David W. Brown
29 Mayo, 2024
Axiom Space y otras empresas apuestan a que pueden construir estructuras privadas para reemplazar la Estación Espacial Internacional
El 23 de junio de 1993 era un día húmedo y caluroso en Washington DC (EE UU), pero nadie sudaba más que Daniel Goldin, administrador de la NASA. Fuera de la Cámara de Representantes, observaba nervioso cómo se registraban los votos en el recuento electrónico. La estación espacial no iba a salir adelante. Estados Unidos se había gastado más de 11.000 millones de dólares (unos 10.137 millones de dólares) en ella, con miles de kilos de papeleo para demostrarlo, pero cero kilos de material de vuelo. La posibilidad de que alguna vez existiera una estación se reducía a una votación de cancelación en la Cámara de Representantes.
Políticamente, la estación espacial era una especie de huérfana descarriada. Era una iniciativa de la administración Reagan de hacía nueve años, ampliada por George H. W. Bush como pieza central de un posible regreso a la Luna y un intento de llegar a Marte. Cuando los votantes sustituyeron a Bush por Bill Clinton, Goldin convenció al nuevo presidente para que mantuviera la estación presentándola como un esfuerzo de reconstrucción postsoviética. A los rusos se les daba muy bien construir estaciones, lo que ahorraría a la NASA una fortuna en I+D. A su vez, la financiación de la NASA mantendría empleados a los científicos rusos especializados en cohetes, y sería menos probable que trabajaran por cuenta propia para potencias extranjeras hostiles. Sin embargo, el descontento con la NASA era un asunto bipartidista: todos parecían estar de acuerdo en que la agencia estaba hinchada y osificada. El representante Tim Roemer, demócrata de Indiana, quería hacer grandes cambios y presentó una enmienda al proyecto de ley de autorización de la NASA para acabar con la estación de una vez por todas.
Goldin había realizado más de 100 llamadas telefónicas en el día y medio anterior a la votación, con la esperanza de convencer a los legisladores para que respaldaran la estación, que consideraba fundamental para estudiar la biomedicina, la electrónica, la ingeniería de materiales y el cuerpo humano en un entorno completamente extraño: la microgravedad. Hasta el nivel molecular se comporta de forma muy diferente en el espacio, y experimentos de vuelo de una semana de duración en el transbordador no era suficiente para aprender mucho. La verdadera investigación requería una presencia permanente en el espacio, y eso significaba una estación espacial.
Los partidarios de la estación espacial habían acudido a la votación con la esperanza de ganar. No por mucho, quizá unos 20 votos. Pero cuanto más se prolongaba la votación, más se acercaba. Cada bando comenzó a vitorear a medida que se adelantaba. Los 110 nuevos miembros del Congreso, ninguno de los cuales había votado nunca sobre la estación, se mostraron menos fiables de lo esperado.
Finalmente, el recuento llegó a 215-215, a falta de un voto: El representante John Lewis, de Georgia, una leyenda de los derechos civiles. Mientras Lewis caminaba por el pasillo hacia la cámara legislativa, el ayudante legislativo de Goldin, Jeff Lawrence, le dijo al administrador que dijera algo —lo que fuera— para ganárselo. Cuando Lewis pasó a su lado, Goldin solo tuvo un segundo, quizá dos, y lo mejor que pudo sacar fue un crudo y sincero: «Congresista Lewis, el futuro del programa espacial depende de usted». Y añadió: «La nación cuenta con usted. ¿Cómo votará?»
La estación, más tarde bautizada como Estación Espacial Internacional (EEI), sobrevivió solo por su voto, 216-215. Cinco años después, Rusia lanzó el primer módulo desde Kazajstán y, desde noviembre de 2000, no ha pasado un solo día sin que haya un ser humano en el espacio.
La NASA diseñó la Estación Espacial Internacional para volar durante 20 años. Ha durado seis años más, aunque está mostrando su edad, y la NASA estudia actualmente cómo destruir de forma segura el laboratorio espacial en torno a 2030. Para ello, un «vehículo de órbita» se acoplará a la EEI, que tiene el tamaño de un campo de fútbol (incluidas las zonas de anotación), y disparará propulsores para que la estación, que gira alrededor de la Tierra a ocho kilómetros por segundo, se estrelle de lleno en medio del océano Pacífico, evitando así tocar tierra, heridas y la pérdida de vidas humanas.
Sin embargo, mientras los restos calcinados de la estación se hunden en el fondo del mar, la historia de Estados Unidos en la órbita terrestre baja (LEO, por sus siglas en inglés) continuará. La EEI nunca llegó a ser lo que algunos esperaban: un punto de lanzamiento para la expansión de la presencia humana en el sistema solar. Pero permitió realizar investigaciones fundamentales sobre materiales y medicina, y nos ayudó a empezar a comprender cómo afecta el espacio al cuerpo humano. Para aprovechar ese trabajo, la NASA se ha asociado con empresas privadas para desarrollar nuevas estaciones espaciales comerciales para la investigación, la manufactura y el turismo. Si tienen éxito, estas empresas darán paso a una nueva era de la exploración espacial: cohetes privados que vuelan a destinos privados. También demostrarán un nuevo modelo en el que la NASA construye la infraestructura y el sector privado se encarga a partir de ahí, liberando a la agencia para explorar cada vez más profundamente el espacio, donde puede repetirse el proceso. Ya están planeando hacerlo alrededor de la Luna. Algún día podría seguir Marte.
