Algunas innovaciones se hicieron esperar, temiendo ser copiadas por potencias enemigas. Otras se comercializaron al quedar obsoletas en el ámbito espacial. Y otras llegaron por ineficaces en condiciones extremas o la necesidad de más activos económicos.
En cualquier caso, con el paso de los años, muchos de los descubrimientos que tuvieron lugar al desarrollar la carrera espacial llegaron a nuestros hogares y empresas. Ahora están tan integrados que olvidamos su origen. Pero ese el motivo de Albedo 0.38: recordar que la era espacial marcó una época maravillosa de crecimiento exponencial, con sus virtudes y sus defectos. Hoy hablaremos de los objetos y materiales que nos acompañan a diario y se inventaron con el objetivo de poner al ser humano en el cosmos.
Las tecnologías derivadas de la NASA son productos y servicios comerciales desarrollados con la ayuda de la agencia mediante contratos de investigación y desarrollo, asistencia técnica, uso de instalaciones, transferencia de datos o los premios SBIR y STTR: programa de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas y Transferencia de Tecnología para Pequeñas Empresas.
Desde 1976, el Programa de Transferencia de Tecnología de la NASA ha conectado los recursos de la agencia con la industria privada, denominándose a los productos comerciales como productos derivados. Ese mismo año se lanza Spinoffs, que recopila un promedio de 50 investigaciones anuales, y responde al interés generado por el Informe del Programa de Utilización de Tecnología que se iniciara tres años antes. Esta revista se distribuye gratuitamente en universidades, empresas privadas y público en general.
En 1979, el reconocido autor de ciencia ficción Robert A. Heinlein, contribuyó a visibilizar las tecnologías derivadas de la NASA cuando se le pidió que compareciera ante el Congreso tras recuperarse de una de las primeras operaciones de bypass vascular para corregir una arteria obstruida. En su testimonio, reimpreso en su libro de 1980, Universo Expandido, Heinlein afirmó que cuatro tecnologías derivadas de la NASA hicieron posible la cirugía, y que éstas eran sólo algunas de una larga lista, gracias a la investigación espacial.
El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética colocaba en órbita el primer satélite artificial. Era el Sputnik-1. Con algo de precipitación y escasos objetivos tangibles, el Sputnik-1 activaría una serie de acontecimientos que tuvieron fuerte impacto social. Ahora orbitan el planeta infinidad de satélites artificiales. Muchos de ellos nos hacen la vida más fácil al monitorizar el clima o facilitar las comunicaciones. La televisión por satélite, la geolocalización, internet o los teléfonos móviles se benefician de la comunicación instantánea gracias a esta circunstancia.
En 1946, un joven ingeniero aeronáutico llamado Charles Kaman abandonaba la empresa de helicópteros donde trabajaba para fundar la suya propia. Pronto destacó por sus propios diseños, de excepcional equilibrio y control. A principios de los años sesenta, la NASA requirió sus servicios, y así, Kaman, se convirtió en contratista. Las investigaciones conjuntas de ambos y las fuerzas armadas dieron como resultado diversos avances y descubrimientos. El que nos interesa ahora es una investigación sobre la amortiguación de vibraciones. Y es que, en 1964, el entonces Secretario de Defensa, Robert McNamara, consideró que el helicóptero tipo Kaman UH-2 Husky era demasiado caro y llevó su contrato a otra parte. La empresa de Kaman perdió su contrato más importante y tuvo que buscar alternativas. Como era buen guitarrista, diversificó sus intereses hacia otras áreas. Sabía que la tecnología aeroespacial ofrecía diversas maneras de mejorar sustancialmente la calidad del sonido de las guitarras acústicas.
Actualmente existen varios modelos distribuidos por Ovation Instruments. Son usuarios de estas guitarras, Path Metheny, Carly Simon, Jimmy Page y Shania Twain, entre otros muchos. Más del 30% de las guitarras acústicas fabricadas en Estados Unidos son Ovation Roundback, fabricadas en New Hartford.
La cirugía ocular con láser, o LASIK, tiene su origen en un proyecto para el rastreo satelital. En 1961, poco después de la invención del láser, la empresa de construcción aeroespacial Hughes Aircraft Company, introdujo el primer sistema que combinaba la generación de imágenes enfocadas por láser con la capacidad de calcular distancias. Esto se conseguía midiendo el tiempo de retorno de una señal mediante sensores y electrónica de adquisición de datos. Es decir, que funciona calculando cuánto tiempo tardan los rayos de luz en impactar un objeto o superficie, rebotar en él y regresar al escáner de láser. Este sistema, al que llamaron LIDAR, se usó en el encuentro y acoplamiento autónomo de vehículos espaciales durante los años ochenta. Luego pasó a la industria privada, encontrado diversas aplicaciones como determinar la profundidad de un cuerpo de agua, buscar evidencias arqueológicas en la superficie y bajo agua, prevenir incendios forestales, cirugía ocular, drones y algún modelo de teléfono móvil.
