miniatura|upright=1.25|ISSpresso en la Estación Espacial Internacional.

ISSpresso fue la primera máquina de café expreso diseñada para su uso en el espacio. Fue desarrollada para la Estación Espacial Internacional por Argotec y Lavazza, en una colaboración público-privada con la Agencia Espacial Italiana (ASI). ISSpresso fue uno de los nueve experimentos seleccionados por la Agencia Espacial Italiana para la misión Futura. Estuvo instalada en la estación espacial entre 2015 y 2017, año en que fue devuelta a la Tierra.

Historia

En 2014, Argotec y Lavazza se asociaron para estudiar la viabilidad del proyecto. Posteriormente, Argotec presentó la iniciativa a la ASI, con Lavazza como socio, y la agencia aceptó patrocinar ISSpresso como una carga útil italiana en la Estación Espacial Internacional. Más tarde se obtuvo la aprobación de la NASA. Durante ese mismo año se realizó un estudio de viabilidad y se desarrollaron algunos subsistemas para validar las soluciones tecnológicas escogidas.

El 14 de abril de 2015, el modelo de vuelo de ISSpresso fue enviado a la Estación Espacial Internacional a bordo de la misión SpaceX CRS-6. El 3 de mayo de 2015, Samantha Cristoforetti bebió el primer café expreso preparado en condiciones de microgravedad. El 30 de septiembre de 2017, Paolo Nespoli utilizó la máquina a bordo de la estación para celebrar el Día Internacional del Café.

La misión de ISSpresso finalizó el 14 de diciembre de 2017, y la máquina fue devuelta a la Tierra por la misión SpaceX CRS-13.

Objetivos

miniatura|El uso de la máquina se realizó junto con una taza para café expreso en gravedad cero, que emplea la acción capilar para conducir el líquido hacia la boca. La imagen fue tomada en la Tierra en 2015, por lo que la gravedad actúa sobre el líquido. miniatura|La astronauta Samantha Cristoforetti bebiendo café expreso en la Estación Espacial Internacional, en 2015.

ISSpresso fue diseñada para preparar café expreso. Antes de este experimento, en el espacio solo estaba disponible el café soluble. Los astronautas podían seleccionar entre las siguientes opciones: café corto, de 30 ml; café largo, de 60 ml; y bebida caliente, como té o caldo, de 120 ml. La máquina también disponía de un ciclo de enjuague de 60 ml para limpiar el circuito hidráulico al final del suministro. La posibilidad de dispensar agua caliente permitía además rehidratar comida espacial.

ISSpresso también ofreció la oportunidad de estudiar fenómenos físicos relacionados con la dinámica de fluidos en microgravedad, tanto en líquidos puros como mezclados, a alta presión y temperatura. Uno de los aspectos de especial interés fue el análisis de la formación de espuma en comparación con la del café preparado en la Tierra, partiendo desde el diseño del sistema para obtenerla en microgravedad.

Varios aspectos de la preparación y el consumo de café expreso están relacionados con la gravedad o se ven afectados por ella. Uno de los principales desafíos consistió en producir la bebida en un entorno de microgravedad.

Diferencias respecto a una máquina de café expreso comercial

La primera diferencia notable era su tamaño y peso: aproximadamente 43 × 42 × 36 cm, equivalentes a 17 × 16,5 × 14 pulgadas, y casi 20 kg. ISSpresso era más pesada y compleja que una cafetera terrestre principalmente por la elección de materiales y por las redundancias incorporadas para cumplir los requisitos de seguridad en todas las fases de la misión.

Los conductos del circuito hidráulico estaban hechos de acero, no de plástico, para soportar cargas operativas de hasta 400 bares. El grupo de infusión fue diseñado para minimizar la cantidad de agua restante después de la preparación. Además, incluía un conjunto de microinterruptores destinados a evitar fugas de agua caliente a alta presión en caso de cierre incorrecto o incompleto del propio grupo.

El sistema para retirar la cápsula usada en microgravedad funcionaba mediante un pistón de aluminio, accionado por el astronauta, que empujaba la cápsula hacia una bolsa de desecho instalada cerca del grupo de infusión. El líquido tomado del contenedor de agua se utilizaba casi en su totalidad durante la preparación. La mezcla resultante se recogía en una bolsa para bebida. A diferencia de las máquinas terrestres, no era necesario contar con un depósito recolector, ya que el volumen de agua residual era muy limitado.

Funcionamiento

miniatura|Cristoforetti junto a la máquina ISSpresso, que también podía preparar otras bebidas, como té.

La máquina tenía condiciones de uso similares a las de una cafetera tradicional, con el fin de facilitar las operaciones de los astronautas sin requerir entrenamiento específico. Después de verificar que el contenedor de agua estuviera correctamente instalado, el astronauta introducía la cápsula de café en una abertura situada en la parte superior de la máquina, cerraba la compuerta y seleccionaba el tamaño de la bebida. A continuación, conectaba la bolsa de bebida al adaptador e iniciaba el proceso de preparación. Las interfaces del contenedor de agua y de la bolsa de bebida eran las mismas que las utilizadas con el dispensador de agua potable instalado en la estación espacial, para facilitar el uso del sistema por parte del astronauta.

Diseño y cualificación

Durante el proceso de seguridad, la NASA verificó que el equipo cumpliera los requisitos necesarios y certificó el sistema para su vuelo a bordo de la Estación Espacial Internacional. La estructura externa e interna de la máquina fue diseñada y probada para soportar las cargas transmitidas durante el lanzamiento de la nave SpaceX CRS-6.

Prototipos y modelos

ISSpresso fue diseñada, construida y probada por Argotec. A lo largo de 18 meses se construyeron cuatro modelos:

El primer modelo, denominado 2-D, fue un prototipo de los sistemas hidráulico y neumático. Se utilizaron una bomba y un grupo de infusión comercial. El segundo modelo, conocido como Elegance Model, fue desarrollado para probar las funciones mecánicas de la máquina. Muchos de sus componentes mecánicos coincidían con los utilizados en la unidad de vuelo. El tercer modelo, denominado Ground Model, era el modelo terrestre. Era casi idéntico funcionalmente al modelo de vuelo. Sobre este modelo se llevó a cabo una extensa campaña de pruebas para obtener la cualificación de lanzamiento. El Protoflight model, es decir, el modelo de vuelo, fue la versión final que incorporó las mejores soluciones técnicas implementadas en los modelos anteriores. Este modelo fue sometido a procesos de cualificación y certificado por la NASA para su uso a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Referencias

Enlaces externos

ISSpresso en Lavazza.com ISSpresso en Argotec.it

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