El DERECHO ESPACIAL y las

Actividades extravehiculares

 

Zunilda A. Bazán

 

 

I. Introducción

 

            El tema que hemos decidido abordar, resulta en la actualidad uno de los más apasionantes dentro del Derecho Espacial, en razón de que los llamados paseos espaciales” son hoy muy frecuentes y, más aún, desde la instalación de la Estación Espacial Internacional (ISS).

 

Las actividades extravehiculares o extravehicular activities (EVAs), encuentran su origen en la primera caminata Lunar, realizada por la Misión Apolo XI en 1969, y a través de la  firma del acuerdo ruso-norteamericano, fue  cada vez más frecuente.

 

Los denominados “paseos espaciales” revisten una manifiesta complejidad, toda vez  que, sin incursionar en temas de Medicina Espacial que excederían el fin que nos hemos aquí propuesto, requiere de una preparación especial de los tripulantes para evitar las enfermedades descompresivas (EDC) a las que los cosmonautas están expuestos en el pasaje al espacio exterior, similares a la de los buceadores.

 

También se utilizan trajes especiales para la tripulación, pasando de los más antiguos a los más modernos, nuevos diseños de los hábitat que llevan las nuevas misiones y donde los tripulantes cuentan con un lugar especial para las EVAs y para su descontaminación post salida al exterior.

II.- LAS ESTACIONES ESPACIALES

 

        Tanto los norteamericanos como los soviéticos han venido realizando EVAs, generalmente a los fines de realizar reparaciones, observaciones científicas o ensayo de técnicas de construcción.

 

        Después de las caminatas lunares, la primera gran EVA se materializó en la Estación Espacial MIR[1], lanzada en 1986. Para realizar manutención de esta Estación fue necesario hacer actividades extravehiculares como por ejemplo, cambiar los paneles solares y fijar experimentos fuera de la estación.

 

        En la MIR fueron hechos experimentos en las áreas de tecnología espacial, astrofísica, biotecnología, medicina, biología y desarrollo de nuevas tecnologías.

 

Sin duda que a lo largo de este tiempo han existido, muchos paseos espaciales, pero éstos se han visto incrementados desde la instalación de la Estación Espacial Internacional ( ISS, Internatinal Space Station)[2] y orbita aproximadamente a una altitud de 360 km. de la superficie terrestre

 

 

          La ISS representa una fusión de las estaciones espaciales previamente previstas: MIR 2 de Rusia, la estación espacial estadounidense Freedom, el previsto módulo europeo Columbus y el Módulo Japonés de Experimentos (JEM). La Agencia Espacial Brasileña participa a través de un contrato separado con la NASA y la Agencia Espacial Italiana tiene semejantemente contratos separados con la Agencia Espacial Europea (ESA). Por último se reconoce también la participación de Ucrania y de Canadá.

        

En la denominada Fase1 el transbordador se acopló a la MIR en 9 ocasiones y siete astronautas americanos permanecieron en ella varios meses entre 1995/1998, nueve astronautas rusos viajan en el transbordador en varias misiones, lo que los llevó a ambos países a adquirir experiencia en coordinar sus respectivos programas espaciales y el ensamble de la ISS. Entre las tareas que deben ser destacadas se encuentran, el acoplamiento del transbordador a una estación, el ensamblaje de módulos, paseos espaciales conjuntos, prueba de nuevas tecnologías, etc.

 

          La ISS todavía está actualmente bajo construcción con una fecha proyectada de terminación en 2010. Al menos 45 lanzamientos del transbordador y de cohetes rusos Soyuz y Protón, así como 1.700 hs. de EVAs, fueron necesarios hasta ahora para su construcción.

 

Será la mayor estación espacial jamás construida, con 419 toneladas de peso y 1.200 metros cúbicos de espacio útil, así como unas dimensiones de 108,4 x 74 metros. Allí vivirán hasta siete astronautas de varias nacionalidades durante turnos de tres meses.

