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Un submarino en el espacio

Realmente no es tan loco como parece comparar un submarino y una nave espacial. Hay muchas áreas en las que se pueden establecer paralelos entre los desafíos de las profundidades del mar y la ingravidez fuera de la atmósfera terrestre. Los submarinos y las naves espaciales también tienen una cosa básica en común: exigen los más altos estándares en diseño, ingeniería y fabricación. 

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El astillero de Saab en Karlskrona es uno de los astilleros más modernos del mundo y uno de los pocos con capacidad para construir submarinos. El astillero se ha mejorado y modificado en muchas áreas en los últimos años. Se ha mejorado el entorno de trabajo para eliminar el trabajo pesado y monótono. Se han introducido herramientas digitales y, junto con los robots industriales y las máquinas NC, se garantiza una producción de alta precisión. Todo esto se ha hecho con el objetivo de poder construir una plataforma que en términos de complejidad y función, sea igual a una nave espacial. Comparemos algunos hechos y veamos qué tan avanzados son realmente estos dos sistemas y qué es similar y qué no.

Poder y velocidad

El cohete Saturno V, utilizado para los viajes tripulados a la Luna, fue el cohete más poderoso jamás construido. Tenía 110 metros de altura, pesaba unas 3.000 toneladas y llevaba una cápsula con una tripulación de tres. Un submarino de clase Blekinge totalmente equipado (A26) pesará alrededor de 2.000 toneladas, tendrá 62 metros de largo y tendrá una tripulación de hasta 30 personas.

El cohete Saturn V cuenta con motores de primera etapa que producen un empuje de unos increíbles 34 millones de Newtons y funcionan con 1.204.000 galones de oxígeno líquido y 770.000 galones de combustible. Esto se consumió en poco menos de 3 minutos, y llevó el cohete a una altitud de 61 km a una velocidad de 8.600 km/h.

Los submarinos suecos tienen motores Stirling con generadores asociados para cargar las baterías, lo que puede mantener el submarino operativo bajo el agua hasta por varias semanas. Para ello, los motores Stirling también utilizan oxígeno líquido. Cuando se sale a la superficie, las baterías se pueden cargar con generadores diesel más tradicionales. Sin embargo, esto revela inmediatamente la ubicación del submarino a cualquier enemigo.

Presión y temperatura

El punto más profundo de los océanos en el mundo está en la Fosa de las Marianas, en el Océano Pacífico entre Japón y Filipinas. En enero de 1960, el investigador suizo de aguas profundas Jacques Piccard dirigió una expedición que alcanzó el fondo marino a una profundidad de 10,916 metros.

Incluso en las profundidades aparentemente poco profundas del Mar Báltico, la tensión en una embarcación submarina es extrema. El punto más profundo allí es Landsort Deep en el archipiélago sur de Estocolmo. El buque de rescate submarino sueco URF, construido por Kockums, llegó al fondo a una profundidad de 444 metros en 2015.

Un submarino a 200 metros por debajo de la superficie está sometido a una presión externa de 20 bar. Es comparable a llevar un peso de 2 toneladas en la palma de la mano. Una nave en el vacío del espacio se somete a una presión interna de 1 bar, de modo que ambos imponen demandas estrictas en la construcción de cascos y equipos, pero de formas ligeramente diferentes.

Para un submarino, hay aproximadamente 10,000 componentes de tubería que, además de altas presiones, también deben manejar líquidos y gases tóxicos, explosivos o relacionados con el soporte vital. Hay, por ejemplo, tuberías para combustible, oxígeno líquido, agua dulce y aire fresco. Todas las tuberías están completamente soldadas, sometidas a pruebas de presión y radiografiadas; no se puede dejar nada al azar.

En términos de temperatura, también existen similitudes entre el espacio y las profundidades del mar, aunque en una escala ligeramente diferente. Un submarino debe poder operar tanto en aguas árticas como tropicales. En condiciones extremas que van desde la radiación solar hasta aguas heladas, puede haber un rango de temperatura de aproximadamente 60 grados centígrados. La superficie de una nave espacial que orbita la Tierra puede, a su vez, tener una variación entre los lados del sol y la sombra de 300 grados. En ambos casos, existen requisitos de selección y unión de materiales, así como de aislamiento y comodidad para la tripulación.

Silencio

"En el espacio, nadie puede oírte gritar" es una frase conocida de la película Alien. Eso es porque fuera de la atmósfera de la Tierra, no hay aire que pueda propagar ondas sonoras. Sin embargo, en relación con el lanzamiento del cohete Saturno V, se ha medido al nivel del mar un nivel de ruido de casi 180 dB. El umbral de dolor es de 120 dB.

Debajo del nivel del mar es al revés, el agua propaga muy bien el sonido. Con micrófonos sensibles, puede escuchar un submarino a muchas millas de distancia. Para funcionar sin detección, un submarino debe diseñarse de tal manera que se minimice todo el ruido y la vibración. Los cascos y las hélices están diseñados para contrarrestar las turbulencias y las vibraciones; los motores y equipos están montados sobre plataformas suspendidas de caucho; la tripulación está entrenada para trabajar en silencio.

En general, los submarinos suecos son particularmente difíciles de detectar, tanto en las aguas salobres del Mar Báltico como en las profundidades saladas del Océano Pacífico. Son más silenciosos que un susurro, que generalmente se especifica en 20 dB.

Misiones y amenazas externas

La mayoría de los submarinos tienen misiones militares en forma de, entre otras cosas, operaciones de reconocimiento y defensa. Como resultado, también están expuestos a amenazas externas de enemigos en forma de minas, torpedos y cargas de profundidad, por nombrar algunas. Los submarinos fabricados por Kockums están diseñados para resistir detonaciones bajo el agua. Los compartimentos y sistemas de la tripulación se colocan sobre plataformas con suspensión de goma que absorben y amortiguan las ondas de choque de las poderosas explosiones. Antes de la entrega, todos los submarinos suecos se prueban sometiéndolos a detonaciones realistas y controladas, con tripulación a bordo.

