La Estación Espacial Internacional es una estación espacial modular ubicada en la órbita terrestre baja. Se trata de un proyecto de colaboración multinacional entre cinco agencias espaciales participantes: NASA (Estados Unidos), Roscosmos (Rusia), JAXA (Japón), ESA (Europa), y la CSA/ASC (Canadá). Su administración, gestión y desarrollo se establecen mediante tratados y acuerdos intergubernamentales. La estación sirve como un laboratorio de investigación en microgravedad permanentemente habitado en el que se llevan a cabo estudios sobre astrobiología, astronomía, meteorología, física y otros muchos campos. La EEI también está capacitada para probar los sistemas y equipamiento necesarios para la realización de vuelos espaciales de larga duración como pueden ser las misiones a la Luna y Marte. Se la considera uno de los logros más grandes de la humanidad.
El programa de la EEI es una evolución de la estación espacial Freedom, propuesta de Estados Unidos concebida en 1984 para la construcción de una estación tripulada permanentemente en la órbita terrestre, y la propuesta de la Mir-2 concebida por Rusia con objetivos similares. La EEI es la novena estación espacial tripulada de la historia tras las Salyut, Almaz y Mir soviéticas (que a la postre pasarían a ser rusas) y el Skylab estadounidense. Es el objeto artificial de mayor tamaño que hay en el espacio y el satélite terrestre artificial más grande, lo que permite observarlo con facilidad a simple vista desde la superficie. Mantiene una órbita con una altitud media de 400 kilómetros gracias a las maniobras que se realizan periódicamente con los motores del Zvezdá o vehículos visitantes. La estación da una vuelta completa a la tierra en aproximadamente 93 minutos, completando 15,5 órbitas cada día.
La estación se divide en dos secciones: el segmento orbital ruso (ROS), operado por Rusia; y el segmento orbital estadounidense (USOS), compartido por varias naciones. Roscosmos ha apoyado la continuidad de operaciones hasta el 2024, habiendo propuesto previamente la reutilización de algunos módulos del segmento en la construcción de una nueva estación rusa llamada OPSEK. El primer componente de la EEI fue lanzado en 1998, y los primeros residentes de largo plazo llegaron el 2 de noviembre del 2000. Desde ese momento la estación ha estado ocupada continuamente durante , la presencia continua de humanos en la órbita terrestre baja más longeva superando el récord anterior de conseguido por la estación espacial Mir. El último módulo principal presurizado, Leonardo, fue acoplado en 2011 y un hábitat inflable experimental fue añadido en 2016. El desarrollo y ensamblaje de la estación aún continúa, con varios módulos rusos programados para lanzarse a partir de 2020. A diciembre de 2018 se espera que la estación opere hasta 2030.
La EEI está formada por varios módulos presurizados habitables, armazones estructurales, paneles solares fotovoltaicos, radiadores térmicos, puertos de acople, bahías de experimentos y brazos robóticos. Los módulos principales fueron lanzados por los cohetes rusos Protón y Soyuz y por el Transbordador Espacial estadounidense. Varias naves visitan la estación espacial en misiones de logística: las Soyuz y Progress rusas, las Dragon, Cygnus y Dragon 2 estadounidenses, el Vehículo de Transferencia H-II japonés, y, anteriormente, el Vehículo de Transferencia Automatizado europeo y el Transbordador Espacial. La Dragon permite el retorno de carga a la Tierra, capacidad que se utiliza, por ejemplo, para traer experimentos científicos de vuelta para realizar análisis más exhaustivos.