Desde los albores de la era espacial, las estaciones espaciales se consideraron esenciales para salir de la Tierra.
En 1952, Wernher von Braun, el principal arquitecto del programa espacial estadounidense, las calificó de «tan inevitables como la salida del sol» y afirmó que formarían parte integral de cualquier programa de exploración sostenible, mitigando el coste y la complejidad. De hecho, propuso construir una estación espacial antes que un programa lunar o marciano, para que las expediciones dispusieran de una estación logística de reabastecimiento.
«En la década de 1960, hubo un gran consenso en torno a la idea de que el espacio iba a ser un proceso en tres etapas», afirma el historiador David Hitt, coautor de Homesteading Space: The Skylab Story. El primer paso, me dijo, es el transporte. Hay que salir de la Tierra de alguna manera, lo que significa desarrollar la infraestructura para construir cohetes seguros para el ser humano y lanzarlos. El segundo paso es la vivienda. Se necesita un lugar donde vivir una vez en el espacio, por su propio interés como laboratorio científico y también como punto de paso logístico entre la Tierra y otros objetos celestes. «Una vez que tienes transporte y vivienda», dice, «puedes dar el siguiente paso, que es la exploración».
La mentalidad cambió después de que la Unión Soviética se impusiera a Estados Unidos en la órbita, primero con su satélite Sputnik I en 1957 y de nuevo cuando el cosmonauta Yuri Gagarin se convirtió en el primer hombre en el espacio en 1961. El presidente John F. Kennedy comprometió a la nación a llevar un hombre a la Luna y devolverlo sano y salvo a la Tierra «antes de que acabara esta década». Era un objetivo escandalosamente ambicioso, dado que la NASA solo había conseguido lanzar un ser humano al espacio tres semanas antes. «Había que actuar con rapidez, y la forma de hacerlo es eliminar el paso dos del plan de tres pasos», me dijo Hitt. «Resultó que, si te saltas la fase de habitabilidad, funciona: EE UU llegó a la Luna, pero lo hizo de una forma que no sentó las bases para la sostenibilidad a largo plazo del programa».
“Incluso volviendo al programa Mercury, el objetivo siempre fue la Luna. Skylab es la primera vez que el espacio mismo se convirtió en el destino”.
David Hitt, historiador
Seguimos trabajando en ello. Dos años después de la última misión Apolo, la NASA lanzó la primera estación espacial estadounidense, Skylab. Adaptada a partir de la segunda etapa de un cohete lunar Saturno V, era enorme: 99 pies (30 metros) de largo y, con diferencia, la nave espacial más pesada jamás lanzada. Con el tiempo, la NASA lanzaría tres misiones de tres astronautas cada una a la estación, donde realizarían más de cien experimentos.
«De una manera muy real, Skylab fue la primera misión espacial estadounidense», afirma Hitt. «Antes del Skylab, volábamos en misiones a la Luna; incluso desde el programa Mercury, el objetivo fue siempre la Luna. Skylab es la primera vez que el propio espacio se convirtió en el destino». Sus objetivos fueron fundamentales para lo que vendría después. «Lo más importante que nos enseñó el Skylab es que los seres humanos pueden, de hecho, vivir y trabajar durante largos periodos en un entorno espacial. Si nos tomamos en serio la idea de ir a Marte, es posible que pasemos mucho más tiempo en el espacio que en la superficie marciana».
Skylab sigue siendo la única estación espacial construida y lanzada exclusivamente por Estados Unidos. En 1986, la Unión Soviética lanzó el primer módulo de Mir, una estación espacial modular construida como bloques de Lego, segmento a segmento. Dado que la NASA había dejado de utilizar el cohete Saturno V, la agencia adoptó necesariamente el mismo modelo de estación modular y acabó asociándose con Rusia y otros países para construir la EEI. Hoy comparte el cielo con Tiangong, la estación espacial permanente de China, cuyo primer módulo se lanzó en 2021. Ninguna de estas estaciones ha actuado como estación de paso hacia la Luna o Marte según el molde de von Braun; para satisfacer ese requisito, la NASA está desarrollando una futura estación llamada Gateway que pretende orbitar alrededor de la Luna. Su primer módulo podría lanzarse el año que viene.
Aunque nunca se convirtieron en centros de transporte, todas las estaciones espaciales han hecho avanzar la causa fundamental de aprender lo que las largas distancias espaciales hacen al cuerpo humano. (El cosmonauta ruso Valeri Polyakov, que voló en la Mir, ostenta el récord histórico de vuelo espacial continuo, con 437 días). Los investigadores siguen teniendo un conocimiento relativamente escaso de cómo responde el cuerpo al espacio. En la Tierra, tenemos la experiencia colectiva de más de 100.000 millones de seres humanos a lo largo de 300.000 años, y aun así gran parte del cuerpo humano sigue siendo un misterio. ¿Por qué bostezamos? ¿Qué debemos comer? Menos de mil personas en 63 años han viajado al espacio. Estos estudios solo pueden realizarse en estaciones espaciales permanentes.
