Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio

Peligros para los astronautas 

del espacio profundo 

Guía del educador

Aislamiento y 

confinamiento

Radiación

Ambientes 

hostiles/cerrados

Distancia 

desde la Tierra

Gravedad

CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO

STEM de próxima generación: de la Luna a Marte

Para obtener más información sobre STEM de próxima generación, visite 

https://www.nasa.gov/stem/nextgenstem/moon_to_mars

Producto educativo

Educadores y estudiantes Grados 6-8

Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ iii 

Contenido 

Prefacio ............................................................................................................................................................................................... 1

Estándares de educación STEM....................................................................................................................................................... 1

Proceso de diseño de ingeniería ...................................................................................................................................................... 2

Proceso de aprendizaje basado en problemas (PBL, por sus siglas en inglés)........................................................................... 2

Trabajo en equipo............................................................................................................................................................................... 3

Conexión curricular ............................................................................................................................................................................ 3

El levantamiento de “pesas” sin peso construye músculo en la Tierra.......................................................................................... 3

Conservación del agua en la era espacial..................................................................................................................................... 4

Introducción y antecedentes............................................................................................................................................................. 5

RIDGE........................................................................................................................................................................................... 5

Actividad uno: Radiación ................................................................................................................................................................ 12

Notas para el educador ............................................................................................................................................................... 12

Folleto para el estudiante ............................................................................................................................................................ 17

Actividad dos: Aislamiento y confinamiento ................................................................................................................................. 22

Notas para el educador ............................................................................................................................................................... 22

Folleto para el estudiante ............................................................................................................................................................ 29

Actividad tres: Distancia .................................................................................................................................................................. 36

Notas para el educador ............................................................................................................................................................... 36

Folleto para el estudiante ............................................................................................................................................................ 42

Actividad cuatro: Gravedad ............................................................................................................................................................. 48

Notas para el educador ............................................................................................................................................................... 48

Folleto para el estudiante ............................................................................................................................................................ 55

Actividad cinco: Ambiente .............................................................................................................................................................. 63

Notas para el educador ............................................................................................................................................................... 63

Folleto para el estudiante ............................................................................................................................................................ 68

Anexo A — Rúbricas ........................................................................................................................................................................ 73

A.1 Proceso de diseño de ingeniería (EDP, por sus siglas en inglés) ........................................................................................ 73

A.2 Proceso de aprendizaje basado en problemas (PBL, por sus siglas en inglés) ................................................................... 74

Anexo B — Glosario de términos clave.......................................................................................................................................... 75

Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 

Prefacio

La Oficina de Compromiso STEM de la NASA publicó Peligros para los astronautas del espacio profundo como parte de una serie 

de guías educativas para ayudar a los estudiantes de secundaria a alcanzar su potencial para unirse a la fuerza laboral STEM de 

próxima generación. Las actividades se pueden utilizar tanto en entornos de educación formal como informal, así como por familias 

para uso individual. Cada actividad está alineada con los estándares nacionales de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas 

(STEM, por sus siglas en inglés), y los mensajes de la NASA están actualizados a junio de 2021.

Estándares de educación STEM

La matriz de disciplinas STEM que se muestra a continuación alinea cada actividad de este módulo con los estándares para enseñar 

STEM de acuerdo con cuatro áreas de enfoque principales dentro de cada disciplina. Las cuatro áreas de enfoque para ciencias se 

adaptaron de las ideas básicas disciplinarias de la escuela intermedia de los Estándares de ciencias de próxima generación (NGSS, 

por sus siglas en inglés). Las cuatro áreas de enfoque para la tecnología se adaptaron de los estándares para estudiantes de la 

Sociedad Internacional para la Tecnología en la Educación (ISTE, por sus siglas en inglés). Las cuatro áreas de enfoque para la 

ingeniería se adaptaron la Asociación Nacional de Enseñanza de Ciencias (NSTA, por sus siglas en inglés) y de las prácticas de 

ciencia e ingeniería de las NGSS. Las cuatro áreas de enfoque para matemáticas se adaptaron de los estándares por dominio del 

contenido de la escuela secundaria de los Estándares estatales básicos comunes (CCSS, por sus siglas en inglés) para matemáticas. 

Actividad

Disciplinas STEM

Ciencias Tecnología Ingeniería Matemáticas

Ideas básicas

disciplinarias de los NGSS

Normas ISTE

para estudiantes

Prácticas de la NSTA

y los NGSS

Estándares de contenido por 

dominio de los CCSS

Ciencias físicasCiencias de la vidaCiencias de la Tierra y el espacioIngeniería, Tecnología y Aplicación de las CienciasConstructor de conocimientoDiseñador de innovaciónPensador computacionalColaborador mundialHacer preguntas y definir problemasDesarrollar y usar modelosPlanificar y llevar a cabo investigacionesExplicaciones de construcción y soluciones de diseñoProporciones y relaciones proporcionalesEl sistema numéricoExpresiones y ecuacionesProporciones y relaciones proporcionales

Radiación             

Aislamiento        

Distancia         

Gravedad          

Ambiente          
Peligros para los astronautas del espacio profundo

 2 │ STEM de próxima generación

Proceso de diseño de ingeniería

El proceso de diseño de ingeniería (EDP, por sus siglas en inglés) es crucial para el éxito de la misión en la NASA. El proceso de 

diseño de ingeniería es un proceso iterativo que involucra una serie de pasos que los ingenieros usan para guiarse en la resolución 

de problemas. Los estudiantes pueden usar los siete pasos que se describen a continuación para muchas de las actividades de esta 

guía. Obtenga más información sobre el proceso de diseño de ingeniería con el sistema Educator Professional Development 

Collaborative de la NASA en www.txstate-epdc.net/models-of-the-engineering-design-process/. 

