La arquitectura probablemente existe en cualquier lugar o espacio físico habitado por seres humanos. Además, nuestra curiosidad inherente y nuestro espíritu explorador constituyen un aspecto integral de nuestra humanidad. Impulsados por nuestra capacidad inventiva, nos aventuramos en escenarios futuros que podemos explorar como individuos y sociedad. En consecuencia, la posibilidad de un futuro en el espacio ha despertado la imaginación de científicos y diseñadores, dando lugar a diseños conceptuales y de ciencia ficción donde los seres humanos habitan el espacio.
La capacidad inventiva e imaginativa del ser humano se puede rastrear a través del trabajo de artistas como Jean-Marc Côté, quien, a principios del siglo XX, imaginó una serie de ilustraciones retro-futuristas que imaginaban cómo sería la vida en el año 2000. También existen referencias literarias notables, como la obra de Ursula K. Le Guin, conocida por su ficción especulativa que explora el viaje de la humanidad como una especie espacial. Indudablemente, el futuro y el espacio son dos temas cautivadores que han inspirado el desarrollo de una visión a largo plazo para la sociedad en el espacio.
A lo largo de la historia, nuestra especie ha sido testigo de avances significativos en la exploración espacial, desde programas como Soyuz-Apollo hasta la propuesta conceptual de Stanley Kubrick para la Estación Espacial V, basada en las ideas de Wernher von Braun, que finalmente condujo al desarrollo de la Estación Espacial Internacional (EEI). Con el programa Artemis en marcha, el futuro de la humanidad en el espacio ya no es meramente especulativo, sino una posibilidad tangible al alcance de los astronautas. Este programa de la NASA tiene como objetivo establecer un puesto avanzado lunar como base para futuras misiones, marcando un hito significativo en nuestros esfuerzos interplanetarios. A medida que nos acercamos a convertirnos en una especie espacial a través de misiones ambiciosas, están surgiendo nuevas propuestas de diseño e investigaciones para redefinir las nociones tradicionales de hábitats espaciales. En este contexto, Sana Sharma, Directora de Diseño de Aurelia Institute, ofrece valiosas ideas sobre sus enfoques innovadores destinados a crear una comunidad de acceso abierto que respalde la visión a largo plazo de la humanidad para desarrollar una sociedad interplanetaria.
La visión de la habitabilidad espacial reconfigurable
El Instituto Aurelia es un laboratorio de investigación y desarrollo de arquitectura espacial cuya misión es preparar a la humanidad para convertirse en una especie espacial. Para lograr este objetivo, el instituto se centra en el diseño innovador de hábitats, así como en la educación, la divulgación y trabajo de políticas. A diferencia de las visiones convencionales, el instituto reúne a profesionales de diversos ámbitos para establecer una cultura espacial inclusiva, desafiando la idea de que sólo unos pocos individuos pueden participar en la exploración espacial.
TESSERAE es un esfuerzo por alejarse de los hábitats estáticos de un solo uso en favor de estructuras espaciales dinámicas y modulares que puedan crecer y evolucionar a lo largo de una misión. -Sana Sharma, Directora de Diseño
Para lograr esta nueva visión, el instituto propone el diseño de hábitats espaciales que promuevan una vida escalable y sostenible, rompiendo con el modelo actual de construcción y ensamblaje de estructuras en el espacio. En lugar de depender de módulos fijos y rígidos, aboga por la futura adopción de estructuras verdaderamente habitables, capaces de autoensamblarse, adaptarse y reconfigurarse. Estos principios se plasman en TESSERAE (Tessellated Electromagnetic Space Structures for the Exploration of Reconfigurable, Adaptive Environments), que Sharma describe como "un esfuerzo por alejarse de los hábitats estáticos de un solo uso en favor de estructuras espaciales dinámicas y modulares que puedan crecer y evolucionar a lo largo de una misión".