«Durante el programa de transbordadores, estudiamos los efectos de un vuelo espacial de corta duración —un par de semanas— en el cuerpo humano», me dijo Steven Platts, científico jefe del Programa de Investigación Humana de la NASA. Uno de los problemas era la «intolerancia ortostática», es decir, la incapacidad del cuerpo para regular la presión sanguínea. Afectó a una cuarta parte de los tripulantes que regresaron del espacio. Una vez que la NASA y Rusia lanzaron la EEI y la duración de los vuelos espaciales pasó de semanas a meses, esa cifra se disparó hasta el 80%. «Pasamos mucho tiempo tratando de desentrañar ese mecanismo. Y al final ideamos contramedidas para que ese riesgo se considere cerrado", afirma.
Otros retos son el síndrome neuro-ocular asociado al viaje espacial, que es un cambio en la estructura y función del ojo, algo que los investigadores identificaron hace unos 10 años. «Realmente no lo vimos con el transbordador, pero a medida que empezamos a hacer más y más misiones en la estación, lo vimos», dice Platts. También han detectado pequeños cambios estructurales en el cerebro, pero aún tienen que averiguar qué significan a largo plazo: «Es un riesgo relativamente nuevo que no conocíamos antes de la estación espacial».
En general, dice, la capacidad del cuerpo humano para regular su funcionamiento en el espacio es «asombrosa». Su grupo trabaja en una treintena de riesgos para el ser humano derivados de la exploración espacial, que clasifica en un código de colores. Los problemas verdes están bien controlados. Los riesgos amarillos son de preocupación moderada, y los rojos deben resolverse antes de que las misiones sean posibles. «Ahora mismo, para la órbita terrestre baja no hay rojos. Todo es amarillo y verde. Lo entendemos bastante bien y podemos afrontarlo. Pero a medida que llegamos a la Luna, vemos más amarillo y algo de rojo, y a medida que llegamos a Marte, vemos más rojo todavía", dice Platts. «Hay cosas que ahora mismo sabemos que son un problema, y estamos trabajando duro para intentar resolverlas, ya sea desde el punto de vista de la investigación o de la ingeniería».
Algunos problemas solo podrán estudiarse a medida que nos adentremos más en el espacio: los efectos a largo plazo del polvo de Marte en el cuerpo humano, por ejemplo. Otros, como el desarrollo imprevisto de trastornos psiquiátricos, pueden estudiarse más cerca de casa.
La NASA y otras instituciones están estudiando todo esto en la EEI y tendrán que seguir haciéndolo mucho después de que la estación espacial se retire, una de las razones por las que es imperativo que alguien lance una estación espacial sucesora, y pronto. Para ello, al igual que hizo con SpaceX de 2006 a 2011, la agencia ha sembrado varias empresas con pequeñas inversiones, prometiendo alquilar espacio en las estaciones espaciales emergentes. Y ahora mismo, la que más pronto tiene probabilidades de despegar está siendo dirigida desde una antigua tienda de Fry's Electronics en un centro comercial de Texas (EE UU).
Conocí a Michael Baine, director de tecnología de Axiom Space, en una mañana gris y lluviosa de enero, a la entrada de sus instalaciones de desarrollo de estaciones espaciales en Houston (Texas). Baine empezó su carrera en el Centro Espacial Johnson de la NASA, muy cerca de allí, donde trabajó en todo tipo de proyectos, desde el transbordador espacial y la estación hasta los módulos experimentales de aterrizaje lunar. Más tarde, dejó la agencia para incorporarse a Intuitive Machines como jefe de ingeniería. En febrero, la nave espacial Nova-C de esta empresa, Odysseus, se convirtió en la primera nave espacial estadounidense en aterrizar con éxito en la Luna desde el final del programa Apolo en 1972, convirtiendo a Intuitive Machines en la primera empresa privada en aterrizar con éxito en un objeto celeste más allá de la Tierra. Baine trabaja en Axiom Space desde 2016. El objetivo a largo plazo de la start-up es construir la primera estación espacial comercial privada. Ha organizado y gestionado con éxito tres misiones privadas a la Estación Espacial Internacional, en gran parte para estudiar de primera mano cómo trabajan y viven los humanos en el espacio, de modo que puedan diseñar un producto más fácil de usar.
Axiom no es la única empresa interesada en lanzar estaciones espaciales privadas. Blue Origin anunció en 2021 que, en colaboración con la empresa aeroespacial Sierra Nevada, construiría Orbital Reef, un «parque empresarial de uso mixto» capaz de albergar hasta 10 personas simultáneamente en órbita terrestre baja. En enero, Sierra Nevada sometieron con éxito a pruebas de estrés un artículo de prueba a escala de un tercio de su módulo hábitat, con la intención de poner en órbita una estación en un cohete New Glenn de Blue Origin en 2027. Otras empresas, como Lockheed Martin, han hecho incursiones en el mercado, aunque sus progresos son menos claros.