1. Preguntar: identificar el problema, los requisitos que se deben cumplir y las restricciones que se deben considerar.

2. Imaginar: hacer una lluvia de ideas sobre soluciones e investigar lo que otros han hecho en el pasado.

3. Planificar: seleccionar y dibujar un diseño.

4. Crear: construir un modelo o un prototipo.

5. Probar: evaluar soluciones probando y recopilando datos.

6. Mejorar: Perfeccionar el diseño.

7. Compartir: comunicar y analizar el proceso y las soluciones en grupo.

Proceso de aprendizaje basado en problemas (PBL, por sus siglas en inglés)

En el proceso de aprendizaje basado en problemas, las funciones y las responsabilidades de los educadores y los alumnos son 

diferentes que en un aula tradicional. El educador actúa como facilitador proporcionando a los estudiantes problemas para trabajar, 

ayudándolos a identificar y acceder a los materiales o equipos para resolver los problemas, brindando la retroalimentación y el 

apoyo necesarios, y evaluando la participación de los estudiantes. Obtenga más información sobre el proceso de aprendizaje 

basado en problemas en www.cal.org/adultesl/pdfs/problem-based-learning-and-adult-english-language-learners.pdf. 

1. Identificar el problema: identifique el problema, presente vocabulario nuevo y analice experiencias previas con el problema.

2. Explorar los conocimientos y las incógnitas: utilice los recursos para explorar los conocimientos y las incógnitas.

3. Generar posibles soluciones: haga una lluvia de ideas sobre posibles soluciones basadas en los recursos y la experiencia

previa con el problema.

4. Considerar las consecuencias: examine los pros y los contras de cada solución para determinar una solución viable.

5. Presentar los hallazgos: comunique y analice el proceso y las soluciones en equipo.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 

Trabajo en equipo

¡Todo el mundo es científico e ingeniero! Es importante que todos en el equipo puedan participar y contribuir a lo largo de estas

actividades. Si un estudiante hace todo el edificio, los otros estudiantes pueden aburrirse mucho durante el proceso de construcción.

Si un estudiante es el líder, es posible que otros estudiantes no tengan la oportunidad de compartir sus ideas. Aquí hay algunas

funciones posibles que los estudiantes pueden tomar:

Función del estudiante Descripción

Comunicaciones y divulgación

Toma notas de todas las decisiones y las acciones del equipo para su uso en una presentación final. Si hay 

una cámara disponible, toma videos o fotos a lo largo de la investigación o el desafío para usar en una 

presentación final.

Logística Se asegura de que el equipo tenga todos los recursos que necesita, que los recursos se distribuyan de 

manera justa y que el equipo sepa cuándo se están agotando los recursos.

Garantía de la misión Se asegura de que el equipo esté siguiendo el plan. Realiza un seguimiento del tiempo y se asegura de que 

todos tengan la oportunidad de que se escuche su voz. 

Seguridad Se asegura de que todos los miembros del equipo usen sus gafas de seguridad y sigan los protocolos de 

seguridad.

Conexión curricular

En este módulo, los estudiantes asumirán la función de investigadores en el Programa de Investigación Humana de la NASA mientras 

estudian los peligros de la exploración del espacio profundo. Aprenderán sobre los efectos que estos peligros pueden tener en el 

cuerpo humano y qué se puede hacer para mitigar esos peligros. Los estudiantes llegarán a comprender los siguientes cinco peligros 

(RIDGE, por sus siglas en inglés):

1. Exposición a la Radiación a partir de una variedad de fuentes durante los vuelos espaciales.

2. El aislamiento (Isolation) y los efectos de la soledad por estar lejos de la familia y los amigos o estar muy cerca de unos pocos

astronautas durante meses seguidos.

3. La Distancia de la Tierra y las complicaciones logísticas que provoca.

4. Los campos de Gravedad y los peligros relacionados con el cuerpo humano debido a largos períodos pasados en

microgravedad.

5. Ambientes (Environments) que son hostiles (tal como la superficie de Marte) o cerrados (tal como el vehículo espacial).

Esta guía desafiará a los estudiantes a trabajar en colaboración para desarrollar y diseñar proyectos que ayuden a reducir los efectos 

que estos peligros tendrán en los astronautas del espacio profundo. Cada actividad sugiere una variedad de recursos adicionales, 

como videos, podcasts, artículos, libros electrónicos o actividades de extensión. Se alienta a los facilitadores y los educadores a 

explorar estos recursos adicionales, porque la investigación sobre los peligros del espacio profundo está en curso y el conocimiento 

adquirido a menudo se aplica a las invenciones destinadas a su uso en la Tierra, a las que la NASA se refiere como tecnologías 

derivadas. El dispositivo de ejercicio OYOTM Doubleflex y la ducha Oas de Orbital Systems son dos ejemplos de tecnologías derivadas 

de la NASA que se han desarrollado sobre la base de la investigación actual sobre los peligros del espacio profundo.

El levantamiento de “pesas” sin peso construye músculo en la Tierra

Todo el mundo debería hacer ejercicio, pero los astronautas necesitan dedicarle mucho tiempo. No están expuestos a la gravedad 

de la Tierra, lo que normalmente requeriría que sus huesos y músculos trabajaran todo el día solo para ponerse de pie. En gravedad 

cero, el cuerpo humano pierde rápidamente masa muscular y ósea significativa, lo que hace que un programa de entrenamiento 

riguroso sea crucial para la salud a largo plazo. El ejercicio durante los vuelos espaciales requiere dispositivos especiales basados 

en la resistencia porque las máquinas de ejercicio tradicionales no funcionan sin la gravedad de la Tierra. El fundador de OHOTM

Fitness, Paul Francis, trabajó con la NASA para desarrollar un dispositivo de ejercicio de resistencia adecuado para su uso en la 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

 4 │ STEM de próxima generación

Estación Espacial Internacional. Ese dispositivo de ejercicio con el tiempo se convirtió en un derivado de la NASA, el dispositivo de 

ejercicio OYOTM Doubleflex, que aplica de forma única resistencia a ambos lados de un grupo muscular a través de un solo 

movimiento, mejorando la eficiencia de los entrenamientos. El DoubleFlex también es muy ligero y fácil de mover; el dispositivo en 

sí pesa casi 1 kilo, pero proporciona hasta 11 kilogramos de resistencia. spinoff.nasa.gov/Spinoff2018/hm_4.html 

