La cinta de correr con sistema de estabilización de aislamiento de vibraciones , comúnmente abreviada como TVIS , es una cinta de correr para usar a bordo de la Estación Espacial Internacional y está diseñada para permitir que los astronautas corran sin vibraciones en delicados experimentos científicos de microgravedad en laboratorios adyacentes. Las cintas de correr de la Estación Espacial Internacional, que no necesariamente se describen aquí, han incluido la cinta de correr original, la TVIS original, la БД-2, la cinta de correr de resistencia externa con carga operativa combinada ( COLBERT ) y la cinta de correr 2 (abreviada como T2 ). Algunas comparten un nombre, algunas un diseño, algunas una función, algunas usan diferentes sistemas de supresión de vibraciones (pasivos), algunas no están claras en qué se diferencian.
El nombre de la cinta de correr (COLBERT) surgió debido a un concurso de nombres que la NASA organizó para lo que se convirtió en el módulo Tranquility . El comediante y personalidad de la televisión Stephen Colbert utilizó su programa The Colbert Report para alentar a sus espectadores a escribir votos para usar "Colbert" durante el concurso. Después de que se anunciaran los resultados del concurso, la NASA decidió usar el nombre de Colbert para la nueva cinta de correr en lugar de nombrar al módulo Tranquility en su honor. [1]
Tras la aparición de estaciones espaciales que pueden ser habitadas durante largos periodos de tiempo, se ha demostrado que la exposición a la ingravidez tiene algunos efectos nocivos para la salud humana. Los seres humanos están bien adaptados a las condiciones físicas de la superficie de la Tierra. En respuesta a un periodo prolongado de ingravidez, varios sistemas fisiológicos comienzan a cambiar y a atrofiarse. Aunque estos cambios suelen ser temporales, pueden derivar en problemas de salud a largo plazo.
El problema más común que experimentan los humanos en las horas iniciales de ingravidez se conoce como síndrome de adaptación espacial o SAS, comúnmente llamado mareo espacial. Los síntomas del SAS incluyen náuseas y vómitos , vértigo , dolores de cabeza , letargo y malestar general. El primer caso de SAS fue reportado por el cosmonauta Gherman Titov en 1961. Desde entonces, aproximadamente entre el 45% [ cita requerida ] y el 75% de todas las personas que han volado en el espacio han sufrido esta condición. [2] La duración del mareo espacial varía, pero en ningún caso ha durado más de 72 horas, después de las cuales el cuerpo se adapta al nuevo entorno.
Los efectos adversos más importantes de la ingravidez a largo plazo son la atrofia muscular y el deterioro del esqueleto , o la osteopenia de los vuelos espaciales . Estos efectos se pueden minimizar mediante un régimen de ejercicio. Otros efectos importantes incluyen la redistribución de líquidos, una ralentización del sistema cardiovascular , una disminución de la producción de glóbulos rojos , trastornos del equilibrio y un debilitamiento del sistema inmunológico . Los síntomas menores incluyen pérdida de masa corporal, congestión nasal, alteración del sueño, exceso de flatulencia e hinchazón de la cara. Estos efectos comienzan a revertirse rápidamente al regresar a la Tierra.
