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By KATHY HUNT
Aug 09, 2024
Los vuelos espaciales tripulados han recorrido un largo camino desde que el cosmonauta soviético Yuri Gagarin se convirtiera en la primera persona en orbitar la Tierra en abril de 1961. Desde entonces, este campo ha avanzado a un paso constante: en la década de 1960, los seres humanos orbitaron la Luna y, posteriormente, caminaron en ella; en la década de 1970, se crearon las primeras estaciones espaciales tripuladas estadounidenses y soviéticas; y, en 2000, se instaló la primera tripulación residente en la Estación Espacial Internacional (ISS). Un año después, en 2001, el primer turista espacial, el ingeniero y empresario estadounidense Dennis Tito, viajó a la ISS en la Soyuz TM-32, un evento que animaría a otros seis turistas espaciales a pagar hasta $25 millones por visitar la ISS esa década.
Estos vuelos se llevaron a cabo en naves espaciales financiadas, desarrolladas y reguladas por agencias gubernamentales. En Estados Unidos, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) administró todos los vuelos espaciales tripulados hasta 2004, cuando la nave SpaceShipOne, diseñada, construida y tripulada de forma privada, viajó 62,5 millas (100 kilómetros) por encima de la superficie terrestre. Esta distancia se conoce como Línea de Kármán y delimita dónde comienza el espacio.
Financiada por el ingeniero aeroespacial y empresario Burt Rutan y el empresario tecnológico Paul Allen, el éxito de SpaceShipOne empujó a otras empresas privadas, como Virgin Galactic, del industrial británico Richard Branson, y The Spaceship Company, de la que Rutan era copropietario original. En un campo donde la innovación y el crecimiento habían demorado años en financiarse y aplicarse, ahora las cosas se estaban acelerando sin control.
En 2011, la NASA puso fin a su programa del transbordador espacial financiado por el gobierno y comenzó a establecer acuerdos con el sector privado para transportar personas y carga a naves espaciales en órbita. La medida incrementó aún más la cantidad de nuevas empresas dedicadas a los vuelos espaciales comerciales y la búsqueda de enviar a miles de personas al espacio.
A medida que más empresas emprenden la misión de comercializar vuelos espaciales tripulados, aumenta también la necesidad de estándares de consenso voluntario. Aquí es donde ha intervenido ASTM International. Creado en 2016, el Comité sobre vuelos espaciales comerciales (F47) está desarrollando estándares y mejores prácticas para el diseño, la fabricación y la operación de naves espaciales, así como para la seguridad de los vuelos espaciales tripulados.
El Comité sobre vuelos espaciales comerciales sirve de puente entre lo que es rentable para la industria de los vuelos espaciales y lo que se considera estándar para la NASA, afirma Chris Ferguson, copresidente del comité y contratista privado que apoya a los desarrolladores de material para vuelos espaciales tripulados.
“La NASA tiene más de 60 años de experiencia en la construcción de naves espaciales tripuladas, por lo que hay un gran número de estándares de la NASA y tenemos muchos datos comprobados entre los que elegir”, afirma. “Sin embargo, la industria es diferente de la NASA. Tiene objetivos y tolerancias de riesgo diferentes, por lo que hay un delicado equilibrio entre seguridad y eficiencia y rentabilidad”.
Este triplete aparece a menudo en las conversaciones sobre vuelos espaciales comerciales. Muchos han expresado su preocupación por el cambio de las misiones científicas a los vuelos de aventura y por los cuantiosos beneficios empresariales obtenidos con estos últimos. También abundan las preguntas sobre la ética de los vuelos con fines comerciales y la seguridad de civiles posiblemente mal preparados que se ponen en órbita.
En lo que se refiere al bienestar de los pasajeros, la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA) conserva cierta autoridad sobre la seguridad de los vuelos espaciales, ya que emite licencias comerciales para vuelos espaciales, regula las calificaciones y la capacitación de la tripulación de vuelo y confirma los vehículos de lanzamiento y reentrada. Sin embargo, su competencia para reglamentar la seguridad de los participantes en vuelos espaciales comerciales es limitada. Debido a las moratorias impuestas por el Congreso desde 2004 hasta 2023, la tripulación y los pasajeros de vuelos espaciales comerciales participan actualmente en vuelos espaciales por cortesía del “consentimiento informado”. En términos simples, se les notifica por escrito los peligros del espacio y los registros de seguridad de todos los vehículos de lanzamiento y reentrada, y deben presentar su consentimiento por escrito para viajar al espacio.
Los estándares de consenso voluntario alivian muchas de estas preocupaciones. “Estos estándares de ASTM proporcionarán una pauta con la que la mayoría de los proveedores comerciales está de acuerdo”, expresa Ferguson. “Y cuando las empresas de vuelos espaciales comerciales empiecen a vender asientos, podrán señalar estos estándares acordados, que proporcionan los niveles adecuados de tolerancia a fallas, redundancia y seguridad”.