El astronauta de la NASA Garrett Reisman usando un dispositivo de ejercicio de resistencia que 

condujo a la innovación de varias líneas de dispositivos de ejercicio para usar en la Tierra

Conservación del agua en la era espacial

La ducha Oas de Orbital Systems es la primera ducha con recirculación de agua del mundo. Fue inspirada por la asociación de una 

universidad con la NASA y está habilitada por una tecnología de filtro que la NASA ayudó a financiar con miras a mejorar los sistemas 

de soporte vital de los astronautas. Obtenga más información: spinoff.nasa.gov/page/space-age-water-conservation-nasa 

El folleto Spinoff 2021 de la NASA incluye información sobre centenares de

tecnologías de la NASA que benefician la vida en la Tierra en forma de productos comerciales. 

https://spinoff.nasa.gov/sites/default/files/2020-12/NASA%20Spinoff%202021%20Brochure.pdf
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 

Introducción y antecedentes 

Enviar astronautas a Marte es uno de los principales objetivos de la NASA para el siglo XXI. En preparación para este vuelo espacial de 

larga duración, la NASA ha estado estudiando los efectos que el viaje podría tener en la salud de los astronautas. Usando varias 

plataformas de investigación, la NASA siempre está aprendiendo más sobre los peligros de la exploración del espacio profundo y cómo 

mitigar esos efectos. Podrían venir inmediatamente a la mente la Estación Espacial Internacional y las próximas misiones lunares de 

Artemisa, pero la NASA también lleva a cabo misiones análogas aquí en la Tierra que simulan cómo sería vivir en otras partes del sistema 

solar. Un ejemplo de ello son las Operaciones de misión en ambientes extremos de la NASA (NEEMO, por sus siglas en inglés), donde 

astronautas, ingenieros y científicos estudian cómo vivir y trabajar en las profundidades del Océano Atlántico. El Programa de 

Investigación Humana (HRP) de la NASA ha organizado los peligros que enfrentan los astronautas en cinco clasificaciones, lo que permite 

un esfuerzo organizado para comprender y superar los obstáculos que se interponen en el camino de una misión en el espacio profundo. 

Es importante entender que los riesgos no están solos; están interrelacionados y un peligro puede exacerbar los efectos de otro en el 

cuerpo humano. Las cinco áreas de investigación crean el acrónimo RIDGE (por sus siglas en inglés): 

1. R: radiación espacial

2. I: aislamiento (isolation) y confinamiento

3. D: distancia desde la Tierra

4. G: gravedad (o falta de ella)

5. E: ambientes (environments) hostiles/cerrados

Si bien estos cinco desafíos hacen que los vuelos espaciales sean peligrosos, también brindan oportunidades para que la NASA comprenda 

mejor el cuerpo humano y, en última instancia, haga que los vuelos espaciales sean más seguros a través de innovaciones tecnológicas.

Ilustración que muestra los cinco peligros principales de los vuelos espaciales tripulados. (NASA)

RIDGE

En esta guía de actividades, los estudiantes tienen la oportunidad de explorar cada uno de los cinco peligros principales para la 

tripulación durante los vuelos espaciales tripulados a fin de llegar a comprender cómo cada riesgo es peligroso por sí mismo y cómo los 

efectos se agravan cuando hay múltiples riesgos presentes. A través de actividades de aprendizaje basadas en problemas o desafíos 

de diseño de ingeniería, se les pide a los estudiantes que asuman el papel de investigadores en el Programa de Investigación Humana 

de la NASA para ayudar a mitigar los riesgos que enfrentan los humanos en los vuelos espaciales de larga duración. El siguiente 

contenido brindará una mejor comprensión de cada uno de los peligros en el acrónimo RIDGE y lo que la NASA está aprendiendo de 

la investigación.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

 6 │ STEM de próxima generación

PELIGRO UNO

Radiación espacial

El espacio no está vacío. De hecho, nuestro sistema solar está lleno de partículas de alta 

energía que brotan del Sol y nos bombardean desde el cosmos. En la Tierra, los humanos 

están relativamente a salvo de esta peligrosa energía debido a la magnetosfera, una “burbuja 

magnética” protectora alrededor de la Tierra que desvía la mayoría de las partículas solares. 

Esta energía peligrosa se llama radiación y puede tener efectos desastrosos en la electrónica 

y el cuerpo humano. La Estación Espacial Internacional viaja a través de la órbita terrestre 

baja, dentro de la protección de la Tierra, y el casco de metal de la estación ayuda a proteger 

a la tripulación de los dañinos rayos cósmicos. Una vez que un astronauta viaja más allá de la protección de la Tierra, se enfrenta a 

una fuerte radiación y debe mitigar los efectos nocivos que puede causar dicha exposición. Dos tipos de radiación preocupan a la 

NASA en el espacio profundo: las partículas energéticas solares (SEP, por sus siglas en inglés) y la radiación cósmica galáctica 

(GCR, por sus siglas en inglés).

Esta imagen animada muestra el sistema solar y la burbuja magnética del Sol, llamada heliosfera, que se extiende mucho más allá. 