Para evitar algunos de los efectos asociados con la ingravidez, una cinta de correr con aislamiento de vibraciones y estabilización diseñada para la Estación Espacial Internacional (ISS) se evaluó por primera vez durante el STS-81 . Tres miembros de la tripulación corrieron y caminaron sobre el dispositivo, que flota libremente en la microgravedad experimentada durante la órbita. Durante la mayor parte de las más de 2 horas de locomoción estudiadas, la cinta de correr funcionó bien y la vibración transmitida al vehículo estuvo dentro de los límites de asignación de microgravedad que se definen para la ISS . Los refinamientos de la cinta de correr y el sistema de arnés, que finalmente llevaron al desarrollo del modelo COLBERT, se estudiaron después de este primer vuelo. Un objetivo del diseño de la cinta de correr es ofrecer la posibilidad de generar cargas similares a 1 g en las extremidades inferiores, al mismo tiempo que se preserva el entorno de microgravedad de la ISS para la seguridad estructural y las condiciones experimentales libres de vibraciones. [3]
Las cintas de correr están pensadas para ayudar a los astronautas a mantenerse en forma, combatiendo la pérdida ósea ( osteopenia espacial ) y el deterioro muscular que de otro modo se produce con los viajes espaciales. Los astronautas utilizan cuerdas elásticas para sujetarse a la cinta de correr con el fin de permanecer en contacto con el equipo mientras están en microgravedad . [4] Los investigadores creen que el ejercicio es una buena contramedida para la pérdida de densidad ósea y muscular que se produce cuando los seres humanos viven durante mucho tiempo sin gravedad. [5]
La cinta de correr original con estabilizador de aislamiento de vibraciones (TVIS) que estaba empotrada en el piso del módulo de servicio Zvezda se desmanteló en junio de 2013, se desechó en el Progress ruso (50P) en julio de 2013 y se reemplazó por el БД-2 ruso.
Los ingenieros de vuelo de la Expedición 20, Michael Barratt y Koichi Wakata, han realizado una revisión completa de esa cinta para prolongar su vida útil. Ambas cintas seguirán utilizándose, lo que prácticamente duplicará la disponibilidad de estos dispositivos de entrenamiento fundamentales para las tripulaciones de la estación espacial.
La cinta de correr con sistema de estabilización y aislamiento de vibraciones (TVIS) también necesitó reparación en 2002, durante la Expedición 5, mientras la STS-112 se encontraba atracada. Valery Korzun pasó un día entero realizando tareas de mantenimiento en la unidad. [6]
En septiembre de 2010, [7] a los 10 meses de su puesta en servicio, se descubrió un fallo de diseño en el sistema de energía de COLBERT . En octubre, se requirió una inspección de funcionamiento de varios días para sacar a COLBERT de su bastidor y reemplazar los componentes de energía clave.
A principios de 2009, la NASA realizó una encuesta en línea para nombrar lo que se convertiría en el módulo Tranquility . En el episodio del 3 de marzo de 2009 de The Colbert Report , el presentador Stephen Colbert instruyó a sus espectadores para que sugirieran "Colbert" como el nombre para el Nodo 3 en la encuesta en línea. [8] El 23 de marzo de 2009, se anunció que "Colbert" había obtenido la mayor cantidad de votos, pero la NASA no se comprometió de inmediato a usar el nombre.
El congresista Chaka Fattah se había comprometido a utilizar el poder del Congreso para garantizar que se respete el voto democrático en el espacio exterior, así como en el planeta Tierra, en respuesta a la posibilidad de que la NASA anulara la votación. [9] En el episodio del 14 de abril de 2009 de The Colbert Report , la astronauta Sunita Williams apareció en el programa para anunciar que la NASA decidió nombrar al nodo 3 "Tranquility", la octava respuesta más popular en el censo, y anunció que nombrarían una nueva cinta de correr en la estación en honor al comediante: Combined Operational Load-Bearing External Resistance Treadmill (COLBERT). Colbert fue invitado a Houston para probar la cinta de correr, y más tarde a Florida para su lanzamiento. [10] La cinta de correr fue llevada a la ISS en agosto de 2009, a bordo del STS-128 [11] y se instaló en el módulo Tranquility después de que el nodo llegara a la estación en febrero de 2010. [12]