Axiom planea construir su propia instalación orbital de forma muy diferente, me dijo Baine mientras entrábamos en las instalaciones. Suspendidos de la pared superior, grandes modelos de baja fidelidad de naves espaciales colgaban del techo, incluidos el X-38 (un vehículo experimental de retorno de emergencia para la tripulación de la estación espacial) y el Zvezda, el módulo ruso de la EEI, que hoy está plagado de fracturas por tensión inducidas por la edad y las consiguientes fugas. Los vehículos de la tripulación ya no se acoplan a él.
«Es muy difícil construir una estación espacial completa y autosuficiente y lanzarla de una sola vez», dijo Baine mientras pasábamos por delante de una oficina de cubículos de concepto abierto bajo las maquetas, donde unos 500 hombres y mujeres están diseñando una estación espacial que sustituya a Zvezda y al resto de la EEI. «Lo que se quiere hacer es ensamblarla en el espacio de forma gradual. La forma más fácil de hacerlo es empezar con algo que ya está ahí».
Ese «algo» es la propia Estación Espacial Internacional. En 2026, Baine espera lanzar Axiom Hab One, un módulo cilíndrico con alojamiento para la tripulación y capacidad de producción que se conectará a un puerto abierto de la EEI. Más adelante, Axiom planea lanzar Hab Two, que ampliará los servicios científicos, de habitabilidad y de manufactura. A continuación, espera lanzar unas instalaciones de investigación y fabricación, con una cúpula espaciosa y totalmente acristalada para que los astronautas de Axiom y los visitantes de la estación tengan acceso a una vista completa del planeta Tierra, así como del conjunto de la estación. Por último, la empresa pretende lanzar un «módulo térmico de potencia» con enormes paneles solares, mayores capacidades de soporte vital y capacidad de carga útil.
«Queríamos entregar las llaves del transbordador, de la estación —todo eso— al sector privado».
Lori Garver, exadministradora adjunta de la NASA
Cada nuevo segmento está diseñado para conectarse con el segmento Axiom anterior. No se trata de una aspiración, sino que hay una estricta fecha límite en vigor. A menos que la EEI reciba una nueva oportunidad, todo deberá estar lanzado y ensamblado para 2030. Una vez que la NASA declare oficialmente terminada la misión de la EEI, la estación Axiom se separará de la EEI como una estación espacial propia, integrada y totalmente autosuficiente. Después, el vehículo de desorbitación hará su trabajo y empujará la EEI al océano.
«Para nosotros supone una gran reducción del riesgo poder utilizar la EEI como punto de escala para desarrollar nuestra capacidad elemento a elemento», explica Baine. Ese plan también ofrece una enorme ventaja comercial. Ya existe una sólida base mundial de empresas e investigadores que envían proyectos a la EEI. «Para convencer a esos usuarios de que migren a una solución comercial, resulta más fácil si ya estás en el lugar donde ellos se encuentran», afirma. Todo, desde las interfaces técnicas hasta la forma en que la Estación Axiom gestionará la desgasificación de materiales, será compatible con el hardware existente de la EEI: «Tenemos que cumplir las mismas normas que la NASA».
Mucha gente apuesta a que se pueden hacer fortunas en la LEO y, por eso, el contribuyente estadounidense no va a pagar la Estación Axiom. Aunque la NASA tiene la intención de acabar alquilando espacio en Hab One, y ya ha concedido decenas de millones de dólares para poner en marcha el desarrollo inicial, la estación comercial se está construyendo con cientos de millones de dólares privados. El cultivo de la investigación y la producción comerciales está en marcha, que era el objetivo de la NASA desde el mandato de Dan Goldin como administrador.
«Queríamos entregar las llaves del transbordador, de la estación —todo eso— al sector privado», afirma Lori Garver, ex administradora adjunta de la NASA y autora de Escaping Gravity. «Dan creía que, si podíamos entregar la infraestructura de la órbita terrestre baja, la NASA podría ir más lejos en el espacio, y yo me lo creí de verdad». Garver más tarde sería pionera en el modelo de vuelos espaciales comerciales que llevó a SpaceX y otras empresas a hacerse cargo de los servicios de lanzamiento, ahorrando a la agencia decenas de miles de millones de dólares al tiempo que aceleraba la cadencia de lanzamiento, el mismo modelo que llevó a Axiom a trabajar en la estación espacial.
«Tras el lanzamiento del primer módulo en 1998, anunciamos que el espacio estaba abierto», me dijo Garver. La primera persona que se puso en contacto con nosotros fue Fisk Johnson, de S.C. Johnson & Son. Quería trabajar con la NASA para desarrollar un biorreactor que ayudara a crear nuevos fármacos para enfermedades hepáticas en un entorno de microgravedad. «Trabajé con él durante probablemente tres años en la NASA», dice Garver. «Por desgracia, su misión de vuelo fue el Columbia, y perdimos el experimento en la tragedia».
En las décadas siguientes, la investigación y el desarrollo comerciales aumentarían, con limitaciones. La NASA, Rusia y las demás naciones asociadas no diseñaron la EEI específicamente como una instalación de investigación y fabricación a gran escala, y una de las razones por las que ninguna empresa ha optado por comprar simplemente la estación es que renovarla sería más complejo y caro que construir una nueva estación, como ha decidido hacer Axiom, o alquilar espacio en una sucesora moderna.