En junio de 1966 tuvo lugar La misión Géminis 9. Incluía un experimento particularmente emocionante. El astronauta Eugene Cernan pasaría casi tres horas fuera de la cápsula con una mochila propulsada por un reactor. A este equipo se le llamó Unidad de Maniobra de Astronautas, y le permitiría flotar junto a la cápsula durante casi dos órbitas completas alrededor de la Tierra.
Desafortunadamente para Eugene, el experimento nunca se llevó a cabo. Trabajar en un entorno casi sin gravedad le resultó mucho más difícil de lo esperado. Todo le llevó más tiempo que en el entrenamiento, y el esfuerzo extra le hizo sudar tanto que su visor se empañó. El problema era especialmente grave cuando el sol incidía directamente sobre ellos. Al adentrarse en la oscuridad, su visor empañado se aclaraba lentamente, pero volvía a bloquearse cuando la cápsula volaba de nuevo hacia la luz. Tras dos horas, se canceló la misión y Eugene regresó a tientas al interior.
Científicos del Centro Espacial Johnson desarrollaron un recubrimiento compuesto por agua desionizada, un aceite ignífugo compatible con el oxígeno y detergente líquido. Al aplicarlo en un punto del interior de la placa frontal de Eugene y repetir el experimento, el punto permaneció limpio incluso cuando el resto de la máscara se empañó. El nuevo compuesto antivaho se incorporó inmediatamente a las misiones Géminis y fue aplicado por los astronautas inmediatamente antes de cualquier caminata espacial.
En 1980, la empresa Tracer Chemical Corp. de Tampa, Florida, descubrió el compuesto a través de una publicación de la NASA y utilizó la fórmula para crear un producto que vendió con su propio nombre a través de marcas ya existentes.
Durante los vuelos espaciales, la fuerza de la gravedad prácticamente desaparece, reduciéndose a una milésima en comparación con la Tierra. Sin gravedad, la sangre ya no es atraída hacia los pies y el volumen sanguíneo en la parte superior del cuerpo comienza a aumentar. A medida que los astronautas regresan a la Tierra, la fuerza de la gravedad actúa de nuevo por completo y el volumen sanguíneo en la parte superior del cuerpo disminuye. Los tripulantes que regresaban de misiones cortas y largas experimentaron presión arterial baja e intolerancia ortostática: la sensación de mareo que se siente cuando uno se levanta demasiado rápido y no fluye suficiente sangre oxigenada al cerebro.
El mismo problema existía en los inicios de los experimentos aeronáuticos, por lo que los ingenieros diseñaron trajes antigravedad para los pilotos de pruebas, a fin de ayudarles a soportar las fuerzas G que se experimentaban durante los vuelos de alto rendimiento. Los trajes utilizaban cámaras neumáticas que se inflaban para ejercer presión sobre las piernas y la parte inferior del torso, manteniendo así el volumen sanguíneo en la parte superior del cuerpo y permitiendo que el cerebro recibiera suficiente oxígeno.
En 1969, un médico de la Universidad de Stanford acudió a la NASA en busca de ayuda de emergencia para un paciente moribundo con una hemorragia interna que los médicos no podían controlar. Un equipo de investigación del Centro de Investigación Ames, donde se diseñaron los trajes espaciales para la misión Apolo, proporcionó un traje de piloto antigravedad que detuvo la hemorragia y salvó la vida del paciente.
Los investigadores de Ames continuaron trabajando con la tecnología, desarrollando un prototipo de traje diseñado para ayudar a los niños hemofílicos a evitar hemorragias en las articulaciones del codo y la rodilla, enderezándolas y comprimiéndolas hasta poder recibir atención médica. La falta de financiación frenó la investigación, pero una empresa privada, Zoex Corp., se hizo cargo del desarrollo y contrató a un miembro del equipo original de Ames. Zoex desarrolló un traje y obtuvo una patente para él.
Los científicos del Centro Espacial Johnson comenzaron a medir estos cambios antropomórficos observados en las misiones SkyLab y el Transbordador Espacial y los publicaron. El libro de consulta resultante se convirtió en la inspiración para la silla ergonómica BodyBilt.
