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Previniendo Vehículos Espaciales "Enfermos"
Donde hay astronautas, hay microbios. Estos últimos pueden provocar enfermedades tanto para los astronautas como para sus naves. Por ello, la NASA trabaja en el desarrollo de un laboratorio microbiológico portátil. Imagine lo siguiente: usted es uno de varios astronautas en su viaje de vuelta a casa después de una misión de tres años a Marte. A mitad del camino de regreso del Planeta Rojo, su vehículo espacial comienza a sufrir interrupciones eléctricas intermitentes. Entonces usted quita un panel de servicio, que rara vez se utiliza, para revisar algunos cables. Ante sus ojos incrédulos, flotando en medio del aire, en la microgravedad, cerca de los cables, hay un glóbulo de agua sucia, tembloroso y brillante, más grande que una uva. Y, además, en los cables conectores hay inconfundibles motas de moho. Eso es lo que sucedió en la estación espacial rusa Mir. Cuando Mir fue lanzada en 1986, "estaba tan limpia como la Estación Espacial Internacional (EEI) en su lanzamiento", cuenta C. Mark Ott, un científico especialista en salud del Centro Espacial Johnson, en Houston, Texas. Y los cosmonautas a bordo de la estación Mir (al igual que los astronautas de Estados Unidos y de otros países a bordo de la EEI) siguieron una rutina de limpieza de las superficies de la estación espacial para prevenir el crecimiento de bacterias y de moho que pudieran poner en peligro la salud humana. Pero dondequiera que los humanos se aventuren, los microorganismos los siguen --y, si las condiciones son propicias, se sienten como en casa, gracias a usted. A finales de la década de 1990, la NASA se unió al programa espacial ruso destinado a evaluar la actividad microbiana a bordo de la estación espacial Mir. Para planear misiones de larga duración, los investigadores querían conocer los tipos de organismos que pueden crecer en un vehículo espacial habitado por periodos prolongados, durante los cuales el aire y el agua se reciclan. Ellos estaban especialmente interesados en esto porque muchas veces durante sus 15 años en órbita a baja altura alrededor de la Tierra la estación Mir había tenido la desgracia de sufrir varios cortes de energía eléctrica, de tal manera que la temperatura y la humedad subían muy por encima de los niveles normales y la circulación del aire era inadecuada hasta que se reestablecía la electricidad. En 1998, astronautas de Estados Unidos que participaron en las visitas NASA 6 y NASA 7 a la estación espacial Mir recolectaron muestras del medio ambiente (del aire y de las superficies) en el centro de control, el área de comedor, los dormitorios, las instalaciones de higiene, el equipo de ejercicio y los instrumentos científicos. Imagine su sorpresa cuando abrieron un panel de servicio, que rara vez se utilizaba, en el modulo Kvant-2 de la estación Mir y descubrieron una gran masa de agua que flotaba libremente. "De acuerdo con los informes sobre lo que presenciaron los astronautas, el glóbulo era casi del tamaño de una pelota de básketbol", dijo Ott. Abajo: Este ácaro del polvo fue hallado en un glóbulo de agua a bordo de la estación espacial Mir. Otros microorganismos recolectados incluyen protozoos y amebas.
Asimismo, la masa de agua era una de muchas escondidas detrás de diferentes paneles. Posteriormente, científicos arribaron a la conclusión de que el agua se había condensado a partir de la humedad acumulada con el tiempo a medida que pequeñas gotas de agua se iban uniendo en la microgravedad. El patrón de corrientes de aire en la estación espacial Mir llevó la humedad del aire principalmente hacia la parte trasera del panel, donde no se podía escapar o evaporar con facilidad. El agua tampoco estaba limpia: dos muestras tenían un tinte café y una tercera tenía un color blanco turbio. Detrás de los paneles, la temperatura era cálida --28�C (82�F)-- exactamente la temperatura que se requiere para que crezca todo tipo de microcriaturas. De hecho, las muestras de los glóbulos, que fueron recogidas mediante jeringas y enviadas nuevamente a la Tierra para su análisis, contenían diversas docenas de especies de bacterias y hongos, además de algunos protozoos, ácaros del polvo y, posiblemente, espiroquetas. Pero espere, todavía hay más. A bordo de la estación espacial Mir, se hallaron colonias de organismos que crecían en "las uniones de goma alrededor de las ventanas, en los componentes de los trajes espaciales, en los aislantes de cables y en las tuberías, en los aislantes de cables de cobre y en los dispositivos de comunicaciones", dijo Andrew Steele, un científico de alto rango del Instituto Carnegie, de Washington, quien trabaja con otros investigadores en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales. Abajo: Hongos en la EEI. Crecen en un panel donde se colgaron algunas prendas destinadas a hacer ejercicio para que se secaran. "Este es un buen ejemplo de cómo la contaminación biológica no es un problema antiguo o específico de la estación espacial Mir", destaca Mark Ott.