Las rayas brillantes representan los rayos cósmicos. Durante el máximo solar, a medida que la heliosfera se fortalece, bloquea más rayos cósmicos. (NASA)

Partículas energéticas solares (SEP)

Las partículas energéticas solares brotan del Sol tras gigantescas erupciones solares y eyecciones de masa coronal. El viento solar 

barre estas partículas a través del sistema solar y las transporta. Algunas de estas partículas energéticas solares pueden llegar a la 

Tierra, a casi 150 millones de kilómetros de distancia, en menos de una hora. Las partículas energéticas solares son un tipo de

energía que está comprimida en ondas electromagnéticas o partículas transportadas, como los protones o los iones. Se transfieren 

cuando la onda o la partícula chocan con otra cosa, como un astronauta o una nave espacial. Las partículas energéticas solares son 

extremadamente peligrosas porque pueden atravesar la piel, arrojando energía y fragmentando las células o el ácido 

desoxirribonucleico (ADN) en su camino. Este daño puede aumentar el riesgo de cáncer más adelante en la vida o, en casos 

extremos, puede causar enfermedad por radiación aguda. Monitorear el clima espacial es una forma de ayudar a proteger a los 

astronautas. Los científicos alertan al control de la misión sobre posibles eventos solares y pueden recomendar que los astronautas 

retrasen las caminatas espaciales o se refugien en un área fuertemente protegida dentro de la estación espacial hasta que pase el 

evento. Durante futuras misiones de Artemisa, los astronautas que se encuentren más allá de la magnetosfera protectora de la Tierra 

podrán recibir instrucciones para construir un refugio temporal haciendo uso de cualquier masa disponible, como bolsas de agua o 

regolito (suelo lunar). Cuanta más masa haya entre la tripulación y la radiación, más probable es que las partículas peligrosas 

depositen su energía antes de llegar a los astronautas. La nave espacial Orión, que llevará a los tripulantes a la Luna durante las 

misiones Artemisa, utiliza un enfoque similar para proteger a los astronautas. Además del blindaje incorporado proporcionado por la 

cápsula, los instrumentos de detección de radiación alertarán a la tripulación cuando deban refugiarse utilizando los materiales 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 7 

disponibles en caso de un evento de radiación. La NASA y sus socios también están probando chalecos portátiles y dispositivos que 

agregan una capa protectora de masa para proteger a la tripulación. A pesar de los avances en el pronóstico del clima espacial, la 

naturaleza caótica de las partículas energéticas solares dificulta predecir a dónde irán. Todavía tenemos mucho que aprender cuando 

se trata de proteger a los astronautas de la radiación espacial.

Jessica Vos (en primer plano), autoridad técnica médica y subdirectora de salud de Orión, y la astronauta Anne McClain (al fondo) muestran el plan 

de protección radiológica en una nave espacial representativa de Orión. Durante un evento de partículas de energía solar, la tripulación utilizará

bolsas de almacenamiento a bordo de Orión para crear un refugio denso contra la radiación. (NASA) 

Rayos cósmicos galácticos (RGC)

El segundo tipo de radiación espacial viaja incluso más lejos que las partículas energéticas solares. Los rayos cósmicos galácticos 

son los restos de estrellas desaparecidas hace mucho tiempo de otras partes de la Vía Láctea, y bombardean continuamente el 

sistema solar. Imagine que las partículas energéticas solares son como una lluvia repentina; los rayos cósmicos galácticos, por el 

contrario, son más como una llovizna constante. Los rayos cósmicos tienden a ser mucho más poderosos que las partículas 

energéticas solares. La misma nave espacial que ha sido blindada para proteger a los astronautas de las partículas energéticas 

solares no puede proteger contra el daño de los rayos cósmicos galácticos, por lo que se convierten en una preocupación más seria, 

en especial para misiones de larga duración como el viaje a Marte. Los rayos cósmicos galácticos están compuestos de elementos 

pesados como helio, oxígeno o hierro. Cuando estas partículas pesadas chocan con algo, como un astronauta o las paredes de 

metal de una nave espacial, separan los átomos. Este tipo de impacto crea otro problema: la radiación secundaria, en la que se 

desarrolla una lluvia de más partículas durante las colisiones atómicas. Esto se suma a los problemas de salud de los rayos cósmicos. 

La exposición a los rayos cósmicos también está relacionada con el ciclo solar. Durante un mínimo solar, cuando hay poca actividad 

solar, los rayos pueden infiltrarse en el campo magnético del Sol. Durante un máximo solar, el campo magnético del Sol se fortalece, 

y mantiene alejados a algunos de los rayos cósmicos galácticos. 

Ir a la Luna ayudará a la NASA a recopilar datos cruciales para desarrollar las herramientas y las estrategias necesarias para enviar 

astronautas a Marte de manera segura. El viaje a Marte tomará mucho más tiempo que un viaje a la Luna, y la tripulación enfrentará 

mucha más exposición a la radiación. En la Actividad uno de este módulo, los estudiantes tendrán la oportunidad de descubrir cuánta 

radiación encontrarán los astronautas y cómo se compara con un viaje a la Luna o la Estación Espacial Internacional. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

 8 │ STEM de próxima generación

PELIGRO DOS

Aislamiento

Los astronautas de la NASA han estado volando al espacio durante más de 50 años. Durante 

más de 20 de esos años, tripulantes se han quedado en el espacio durante varios meses en 

misiones a bordo de la Estación Espacial Internacional, donde viven con solo unas pocas 

personas en el espacio de una casa de seis habitaciones. Los astronautas experimentan varios 

aspectos de aislamiento social y confinamiento durante sus misiones.

La NASA selecciona cuidadosamente a los miembros de la tripulación, los entrena y los apoya 

para garantizar que puedan trabajar de manera efectiva como equipo durante un año. La NASA estudia cómo el aislamiento y el 

confinamiento pueden alterar la salud y el rendimiento individual y del equipo de los astronautas y también prueba estrategias para 

mitigar cualquier efecto negativo. Estos estudios de aislamiento se llevan a cabo con astronautas en el espacio, así como en 

instalaciones análogas como el Análogo de investigación de exploración humana (HERA, por sus siglas en inglés), una instalación 

de Moscú llamada Nezemnyy Eksperimental'nyy Kompleks (NEK) y ubicaciones de campo en la Antártida.

La estación espacial orbita a unos 400 km (250 millas) sobre la Tierra. La NASA se está preparando para misiones más largas y 

ambiciosas que llevarán a los astronautas más lejos, a la Luna y Marte. La comunicación durante las misiones de exploración humana 

a Marte tendrá que ser innovadora para tener en cuenta los largos retrasos causados por la distancia mucho mayor desde la 

superficie de la Tierra. Una de las lecciones que hemos aprendido de la vida a bordo de la Estación Espacial Internacional es que 

es importante que las tripulaciones y los miembros de la familia manejen las expectativas. 