 

          En su terminación será el laboratorio espacial más caro y complejo de la historia de la humanidad, ya que los experimentos allí realizados como biología, dinámica de materiales, observación de la tierra o astronomía entre otros son un avance para toda la humanidad.

 

Algunos ejemplos de los trabajos que se van a desarrollar en la ISS:

 

a) Estudio de Cristalización de proteínas.

 

          En el espacio los cristales de proteínas pueden adquirir una forma más pura que en la Tierra. Sus análisis mejorará la compresión de la naturaleza de las proteínas, enzimas, virus, lo que trae aparejado el desarrollo de nuevas drogas.

 

b) La Vida en la Microgravedad

 

Es necesario estudiar  los efectos que recaen sobre los humanos la exposición a la baja gravedad del espacio, tales como la atrofia muscular, los cambios en el funcionamiento del corazón, arterias y venas, la perdida de masa ósea que puede llegar a ser hasta el 13%, etc.

 

c) La Naturaleza del Espacio

 

Se realizarán experimentos en el exterior de los módulos, estudiando el medio espacial, el vacío y los efectos que producen sobre los materiales, los efectos de la polución del aire y del agua, el smog sobre las ciudades, la deforestación etc.

 

d) Observación de la Tierra

 

Las observaciones de la Tierra desde le ISS, ayudarán al estudio de los cambios del medio ambiente a largo plazo, el estudio de la irrupción de volcanes, meteoritos, huracanes, tifones y los demás cambios que experimente el planeta.

 

Además de todo lo dicho, lo que se pretende lograr en la ISS es la         sintetización de productos para su uso posterior en la tierra, en los campos de medicina, biología, química, etc. en beneficio de toda la Humanidad.

 

 

III. consideraciones SOBRE los “Paseos Espaciales”

 

         Los cosmonautas acceden al exterior del Complejo Orbital por medio de un modulo-esclusa. En el caso de la Misión STS-113, del 2002, los tripulantes en forma programada, comenzaron los trabajos de conexión de los umbilicales de energía eléctrica, fluido y datos entre los dos armazones, montaron el dispositivo CETA[3] más la instalación de un sistema inalámbrico de transmisión-recepción de videos en el exterior del Laboratorio Destiny, y la de pequeños dispositivos llamados SPD (Spool Positionig Devices) que sirven para asegurar la rápida desconexión de los circuitos hidráulicos entre los módulos y armazones, para el caso que sobreviniera un aumento en la presión como consecuencia de una fuga interna. En esta misión fueron tres paseos con una duración total de seis horas y media.

 

           El diseño del Hábitat de Euro-Mars, en Marzo del 2002 fue de tres cubiertas. La cubierta inferior, contiene un gran laboratorio, área de trabajo para la ciencia, más el área de preparación y descontaminación para las EVAs que se conecta a las dos esclusas.

 

         En el diseño del Hábitat Mexo-Hab, para el viaje de la NASA a Marte, la cubierta intermedia, contará con telemedicina, enfermería, laboratorio de geología, biología, área de descanso, cocina-comedor y se habilitará un espacio destinado a actividades EVAs con dos esclusas de aire.

 

        Durante estas salidas al exterior del vehículo espacial, los tripulantes van provistos de un traje de presión denominado E.M.U (Extravehicular Mobility Unit), impermeable a los gases, que los protege de las condiciones de vacío y temperatura exteriores y provisto de un sistema de renovación de aire, puede ser a través de un conducto conectado al sistema de sostenimiento vital del vehículo espacial o por medio de un sistema autónomo  alojado en una especie de mochila (Portable Life Support System), que fuera utilizado en la caminata lunar del programa  “APOLO” y -desde 1983- en las EVAs realizadas en los transbordadores estadounidenses.

 

          La presión de la atmósfera de las escafandras no puede ser elevada, ya que les restaría flexibilidad, al tensar las paredes haciéndolas muy rígidas, reduciendo la movilidad de sus ocupantes. Una presión lo bastante baja como para dar una mayor flexibilidad a la escafandra no permitiría mantener una presión parcial de oxigeno tolerable en su interior.

