanzar tasas de reciclaje del 98% antes de las primeras misiones humanas a bordo de vehículos de transporte marciano propuestos.

La evolución histórica de sistemas sanitarios espaciales revela décadas de innovación progresiva: desde las primitivas bolsas de recolección de las misiones Apollo, pasando por el primer inodoro espacial de Skylab en 1973, hasta los sistemas actuales que representan marvillas de ingeniería en miniatura capaces de funcionar confiablemente en el ambiente más hostil conocido.

El UWMS está diseñado como tecnología de plataforma universal que puede integrarse fácilmente en diferentes naves espaciales y sistemas de soporte vital. Esta versatilidad será crucial para las misiones Artemis de retorno a la Luna y eventualmente para las primeras expediciones humanas a Marte, donde cada componente debe funcionar perfectamente sin posibilidad de reparación terrestre.

La estación espacial internacional actualmente sirve como único laboratorio en el espacio para validar sistemas de soporte vital y reciclaje a largo plazo. Cada mejora en tecnología sanitaria espacial no solo mejora la comodidad de la tripulación, sino que contribuye directamente a la viabilidad de exploración humana sostenida más allá de la órbita terrestre.

Fuente: NASA