La NASA lleva años estudiando a las personas en ambientes aislados y confinados y ha desarrollado métodos y tecnologías para 

contrarrestar posibles problemas. Durante la exploración espacial, las restricciones del sueño y las horas de trabajo prolongadas pueden 

provocar fatiga. Una autoevaluación de cinco minutos ayuda a los astronautas a evaluar objetivamente los efectos de la fatiga en el 

rendimiento. Los diarios brindan a los astronautas un lugar seguro para escribir sobre sus frustraciones y brindan a los investigadores 

una herramienta para estudiar problemas de comportamiento y procesos de pensamiento de los tripulantes que viven y trabajan aislados 

y confinados. Todos estos métodos nos ayudarán a prepararnos para misiones de exploración más largas y lejanas.

En la Actividad dos de este módulo, los estudiantes diseñarán una propuesta para enviar a la NASA para mitigar los efectos del 

aislamiento y el confinamiento. A través de la investigación, incluidos los podcasts, los estudiantes se convertirán en parte de una 

empresa que intenta vender su propuesta a la NASA.

PELIGRO TRES

Distancia desde la Tierra

Uno de los peligros más evidentes para los astronautas que se embarcan en una misión en el 

espacio profundo es la gran distancia que estarán de la Tierra. Mientras que un viaje lunar requiere 

tres días para recorrer unos 384 000 km (239 000 millas) en cada sentido hasta la Luna, los 

astronautas que viajen a Marte estarán fuera hasta tres años. El tiempo que lleva viajar de la Tierra 

a Marte varía según las posiciones de los dos planetas. La Tierra está a unos 150 000 000 km 

(93 205 678 millas) del Sol y orbita cada 365 días. Marte, sin embargo, está a unos 

214 000 000 km (1 329 734 435 millas) del Sol, y su período orbital es de 687 días. Dado que la Tierra tiene un período orbital más corto, 

siempre está “alcanzando” a Marte en sus órbitas alrededor del Sol. 

Cada 26 meses, hay una ventana de tiempo en la que se puede lanzar 

un cohete desde la Tierra en una trayectoria que hará que la nave 

espacial se encuentre con Marte en su órbita en la menor cantidad de 

tiempo. Incluso aprovechando estas ventanas de lanzamiento, una 

misión de ida y vuelta a Marte tomará unos dos años. 

La NASA enviará suministros antes de las misiones tripuladas a la 

superficie marciana en preparación para las estancias de los 

astronautas en el Planeta Rojo. Además, los suministros estarán

estacionados en órbita para reabastecer la nave espacial para el 

viaje de regreso a casa. Sin embargo, durante el viaje a Marte y de 

regreso, los astronautas y sus naves espaciales deberán ser 

completamente autosuficientes. Una vez que la nave espacial 

queme sus motores, estableciendo un rumbo hacia Marte, no hay 

forma de regresar ni de recibir suministros adicionales hasta que 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 9 

llegue a su destino. Además, debido a la masa y el volumen de consumibles como el agua y el aire, no habrá espacio para suministros 

que no sean absolutamente imprescindibles. 

Para hacer posible el viaje, la nave espacial incorporará sistemas de soporte vital regenerativo. Estos sistemas se encargan de 

recuperar el aire y el agua consumidos a bordo de una nave espacial y reciclarlos en aire respirable y agua limpia y potable. Tres de 

los sistemas críticos, desarrollados en el Centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, son el sistema 

de recuperación de agua, el sistema de revitalización del aire y el sistema de generación de oxígeno. El sistema de recuperación de 

agua se mejora continuamente para aumentar la eficiencia y la confiabilidad. La versión actual del sistema, que está en uso a bordo 

de la Estación Espacial Internacional, puede recuperar y reciclar más del 90 por ciento de las aguas residuales a bordo de la estación 

espacial y convertirlas nuevamente en agua limpia para uso de los astronautas. Con suministros limitados y sin el apoyo de su equipo 

en la Tierra, los astronautas en un viaje a Marte necesitarán sistemas aún más eficientes y confiables para ser autosuficientes, 

incluido un sistema de reabastecimiento de agua que pueda recuperar el 98 por ciento del agua.

En la Actividad tres de este módulo, los estudiantes calcularán las necesidades de agua de los astronautas en una misión al espacio 

profundo. Usando la investigación y sus tasas de consumo de agua calculadas, tomarán decisiones sobre un problema de eficiencia 

del agua en una misión al espacio profundo.

PELIGRO CUATRO

Campos de gravedad

A medida que los astronautas viajen al espacio profundo, se encontrarán con tres campos de 

gravedad diferentes. La gravedad que experimentarán en la superficie de la Luna es una sexta 

parte de la gravedad de la Tierra. En el tránsito de la Luna a Marte, vivirán en un ambiente de 

gravedad cero. Durante una misión en la superficie de Marte, vivirán y trabajarán en una 

gravedad que es tres octavos de la de la Tierra. Cada vez que la gravedad cambie, habrá un 

efecto en la coordinación mano-ojo, la locomoción, la orientación espacial, el equilibrio, los 

huesos, los músculos y la función cardíaca. La forma en que funciona nuestro cuerpo está 

relacionada con la forma en que reaccionamos a la gravedad. 

