El espacio es difícil

¿Sabías que el primer lanzador reusable de Space X funcionó hasta después de tres intentos que fallaron estrepitosamente? ¿Sabías que el primer satélite artificial que intentó poner en órbita Estados Unidos al espacio terminó en una espectacular explosión en diciembre de 1957 a los pocos segundos de haber sido lanzado? Estos son solo algunos ejemplos de los muchos desafíos y dificultades que implica el desarrollo de proyectos espaciales.

Uno de los proyectos más ambiciosos y complejos de la actualidad es el Starship, la nave espacial que pretende llevar a humanos a Marte y otros destinos del sistema solar. Sin embargo, este proyecto no ha estado exento de contratiempos y accidentes. Desde 2019, varios prototipos del Starship han sufrido explosiones durante las pruebas de presión, encendido o aterrizaje. A pesar de estos percances, Space X sigue trabajando en mejorar el diseño y la tecnología del Starship, con la esperanza de lograr un vuelo orbital exitoso en un futuro cercano.

¿Por qué los proyectos espaciales son tan difíciles? Hay varias razones que explican la complejidad y el riesgo de estas actividades. Entre las principales causas están:

- Lo hostil e incierto que es el ambiente espacial. Los sistemas espaciales deben soportar condiciones extremas como la microgravedad, las altas y bajas temperaturas, la radiación, los impactos de meteoritos, el vacío, etc. Estas condiciones pueden afectar el funcionamiento y la integridad de los componentes y materiales de los sistemas espaciales, así como la salud y el bienestar de los astronautas.

- La poca posibilidad de dar mantenimiento a los equipos en el espacio. Una vez que un sistema espacial es lanzado al espacio, es muy difícil o imposible repararlo o reemplazarlo si falla o se daña. Una excepción notable es el telescopio Hubble, que, entre 1993 y 2009 fue visitado cinco veces por misiones tripuladas para realizar tareas de mantenimiento y actualización.

- El uso de sustancias explosivas, peligrosas o de difícil manejo. Los sistemas espaciales requieren de combustibles, oxidantes, baterías, generadores, refrigerantes y otros elementos que pueden ser volátiles, tóxicos, corrosivos o inflamables. Estas sustancias pueden causar accidentes o incendios si no se manipulan adecuadamente o si se producen fugas o cortocircuitos.

- Las restricciones de masa y volumen de los sistemas espaciales. Los sistemas espaciales deben ser lo más ligeros y compactos posible para reducir los costos y las dificultades del lanzamiento. Esto implica optimizar el diseño y la ingeniería de los sistemas para aprovechar al máximo el espacio disponible y minimizar el peso.

- Las vibraciones extremas e impactos a que están sujetos los sistemas espaciales durante el lanzamiento, así como las temperaturas extremas que tiene que resistir los escudos térmicos de las naves espaciales al transitar a grandes velocidades del vacío del espacio a las atmósferas gaseosas de los cuerpos celestes como Marte o la Tierra.

A lo largo de la historia del desarrollo espacial, las fallas en los sistemas han cobrado vidas humanas. Uno de los casos más trágicos fue el de Gus Grissom, Ed White y Roger Chaffee, astronautas estadounidenses que murieron en una prueba del sistema Apolo 1 de la NASA en 1967. Un cortocircuito provocó un incendio dentro de la cápsula espacial que estaba presurizada con oxígeno puro. Los astronautas no pudieron escapar debido a que la escotilla estaba sellada con pernos explosivos que no funcionaron.

¿Qué se puede hacer para mitigar los riesgos del desarrollo espacial? Hay algunas recomendaciones que pueden ayudar a prevenir o reducir las posibilidades de falla o accidente. Entre ellas están:

- Uso de sistemas probados siempre que se pueda. Es preferible utilizar tecnologías o componentes que ya hayan demostrado su fiabilidad y eficacia en anteriores misiones espaciales, siempre que sea posible y conveniente.

- Evitar la complejidad de los sistemas. Cuanto más complejo sea un sistema espacial, más posibilidades hay de que algo salga mal o falle. Por eso es importante simplificar el diseño y la operación de los sistemas para eliminar elementos innecesarios o complejos.

- Aplicar redundancia. La redundancia consiste en tener más de un elemento o sistema que pueda realizar una misma función o tarea en caso de que falle el principal. Por ejemplo, tener dos motores en lugar de uno solo, o dos sistemas de comunicación en lugar de uno solo.

- Probar extensivamente componentes y subsistemas. Antes de lanzar un sistema espacial al espacio, es necesario realizar numerosas pruebas en tierra y en vuelo para verificar su funcionamiento y su resistencia a las condiciones ambientales. Estas pruebas pueden detectar y corregir posibles fallos o defectos antes de que sea demasiado tarde.

- Aplicar rigurosamente la ingeniería de sistemas espaciales. La ingeniería de sistemas espaciales es la disciplina que se encarga de diseñar, desarrollar, integrar, operar y gestionar los sistemas espaciales. Esta disciplina aplica métodos, herramientas y estándares para asegurar la calidad, la seguridad y el éxito de los proyectos espaciales.

El espacio es difícil y seguirá siéndolo, así que podemos esperar que sigan ocurriendo fallas en los desarrollos espaciales futuros. Sin embargo, hay que ser optimistas y sobre todo no considerar las fallas como fracasos sino como aprendizajes. El espacio nos ofrece grandes oportunidades y beneficios para la humanidad, pero también grandes desafíos y riesgos que debemos afrontar con responsabilidad, creatividad y perseverancia.

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