Cómo se elimina el dióxido de carbono en el interior de las naves espaciales

La exploración espacial ha abierto nuevas fronteras pero ha presentado desafíos únicos. Uno de los aspectos más cruciales y menos conocidos de los viajes espaciales es la gestión de la calidad del aire en el interior de las naves espaciales. En particular, la eliminación del dióxido de carbono (CO₂) es vital para la supervivencia de los astronautas.

El Desafío del CO₂ en el Espacio

En la Tierra, los niveles de CO₂ son regulados naturalmente por la vegetación y los océanos. Sin embargo, en el confinamiento de una nave espacial, el CO₂ exhalado por los astronautas se acumula rápidamente. Altos niveles de dióxido de carbono pueden causar síntomas como dolores de cabeza, mareos y, en concentraciones elevadas, pérdida de consciencia y la muerte. Por lo tanto, es esencial contar con sistemas eficaces para eliminar este gas de la atmósfera de la nave.

Tecnologías para la Eliminación del CO₂

Varias tecnologías han sido desarrolladas y utilizadas en misiones espaciales para controlar los niveles de CO₂:

1. Filtros de Hidróxido de Litio (LiOH):

   • Funcionamiento: Los filtros de hidróxido de litio reaccionan químicamente con el CO₂ para formar carbonato de litio y agua, eliminando eficazmente el gas del aire.
   • Uso Histórico: Esta tecnología ha sido utilizada desde las misiones Apolo hasta la Estación Espacial Internacional (EEI). Aunque eficaces, los filtros de LiOH son consumibles y deben ser reemplazados regularmente.
2. Sistema de Control de Dióxido de Carbono de Aminas (CDA):
   • Funcionamiento: El sistema CDA utiliza esferas impregnadas con aminas, que capturan el CO₂ del aire. Posteriormente, el CO₂ es liberado al vacío espacial o almacenado para su eliminación.
   • Ventajas: Este sistema es regenerativo, lo que significa que las esferas pueden reutilizarse tras liberar el CO₂, reduciendo la necesidad de consumibles.
3. Sistema de Eliminación de CO₂ de Sabatier:
   • Funcionamiento: El proceso Sabatier convierte el CO₂ y el hidrógeno en metano y agua a través de una reacción catalítica. El metano es expulsado y el agua puede ser reciclada para consumo o para la generación de oxígeno.
   • Innovación: Este método no solo elimina el CO₂, sino que también contribuye a la gestión de recursos dentro de la nave, haciendo más sostenibles las misiones a largo plazo.
4. Tecnología de Adsorción por Oscilación de Presión (PSA):
   • Funcionamiento: La PSA utiliza materiales adsorbentes que capturan CO₂ bajo alta presión y lo liberan bajo baja presión. Este ciclo continuo mantiene los niveles de CO₂ controlados.
   • Aplicación en la EEI: Este método se ha integrado en los sistemas avanzados de soporte vital en la EEI, demostrando su eficacia y fiabilidad.

(Foto: NASA)

Avances Futuros

A medida que las misiones espaciales se vuelven más largas y ambiciosas, como las futuras misiones a Marte, los sistemas de eliminación de CO₂ deben ser aún más eficientes y sostenibles. Los investigadores están explorando nuevas tecnologías, como los materiales nanoestructurados y los sistemas biológicos que imitan la fotosíntesis.

Además, la miniaturización y la mejora en la eficiencia energética son áreas clave de desarrollo. Estos avances permitirán no solo mantener a los astronautas seguros, sino también reducir el peso y el costo de las misiones.