 

        No obstante las condiciones atmosféricas de los transbordadores equivalentes a las del nivel del mar, la escafandra requiere de un proceso de descompresión largo, que va a depender del grado de actividad previsto para el tripulante que realice la salida al exterior. En la descompresión existe un riesgo  que se denomina Enfermedad Descompresiva (EDC) cuando más intenso sea el ejercicio físico realizado. Pese al empleo de tiempos de desnitrogenación superiores a 3,5 horas, el riesgo de EDC sigue siendo significativo con niveles de actividad moderada en exposiciones de 4 horas, incluso con las escafandras actuales.

 

               Recordemos que durante el programa “APOLO” los astronautas respiraban en todo momento una atmósfera prácticamente sin nitrógeno, lo que eliminaba el riesgo de EDC incluso en las excursiones lunares que requieren un esfuerzo físico y duración  extenuantes que llegó a ser de 7 horas 37 min. En los transbordadores espaciales se han empleado dos métodos de desnitrogenación previo a la realización de la EVA; a saber:

 

a) Desnitrogenación clásica:

 

         Aquellos tripulantes que van a salir al exterior respiran oxigeno puro dentro de sus escafandras durante las tres horas y media anteriores, método que se utilizó cuando se emplearon los nuevos trajes EMU desarrollados para los transbordadores.

 

b) Procedimiento Escalonado:

                         

           Consiste en reducir la presión barométrica de toda la zona habitable doce horas previas a la EVA, con una proporción de nitrógeno del 74% y 26 % de oxígeno, ambiente que es respirado por toda la tripulación, sin necesidad de efectuar cambios de planes. Quienes deben salir al exterior deberán respirar oxígeno al 100 %  durante la hora previa a la reducción inicial de presión de cabina, método éste que es usado desde 1984.

 

Los astronautas soviéticos, desde la primera de sus misiones tripuladas en que se efectuaron EVA, tuvieron que realizar proceso de desnitrogenación una vez en vuelo; sus escafandras extravehiculares son utilizadas previa desnitrogenación de al menos treinta minutos.

 

          En 1975 se efectuó un vuelo soviético-norteamericano (programa Apollo Soyuz Test Project - A.S.T.P), durante el cual se llevó a cabo el ensamblaje en órbita del vehículo estadounidense con el soviético  con intercambio de tripulaciones mientras duró el acoplamiento. El vehículo estadounidense disponía de la conocida atmósfera de oxígeno puro (259 m.m. Hg), si el soviético hubiese ido provisto de sus condiciones atmosféricas habituales, equivalentes a las del nivel del mar, el transbordo de los cosmonautas soviéticos al interior del vehículo americano habría requerido una desnitrogenación previa de varias horas de duración. Para poder reducir el tiempo se redujo la presión barométrica del vehículo soviético a 523m.m. Hg. Con unas proporciones de oxigeno y nitrógeno del 31% y 69% respectivamente tiempo 25 minutos, el fin era que el traslado de los tripulantes desde un ambiente de alta presión al de baja no ocasionara EDC. Durante las pruebas realizadas antes de este acoplamiento no aparecieron trastornos algunos, en ningún tripulante.

 

 

IV. Manifestaciones Clínicas de la EDC

 

 a) Signos y síntomas de la EDC, subatmósferica o aeronáutica.

 

            En la EDC pueden formarse burbujas en cualquier parte del organismo afectando parte de los órganos con preferencia, con síntomas y signos diversos que se deben observar, comúnmente se las denomina a las burbujas “gran imitador”. Algunas de las manifestaciones son:

·        Artralgias

·        Cefaleas

·        Alteraciones visuales

·        Confusión mental

·        Fatiga

·        Afectación medular

·        Alteraciones respiratorias

·        Perdida de la conciencia

 

          Desde casi un siglo se conoce la EDC en buceadores, dado a que las presiones parciales de los gases pueden crear problemas al buceador con escafandra. Tal es el caso de envenenamiento por anhídrido carbónico, monóxido de carbono y la narcosis de nitrógeno. La cura de urgencia requiere ascender a la superficie y descansar en casos más complicados se debe suministrar oxigeno puro.

