Como toman café los astronautas?

Así se ve la taza de café que utilizan los astronautas en el espacio (Universidad de Portland).

Los investigadores de la Universidad de Portland están probando los sistemas de fluidos con un prototipo de taza espacial.

Aquí en la Tierra, es fácil dar por sentadas las cosas. Beber una taza de café, por ejemplo, es un acto sorprendentemente sencillo cuando la gravedad ejerce su fuerza sobre ti, pero es infinitamente más difícil hacerlo una vez que sales de la atmósfera terrestre.

En el espacio no sorbes, sino que chupas el líquido de una bolsa. Eso es bueno. La taza de café típica simplemente no funciona cuando la gravedad es débil, a menos que quieras que haya un líquido hirviente flotando por el aire.

Se requiere un recipiente especial para que un líquido pase de un contenedor abierto a la boca de un astronauta.

También se requiere mucha ciencia, como se demostró con la taza que diseñaron los investigadores de la Universidad Estatal de Portland, Estados Unidos. Durante el año pasado, los investigadores desarrollaron específicamente una taza que permitiría a los astronautas beber un espresso (o cualquier otra bebida caliente y espumosa) en entornos de gravedad débil.

La taza tiene una forma extraña (es un poco como una botita de plástico para bebé) y se diseñó de acuerdo con modelos matemáticos.

Cada curva y figura geométrica se diseñó para propiciar el movimiento controlado del líquido. Notarás que hay una esquina puntiaguda en el centro de la taza; este diseño extraño es lo que hace posible beber líquidos cuando la gravedad es débil. La punta básicamente funciona como una mecha y usa la tensión superficial para guiar al líquido hacia tu boca.

En cuanto un astronauta pone la boca en el borde de la taza, se forma una conexión capilar: el líquido viaja hacia arriba por el recipiente y forma bolas de café sorbibles.

Parece bastante sencillo, pero diseñar una taza para el espacio requiere una comprensión profunda de la forma en la que los fluidos se mueven cuando la gravedad es débil. “Somos cerebritos y hacemos sistemas de fluidos para naves espaciales”, dice Mark Weislogel, profesor de Ingeniería Mecánica y de Materiales que encabeza la investigación. “Es como plomería espacial”.

Esto significa que Weislogel y su equipo resuelven cotidianamente problemas tales como hacer que el combustible para cohetes se mueva por su cuenta o cómo procesar la orina con un dispositivo que carece de partes móviles.

Resulta que todos los datos obtenidos de los experimentos de flujo capilar que se hicieron en la Estación Espacial Internacional (EEI) también tienen relevancia para el diseño de una taza para beber espresso cuando la gravedad es débil.

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El proyecto es la evolución de la taza para gravedad baja que Don Petit diseñó en la EEI en 2008 para beber café de una forma parecida a lo normal.

Se basó en los mismos principios que la taza de espresso (una esquina interna que empuja el líquido hacia arriba), pero en ese momento era mucho menos sostenible y tenía menos posibilidades a futuro.

El equipo de Portland empezó a trabajar en el problema luego de que el gobierno italiano anunciara que enviaría una máquina para preparar espresso a la Estación Espacial Internacional a finales de 2015. Ningún astronauta aficionado al espresso que se respete quiere chupar su café de una bolsa.

El placer de beber espresso surge de inhalar el aroma y beber la crema, las burbujas espumosas y aceitosas que flotan en tu taza. Eso no puede ocurrir cuando bebes de una bolsa de plástico.

En un ámbito en el que se valora más la eficiencia que la comodidad, es justo preguntarse: ¿quién necesita realmente una taza de boca abierta? Pero una taza reutilizable como esta podría ser útil para los astronautas, especialmente ahora que la EEI tiene una impresora 3-D.

Weislogel cree que una vez que se afinen los detalles, un diseño como este podría ahorrar espacio y peso de forma considerable en una nave espacial de largo alcance.

Eso no ocurrirá por un rato. Las tazas aún están en la etapa de pruebas y cuesta 500 dólares (unos 7,000 pesos) imprimir el plástico transparente en 3-D.

Eso no es precisamente barato, pero Weislogel cree que es un precio relativamente bajo considerando que probar las mismas teorías de los sistemas de fluidos en motores de cohetes costaría millones de dólares (sospecha que se gastarán 100,000 dólares [alrededor de 1 millón 400,000 pesos] para terminar las pruebas de la taza). “Es una forma rápida de obtener un montón de información de ingeniería y ciencia”, dice. “También es divertido”.