Una integrante del equipo a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) realiza un mantenimiento de rutina. Como necesita las manos libres para completar la labor, le ordena verbalmente a su dispositivo de procedimientos (el cual se ve un poco como una lámpara al revés y actúa un poco como Siri) que le lea las instrucciones en voz alta. Siguiendo sus direcciones, ella retira un panel de la pared para examinar una válvula en busca de crecimiento de bacterias.
A la mitad de la inspección, un sensor integrado en su dispositivo de alerta, un arnés que se usa debajo del uniforme, detecta una acumulación peligrosa de dióxido de carbono provocada por la integrante del equipo exhalando en el espacio cerrado y no ventilado detrás del panel. El dispositivo de alerta envía esa información al dispositivo de procedimientos, el cual le advierte del peligro. Ella se apresura y termina la labor a tiempo para evitar algún daño. Luego pasa a gestionar uno de los experimentos actuales de la misión en la EEI, revisando las más recientes lecturas de datos en su dispositivo de monitoreo, una especie de iPad Mini montado en el muslo. Durante todo esto, los sensores integrados a su uniforme también han recabado información biomédica, la cual se transmitirá automáticamente a los investigadores en el Control de Misión.
Estos dos párrafos fueron una invención total. En realidad, muchas de las herramientas que los astronautas usan en 2015 no han cambiado desde la década de 1960. “Es asombroso cuán difícil es desbancar una libreta pegada con cinta a la muñeca, la cual se ha usado desde el Apolo”, dice Cory Simon, gerente del Laboratorio de Aplicación e Investigación de Electrónicos Usables (WEAR, por sus siglas en inglés) de la NASA.
“En realidad tenemos una lista de control laminada en plástico que se monta en la muñeca”, explica Robert Trevino, un líder de proyectos para sistemas de tripulación para la División de la Rama de Diseño y Análisis de Ingeniería/Sistemas de Tripulación y Termales de la NASA. “Hace muchos años sí veíamos una lista de control electrónica. Usábamos LCD, pantallas de cristal líquido. Hicimos algunas pruebas, pero resultó más frío de lo que esperábamos [en las caminatas espaciales] y los monitores de cristal no funcionan muy bien en el frío, por lo que las imágenes empezaron a desvanecerse.”
Pero, ¿por qué no usar iPhones e iPads dentro de la EEI, donde están protegidos del frío?
“Conforme avanzan los electrónicos en tierra, en realidad son menos usables en vuelos espaciales a causa de la densidad de los chips”, dice Simon. En años recientes, los ingenieros en la Tierra han sido capaces de meter más y más circuitos en componentes eléctricos más pequeños, por ende haciendo posibles las computadoras móviles como el iPhone. Pero estos dispositivos son susceptibles a los rayos cósmicos, la radiación de alta energía que permea el sistema solar. En la superficie del planeta estos rayos son bloqueados por la atmósfera terrestre, pero esa protección no está disponible en el espacio, y cuanto mayor sea la densidad del circuito, más posibilidades tiene de verse afectado.
Por ello, la NASA tiene opciones limitadas. A través de las pruebas, la agencia ha descubierto que algunos procesadores son inmunes a la radiación, haciendo de estos imprescindibles en todo hardware crítico para las misiones y crítico para la seguridad que se diseña para el vuelo espacial. Aun cuando se hacen investigaciones para desarrollar electrónicos que sean “duros a los rojos” (el término de la NASA para los procesadores que no se trastornarán con los rayos cósmicos), estas marchan lentas, dejando la tecnología lista para el espacio en un considerable retraso detrás de los bienes de consumo destinados a la Tierra.
Ha habido dificultades similares para integrar tecnología usable en los uniformes de los miembros del equipo. Desde camisetas polo Lands’ End hasta shortscargo y camisetas de su alma máter, usualmente pareciera que los astronautas a bordo de la EEI están vestidos para una carne asada en vez de vivir y trabajar en la baja órbita terrestre. Resulta que estos productos comerciales básicos cumplen con los requisitos de inflamabilidad y utilidad de la NASA. Pero un mejor uniforme, más inteligente y de más alta tecnología será necesario si la agencia ha de cumplir su meta más ambiciosa a la fecha: enviar humanos a Marte.
Al momento, los miembros del equipo a bordo de la EEI rotan su vestuario, luego lo desechan todo. El vestuario cotidiano
—las prendas de algodón y mezclas de algodón mencionadas líneas arriba— se usa por tres o seis meses, mientras que la ropa de ejercicio —camisetas y shorts hechos de poliéster más transpirable— no se pueden usar más de dos semanas debido a las preocupaciones relacionadas con el sudor, las bacterias, el olor y las infecciones. Vehículos de carga no tripulados visitan la EEI en el transcurso del año, llevan nuevas ropas y regresan a la Tierra con la “ropa sucia” de los astronautas, la cual se quema en la reentrada.
Aun cuando este arreglo funciona para reabastecer la EEI, la cual está a sólo 320 kilómetros de la Tierra y se puede atracar en ella en menos de seis horas, este no sería el caso con Marte. Cuando está más cerca, el Planeta Rojo se halla a más de 55 millones de kilómetros de nosotros, una travesía de meses de duración sin contar la estadía o el viaje de regreso, lo cual podría sumar en total una misión de tres años, según Simon. Ello no sólo hace prohibitivamente costoso el reabastecer las ropas, también significa que sería más prudente reservar espacio de almacenamiento para equipo, combustible, oxígeno, agua, comida y otros consumibles para que el equipo sobreviva tres años en aislamiento.
Los métodos tradicionales de lavandería están descartados. En la EEI “tratamos de reciclar tanta agua como podemos”, dice Trevino. “Al momento estamos al 85 por ciento. Si vamos a Marte… tendremos que aumentar eso a alrededor de 95 por ciento”.