Una razón principal por la que nuestros huesos y músculos son fuertes es que deben trabajar constantemente para combatir los 

efectos de la gravedad de la Tierra. En ausencia de gravedad, la densidad ósea de un astronauta disminuye, por lo que es 

fundamental que los astronautas hagan ejercicio durante el vuelo de tránsito. Si no lo hacen, se puede producir una atrofia grave del 

hueso y el músculo. Los huesos se debilitan porque los astronautas no aplican tensión, o carga de peso, en los músculos de la 

espalda y las piernas. Esto es similar a lo que ocurre con los pacientes postrados en cama en la Tierra, cuyos músculos y huesos 

se debilitan por la falta de movimiento. Los huesos se descomponen y se reconstruyen constantemente a medida que una persona 

crece. Sin embargo, las personas con osteoporosis tienen más pérdida ósea que reconstrucción. Es posible que esta pérdida no 

obstaculice a los astronautas mientras están en órbita, pero al regresar a la Tierra, sus huesos debilitados serán frágiles y tendrán 

un mayor riesgo de fracturas. Además, los minerales que se pierden de los huesos pueden desplazarse a otras partes del cuerpo, 

lo que hace que los astronautas desarrollen cálculos renales. La tasa de pérdida de densidad ósea en el espacio es del 1 por ciento 

por mes. Esto es comparable a la pérdida de densidad ósea en hombres y mujeres mayores, cuya tasa de pérdida es de 1 a 1,5 por 

ciento por año. Esta pérdida ósea puede causar que los astronautas sufran fracturas relacionadas con la osteoporosis más adelante 

en la vida. La pérdida ósea es solo uno de los efectos de la disminución de la gravedad en un astronauta.

Por suerte, los científicos de la NASA saben que existen tres contramedidas o actividades que pueden disminuir los riesgos para 

prevenir la pérdida ósea: la nutrición, el ejercicio y los medicamentos. Las comidas son nutricionalmente equilibradas con alimentos 

ricos en calcio y vitamina D. El ejercicio físico es importante para aumentar la carga ósea y la fuerza muscular. Los astronautas 

también reciben bisfosfatos, un agente terapéutico que se ha utilizado para tratar a pacientes con osteoporosis, para aumentar la 

masa ósea y disminuir la aparición de fracturas óseas. Aunque la Luna y Marte ejercen más fuerza gravitatoria sobre el cuerpo que 

la experimentada durante un vuelo espacial, ejercen menos fuerza que la Tierra. Por lo tanto, incluso después de aterrizar en un 

cuerpo celeste, los astronautas aún necesitarán mucho ejercicio para mantener la masa muscular y ósea que mantendrían 

simplemente estando en la Tierra.

Otro efecto que los científicos están siguiendo de cerca es el cambio de fluidos que se produce en el cuerpo humano durante los 

vuelos espaciales. En la Tierra, el sistema circulatorio de un astronauta está acostumbrado a trabajar contra la gravedad. Durante 

los vuelos espaciales, el sistema circulatorio recibe un conjunto diferente de señales y estímulos. El corazón no necesita trabajar tan 

duro para enviar sangre a la parte superior del cuerpo, lo que conduce a un aumento en el volumen de sangre que se desplaza hacia 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

10 │ STEM de próxima generación

la cabeza. Este cambio puede ejercer presión sobre los ojos y causar pérdida de la visión. Los científicos de la NASA proporcionan 

a los astronautas manguitos de compresión para usar en los muslos, lo que ayuda a mantener la sangre en las extremidades 

inferiores para contrarrestar el cambio de fluidos. 

Los científicos de la NASA todavía están realizando investigaciones para desarrollar protocolos para reemplazar los efectos positivos 

para la salud de la gravedad de la Tierra en los astronautas. Esta investigación beneficiará no solo a los astronautas en el espacio 

profundo, sino también a las personas en la Tierra que experimentan pérdida de densidad ósea y masa muscular.

En la Actividad cuatro de este módulo, los estudiantes diseñarán un dispositivo de ejercicio que pueda operar en diferentes campos 

de gravedad. Usando su conocimiento del sistema esquelético, el umbral de fractura y la osteoporosis, los diseños de los estudiantes 

mitigarán los efectos de la pérdida ósea y la atrofia muscular. 

La astronauta de la Agencia Espacial Europea Samantha Cristoforetti hace ejercicio en el dispositivo de ejercicio

de resistencia de avanzada a bordo de la Estación Espacial Internacional. (NASA)

PELIGRO CINCO

Ambientes hostiles/cerrados

La NASA ha aprendido que el ecosistema dentro de la nave espacial juega una función 

importante en la vida cotidiana de los astronautas en el espacio. Los microbios pueden cambiar 

sus características en el espacio, y los microorganismos que viven naturalmente en el cuerpo 

humano se transfieren más fácilmente de una persona a otra en hábitats cerrados como la 

estación espacial. Los niveles de la hormona del estrés están elevados y el sistema inmunitario 

está alterado, lo que podría conducir a una mayor susceptibilidad a las alergias u otras 

enfermedades. 

Los análogos basados en la Tierra no simulan a la perfección el ambiente de los vuelos espaciales, lo que los hace insuficientes 

para estudiar en tierra cómo reaccionan los sistemas inmunitarios humanos en el espacio. Sin embargo, los estudios análogos 

antárticos financiados por la NASA podrían proporcionar información sobre cómo ciertos factores estresantes de los vuelos 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 1 

espaciales pueden afectar el sistema inmunitario humano. Lo que sí se sabe es que los vuelos espaciales modifican el sistema 

inmunitario, aunque las tripulaciones no tienden a enfermarse al regresar a la Tierra. Aunque la inmunidad adquirida de los 

astronautas está intacta, se necesita más investigación para determinar si la inmunidad alterada inducida por los vuelos espaciales 

puede conducir a problemas autoinmunes, en los que el sistema inmunitario ataca por error a las células, los órganos y los tejidos 

sanos presentes en el cuerpo. 

Se recomienda a los astronautas que se vacunen contra la gripe para aumentar su inmunidad y se los pone en cuarentena antes de 

sus misiones para evitar contraer cualquier tipo de enfermedad antes del lanzamiento. Durante su misión de un año a bordo de la 

estación espacial como parte del Estudio de gemelos de la NASA, Scott Kelly se administró una vacuna contra la gripe mientras su 

hermano recibía una vacuna en la Tierra. La inmunización demostró funcionar tan bien en el espacio como en la Tierra, lo cual es 

un buen hallazgo para misiones más largas a la Luna y Marte. 

