Sistemas de apoyo de vida ecológica controlada (CELSS)

Controlled Ecological Life Support System

Alejandro Federico Alva Martínez

Fecha: 2014-09-01


En 1865 Julio Verne, en su novela “De la tierra a la luna” narra la planeación de un viaje tripulado a la luna. De donde a manera de introducción de los sistemas de apoyo de vida ecológica controlada (CELSS) se toma el siguiente párrafo:
 
“Recipientes, sólidamente sujetos, estaban destinados a contener el agua y los víveres“, “nada faltaba de lo esencial a la vida” y “el aire encerrado en el proyectil no bastaría para la respiración de los viajeros durante cuatro días, pues cada hombre consume en una hora casi todo el oxígeno contenido en 10 libras de aire.
 
 
Verne, expresaba su preocupación sobre la problemática de contra con todos los recursos necesarios para la vida antes de partir, en su momento esta novela fue de ciencia ficción, ahora es una realidad. 
La exploración espacial tripulada siempre se enfocó en la supervivencia y la salud animal y humana y para esto se requiere fundamentalmente de tres elementos: los alimentos, el agua y una atmósfera respirable tal como lo mencionaba Verne.  En los viajes espaciales de corta duración como los realizados por la NASA (Tabla 1) además de los elementos anteriores se pensó en los desechos.                  
Tabla 1. Duración de las misiones de la NASA (Tomado de Vodovotz et al., 1997)
 
 
Ahora las nuevas misiones tripuladas cubrirán largas distancias, y si se supone que la estancia en el espacio dure aproximadamente 1000 días, y que un astronauta requiere casi un kilogramo de alimentos al día, sería necesaria una tonelada por astronauta para poder satisfacer las necesidades alimenticias de la tripulación. 
 
Aquí entra el desarrollo de los sistemas CELSS que proporcionaran las funciones básicas y continuas que sustentan la vida: como el control de la presión, la temperatura y la humedad; suministro de agua utilizable y aire respirable; gestión de los residuos y el suministro de alimentos.
 
En 1961, en la entonces Unión Soviética, Shepelev fue el primer hombre en vivir 24 horas en un sistema cerrado con microalgas que le suministraban el oxígeno necesario para sobrevivir y reciclaban el dióxido de carbono (CO2) de su respiración.  Han pasado los años y se han realizado diferentes estudios sobre el desarrollo de los CELSS. Wallace y Powers (1990) se han enfocado en realizar experimentos de biología de las plantas en el espacio y han descubierto que podrían ser parte importante del soporte vital bioregenerativo en misiones largas ya que pueden reciclar el agua, el aire y nutrientes para la tripulación humana. Esto implica que los exploradores no solo necesitarán conocimientos en su área, sino que tendrán que saber cómo cultivar e incluso criar sus alimentos para mantenerse vivos en el espacio.
 
Estos sistemas ayudarán no sólo a cubrir necesidades fisiológicas, sino también posibles problemas psicológicos, tales como cambios de humor, irritabilidad y estres, dado el carácter lúdico de su cuidado y atención.
 
En China se propone para los CELSS el empleo de una cianobacteria que es uno de los alimentos tradicionales ya que su tasa de producción de oxígeno es alta y puede ser cosechada y preparada como alimento de alta calidad nutritiva (Hao, 2011) Al parecer se está describiendo a la cianobacteria Spirulina (Arthrospira) originaria de México y que era empleada como alimento por los aztecas.
El desarrollo de los CELSS en nuestro país abre la oportunidad de seguir investigando nuestros ecosistemas y la biodiversidad de nuestro país para entender cómo se podrían duplicar, y llevarlos a una escala que pueda emplearse para favorecer la vida en estaciones fuera de la Tierra. Esto apoyará a su conservación y manejo sustentable y a que los sistemas se empleen en la vida diaria y se utilicen para cuidar los escasos recursos del planeta.
 
Algunos modelos actuales de CELSS que podemos conocer son: La jardinería, la hidroponía y la acuaponia.
 
Para concluir, nuevamente Verne; del final de la novela citada:

 
“Se habían colocado fuera de la humanidad traspasando los límites impuestos por Dios a las criaturas terrestres. Podían procurarse aire durante dos meses. Tenían víveres para un año. Pero ¿y después...?”
“Llevan consigo en el espacio todos los recursos del arte, de la ciencia y de la industria. Con esto se hace cuanto se quiere, y ya verán cómo encuentran una solución a esta conflictiva situación”
La solución serían los CELSS
 
 
 
 
Imágenes: Escenas de la película "Viaje a la Luna" (Le Voyage Dans la Lune) de Georges Méliès 1902. 



Referencias:

NOTAS Hao, Z., Li, D., Li, Y., Wang, Z., Xiao, Y., Wang, G., Liua Y. Hu Ch. y Liu, Q. (2011). Nostoc sphaeroides Kützing, an excellent candidate producer for CELSS. Advances in Space Research, 48(10), 1565-1571. Vodovotz, Y., Bourland, C. T., & Rappole, C. L. (1997). Advanced Life Support Food Development: A New Challenge. University of Houston. http://www. transorbital. net/Library/D101 S, 1 Wallace J. S. y J. V. Powers 1990. Publications of the NASA Controlled Ecological Life Support System (CELSS) Program, 1979-1989. Contractor Report 4297. NASA p. 71. Alejandro Federico Alva Martínez aalva@correo.xoc.uam.mx es Doctor en Biología y catedrático de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Xochimilco. Colabora en la empresa Fuentes de Energía Renovables S.A de C.V



Etiquetas: Tecnología,Espacial,Julio Verne,Ciencia ficción,Viajes Espaciales

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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