Mientras nos acercábamos a una impresionante maqueta a escala real del Hab One, en el extremo más alejado del edificio, le pregunté a Baine si partir de las soluciones técnicas ya desarrolladas por la NASA —el funcionamiento de los sistemas medioambientales, por ejemplo— hace la Estación Axiom más fácil desde el punto de vista de la ingeniería.
«Podría pensarse que sí», responde, «pero se trata de normas muy exigentes, que requieren mucha atención al detalle». Las voluminosas pruebas y análisis para demostrar que se cumplen los requisitos necesarios para interactuar con la EEI generan mucho trabajo, «pero al final se obtiene una estructura o un componente extremadamente fiable. Las probabilidades de que un fallo pueda resultar en una pérdida de tripulación son muy, muy remotas».
Solo al ver la maqueta me di cuenta de la inmensidad de la nave espacial. Mide 15 pies (4,6 metros) en su parte más ancha y 36 pies (unos 11 metros) de largo. Una vez acoplada a la EEI, Hab One, que en la Tierra pesa 30 toneladas y puede albergar a cuatro astronautas, será el elemento más largo de la estación.
«Es un problema de nave espacial en una botella. Básicamente tienes que introducir todos tus sistemas a través de una escotilla de 50 pulgadas».
Michael Baine, director de tecnología de Axiom Space
Aquí, en el Centro de Desarrollo de la Estación Espacial, toda la maqueta está hecha de madera mecanizada por CNC. Pero el módulo está mucho más avanzado de lo que parece indicar la existencia de una «fase de maqueta». Su recipiente a presión (es decir, su cubierta principal, que contiene aire y mantiene un entorno de presión similar al de la Tierra en el vacío del espacio) y sus escotillas están prácticamente terminadas y pronto serán enviadas desde Italia por el mismo contratista que construyó muchos módulos de la EEI. Baine me guio a través de una instalación dividida donde la aviónica, la propulsión, los sistemas de soporte vital, las comunicaciones y otros subsistemas de la Estación Axiom se encuentran en fase avanzada de desarrollo. En consonancia con el antiguo edificio de Fry's Electronics en el que nos encontrábamos, había un elemento casero en los sistemas, muchos de los cuales estaban esparcidos por las mesas: una elaborada red de cables, tubos, placas de circuitos y chips. La estación funcionará con Linux.
Axiom construyó la maqueta para resolver un reto casi cómicamente fundamental al que se enfrenta cualquier proyecto de este tipo: convertir el armazón a presión y la miríada de subsistemas y componentes en un vehículo espacial seguro para el ser humano. No basta con agujerear la cubierta de presión, como tampoco se puede agujerear un globo y esperar que mantenga su forma. Axiom debe construir el módulo dentro y alrededor de él. «Es un problema de nave espacial en una botella», explica Baine. «Básicamente tienes que introducir todos tus sistemas a través de una escotilla de 50 pulgadas (127 centímetros) e integrarlos en el elemento». Para él, se trata de uno de los problemas más difíciles del sector, porque no se trata solo de ensamblar sistemas dentro de una carcasa a presión en Houston, sino también de hacer que la estación sea fácil de usar para su mantenimiento en órbita, en caso de que surja algún problema técnico.
En la actualidad, el turismo y la investigación son probablemente los usos más conocidos de los vuelos espaciales privados. Pero Axiom tiene otras funciones en mente para la estación, incluida la de servir de destino para países que aún no se han implicado en el envío de seres humanos al espacio. El año pasado, la empresa anunció el Programa de Acceso Espacial Axiom, que Tejpaul Bhatia, director de ingresos de la empresa, describió como un «programa espacial en una caja» para países de todo el mundo. Axiom afirma que el programa está evolucionando, pero que es una vía para la participación en el espacio. Azerbaiyán fue el primer país en adherirse.
Pero una de las perspectivas comerciales más prometedoras para el futuro inmediato es la manufactura. La órbita terrestre baja es un entorno especialmente bueno para fabricar cosas en tres ámbitos: productos farmacéuticos, metalurgia y óptica. La microgravedad elimina una serie de fenómenos físicos que pueden interferir en los pasos sensibles de los procesos de fabricación, lo que permite obtener propiedades y estructuras de materiales más consistentes. Axiom y Blue Origin apuestan por estaciones espaciales modernas construidas a partir de los conocimientos adquiridos durante décadas de experimentación en la EEI (pero liberadas de su tecnología de los años ochenta y noventa).
Como parte de su impulso para animar a las empresas a desarrollar sus propias estaciones espaciales, la NASA se ha comprometido a alquilar espacio en aquellas que cumplan los estrictos requisitos de la agencia en materia de vuelos espaciales tripulados. Al igual que en un gran centro comercial, un «inquilino ancla» puede ofrecer estabilidad financiera y atraer a más inquilinos. Para contribuir a ello, un laboratorio nacional estadounidense con sede en Melbourne (Florida) financia y apoya específicamente a empresas no aeroespaciales que podrían beneficiarse de la investigación en microgravedad.