En 2023, el comité de vuelos espaciales comerciales publicó la clasificación estándar para vehículos espaciales de lanzamiento y reentrada (F3388), que proporciona a la industria espacial comercial un vocabulario común para clasificar los vehículos en función de su envolvente de vuelo operativo. La Universidad Aeronáutica Embry-Riddle define una envolvente de vuelo operativo como el área dentro de los límites de altitud y velocidad aerodinámica que limitan las operaciones normales de vuelo de una aeronave.
El Código de Reglamentos Federales (CFR) de la FAA, Título 14, partes 400-460, sobre transporte espacial comercial, sirvió de base para el estándar de clasificación de lanzamiento y reentrada.
“A través del proceso de revisión, nos dimos cuenta de que había términos utilizados tanto en el espacio como en la aviación que significaban cosas diferentes y que estaban codificados en la aviación”, explica Lisa Loucks, miembro del F47. Loucks también es presidenta de Ascendant Spaceflight Services. “La comunidad de lanzamiento y reentrada espacial estaba coordinando con el control del tráfico aéreo de la FAA, con diferentes supuestos para las mismas palabras. Nuestro objetivo era establecer una base común de comunicación entre interfaces”.
Para aclarar aún más la terminología y asegurarse de que todos hablen el mismo idioma, el estándar de clasificación considera la misión que desempeñan los vehículos de lanzamiento y reentrada, así como la gama de capacidades de los vehículos. Debido a que una misión específica podría dificultar o modificar las capacidades de un vehículo, este doble enfoque es necesario.
Andrew Nelson, vicepresidente aeroespacial de RS&H Incorporated, señala que las capacidades de un determinado vehículo pueden incluir el lanzamiento horizontal o vertical, aterrizajes verticales, aterrizajes planeando o aterrizajes en cápsula sobre agua o tierra.
“Ese tipo de permutaciones empiezan a enriquecer las posibilidades. Con el transbordador espacial o muchas de las naves comerciales actuales, el lanzamiento es vertical, pero el aterrizaje horizontal”, explica Nelson. “También hay que considerar el tamaño del vehículo, los distintos criterios de seguridad y los sistemas de propulsión. En la industria espacial no ha surgido ningún diseño dominante, por lo que es necesario un manual que permita a las personas decir: ‘Yo soy esto’. A partir de ahí, se pueden derivar diferentes requisitos y operaciones y decir: ‘Puedo alojar esto en mi puerto espacial, pero no aquello’”.
Los puertos espaciales son lugares de prueba y lanzamiento que pueden o no adaptarse a la reentrada del vehículo.
En Estados Unidos, hay 14 puertos espaciales con licencia de la FAA y, aproximadamente, otras seis plataformas de lanzamiento, dos de las cuales pertenecen a SpaceX y una a Blue Origin. Cuatro de estos lugares pueden albergar lanzamientos horizontales y verticales. Dos permiten la reentrada orbital. Los restantes permiten lanzamientos verticales u horizontales.
Además de establecer un lenguaje común para hablar de vuelos espaciales, F47 está trabajando en una nueva guía de requisitos industriales para los Procesos voluntarios de intercambio de información sobre seguridad en vuelos espaciales (VSS-ISP). Redactada por el subcomité de Aspectos transversales (F47.05), el estándar propuesto (WK87972) identificaría y definiría los requisitos de la industria para recopilar, compartir y crear una base de datos de información relacionada con la seguridad.
En la actualidad, no existe un sistema uniforme para difundir este tipo de información. “Nos estamos dando cuenta de que, a menos que seas un ávido consumidor de historia espacial, probablemente no conozcas todas las lecciones aprendidas en la década de 1960”, manifiesta Ferguson. “La NASA era muy buena para la documentación de los problemas, pero la industria es diferente y en la actualidad no existe ningún método de autocreación de informes de los incidentes o de las lecciones aprendidas para que el resto de la industria pueda beneficiarse. Con la nueva guía, los problemas de seguridad podrán identificarse, estudiarse y corregirse para que no vuelvan a producirse. Los datos estarían a disposición de las partes interesadas del sector para análisis, recomendaciones, alertas de seguridad y circulares de asesoramiento, y permitirían al sector de los vuelos espaciales aprender de los errores y percances de sus predecesores”.
El lenguaje común y la comunicación no son los únicos retos que enfrenta el comité de naves espaciales comerciales. Se abordan los factores humanos, incluidos los fisiológicos, psicológicos y ergonómicos que afectan al bienestar y la seguridad de los seres humanos, y cómo es posible aplicar los principios de diseño de factores humanos a las naves espaciales. Ante la posibilidad de que más pasajeros comerciales se aventuren al espacio, es indispensable comprender cómo los vuelos espaciales afectan la mente y el cuerpo, y determinar la mejor manera de garantizar la salud, la seguridad y el desempeño humanos en el espacio.
Teniendo esto en cuenta, el subcomité de Aspectos transversales (F47.05) ha redactado la nueva práctica para los factores humanos en los vuelos espaciales comerciales (WK84313). Este elemento de trabajo identifica las consideraciones sobre factores humanos para todos los aspectos de los vuelos espaciales comerciales tripulados, lo que incluye el diseño, la verificación de calificaciones, la capacitación, las operaciones y el mantenimiento en tierra, la protección de los ocupantes y la evaluación de riesgos. Dicho estándar sería relevante para los propietarios, operadores, fabricantes, técnicos, contratistas y organizaciones de la cadena de suministro que participan en el desarrollo y mantenimiento de vehículos de vuelos espaciales tripulados, hábitats y actividades relacionadas con los vuelos espaciales.