La NASA está utilizando tecnología para monitorear la calidad del aire de la estación espacial para garantizar que la atmósfera sea 

segura para respirar y no esté contaminada con gases como formaldehído, amoníaco y monóxido de carbono. Los sistemas de 

control térmico funcionan para mantener la temperatura de la estación espacial y mantener cómodos a los astronautas. Se analizan 

muestras de sangre y saliva para identificar cambios en el sistema inmunitario y la reactivación de virus latentes durante los vuelos 

espaciales. La NASA utiliza técnicas moleculares avanzadas para evaluar el riesgo de microbios que pueden causar enfermedades

a los tripulantes. Se toman muestras regularmente de varias partes del cuerpo y de la estación espacial para analizar la población 

microbiana que habita en el ambiente. Los tripulantes cambian los filtros de aire, limpian las superficies y tratan el agua para prevenir 

enfermedades que puedan resultar de la acumulación de contaminantes. 

Más allá de los efectos del ambiente sobre el sistema inmunitario, cada centímetro y cada detalle de los módulos habitacionales y 

los lugares de trabajo deben pensarse y diseñarse cuidadosamente. Nadie quiere que su casa sea demasiado calurosa, demasiado 

fría, estrecha, abarrotada, ruidosa o mal iluminada, y nadie disfrutaría tampoco de trabajar y vivir en ese hábitat en el espacio. Los 

módulos habitacionales y los ambientes de trabajo se planifican y evalúan cuidadosamente para garantizar que los diseños equilibren 

la comodidad y la eficiencia. La iluminación a bordo de la estación espacial es similar a la que se experimentaría naturalmente en la 

Tierra, gracias al sistema de iluminación de diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés). 

La NASA está actuando sobre todos los riesgos y trabajando para resolver los desafíos de los vuelos espaciales tripulados con 

algunas de las mentes más brillantes en campos relacionados. Los resultados obtenidos de los laboratorios, los análogos terrestres 

y las misiones de la estación espacial continuarán brindando información sobre estas adaptaciones y presentarán peldaños para 

misiones más largas. En las próximas misiones a la órbita lunar y la superficie de la Luna, se recopilarán aún más datos a medida 

que continúe este trabajo. En futuras misiones de mayor duración a la Luna y Marte, los astronautas se beneficiarán de años de 

investigación que garantizarán que no solo puedan sobrevivir, sino prosperar.

En la Actividad cinco de este módulo, los estudiantes compararán el ambiente de la Tierra, la Luna y Marte. Luego, los estudiantes 

usarán este conocimiento para diseñar un hábitat en uno de los cuerpos celestes que podrá renovar o reciclar elementos para 

sustentar la vida.

 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

12 │ STEM de próxima generación

Actividad uno: Radiación

Notas para el educador

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente: 

• Identificarán las exposiciones diarias a la radiación en la Tierra.

• Compararán las exposiciones a la radiación de la Tierra con las que experimentan los astronautas en el espacio profundo.

• Explicarán los efectos de la exposición a la radiación en el cuerpo humano.

• Investigarán la importancia de la protección contra la radiación para los viajes al espacio profundo.

Descripción general del desafío

Los estudiantes compararán la exposición a la radiación en la Tierra con la exposición a la 

radiación en el espacio. Esta actividad culmina con un desafío en el que los alumnos deberán 

proteger a un “astronauta” de papa de los efectos nocivos de la radiación en sus hornos. 

Tiempo sugerido

90 a 120 minutos

Estándares Nacionales STEM

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-PS3-3. Energía: aplicar principios científicos para diseñar, construir y probar un 

dispositivo que minimice o maximice la transferencia de energía térmica.

• MS-LS3-1. Legado, herencia y variación de rasgos: desarrollar y usar un modelo para 

describir por qué los cambios estructurales en los genes (mutaciones) ubicados en los 

cromosomas pueden afectar las proteínas y pueden tener efectos dañinos, beneficiosos o

neutrales para la estructura y la función del organismo.

• MS-ETS1-2. Diseño de ingeniería: evaluar las soluciones de diseño de la competencia 

utilizando un proceso sistemático para determinar qué tan bien cumplen con los criterios y 

las restricciones del problema.

Conceptos transversales

• Energía y materia: la transferencia de energía se puede rastrear a medida que la energía 

fluye a través de un sistema diseñado o natural.

Conceptos transversales

• Estructura y función: las estructuras y los sistemas complejos y microscópicos se pueden 

visualizar, representar y usar para describir cómo su función depende de las formas, la 

composición y las relaciones entre sus partes, por lo tanto, las estructuras/los sistemas 

naturales complejos se pueden analizar para determinar cómo funcionan.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Construir explicaciones y diseñar soluciones: aplicar ideas o principios científicos para 

diseñar, construir y probar un diseño de un objeto, una herramienta, un proceso o un 

sistema.

• Desarrollo y uso de modelos: la representación en 6–8 se basa en las experiencias de K–5 

y avanza hacia el desarrollo, el uso y la revisión de modelos para describir, probar y 

predecir fenómenos y sistemas de diseño más abstractos. 

• Participar en un argumento a partir de la evidencia: evaluar soluciones de diseño de la 

competencia en función de criterios de diseño desarrollados y acordados conjuntamente.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Constructor de conocimiento: los estudiantes seleccionan críticamente una variedad de 

recursos utilizando herramientas digitales para construir conocimiento, producir artefactos 

creativos y crear experiencias de aprendizaje significativas para ellos mismos y para otros.

• Diseñador de innovación: los estudiantes usan una variedad de tecnologías dentro de un 

proceso de diseño para identificar y resolver problemas mediante la creación de soluciones 

nuevas, útiles o imaginativas.

Estándares para estudiantes (continuación)

• Comunicador creativo: los estudiantes se comunican con claridad y se expresan de manera 

creativa para una variedad de propósitos utilizando las plataformas, las herramientas, los 

estilos, los formatos y los medios digitales apropiados para sus objetivos.