En pocas palabras, los gérmenes pueden ser tan perjudiciales para la salud del vehículo espacial como para la salud de la tripulación. Esa es una de las razones por la cual el centro Marshall está desarrollando un mini-laboratorio que se conoce por la sigla LOCAD-PTS, y refiere al nombre del proyecto en idioma inglés: Lab-On-a-Chip Applications Development � Portable Test System (Sistema Portátil de Prueba y Desarrollo de Aplicaciones de Laboratorio en un Microprocesador). LOCAD-PST es un dispositivo manual que puede diagnosticar la presencia de bacterias y hongos en la superficie de un vehículo espacial en minutos, mucho más rápidamente que los métodos estándar de cultivo, que pueden requerir varios días y para los cuales puede ser necesario regresar a la Tierra para efectuar análisis posteriores. "El instrumento LOCAD-PST es un excelente ejemplo del tipo de dispositivo que los astronautas necesitarán para gozar de autonomía en un hábitat lunar o en una misión prolongada a Marte", explicó Steele. "Las tripulaciones deben ser capaces de realizar evaluaciones por sí mismas. Puede suceder que no tengan la posibilidad de traer de regreso las muestras a la Tierra". Si bien ninguna falla eléctrica o mecánica en la estación espacial Mir estuvo específicamente ligada a la biodegradación, "no es un riesgo que nos agradaría correr en el camino hacia Marte".
Una versión inicial del instrumento LOCAD-PST, por medio del cual se pueden realizar pruebas para detectar la presencia de una de las mayores categorías de bacterias (llamada bacteria Gram negativa y que representa aproximadamente la mitad de todas las especies de bacterias), está siendo probada en la actualidad a bordo de la EEI. Nuevos cartuchos para esta unidad, cuyo envío hacia la EEI está programado para principios de 2008, serán capaces de probar prácticamente todas las principales categorías de bacterias (Gram negativas así como Gram positivas) y también hongos. Mientras tanto, este otoño boreal (2007), en el Ártico, Steele pondrá a prueba una versión todavía más avanzada, la cual puede percibir la presencia de 130 microorganismos específicos, y no sólo las categorías más amplias. El plan maestro es desarrollar un dispositivo portátil que pueda identificar miles de microorganismos de manera individual. "Los diferentes conjuntos de pruebas efectuadas en el LOCAD-PST pueden ser adaptados para revisar temas especificos", dijo Steele. "Por ejemplo, un conjunto de pruebas puede buscar los genes y compuestos químicos asociados con la biodegradación de la estructura del vehículo espacial, mientras que otro conjunto de pruebas puede buscar agentes patógenos humanos, o tratar de detectar vida en Marte". Al obtener los resultados de las pruebas en minutos, los astronautas entonces sabrán qué compuesto limpiador funcionará mejor para prevenir que un vehículo espacial o un hábitat "se enferme".
Autora: Trudy E. Bell AAG |
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Además de ser algo poco atractivo o de ser un problema para la salud humana, los microorganismos pueden atacar la estructura del vehículo espacial. "Los microorganismos pueden degradar el acero al carbono e incluso el acero inoxidable", continuó Steele. "En esquinas donde dos materiales diferentes se unen, pueden iniciar un circuito galvánico (eléctrico) y causar corrosión. Asimismo, pueden producir ácidos que agujereen el metal, ataquen el vidrio y produzcan fragilidad en la goma. También pueden contaminar el aire y los filtros de agua".
Derecha: El Instrumento LOCAD-PST, un laboratorio biológico portátil.