Reducir el desperdicio de agua a 5 por ciento a la par que se introducen máquinas de lavado simplemente no va a suceder, así que la NASA ha buscado alternativas, que van desde exponer la ropa sucia a radiación, ozono, CO2 y el vacío espacial para impregnarla de luz ultravioleta y microondas. También está considerando una posibilidad mucho más elegante: deshacerse de las camisetas polo y los shorts cargo y optar por uniformes diseñados a la medida que sean apropiados para los astronautas del futuro.
Para investigar esto, la NASA se ha unido a un socio inusual. A partir de 2013, Rebeccah Pailes-Friedman, profesora del Instituto Pratt, ha dado un curso anual de diseño industrial a pasantes universitarios llamado “Estudio de diseño de tecnología usable”, en colaboración con el Laboratorio WEAR de Simon. Una vez al año, Simon le da a Pailes-Friedman escenarios de casos prácticos para la NASA. Estas “Historias del Astronauta Bob”, como la clase se refiere afectuosamente a ellas, guía la investigación y el desarrollo de prototipos de ese semestre (un escenario fue la base de la escena hipotética con que abrió este artículo).
En clases pasadas, los estudiantes de diseño de Pratt han conectado hardwareelectrónico a prendas de tela utilizando todo, desde técnicas tradicionales de cortar y coser hasta impresoras 3D. Han colaborado con estudiantes de ingeniería de la Universidad de New Hampshire (UNH) y la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook, quienes trabajaron en los componentes electrónicos. A la fecha, estos han incluido microcontroladores (computadoras diminutas de un solo circuito), escudos de teclado LCD (monitores digitales con entradas análogas), lectores y placas de identificación de radiofrecuencia, sensores de audio y luz, módulos Bluetooth, láseres de línea, cámaras infrarrojas, miniconectores USB y LED.
En 2013, los estudiantes desarrollaron un vestuario de prototipos —camisas, chalecos, fundas para mangas y muslos— todos con circuitos integrados para alimentar y manejar toda una gama de módulos electrónicos cambiables, cada uno de los cuales podría ser desarrollado más allá por la NASA para cumplir con las necesidades específicas de los astronautas, desde la comunicación hasta el registro de datos. Al año siguiente, la clase se enfocó en prototipos de cintas para la cabeza y arneses, artículos más delgados que podrían ser adaptados con módulos que la NASA estaba desarrollando para calcular distancias, monitorear la fatiga muscular, rastrear herramientas y asistir en la orientación.
Los estudiantes se han enfocado en cuestiones fundamentales de diseño. ¿Cómo adaptar componentes electrónicos rígidos a telas flexibles? En un ambiente donde la ropa es escasa, ¿cómo desarrollar prendas unisex y de un tamaño para todos? ¿Cómo se vería la ropa, que históricamente ha sido diseñada para la vida en la Tierra, para la vida en el espacio exterior?
El trabajo que Pratt ha iniciado ha llevado a entendimientos valiosos y sorprendentes. En la NASA “la forma siempre ha sido secundaria”, dice Trevino. Pero los diseñadores de
Pratt han reenfocado su atención en cómo la forma, cuando se le considera desde el principio, puede mejorar la función. Por ejemplo, ayudaron a los científicos de cohetes a reconocer que, como los astronautas pasaban mucho de su tiempo flotando en una posición semifetal, la parte posterior de sus camisas debería ser más larga que el frente. Ello también significa que el muslo es el lugar ideal para montar una computadora tablet.
La colaboración de la NASA con Pratt, la UNH y Stony Brook es sólo una de las sociedades de investigación que la agencia ha establecido con instituciones educativas a través de su CLUSTER (siglas en inglés de Colaboración con la Universidad para Usos Prácticos en Ingeniería e Investigación de Tecnología espacial) de Tecnología Usable. Otros socios han incluido a la Universidad de Minnesota, el Tecnológico de Georgia y el Tecnológico de Virginia, y los proyectos en que han trabajado han sido diversos, desde guantes con sensores integrados que permiten a los astronautas sentir mejor lo que agarran durante las caminatas espaciales hasta un controlador de mochila cohete de manos libres.
Por ahora, todos los prototipos siguen siendo sólo eso: pruebas de conceptos. Pero algunos están en camino de convertirse en equipo real de la NASA. Por ejemplo, el programa de Gestión de Humedad en Trajes Espaciales de la Universidad de Minnesota propuso cierta cantidad de soluciones de textiles y ventilación para la delaminación de las uñas, un problema en el que las uñas de los astronautas se caen a causa de la acumulación de sudoración dentro de los guantes de los trajes espaciales. Fue aceptado para pruebas en el Programa de Educación de Vuelo en Gravedad Reducida de la NASA el verano pasado. En otros casos, la agencia se asocia con empresas privadas. Por ejemplo, el Grupo de Diseño Osterhout ha desarrollado lentes inteligentes que se usan en una serie de pruebas en el Centro Espacial Johnson en Houston. Además, la NASA tiene sus propios laboratorios de investigación produciendo ideas en masa, incluido un sensor usable de CO2.
Por supuesto, los prototipos que parecen excelentes en el laboratorio tal vez nunca lleguen a Marte. Es difícil sobrevivir al ambiente severo que es el espacio, donde todo está bajo una barrera de rayos cósmicos y la temperatura puede variar en 275 grados Fahrenheit de un lado de un traje espacial al otro. Pero con las mejores mentes dentro del gobierno, la educación y los negocios metidas en esto, pronto les pondremos —ojalá— a nuestros astronautas algo más que shorts.