Esta empresa, con sede en Navasota, Texas, diseñó sillas ergonómicas que emulan esta postura de gravedad cero. Cada silla cuenta con un asiento contorneado y numerosos controles ajustables para personalizar el ajuste. BodyBilt ha creado sillas ergonómicamente correctas para diversos usos. Hay sillas de oficina, sillas para salas de juntas o conferencias, sillas ejecutivas, sillas médicas y sillas para invitados. Con un solo toque, el usuario puede colocar la silla en la posición natural y sin estrés de gravedad cero. En su sitio web, BodyBilt enfatiza que sus sillas ergonómicas, no solo reducen el riesgo de lesiones, dolor y tensión, sino que también mejoran la productividad general.
El 27 de enero de 1967, los astronautas Virgil “Gus” Grissom, Edward White y Roger Chaffee murieron en un incendio durante una sesión de entrenamiento dentro de un módulo de mando del Apolo. Como resultado de la tragedia, la NASA rediseñó la nave espacial y redobló su investigación en estrategias de extinción y prevención de incendios en el espacio.
Desde entonces, las tecnologías de la NASA han dado lugar a materiales ignífugos, detectores de humo domésticos, mejores máscaras, mejores sistemas de respiración para bomberos y dispositivos que ayudan a éstos a ver a través del humo, De este modo es posible identificar puntos calientes que podrían desencadenar nuevos incendios. Para la ropa de los astronautas, por ejemplo, la compañía Monsanto desarrolló un tejido tratado químicamente, llamado Durette, que no se quema ni produce gases nocivos.
Se utilizó para los trajes de los astronautas del Apolo y desde entonces se ha empleado en diversas aplicaciones, incluyendo trajes para pilotos de carreras y bolsas para filtrar gases y polvo de calderas y generadores eléctricos.
En las primeras misiones espaciales, detectar un incendio a bordo no habría sido demasiado difícil. Las cabinas eran diminutas y el astronauta podía ver todo el interior. Sin embargo, a medida que las naves espaciales se hicieron más grandes, la necesidad de un sistema preciso de detección de humo e incendios se volvió más crítica. Para el Skylab, la primera estación espacial estadounidense que orbitó a mediados de la década de 1970, Honeywell Inc. de Minneapolis, Minnesota, desarrolló un sofisticado detector de humo e incendios.
Honeywell Consumer Products incorporó esa tecnología para fabricar detectores de humo domésticos. Desde entonces, se ha reconocido que los detectores de humo han salvado miles de vidas y son obligatorios por ley en las nuevas viviendas de Estados Unidos.
Los detectores de humo funcionan según los mismos principios en la Tierra que en el espacio. Sin embargo, su ubicación es diferente. Aquí en la Tierra, el humo y el calor ascienden, por lo que los detectores de humo generalmente se instalan en los techos o sobre las puertas. Pero en el espacio, el humo no asciende. Allí, los detectores de humo se instalan en el sistema de ventilación o cerca de él.
Cuando las cápsulas Apolo amerizaron en el océano, los astronautas esperaban en balsas inflables hasta la llegada de los helicópteros para recogerlos. Entonces surgió el problema que las balsas podían volcarse por la fuerza de la corriente descendente del helicóptero. Los ingenieros del Centro Espacial Johnson comenzaron a trabajar en un método para estabilizar mejor estas balsas salvavidas, y la NASA obtuvo una patente para el diseño de lastre pesado. Casi al mismo tiempo, Jim Givens, de Givens Marine Survival Co., desarrolló un sistema similar y obtuvo una licencia para utilizar la tecnología de la NASA.
El resultado es la Balsa Salvavidas Givens, una boya con forma de manzana, con un toldo en la parte superior y una cámara de lastre semiesférica subacuática. Una válvula de charnela unidireccional permite la entrada de agua a la cámara semiesférica, pero no la evacúa. El agua proporciona el lastre necesario para mantener el centro de gravedad constante, evitando que la balsa salvavidas vuelque en mares agitados o cuando los ocupantes se desplazan. El toldo superior es de color rojo brillante, por lo que se puede ver a distancia.
En 1980 pasó su prueba de fuego al mantener con vida a unos pescadores durante el huracán Allen, el segundo más poderoso registrado hasta aquella fecha. La tormenta hundió su barco y ellos tuvieron el tiempo justo de lanzar la balsa y esperar a que se hinchara para entrar. Esta balsa autoadrizable los protegió durante 42 horas hasta que fueron rescatados por un petrolero noruego. Pasaron un buen rato saltando sobre las olas y sumergiéndose algunos metros bajo el agua. Fue incómodo, pero no temieron por sus vidas.