Fuera de las películas de ciencia ficción, no existen amenazas hostiles para las naves espaciales tripuladas. Sin embargo, pueden estar expuestos a desechos espaciales. Las partículas pequeñas que viajan a velocidades supersónicas pueden causar daños importantes al caparazón de una nave espacial y a los miembros de la tripulación en los paseos espaciales.

Los nuevos submarinos de la clase Blekinge (A26) permitirán realizar tareas similares a las de los paseos espaciales. Mientras están bajo el agua, los buzos y el equipo se pueden enviar y traer a través de una cerradura, llamada Multi Mission Portal™. Algo que es completamente nuevo y hasta ahora único. Esta cerradura no es funcionalmente muy diferente a la de la estación espacial ISS. Pero estará expuesto a diferencias de presión mucho mayores que las que existen en el espacio.

Christer Fuglesang, astronauta sueco y "caminante espacial" compara los dos sistemas y sus desafíos:

"Antes de salir a dar un paseo espacial te pones el traje, lo revisas pieza por pieza, y todo, me refiero a todo, debe funcionar perfectamente. Y una vez afuera, estás solo. Para mí, como astronauta, ¡este es el momento más emocionante! Allí arriba tendrás mucha luz para guiarte, pero estar sumergido y luego aventurarte en aguas negras es otra cosa que imagino. Un dato curioso, ya que también estamos hablando de submarinos aquí, es que hicimos un entrenamiento práctico para caminatas espaciales antes de nuestras misiones espaciales aquí en el agua, para dar una sensación lo más espacial posible. Aunque no teníamos un portal de misiones múltiples en el mismo sentido que tendrá el nuevo submarino A26. Nuevamente, todo esto realmente impone altos requerimientos a los ingenieros involucrados y estoy realmente impresionado con el concepto."

Sistemas de soporte vital

Lo común a las naves espaciales y los submarinos es que se requieren sistemas avanzados para mantener viva a la tripulación. El aire respirable debe mantener un nivel uniforme de oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno. El tipo de sistemas en ambas naves para reducir el contenido de dióxido de carbono del aire exhalado es básicamente el mismo.

 "Ambos están diseñados con la prioridad de llevar los sistemas de soporte vital a una atmósfera desafiante, por no decir mortal, que por supuesto plantea muchos desafíos para las personas que trabajan en ingeniería. Cuando visito el astillero Saab en Karlskrona, veo muchas similitudes, y diferencias, con la tecnología espacial en términos de desafíos. Y el tamaño de un submarino realmente me llamó la atención. ¡Esas cosas son enormes! Y, por supuesto, también lo es la estación espacial internacional", comenta Fuglesang.

Cuando se trata de agua para beber, alimentos e higiene, puede utilizar la desalinización a bordo del submarino y tener acceso prácticamente ilimitado al agua dulce. Sin embargo, para las naves espaciales, la cantidad de agua es limitada y hasta el 80% del agua se recicla, entre otras cosas, del aire exhalado, las aguas residuales y la ropa.

Antes de que un submarino abandone el puerto, almacena alimentos y suministros para toda su misión. La comida buena y nutritiva es un factor importante que afecta qué tan bien una tripulación puede realizar su misión. Los submarinos suecos son conocidos por sus talentosos chefs y su buena comida, que se aprecia durante las semanas en el mar.

A bordo, por ejemplo, de la estación espacial internacional ISS, solo se sirven alimentos preenvasados ​​y que se pueden consumir sin riesgo de migas en el aire. Aunque hay variaciones, puede resultar un poco monótono para la tripulación que puede pasar hasta seis meses a bordo. El récord de tiempo en el espacio lo tiene el cosmonauta Valery Polyakov, quien de 1994 a 1995 pasó 438 días a bordo de la estación espacial rusa Mir. 


Diseño y fabricación

El desarrollo y la fabricación de una nueva clase de submarinos, como la clase Blekinge, puede llevar más de 10 años. Totalmente comparable a la nave espacial. Los desarrolladores tienen que enfrentarse a desafíos como empaquetar muchos sistemas complejos en un espacio reducido; Sistemas que luego el personal de producción deberá construir y ensamblar; La producción de naves espaciales y submarinos se basa en el soporte informático y los robots industriales. Esto significa que cada detalle y subsistema se diseña, describe y define en un modelo 3D. Junto con la producción, esta información se puede utilizar como entrada para robots de soldadura, herramientas de mecanizado y como instrucciones de instalación.

Las naves espaciales se ensamblan en gran parte en un entorno de sala limpia. Un mechón de cabello puede ser devastador para la fuerza y ​​la función. La producción submarina no es tan exigente, aunque para algunos componentes del sistema existen requisitos similares. Una válvula sin sellar o un casquillo de cable con fugas pueden provocar rápidamente incidentes graves a presiones más altas debajo de la superficie.

Aquellos que ahora visitan el astillero submarino de Saab en Karlskrona verán una instalación segura y eficiente tanto para los empleados como para el medio ambiente. Aquí se han realizado importantes inversiones en los últimos años en el entorno de trabajo, la maquinaria y la experiencia. El área del astillero puede tener más de 300 años y ser Patrimonio de la Humanidad, pero actualmente es el sitio de la instalación de producción más moderna del mundo para toda una nueva generación de submarinos. Integrado por una nueva generación de constructores navales talentosos y dedicados, construyendo algo segundo después de las naves espaciales: submarinos.