La biomedicina, en particular, ha dado quizá los mejores resultados con el impacto a más corto plazo, como mejor representa LambdaVision, una empresa creada en 2009 por los biólogos moleculares Nicole Wagner y Robert Birge. Lo que la convierte en el atisbo más convincente de la promesa de la LEO es que LambdaVision no se fundó como empresa aeroespacial. Más bien, Wagner y Birge estaban construyendo una empresa tradicional, basada en la Tierra, sobre su investigación de una proteína llamada bacteriorodopsina (BR) y su potencial para restaurar la función neuronal. La BR es una «bomba de protones», que es justo como suena. Bombea protones de un lado a otro de la célula.
Se centraron en los problemas de la retinosis pigmentaria y la degeneración macular. En un ojo sano, las células fotorreceptoras —bastones y conos— captan la luz y la convierten en una señal que va a las células bipolares y ganglionares, y luego al nervio óptico. En ambas enfermedades, los bastones y los conos empiezan a morir y, una vez que desaparecen, no hay nada que capte la luz y la convierta en una señal que pueda enviarse al cerebro. La retinosis pigmentaria, que afecta a 1,5 millones de personas en todo el mundo, empieza afectando a la visión periférica y va avanzando hacia el interior, provocando una grave visión en túnel antes de causar ceguera total. La degeneración macular funciona a la inversa: primero afecta a la visión central y luego se extiende hacia el exterior. La padecen unos 30 millones de personas en todo el mundo. Existen tratamientos para ambas enfermedades, pero incluso los mejores solo pueden ralentizar su progresión. Al final, la ceguera gana, y una vez que lo hace, no hay tratamiento.
Wagner, Birge y su equipo de LambdaVision tuvieron una idea que podría ayudar: un implante sencillo y flexible, del tamaño de un círculo perforado con una perforadora y del grosor de un trozo de cartulina, que podría sustituir a las células fotosensibles dañadas y devolver la visión completa. En principio, los médicos podrían instalar el parche en la parte posterior del ojo, del mismo modo que tratan los desprendimientos de retina, por lo que ni siquiera requeriría formación especializada.
El problema era fabricar esta retina artificial. El implante requiere el uso de un andamio —esencialmente un tupido material poroso similar a la gasa— y la unión de un polímero a él. Encima, los investigadores empiezan a aplicar capas alternas de proteína BR y polímeros. Con un número suficiente de capas, la proteína puede absorber suficiente luz y bombear protones —en concreto, iones de hidrógeno— hacia las células bipolares y ganglionares, que se encargan a partir de ahí de restaurar la visión en alta definición.
Para aplicar varias capas, los científicos hacen flotar el andamio sobre una solución en varios vasos de precipitado, pasando de uno a otro y repitiendo el proceso. El problema es que las soluciones fluidas nunca son perfectas —las cosas flotan, se hunden, se asientan, forman sedimentos, se evaporan, hay convección, variaciones de tensión superficial— y cada variación e imperfección puede dar lugar a una capa defectuosa.
Nicole Wagner es cofundadora de LambdaVision, una start-up de biotecnología que está trabajando en la fabricación de retinas artificiales en órbita terrestre baja. Foto: JULIE BIDWELL
Si un implante requiere 200 capas, una imperfección en la capa 50 se agrava enormemente al final. El proceso es sencillamente ineficaz y está plagado de deposición irregular de proteínas. Los primeros ensayos revelaron que este problema afectaba negativamente al rendimiento de la retina artificial.
Era el tipo de problema que LambdaVision esperaba resolver en el marco de MassChallenge, un programa de incubación de empresas de Boston (Massachusetts, EE UU). Wagner estaba trabajando en el espacio de coworking de la aceleradora de negocios un día de 2017. Tenía un aire «a Google», le pareció, con una oficina de concepto abierto y gente inteligente por todas partes, y estaba en la mesa que le habían asignado cuando alguien se acercó para decir que el Laboratorio Nacional de la Estación Espacial Internacional iba a celebrar un almuerzo de presentación al final del pasillo, y que había pizza gratis.
Por qué no, pensó Wagner. Estaría muy bien oír a gente de la NASA hablar de la Luna y Marte. Pero cuando llegó allí, resultó que no se trataba de ese tipo de presentación. En su lugar, representantes de CASIS —el Centro para el Avance de la Ciencia en el Espacio (por sus siglas en inglés), una organización sin ánimo de lucro que gestiona el Laboratorio Nacional de la EEI— dieron una charla sobre cómo utilizan la microgravedad para ayudar a los habitantes de la Tierra.
El segmento estadounidense de la Estación Espacial Internacional, al igual que Los Álamos, Oak Ridge y Brookhaven, es un laboratorio nacional dedicado a la investigación científica y tecnológica. La oficina sencillamente tiene mejores vistas. Aproximadamente la mitad de la ciencia que se lleva a cabo en el segmento estadounidense es gestionada por el Laboratorio Nacional de la EEI en Florida, mientras que el resto es supervisado por la NASA. Esta división de recursos permite una amplia gama de investigaciones científicas en la estación. Mientras que la investigación de la NASA se centra normalmente en la exploración, la tecnología espacial y la ciencia fundamental para apoyar futuras misiones al espacio profundo, el Laboratorio Nacional de la EEI pretende desarrollar una economía sostenible en órbita terrestre baja, abarcando campos como la ciencia de materiales, la biología, la investigación farmacéutica y el desarrollo tecnológico.