¿Alguna vez habéis intentado escribir con un bolígrafo boca abajo? No funciona mucho tiempo porque la mayoría dependen de la gravedad. Durante las primeras misiones espaciales, los astronautas tenían que escribir con lápiz porque, en microgravedad, los bolígrafos no funcionaban.
Paul Fisher desarrolló un bolígrafo que utilizaba tinta semisólida. Ésta se licua sólo al entrar en contacto con la bola de la punta. La tinta tiene la consistencia de un chicle y sólo fluye cuando se usa el bolígrafo. Este desarrollo solucionó el problema de las plumas con fugas de tinta. Para que funcionara sin la gravedad, Fisher presurizó el cartucho con nitrógeno. Hay 3,5 kg de presión por centímetro cuadrado, por lo que la tinta alimenta continuamente a la bola.
Los bolígrafos espaciales Fisher se han utilizado en todas las misiones espaciales tripuladas de la NASA desde el Apolo 7 en adelante, en los vuelos espaciales rusos Soyuz y Mir, y en las misiones del programa espacial francés ARIANE. Tras el gran éxito publicitario que estos vuelos espaciales generaron, el bolígrafo tuvo una gran demanda aquí abajo, en la Tierra.
Cuando llegó el momento de que los astronautas fueran a la Luna, era evidente que necesitarían un vestuario diferente. Los trajes espaciales utilizados en las misiones Mercury y Geminis no estaban diseñados para proteger a los astronautas del calor de la superficie lunar ni de las rocas irregulares que allí se encontraban. Era esencialmente vestuario presurizado para pilotos de gran altitud. Además, debían ser más flexibles. Tendrían que agacharse para recoger rocas u otras muestras de la superficie, llevar un sistema vital, compartir cabina con otros compañeros y realizar operaciones más complejas.
La tela de la capa exterior tendría que ser incombustible, resistente, duradera y ligera. En la década de 1970, Owens-Corning estaba desarrollando un hilo de fibra de vidrio que pudiera tejerse para formar una tela. Ésta se recubrió con teflón, lo que aumentó su resistencia y durabilidad. Además, repelía la humedad. Por esto se utilizó en los trajes espaciales de todas las misiones Apolo.
No pasó mucho tiempo antes de que esa misma tela encontrara un mercado: como material para techos de estadios deportivos, centros comerciales y terminales de aeropuertos. Kilo por kilo, el material es más resistente que el acero y pesa menos de 150 gramos por decímetro cuadrado, según un artículo de la NASA.
Estos factores se combinan para reducir los costos iniciales y acelerar la construcción. Birdair Inc., de Amherst, Nueva York, comercializa el material. En su sitio web, Birdair muestra cómo se puede utilizar en estructuras tensadas personalizadas. En estas estructuras, el material del techo se sostiene mediante una red de cables o pilones. Estos van desde pequeñas marquesinas de entrada hasta estadios con cúpula, centros comerciales, anfiteatros y estaciones de transporte. Este sistema de construcción se puede utilizar con techos retráctiles, una ventaja para instalaciones deportivas donde el techo se puede plegar en días soleados. Tener un techo retráctil también significa que puede crecer césped bajo la cúpula. Birdair afirma que tres cuartas partes de los domos deportivos en Norteamérica han sido construidos por la empresa.
Además de su resistencia, el material tiene otras ventajas. En entornos más reducidos, la luz natural difundida por la membrana reduce el deslumbramiento, los puntos calientes y la decoloración de la mercancía. También mantiene bajos los costos de energía. Las estructuras con soporte de aire son, esencialmente, envoltorios de membrana textil soportadas por aire presurizado y calentado. Las ventajas son, un espacio interior sin columnas, el aprovechamiento de la luz natural y un ahorro de aproximadamente un tercio, en comparación con los materiales de construcción convencionales.
El 19 de julio de 1982, una pequeña aeronave pilotada por Jim Heemskerk desapareció durante un vuelo de Dawson Creek al lago Dease, en el noreste de la Columbia Británica. Tras siete semanas infructuosas y casi 1.800 horas de vuelo, con un coste aproximado de dos millones de dólares, el Departamento de Defensa Nacional suspendió la búsqueda.
Pero George Heemskerk, el padre del piloto desaparecido, no se rindió. El 9 de septiembre, él y un amigo fueron a buscar a bordo de un Cessna 172, con el piloto Jon Ziegelheim, cuando alrededor de las 11 de la mañana el clima soleado, como suele suceder en las montañas, de repente se tornó desapacible.
«Dimos la vuelta al brazo del río que seguíamos y nos topamos con un callejón sin salida», dijo Ziegelheim, al recordar la historia en 2013. El avión entró en pérdida y se estrelló en una zona boscosa, rodeada de picos de más de 2.400 metros de altura, con el morro hacia abajo y la cola entre los árboles.