El subcomité sobre seguridad de los ocupantes (F47.01) ha propuesto la revisión de su guía de estándares de 2023 para el diseño de vehículos espaciales suborbitales tripulados (F3658). El estándar abarca áreas del diseño de vehículos que aseguran una alta probabilidad de vuelos espaciales humanos seguros y un retorno a la Tierra igualmente seguro. Se aplica a la tripulación de vuelo, los pasajeros de vuelos espaciales, los especialistas de misión y cualquier otra persona en trayectorias suborbitales. La revisión de F3658 abordaría los comentarios realizados durante el proceso de aprobación.
La seguridad humana también interviene con la guía de estándares de calificaciones médicas para pasajeros de vehículos suborbitales (F3568). Otro estándar redactado por el subcomité de seguridad de los ocupantes, describe las pautas médicas mínimas recomendadas para los vuelos suborbitales y asesora a los operadores de vuelos espaciales comerciales que desarrollan programas médicos para ellos. Estas orientaciones pueden personalizarse para adaptarlas al sistema de vuelos espaciales, los procedimientos operativos, las medidas de seguridad y los perfiles de riesgo específicos de cada empresa.
“De cierta forma, estos estándares médicos ayudan a impulsar la industria espacial”, amplía Loucks. “Puesto que la industria espacial se encuentra en un período de aprendizaje y la reglamentación actual no refleja necesariamente dónde está y hacia dónde se dirige la industria, el F47 será decisivo para crear estándares de consenso antes de la regulación. Permitirá tener un modelo de seguridad que sea más del tipo de modelos dirigidos por la industria”.
La ropa espacial es otra concentración del comité de naves espaciales comerciales. Su subcomité de Aspectos transversales tiene tres temas de trabajo dedicados a los trajes espaciales y, en particular, a los guantes: el nuevo método de prueba para medir el cambio de temperatura de aislamiento y contacto de una mano instrumentada en conjuntos de guantes utilizados en actividades extravehiculares (WK85993); la guía para evaluar la resistencia a la abrasión por impacto de tejidos textiles empleados en trajes espaciales y guantes de trajes espaciales-método de vaso giratorio (WK85994); y el método de prueba para medir la resistencia al corte de materiales utilizados en trajes espaciales y guantes de trajes espaciales en condiciones criogénicas con equipos de ensayo de tomodinamómetro (WK85995).
Los guantes tienen fama de ser la parte más complicada de un traje espacial. Deben proporcionar al astronauta la destreza suficiente para coger y utilizar herramientas, a la vez que una protección adecuada frente al duro entorno espacial.
“Si vemos los guantes lunares originales del Apollo, estaban diseñados para durar unos 12 días en la superficie lunar”, comenta Nelson. “Los puede ver en el Museo Nacional del Aire y del Espacio del Smithsonian, y notará que han sido destruidos por el regolito lunar. Esto es la suciedad extremadamente abrasiva de la Luna. Tiene mucha estática y se pega a todo. Dado que los guantes son el aspecto más difícil de un traje espacial, partes de los estándares de los guantes lunares pueden aplicarse también al resto del traje espacial”.
Otro elemento en el que se concentra el F47 es la seguridad del software. El nuevo método de prueba para el estándar de seguridad del software (WK76298) define un proceso de prueba a nivel de sistema del software de vuelos espaciales comerciales para verificar su funcionamiento y el cumplimiento de los objetivos de seguridad. Este método de prueba serviría como una de las distintas formas de verificar el cumplimiento del estándar con el 14 CFR Parte 400 de la FAA.
Tanto la NASA como la Organización Internacional de Normalización (ISO) poseen estándares sobre pruebas de software. El subcomité de seguridad de los ocupantes (F47.01) está evaluando cuál sería el mejor modelo para seguir en este estándar.
La abundancia de estándares nuevos y propuestos se debe a la escasez de los existentes. En este momento, apunta Ferguson, ninguna otra organización privada está redactando estándares para vuelos espaciales tripulados.
“Es importante hablar el mismo idioma en el espacio y, a medida que cada proveedor comercial construye su sistema, desarrolla su propio léxico. A través de su estándar de terminología, ASTM intenta impulsar un lenguaje común en toda la industria para garantizar que el mismo término no tenga significados contradictorios. Un buen ejemplo es la palabra ‘abortar’, que es claramente una capacidad muy importante, pero que, en el presente, se aplica de forma diferente según el proveedor”.
“Con los estándares internacionales que rigen las interfaces y los temas relacionados con la seguridad, todo el mundo entiende lo que tienen los demás”, añade. “Y sabemos lo que somos capaces de crear algún día”.
Si desea más información sobre el Comité de vuelos espaciales comerciales, póngase en contacto con la gerenta de personal, Katerina Koperna. ■
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