Concebido a partir de la investigación de tesis dirigida por Dr. Ariel Ekblaw, Directora General del Instituto Aurelia, en el MIT Media Lab, TESSERAE representa un innovador caso de prueba para la habitabilidad espacial reconfigurable. La unidad fundamental de esta estructura tridimensional es una buckybola, que recuerda a las cúpulas geodésicas de Richard Buckminster Fuller. Esta forma ofrece opciones de llenado de espacio altamente eficientes. Cada cara de la estructura está formada por baldosas que se unen para formar la buckybola. Estas baldosas se pueden empacar en plano en la carga útil de un cohete y se autoensamblan de forma autónoma en órbita. Las baldosas incorporan imanes electropermanentes (EPM) que controlan el proceso de unión, asegurando el correcto autoensamblaje de los módulos. Al unir módulos individuales, se pueden formar agrupaciones más grandes, lo que permite que la estructura evolucione orgánicamente con el tiempo y se adapte a las necesidades específicas de sus ocupantes. Además, el enfoque de autoensamblaje de TESSERAE mitiga los riesgos asociados a las actividades extravehiculares (EVA) de los astronautas.
Sharma menciona que el Instituto Aurelia "aspira a lograr las estructuras orbitales verdaderamente grandiosas que se imaginan en la ciencia ficción, pero que actualmente son inviables debido a ciertas limitaciones". Estas limitaciones incluyen la cantidad de material que puede transportarse al espacio, la capacidad de generación y almacenamiento de energía, así como los diseños de un solo uso de los actuales hábitats espaciales.
Utilización de materiales y optimización de recursos
Uno de los principios fundamentales de la arquitectura es su función como refugio, que permanece constante en el caso de TESSERAE. En este contexto, las baldosas de TESSERAE protegerán a sus habitantes de las condiciones hostiles del espacio. Para lograrlo, el diseño incluirá como mínimo una cubierta exterior rígida, sensores sensibles y EPMs para el accionamiento de las uniones, y un sistema de alimentación a bordo.
En cuanto a la gestión eficiente de los materiales para evitar que los componentes de la estructura se conviertan en potenciales desechos espaciales, Sharma comenta: "Lo ideal sería que las losetas fueran reutilizables y reconfigurables, ya sea en órbita o al volver a la superficie, siempre que se mantengan adecuadamente. Comprender el ciclo de vida de las losetas TESSERAE es un componente importante de nuestros esfuerzos de I+D y sostenibilidad en Aurelia."
El uso consciente y sostenible de los materiales se ha convertido en una preocupación importante en la industria de la construcción en la Tierra. Teniendo en cuenta la necesidad de materiales de calidad espacial que garanticen la seguridad de las personas en el espacio, Sana Sharma afirma que las versiones iniciales de TESSERAE utilizarán el método del escudo Whipple que se emplea actualmente en la EEI. Al mismo tiempo, exploran continuamente los avances en la ciencia de los materiales para nuevas estructuras aeroespaciales que garanticen el uso de materiales de alta eficiencia.
Uno de los objetivos del diseño reconfigurable de TESSERAE es prolongar la vida útil de la estructura minimizando los residuos y reduciendo la huella de carbono asociada a su proceso de fabricación. El equipo del Instituto Aurelia está explorando activamente opciones innovadoras para los elementos y materiales interiores. Su objetivo es idear formas en las que el interior pueda reconfigurarse para cumplir diversas funciones dentro de un módulo, al tiempo que investigan materiales que puedan cultivarse, elaborarse o reciclarse alineados con los principios del diseño de la cuna a la cuna, fomentando su uso a largo plazo.
Avances en arquitectura espacial centrada en el ser humano
En la mayor parte de la producción arquitectónica, el ser humano ocupa un lugar central y se convierte en el foco principal del proceso arquitectónico, ya que son los seres humanos quienes habitan los espacios. En este contexto, conceptos como la conexión con el entorno, la ventilación y la luz natural suelen asociarse a la arquitectura por su importante contribución al bienestar de las personas. Sin embargo, en el entorno espacial, que es hostil y presenta desafíos fisiológicos y psicológicos, compensar la ausencia de estos factores se vuelve crucial para el bienestar de los individuos en el espacio.