«Nunca había imaginado hacer nada en el espacio, no sabía cómo llegar ni cómo funcionaba. Antes de ese momento, todo sonaba a ciencia ficción».
Nicole Wagner, cofundadora de LambdaVision
Las investigaciones que se llevan a cabo en la estación se relacionan con la metalurgia y la fibra óptica. Aleaciones como el nitinol (níquel-titanio) pueden soportar enormes oscilaciones de temperatura y son superelásticas, con un potencial extraordinario para dispositivos médicos, aeroespaciales y robóticos. Piensa en músculos artificiales. El problema es que el nitinol es muy difícil de fabricar en la Tierra porque los materiales se sedimentan y el calor puede distribuirse de forma desigual durante la fabricación, lo que da lugar a un producto poco fiable. Los mismos inconvenientes degradan la calidad de la fibra óptica fabricada en la Tierra.
La solución a ambos problemas es ir al espacio: en microgravedad, el calor se distribuye más uniformemente y no se produce sedimentación. La cristalización, el proceso de formación y crecimiento de cristales, es consistente a través de largas distancias con una degradación mínima (lo que significa señales de fibra óptica prístinas incluso a medida que se extiende a través de vastos tramos). En términos más generales, la cristalografía espacial tiene aplicaciones en casi todos los campos de la electrónica y la biomedicina.
Según ha podido saber Wagner, los investigadores han encontrado en la estación espacial beneficios inmediatos en todos los campos, desde el desarrollo de vacunas más eficaces (la gravedad en la Tierra perjudica la interacción de antígenos y adyuvantes) hasta formulaciones de fármacos de mayor calidad y suspensiones de nanopartículas. Uno de estos fármacos, fabricado por Taiho Pharmaceutical, se utiliza para tratar la distrofia muscular y ha alcanzado la fase final de los ensayos.
«En aquel momento hablaban de cosas como la bioimpresión en órbita y de las futuras misiones que estaban planeando», me dijo Wagner. «Inmediatamente me di cuenta de que podíamos hacerlo, aprovechar la microgravedad para fabricar una retina artificial. Nunca había imaginado hacer nada en el espacio, no sabía cómo llegar allí ni cómo funcionaba. Antes de ese momento, todo sonaba a ciencia ficción».
Tras la reunión, llamó inmediatamente a su equipo. «Hay un premio que creo que podemos ganar», dijo. Se trataba del Premio CASIS-Boeing de Tecnología en el Espacio, que financia investigaciones que podrían beneficiarse del acceso a estaciones espaciales. «Vamos a hacerlo».
Su equipo se mostró escéptico de inmediato. En realidad, ella también tenía sus dudas. Dirigía una pequeña start-up. ¿Cómo iban a construir un pequeño laboratorio científico automatizado, colocarlo en la Estación Espacial Internacional y comunicarse con ella desde tierra? Buscó en Internet y escribió «comunicación raspberry pi con estación espacial». Y pensó: ¿En qué me estoy metiendo?
«Era mi visión superingenua de lo que era el espacio en aquel momento», me dijo. Pronto se dio cuenta de que el término adecuado para describir su empresa era «adyacente al espacio»: un negocio que no pertenece específicamente a la industria aeroespacial pero que podría beneficiarse —incluso funcionar mejor— saliendo del planeta Tierra.
Se sintió aliviada cuando descubrió que LambdaVision no tenía que desarrollar su propia infraestructura espacial y de control de misiones. Ya existía, y había empresas asociadas especializadas en negocios relacionados con el espacio. Su empresa se asoció con Space Tango, que se dedica a crear productos sanitarios y tecnológicos de base en el espacio, para desarrollar su hardware. Consiguieron condensar su sistema abierto de vasos de precipitado en un experimento automatizado del tamaño de una caja de zapatos. Y tenía razón en una cosa: ganaron el premio.
El equipo voló en su primera misión a finales de 2018, y mostró resultados prometedores. En los años transcurridos desde entonces, la empresa ha conseguido financiación adicional y ha volado un total de nueve veces a la EEI, la última de ellas el 30 de enero. Con cada misión, han mejorado gradualmente su hardware de fabricación, la automatización del sistema y las imágenes, y los procesos orbitales. «Estamos viendo películas con un recubrimiento mucho más uniforme en microgravedad y superando otros retos que vemos en un entorno gravitatorio», afirma Wagner. «Hay muchos menos residuos».
El sistema funciona de forma autónoma, sin necesidad de intervención de los astronautas. Básicamente, el equipo lo monta en una pequeña caja, los astronautas lo enchufan a la corriente en la EEI y, cuando ha fabricado las láminas de retinas artificiales, un astronauta lo desenchufa y lo envía de vuelta a la Tierra.
«Al principio, solo queríamos demostrar que es factible hacer esto en el espacio», dice Wagner. «Ahora no nos preocupamos de eso, sino de ampliar el sistema. Para nuestros primeros ensayos clínicos no necesitamos millones de retinas artificiales. Para empezar, necesitamos cientos, quizá miles. Y eso nos da tiempo para determinar cómo vamos a ampliarlo a medida que pasemos de la EEI —una estación espacial pública— a estaciones espaciales privadas y comerciales en órbita terrestre baja».