En sus primeros tiempos, la estación tenía capacidad para una tripulación de tres astronautas, pero desde la llegada de la Expedición 20, aumentó para soportar una tripulación de hasta seis miembros. A fecha de abril de 2021, 244 astronautas, cosmonautas y turistas espaciales de 19 naciones diferentes han visitado la estación espacial, varios de ellos en múltiples ocasiones. Esto incluye 153 estadounidenses, 50 rusos, nueve japoneses, ocho canadienses, cinco italianos, cuatro franceses, cuatro alemanes y uno de Bélgica, Brasil, Dinamarca, Kazajistán, Malasia, Países Bajos, Sudáfrica, Corea del Sur, España, Suecia, los Emiratos Árabes Unidos y el Reino Unido. Hasta el momento no menos de 15 lenguas (de las más de siete mil habladas en la Tierra) se han escuchado en la Estación Espacial Internacional (por las lenguas maternas de sus visitantes/ocupantes): inglés (159 anglófonos), ruso (50 rusófonos), japonés (9 hablantes de japonés), francés (8 francófonos), italiano (5 italófonos), alemán (3 germanófonos), neerlandés (2 neerladófonos), y con un hablante cada uno: sueco, portugués, danés, kazajo, español, malayo, coreano y árabe. Sin embargo, esta referencia a la aproximación cultural de astronautas, cosmonautas y turistas espaciales no excluye el hecho de que todos hablaban una o más lenguas, además de su propia lengua materna.
Objetivo La EEI se construyó originalmente con la intención de ser un laboratorio, observatorio y fábrica a la vez que provee transporte, mantenimiento y una base en la órbita terrestre baja para misiones a la Luna, Marte y asteroides. Sin embargo, no todos los usos previstos en el memorándum de entendimiento original entre la NASA y Roscosmos se han cumplido. En la Política espacial de los Estados Unidos de 2010 se le otorgaron los roles adicionales de servir propósitos comerciales, diplomáticos, y educacionales.
Investigación científica
La EEI proporciona una plataforma para realizar investigaciones científicas, con energía, datos, refrigeración y tripulación disponibles para llevar a cabo los experimentos. Pequeñas naves no tripuladas también pueden servir de plataformas para algunos experimentos, especialmente aquellos que incluyen exposición al espacio, pero las estaciones espaciales ofrecen un ambiente a largo plazo en el que los estudios se pueden llegar a realizar durante décadas, combinado con el fácil acceso a investigadores humanos.
La EEI simplifica los experimentos individuales permitiendo que grupos de experimentos compartan lanzamiento y tiempo con la tripulación. La investigación se realiza en una gran cantidad de campos incluyendo astrobiología, astronomía, ciencias físicas, ciencia de materiales, clima espacial, meteorología e investigaciones humanas como medicina espacial y ciencias de la vida. Científicos en la tierra tienen acceso a los datos en tiempo real y pueden sugerir modificaciones a la tripulación. Si surgiese la necesidad de realizar un experimento continuando otro anterior los vuelos rutinarios de reabastecimiento permiten enviar suministros con relativa facilidad. Las tripulaciones realizan expediciones durante varios meses aportando aproximadamente 160 horas de trabajo a la semana en una tripulación de seis personas. Sin embargo, buena parte del tiempo de la tripulación se utiliza en tareas de mantenimiento de la estación.
El ambiente del espacio es hostil a la vida. La presencia en el espacio sin protección se caracteriza por un campo de radiación intenso (compuesto principalmente por protones y otras partículas subatómicas cargadas provenientes del viento solar además de los rayos cósmicos), un gran vacío, temperaturas extremas y microgravedad. Algunas formas de vida simples llamadas extremófilos, así como pequeños invertebrados llamados tardígrados pueden sobrevivir en este medio en un estado de desecación extrema.