         Ante un accidente de embolia gaseosa  o un accidente de descompresión el buceador debe ser trasladado a una cámara hiperbárica.-

 

b) Cámara Hiperbárica:

 

         Es un equipo utilizado en el accidente de descompresión cuyo fin es reproducir  las condiciones barométricas a las que se hallaba sometido el buceador. La operatoria consiste en introducir al buceador en la cámara y someterlo a una presión equivalente a la que soportó en su descenso, para luego ascenderlo cumpliendo los tiempos y paradas previstas en las tablas de descompresión.

 

               Existen dos tipos de cámaras: transportables y fijas. Las primeras son de uso individual y las segundas pueden ser de un cuerpo o mucho más amplias. En cuanto a su capacidad puede ser para una persona o varias simultáneamente, soportando un servicio de hasta 30 atmósferas. En su mayoría son construidas de aceros especiales y elaboradas bajo normas rigurosas de fabricación.

 

               Este breve comentario respecto al submarinismo es para establecer que respecto a él tenemos abundante información. No sucede lo mismo respecto de la ADC aeronáutica, la cual existe desde así casi 50 años, y auque los casos han sido menos numerosos, o no se conocen o no se existe información sobre ellos por parte de los Estados investigadores del espacio exterior.

 

 

c) Uso de la Escafandra EVA

 

            Como vengo exponiendo la experiencia en los vuelos espaciales, para efectuar la salida extravehicular, el astronauta necesita una escafandra para protegerse del ambiente hostil del espacio y proporcionarle elementos vitales para su supervivencia. Es, de hecho, una nave espacial personalizada.

 

 

V.  Elementos de las EVAs

 

Los elementos necesarios para las EVAs son:

             

a) El traje que se adapta al cuerpo del cosmonauta, conforma un compartimiento presurizado que proporciona protección contra el ambiente espacial, vacío, radiación solar, bajísima temperatura y micrometeoritos, formado por un cuerpo y casco metálicos y extremidades articuladas y flexibles.

 

           b)  La Mochila de supervivencia contiene elementos para proporcionar y mantener una atmósfera respirable y mantener la temperatura y humedad del recinto dentro de los límites de confort adecuados para seis horas de trabajo.

 

           c)  Los acumuladores que alimentan el sistema de regulación eléctrica y el sistema de comunicaciones se encuentran localizados en la mochila

 

          d) La  Caja de Control ubicada en la parte anterior al tronco que contiene todos los controles y una pantalla para la presentación de mensajes

 

            Se completa la escafandra EVA por un panel de conexión con la estación espacial que se utiliza durante las fases anteriores a la salida extravehicular para hacer el llenado de oxigeno, agua y potencia eléctrica.

 

Vi. EVAs Europeas

 

           Los criterios que se tuvieron en cuenta para desarrollar las EVAs fueron:

 

1.    Compatibilidad con las condiciones de embarque e integración ofrecidas por el vehículo espacial Hermes

2.    Capacidad para realizar las operaciones de intervención requeridas

3.    Mantenimiento de la capacidad operativa para un período de 15 años

4.    Utilizar al máximo las experiencias adquiridas por los EVAs soviéticos y norteamericanos

5.    Capacidad de evolución hacia una escafandra para uso de una estación espacial permanente

 

               Todos estos criterios llevaron al establecimiento de un diseño conceptual caracterizado por la autonomía operativa del astronauta para desplazarse por las paredes exteriores de la estación con la ayuda de raíles montados en estas.

 

 

VII. Duración de la EVAs

 

              Se estima su duración en siete horas de las cuales seis de trabajo efectivo y una de margen, de acuerdo a la resistencia fisiológica del astronauta como por el tamaño máximo tolerable de la mochila de supervivencia.