Hasta la fecha, LambdaVision ha realizado estudios con pequeños animales en ratas y ha avanzado a estudios con grandes animales en cerdos, instalando con éxito los implantes y demostrando su tolerabilidad. La empresa continúa el desarrollo preclínico para respaldar los ensayos clínicos, por ejemplo, para comprobar la eficacia y la seguridad de las retinas artificiales, con el objetivo de comenzar los ensayos en humanos a principios de 2027.
«Cuando pienso en hacerlo en el espacio y hablo de costes y eficiencia, no lo veo de forma diferente a si alguien dijera: “Voy a hacerlo en China” o “Voy a hacerlo en California”», afirma Wagner. «En realidad, una estación espacial está más cerca. Está a sólo 250 millas (unos 400 kilómetros) en el cielo, frente a las 3.000 millas (en torno a 4.828 kilómetros) de California».
Si LambdaVision tiene éxito, eso por sí solo prácticamente justificaría el voto emitido por John Lewis hace 31 años. Es difícil pensar en un logro más profundo que curar la ceguera de millones de personas. Pero incluso más que conseguir resultados tan radicales que cambien vidas, uno de los logros más significativos de la EEI podría ser demostrar que tales resultados pueden conseguirse en primer lugar.
Hasta ahora no se ha comercializado ningún medicamento importante nacido en la estación espacial. Ninguna tecnología de producción masiva ha surgido aún de la órbita terrestre baja. La investigación ha sido iterativa, y la fabricación en el espacio sigue en sus primeras fases. Pero según Ariel Ekblaw, directora general del Instituto Aurelia, un centro de investigación espacial sin ánimo de lucro dedicado a trabajar en infraestructuras de «ruta crítica» para arquitecturas espaciales, el trabajo de base de la NASA para la EEI ha hecho posible una próxima generación de trabajos más centrados en el producto.
«Tal vez Dan Goldin se adelantó a su tiempo al pensar que este tipo de trabajo se iba a realizar en el lapso de la primera estación espacial internacional verdaderamente a gran escala de la humanidad», me dijo, «y lo que vemos ahora no es solo ciencia básica, sino entidades como empresas de biotecnología que toman realmente lo que hemos aprendido de la NASA y del Laboratorio Nacional en los últimos más de 20 años, y prevén poner en el espacio productos producidos en serie o infraestructuras producidas en serie.»
Si el traspaso de la órbita baja de la Tierra de la NASA a las operaciones comerciales tiene éxito, sería una visión prometedora del futuro de la economía lunar. Allí, al igual que en la LEO, la NASA está construyendo metódicamente infraestructuras y resolviendo problemas fundamentales de la exploración. La estación Gateway en órbita lunar —un proyecto internacional liderado por la NASA— está en pleno desarrollo, con el módulo HALO (Habitation and Logistics Outpost, Puesto Habitacional y Logístico) listo para su lanzamiento el año que viene. Esta estación será el «segundo paso» de una estrategia lunar sostenible que se eliminó del programa Apolo hace 60 años. A partir de ahí, la NASA espera cultivar una presencia en la superficie lunar.
Si el modelo LEO se mantiene, la agencia podría algún día transferir las operaciones de la base lunar al sector privado y pasar a Marte. Se podría ganar mucho dinero simplemente recogiendo agua en la Luna, por no hablar de las tierras raras que también se prestan a la manufactura.
Uno de los mayores obstáculos al progreso espacial ha sido, irónicamente, el espacio. «Ahora mismo, en un buen día, solo caben once personas en órbita en la EEI y Tiangong», dice Ekblaw. La era de las estaciones espaciales privadas va a ser fundamentalmente transformadora, aunque solo sea porque habrá más espacio para investigadores dedicados».
El objetivo de Axiom es duplicar su infraestructura espacial cada cinco años. Esto significa duplicar el número de personas en órbita, el número de cargas útiles alojadas y el nivel de producción que son capaces de realizar.
«Dentro de dos o tres años, podría enviar a un estudiante de posgrado al espacio con Axiom», afirma Ekblaw. «Requiere una recaudación de fondos un poco creativa, pero creo que está abriendo un abanico de posibilidades». En el pasado, explica, un investigador de doctorado tendría la increíble suerte de que su investigación volara como parte de una única misión de vuelo. Hoy, sin embargo, los investigadores, incluso en un programa de maestría, pueden hacer volar sus experimentos repetidamente gracias a las mayores oportunidades que ofrecen los vuelos espaciales comerciales. En el futuro, en lugar de depender de los astronautas de carrera de la NASA —que tienen innumerables responsabilidades en órbita y pasan una buena cantidad de tiempo como conejillos de indias ellos mismos— los científicos podrían subir personalmente para dirigir sus propios proyectos de investigación en mayor profundidad.
«Y eso», dice, «es un futuro que está muy, muy cerca».
David W. Brown es un escritor afincado en Nueva Orleans (Luisiana, EE UU). Su próximo libro, 'The Outside Cats', trata sobre un equipo de exploradores polares y su expedición con ellos a la Antártida. Será publicado por Mariner Books.
http://www.technologyreview.es/s/16330/el-sector-privado-se-prepara-para-tomar-el-relevo-de-la-estacion-espacial-internacional