En agosto de 2020 se informó de que la bacteria Terrestre Deinococcus radiodurans, altamente resistente a peligros medioambientales, sobrevivió tres años en el espacio, basándose en estudios realizados en la Estación Espacial Internacional. Estos descubrimientos apoyan la noción de panspermia, la hipótesis de que existe vida por todo el Universo, distribuida de varias formas, incluyendo polvo espacial, meteoroides, asteroides, cometas, planetoides o naves contaminadas. Investigación médica
La investigación médica mejora los conocimientos sobre los efectos de la exposición a largo plazo del cuerpo humano al espacio, incluyendo Atrofia muscular, Osteoporosis y desplazamiento de fluidos. Estos datos se utilizarán para determinar si los vuelos espaciales de larga duración y la colonización del espacio son factibles. A fecha de 2006 los datos sobre pérdida de masa ósea y atrofia muscular sugerían que habría un riesgo alto de fractura y problemas de movimiento si los astronautas aterrizasen en un planeta después de una larga travesía por el espacio como los seis meses requeridos para llegar a Marte.
Los estudios médicos a bordo de la EEI se realizan en nombre del Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial (NSBRI). Resalta entre estos el del Diagnóstico Avanzado por Ultrasonidos en el estudio de la microgravedad en los astronautas que realizan ecografías con la orientación de expertos a distancia. El estudio considera el diagnóstico y tratamiento de condiciones médicas en el espacio. Por lo general, no hay ningún médico a bordo de la EEI y el diagnóstico de las condiciones médicas es un reto. Se prevé que las ecografías guiadas remotamente tendrán aplicación en la Tierra en situaciones de emergencia y de atención rural, donde es difícil el acceso a un médico capacitado.
Observación terrestre y astronómica
La teledetección de la Tierra, astronomía e investigación del espacio profundo desde la EEI han aumentado drásticamente durante los años 2010 tras haberse completado el Segmento Orbital Estadounidense en 2011. Durante los más de 20 años del programa de la EEI investigadores a bordo de la EEI y en tierra han examinado aerosoles, ozono, rayos, y óxidos en la atmósfera terrestre, así como el Sol, rayos cósmicos, polvo cósmico, antimateria, y materia oscura en el universo.
Es probable que el experimento más notable de la EEI sea el Espectrómetro Magnético Alpha (AMS), que pretende detectar materia oscura y responder otras preguntas fundamentales sobre nuestro universo. Actualmente acoplado a la estación, no habría sido fácil desplegarlo en otro vehículo por las necesidades que presenta de ancho de banda y potencia. El 3 de abril de 2013 los científicos informaron de que era posible que se hubiesen detectado indicios de la materia oscura en el AMS. Según los científicos, "Los primeros resultados del Espectrómetro Magnético Alpha confirman un exceso inexplicable de positrones de alta energía en los rayos cósmicos dirigidos a la Tierra".
Otros ejemplos de experimentos astronómicos y telescopios basados en la EEI incluyen SOLAR, el Calorimetric Electron Telescope (CALET), el Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) el Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER).
Los experimentos de teledetección y observación terrestre que han volado en la EEI son el Orbiting Carbon Observatory 3 (OCO-3) monitoreo a largo plazo de las distribuciones de dióxido de carbono atmosférico del planeta, ISS-RapidScat para el estudio de los vientos oceánicos, ECOSTRESS, el Global Ecosystem Dynamics Investigation(GEDI) monitoreo de los bosques a nivel mundial, el Cloud Aerosol Transport System, el (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment) SAGE III y el Lightning Imaging Sensor (LIS).
Microgravedad thumb|Miembro de la tripulación almacenando muestras. thumb|Una comparación entre la combustión de una vela en la Tierra (izquierda) y en un ambiente de microgravedad, como el encontrado en la EEI (derecha).
La gravedad a la altura de la EEI es aproximadamente el 90% de fuerte que es en la superficie terrestre, pero los objetos en la órbita están en un estado continuo de caída libre que resulta en la ingravidez aparente. Esta ingravidez percibida se ve perturbada por cinco efectos separados: Arrastre de la atmósfera residual. Vibración proveniente de los movimientos de la tripulación y los sistemas mecánicos de la estación. Accionamiento de los giroscopios de control de momento. Encendido de propulsores para cambios orbitales o de actitud.