 

VIII. Presión de la Escafandra

 

             La presión “en cabina” dentro de la mini-estación espacial es uno de los parámetros más delicados a establecer, para poder evitar la duplicación de componentes necesarios para proporcionar una mezcla de oxigeno y nitrógeno. La mochila de supervivencia proporciona solamente oxigeno; la presión de oxigeno se establece teniendo en cuenta:

 

a)      Tolerancia del cuerpo humano al respirar en una atmósfera de oxigeno puro

b)      La presión diferencial entre el interior de la escafandra y el vació del espacio exterior aumenta los esfuerzos para contrarrestar la resistencia en las juntas articuladas del traje

c)      Que cuando más baja es la presión dentro de la escafandra aumenta la probabilidad de que el astronauta sufra mal de descompresión

 

            En cuanto a la presión  de oxígeno en el traje del cosmonauta, existen distintos sistemas: el ruso, el norteamericano y el europeo.

 

 El sistema ruso (ex soviético) fue concebido para su uso con la estación orbital MIR; es decir, para una estancia prolongada en el espacio sin posibilidad de controles o inspecciones elaboradas, diseño simple  y controles que realizan los astronautas antes y después de cada salida. Luego, mantiene dentro de la mochila la misma presión de oxigeno que en el traje. Ello permite simplificar el concepto operativo pero, por otro lado, requiere de un control muy elaborado de las posibles causas de incendio, como los cortocircuitos, descargas eléctricas, temperaturas excesivas, etc.

 

El sistema norteamericano, a su vez, fue ideado para el uso con el Transbordador Shuttle que embarca a los cosmonautas y los devuelve a la tierra en cada misión; por lo tanto tiene una mayor complejidad de la escafandra ya que su control y mantenimiento debe efectuarse en instalaciones especiales y por personal especializado. Se caracteriza por la utilización de una mochila que va a estar expuesta a la presión del medio ambiente. Esta circunstancia requiere que todos los equipos de la mochila estén calificados para operar en vacío, logrando la reducción de la  propagación de un eventual incendio.

 

El sistema europeo, por último, propone colocar los elementos del sistema de supervivencia a la presión del traje juntamente con los equipos eléctricos expuestos al vacío ambiental.

 

 

IX. Conclusión

 

           Lo aquí vertido encuentra su fuente principal en los informes de los paseos espaciales, recopilados por la  NASA.

          

La ISS supone una gran plataforma de investigación para diversos estudios científicos y tecnológicos (de fabricación espacial, astronomía, detección terrestre a distancia, mecánica de materiales y fluidos, plantas animales biotecnología, crecimiento de cristales de proteína y cultivos celulares) cuya mayoría tienen como base la microgravedad del espacio, convirtiéndose en una herramienta importante para que científicos puedan desarrollar materiales altamente sofisticados.

 

          Las EVAs requieren, por parte de los tripulantes, de una preparación física muy compleja y exigente, en razón de la descompresión que deben experimentar. Por ello están íntimamente relacionadas con el submarinismo.

 

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Bibliografía:

 

NASA, Documentos.

Actividades Extravehiculares; A. Accensi Ardit; Revista de Aeronáutica y Astronáutica; Diciembre de 1992.

Manual de Submarinismo; Miguel Jiménez Sales; Editorial Martínez Roca S.A.; 1990; Barcelona España.

 

 

 

 



[1] MIR (cuyo significado es paz o mundo) es el nombre de esta famosa estación espacial originalmente soviética y que después de ocurrido el desmembramiento de la URSS pasó a ser rusa. Fue la primera estación espacial de investigación habitada de forma permanente de la historia. La Mir fue ensamblada en órbita conectando en forma sucesiva distintos módulos, cada uno lanzado de forma separada desde el 19 de febrero de 1986 hasta el año 1996. Estaba situada en una órbita entre los 300 y 400 kilómetros de la superficie terrestre, orbitando completamente la Tierra en dos horas. Fue destruida de forma controlada el 23 de marzo de 2001, precipitándose sobre el Océano Pacífico.

 

[3] Se trata de un dispositivo direccionado al  transporte para la Transferencia de Equipo y Tripulación (Crew and Equipment Translation Aid - CETA).