La NASA se burló de sí misma en un comunicado de prensa humorístico incluido en el informe del paquete de ejecución del día 6 del vuelo STS-128, en el que se afirmaba que Jon Stewart exigía que se le honrara de manera similar, pero rechazó la oferta de la agencia de llamar al procesador de orina de la ISS "Acumulador/reciclador de desechos ambientales para inodoros espaciales" (STEWART, por sus siglas en inglés). [13]
Los ingenieros de la NASA comenzaron el desarrollo con un diseño de cinta de correr médica de Woodway que está disponible para cualquier persona en la Tierra, y le pidieron a Woodway que niquelara las piezas y realizara algunas otras modificaciones, pero es fundamentalmente el mismo dispositivo para correr en el mismo lugar que el modelo disponible comercialmente. Las estructuras que sostienen la cinta de correr se han adaptado para su uso en el espacio. Sin gravedad para mantener al corredor a la superficie de la cinta de correr, los diseñadores agregaron correas elásticas que se ajustan alrededor de los hombros y la cintura para evitar que el corredor se dispare por toda la estación espacial con el primer paso duro. Los diseñadores también tuvieron que idear una forma de evitar que la cinta de correr sacudiera toda la estación con cada paso. Evitar las vibraciones es relativamente fácil de hacer en la Tierra, pero la estación está flotando al igual que los astronautas, y quiere reaccionar ante cualquier movimiento que se realice en su interior. Incluso las acciones pequeñas pueden sacudir los delicados experimentos de microgravedad que se llevan a cabo dentro de los laboratorios de la estación. Desarrollar un sistema para detener las vibraciones fue el mayor desafío, dijo Wiederhoeft. [14]
La primera cinta de correr de la estación, que fue llevada a la Estación Espacial a bordo del STS-98 , [15] dependía de un sistema motorizado de giroscopios y mecanismos para reducir las vibraciones. El sistema de aislamiento de vibraciones de COLBERT fue diseñado para funcionar sin energía y también para ser más confiable que su predecesor. COLBERT se apoyará en resortes que están enganchados a amortiguadores, que luego están conectados a un bastidor de tamaño estándar que ha sido ampliamente reforzado para soportar la energía producida por los usuarios de COLBERT. El bastidor solo pesa 2200 libras, que es su límite de diseño contractual, y también es más ruidoso que la primera cinta de correr, lo que es un compromiso que, según Wiederhoeft, es necesario para aumentar su confiabilidad. "El ruido y la confiabilidad están compitiendo entre sí aquí", dijo Wiederhoeft. "Con mucho más tiempo podríamos haber tenido tanto silencio como confiabilidad. Optamos por la confiabilidad e hicimos lo que pudimos con el ruido". [14]
El desarrollo de las cintas de correr también se aprovechó para seguir desarrollando productos comerciales. Entre los posibles efectos secundarios del desarrollo se incluyen aplicaciones mejoradas de aislamiento acústico y de vibraciones en equipos sensibles, como los utilizados en la fabricación óptica , microelectrónica y de precisión. [16]
Se necesitó un equipo de ingenieros para preparar a COLBERT para sobrevivir a las rigurosas vibraciones del proceso de lanzamiento. COLBERT tuvo que ser desmontado en decenas de piezas, separado en más de seis bolsas y atado a bastidores dentro del módulo de carga Leonardo , que voló a la Estación Espacial Internacional a bordo del STS-128 . [14] COLBERT fue entregado a la Estación Espacial en 2010, y residió primero dentro del módulo Harmony , antes de ser trasladado más tarde al módulo Tranquility .
El equipo de empaquetado se propuso asegurarse de que todo lo que se lanzase llegase a la estación en buenas condiciones de funcionamiento. "Tanto si se trata del COLBERT como de cualquier otra cosa, no va a ser útil en órbita si está roto", dijo Pete Gauthier, ingeniero de empaquetado de United Space Alliance . "La diferencia con algo como esto es que es grande y pesado, así que tenemos que utilizar nuestra bolsa más grande", dijo. "Es más fácil para la tripulación si tienes todas las piezas en una bolsa, pero cuando tienes seis bolsas, simplemente no puedes hacer eso". Se espera que los astronautas de la estación pasen unas 20 horas montando todo el conjunto, incluido el sistema de vibración. Después del montaje, el único cuidado que debería necesitar el COLBERT es un engrase ocasional de sus cojinetes. [14]