El piloto sufrió una fractura de pierna, el padre, un brazo y el amigo varias costillas. La antena del transmisor de localización de emergencia se había roto. Así que, alrededor de las 3 de la tarde, los supervivientes subieron el transmisor por una colina y conectaron la antena directamente con la esperanza de mejorar la recepción de su llamada de socorro.
Los tres hombres fueron encontrados rápidamente: los primeros en ser rescatados después del lanzamiento del Kosmos-1383 el 30 de junio de 1982. Este satélite era parte de un proyecto internacional de búsqueda y rescate en el que participaban Canadá, la Unión Soviética, Francia y Estados Unidos.
Más tarde se sumaría el satélite Kosmos-1447, dando lugar al sistema COSPAS-SARSAT.
Tras el colapso de la URSS, el proyecto continuó en Rusia y quedó disponible para uso civil. Hoy en día, GLONASS se utiliza activamente en Rusia y otros países, ofreciendo una alternativa al sistema GPS global. A diferencia del GPS, GLONASS proporciona una alta precisión de navegación en condiciones en las que los satélites GPS pueden no estar disponibles, como en latitudes septentrionales o vaguadas urbanas.
GLONASS se utiliza ampliamente en diversas áreas de la vida cotidiana, desde la navegación en automóvil hasta la monitorización del transporte y la logística. En los automóviles, los sistemas GLONASS, como el GPS, ayudan a los conductores a encontrar rutas óptimas, evitar atascos y tener en cuenta las condiciones meteorológicas. En logística, la navegación por satélite mejora significativamente la gestión de los flujos de transporte, permite el seguimiento de la carga y aumenta la eficiencia de las entregas. GLONASS también se utiliza activamente en la agricultura, la ecología y la ciencia, proporcionando datos precisos para la investigación y el monitoreo ambiental.
En la Unión Soviética la aplicación civil de la cosmonáutica tenía baja prioridad. Los centros de investigación enfocaron todo su esfuerzo en desarrollar tecnología para la conquista del espacio. Más tarde, durante su gran crisis, el único objetivo fue la supervivencia del programa cosmonáutico. Roscosmos encontró fondos de colaboración con otras estructuras internacionales, cediendo conocimientos y asesorando proyectos emergentes. No obstante, cuando el interés por los viajes espaciales y la colonización de otros planetas se revitalice, existen numerosos proyectos que podrán ser recuperados y serán útiles para impulsar nuevos retos.
La NASA sufrió también su crisis a raíz del desastre del transbordador Challenger, en 1986. Sin embargo, la visión empresarial de Estados Unidos ha visto que el desarrollo comercial de la frontera espacial puede ser una gran oportunidad de futuro. Los negocios en el espacio traerán riqueza a la Tierra. Un buen posicionamiento de base será fundamental en esta nueva etapa de la conquista del cosmos. La NASA, a través de su Oficina de Desarrollo de Productos Espaciales, anima a las empresas a aprovechar esta oportunidad. De este modo se garantiza el crecimiento económico continuo de Estados Unidos y se brinda al público la posibilidad de nuevos avances, comprensión tecnológica, productos, servicios y empleos.
Este proyecto se presenta en forma de alianzas con la industria y el mundo académico a través de Centros Espaciales Comerciales, que apoyan todo el espectro de la investigación comercial. Estos Centros, ubicados en instituciones académicas como universidades, están actualmente financiados por la NASA y se encargan de encontrar socios industriales para desarrollar áreas específicas de investigación comercial. Estos socios deben contribuir a financiar una parte cada vez mayor del presupuesto para operaciones e investigación, ya que el objetivo final es generar demanda para hacer negocios en el espacio.
Desde su creación en 1958, la NASA ha logrado grandes logros científicos y tecnológicos. Su tecnología ha sido adaptada por el sector privado para diversos usos no aeroespaciales. Hoy en día, la NASA sigue siendo una fuerza líder en la investigación científica y en estimular el interés público en la exploración aeroespacial, así como en la ciencia y la tecnología en general. A ella se suman otras agencias de países y continentes que tienen sus propios programas espaciales. Las semillas que se plantaron durante nuestra era favorita siguen dando sus frutos y se espera que el crecimiento sea exponencial. Incluso estamos viendo empresas que lanzan sus propios cohetes y ofrecen sus servicios a las pioneras, derivando recursos y consolidando negocios. Si bien los logros técnicos y científicos demuestran que los seres humanos podemos lograr hazañas antes inconcebibles, también nos conmueve darnos cuenta de que la Tierra es solo un pequeño punto azul pálido en el cosmos.
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