El equipo de Aurelia está aprovechando conocimientos experienciales mientras desarrollan sus hábitats y espacios interiores orientados hacia el futuro. A través de la investigación experiencial, Sharma dirigió una investigación en el MIT llamado "Astronaut Ethnography project", en la que entrevistaron a astronautas, cosmonautas y otras personas que han viajado al espacio sobre sus experiencias fuera del mundo. Se trata de una aportación inestimable a la abundante investigación cuantitativa sobre la salud de los astronautas que informa el trabajo de diseño de Aurelia. A través de esta investigación, han obtenido información sobre las variaciones en las experiencias de gravedad cero, el impacto del estrés y la soledad en el bienestar, y cómo la tripulación utiliza su entorno para cuidarse unos a otros.
Además de sus esfuerzos de investigación, el trabajo de Aurelia se ha desarrollado y probado tanto en entornos terrestres como espaciales. En 2022, se llevó a cabo una misión de investigación a la Estación Espacial Internacional (EEI) utilizando la última versión a escala de las baldosas TESSERAE. Esta misión de 10 días se llevó a cabo en colaboración con SpaceX. Los resultados de esta investigación permitirán al equipo del Instituto Aurelia probar baldosas más grandes en futuras misiones de vuelo y realizar pruebas de montaje de demostración en órbita fuera de la EEI.
Lo emocionante de este momento es que estamos pasando rápidamente de una época en la que la exploración espacial se limitaba sólo a los pocos seres humanos más resilientes, a una era en la que cada vez va al espacio un mayor número de personas de distintos ámbitos y niveles de formación. -Sana Sharma, Directora de Diseño
Mientras tanto, en el Autodesk Technology Center en Boston, el equipo de Aurelia ha desarrollado el pabellón TESSERAE, una maqueta terrestre a escala real de la estructura modular y reconfigurable para mostrar al público terrestre el interior de varias plantas diseñado para la gravedad cero. Esta maqueta no sólo sirve para comprender la escala de cada módulo, sino también para conectar con diseñadores, investigadores y el público en general sobre el futuro de la vida en el espacio. Además, las primeras versiones de las baldosas interiores se han probado en algunos experimentos relacionados con plantas, alimentos y fermentación.
Sharma señala: "La Bóveda Verde está diseñada para resaltar la importancia de las plantas en entornos de gravedad cero, protegiendo y manteniendo una variedad de plantas comestibles que son sanas y sabrosas. La estación de fermentación mantiene la temperatura y el intercambio gaseoso de los alimentos fermentados dentro de sus cámaras, aprovechando los microbios para cultivar alimentos nutritivos y estables cuando se está en gravedad cero". En conclusión, estas baldosas interiores forman parte de una experiencia más amplia centrada en el interior de la estructura, donde se desarrollarán el cultivo, la cocción, el consumo de alimentos y otras actividades esenciales para una vida sostenible y resistente a largo plazo en el espacio para los seres humanos.
Parece que con los esfuerzos de organizaciones como el Instituto Aurelia, una disciplina que antes se consideraba desconectada de campos no relacionados con el espacio se hará más accesible, fomentando la inclusividad al abarcar diversos ámbitos y campos de conocimiento. Esto dará lugar a nuevas preguntas en este campo. ¿Los hábitats espaciales irán más allá de su concepto original y se convertirán en hogares para múltiples generaciones? ¿Qué papel desempeñará la arquitectura en el desarrollo de una sociedad extraplanetaria?
Las estructuras imaginadas en la ciencia ficción y los diseños conceptuales están al alcance de nuestra generación. A medida que se desarrollan nuevos materiales y sistemas de construcción en paralelo a las estructuras espaciales, nuestra relación con el espacio evoluciona y se profundiza. Sana Sharma anticipa "un nuevo vocabulario para la arquitectura espacial: uno que tenga en cuenta la diversidad de las personas y experiencias que van al espacio".
El acto de habitar es una característica fundamental de la humanidad, por lo que es necesario diseñar espacios que puedan albergar las diversas expresiones asociadas al ser humano. Aunque la Tierra seguirá siendo la cuna y los cimientos de la humanidad, a través de TESSERAE, el Instituto Aurelia prevé que "más personas sientan que pueden formar parte del futuro espacial de la humanidad; tanto participando en él como construyéndolo". Con la industria privada que se está desarrollando en torno a la exploración espacial, puede que nos encontremos en el umbral de nuevas oportunidades que darán forma a un nuevo concepto de arquitectura, caracterizado por su estilo, sus paradigmas y sus retos.