• Colaborador mundial: los estudiantes usan herramientas digitales para ampliar sus 

perspectivas y enriquecer su aprendizaje al colaborar con otros y trabajar de manera 

efectiva en equipos a nivel local y global.

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• MP.27.EE.3. Resolver problemas matemáticos y de la vida real de varios pasos planteados con números racionales positivos y negativos en cualquier forma (números enteros, fracciones 

y decimales), usando herramientas estratégicamente. Aplicar las propiedades de las operaciones para calcular con números en cualquier forma, convertir entre formas según corresponda 

y evaluar la razonabilidad de las respuestas utilizando estrategias de estimación y cálculo mental.

Preparación del desafío 

El educador debe hacer lo siguiente: 

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas del educador y el Folleto para el estudiante para familiarizarse con 

la actividad. 

• Imprimir copias del Folleto para el estudiante y la Hoja de trabajo sobre la exposición a la radiación en la Tierra para 

cada estudiante.

• Precalentar el horno o el horno eléctrico.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 3 

Materiales

 Torre de bloques de madera

 Papas (al menos 2 por equipo) 

Nota: Asegúrese de que las papas tengan una masa similar. El educador también puede 

usar varias variedades diferentes de papas como actividad de extensión.

 Bandeja para hornear galletas u otra fuente apta para horno

 Horno u horno eléctrico ajustado a 180°C 

 Termómetro para alimentos o termómetro con sonda para probar la temperatura interna 

de la papa

 Varios materiales aptos para el horno para proteger la papa (papel de aluminio, papel 

manteca, arcilla, bolsas de horno, sal, etc.)

Seguridad

• Use agarraderas o guantes para horno y gafas protectoras cuando mueva artículos 

dentro y fuera del horno y cuando verifique la temperatura de la papa.

• Asegúrese de usar materiales aptos para el horno, incluidos el guante para horno, la 

bandeja o la fuente, y los materiales que envuelven la papa.

• No coloque las papas directamente sobre la rejilla del horno, sino que utilice una bandeja 

para hornear galletas u otro tipo de fuente apta para horno.

• Tenga una superficie plana y resistente al calor lista para colocar la bandeja para hornear 

galletas o la fuente después de sacarlas del horno. Quite cualquier desorden, otros

equipos y todos los materiales combustibles del área.

Presente el desafío

• Informe a los estudiantes que aprenderán sobre la radiación y los efectos de la 

exposición a la radiación en los astronautas en el espacio.

• Explique a los estudiantes que trabajarán en equipos para proteger a un “astronauta” de 

papa de los efectos nocivos de la exposición a la radiación en un horno. Es importante 

hacer notar y explicar a los estudiantes que la radiación infrarroja de un horno es 

diferente en longitud de onda e intensidad que la radiación de las partículas energéticas 

solares (SEP) o la radiación cósmica galáctica (GCR) y que esta actividad es solo una 

ilustración de los efectos de la radiación.

• Pregunte a los estudiantes qué creen que tienen en común los astronautas y las papas.

• Repase los siguientes criterios y restricciones de la actividad con los estudiantes:

Criterios Restricciones

Después del horneado, la papa experimental debe 

tener una temperatura interna más baja que la papa 

control (cuanto más baja, mejor).

No puede usar más de tres capas de protección en 

su “astronauta”.

Todos los materiales de protección para la para 

deben ser aptos para horno.

No puede usar agua u otros líquidos como 

protección para esta actividad.

Las papas experimentales y de control deben 

cocinarse por la misma cantidad de tiempo a la 

misma temperatura. 

Comparta con los 

estudiantes 

Estimulante cerebral

Las bananas son una fuente natural 

de isótopos radiactivos. Una “dosis 

equivalente a una banana (BED, por 

sus siglas en inglés)” es una unidad 

que compara la exposición a la 

radiación con la cantidad que recibe 

naturalmente al comer una banana. 

1 BED es igual a 0,001 milisievert 

(mSv).

¡Una dosis letal de radiación sería 

comparable a la radiación que 

obtendría al comer 80 millones de 

bananas! 

Vea más comparaciones en el Folleto 

para el estudiante.

Obtenga más información:

www.nasa.gov/sites/default/files/files/R

adiation_Math.pdf

En el lugar

La investigación realizada en el 

Laboratorio de Radiación Espacial de 

la NASA (NSRL, por sus siglas en 

inglés) en el Laboratorio Nacional de 

Brookhaven en Nueva York aumenta 

nuestra comprensión de la radiación 

ionizante y el daño celular. Los 

investigadores están trabajando para 

limitar el daño al tejido sano por la 

radiación cósmica, lo que conducirá a 

una exploración más segura para los 

astronautas y posibles mejoras en los 

tratamientos contra el cáncer para 

todos.

Obtenga más información:

www.bnl.gov/nsrl/ 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

14 │ STEM de próxima generación

Facilitar el desafío

Preguntar

• Comience esta actividad con una demostración utilizando una torre apilada de bloques de madera (por ejemplo, una torre 

giratoria). Explique a los estudiantes que el juego representa una hebra de su ADN. Retire un bloque de cualquier parte de la

estructura y explique a los estudiantes que cuando alguien se expone a la radiación, destruye o cambia una pequeña parte de 

esa hebra. Continúe sacando bloques al azar y pida a los estudiantes que brinden observaciones. Explique que a veces la torre 

se cae al quitar un bloque, pero que otras veces es necesario quitar varios bloques antes de que la torre se caiga.

• Pregunte a los estudiantes qué sucedería si se arrojara una canica a la pila de bloques en lugar de retirar cuidadosamente los 

bloques individuales. Explique que una canica representaría cómo es estar expuesto a la radiación cósmica galáctica (RGC). 

La radiación cósmica galáctica es mucho más dañina que la exposición a partículas energéticas solares (SEP) porque la 

radiación cósmica galáctica tiene una masa atómica alta y una energía extremadamente alta. Para obtener más información 

sobre el daño del ADN, lea “Space Radiation is Risky Business for the Human Body” en www.nasa.gov/feature/space-radiationis-risky-business-for-the-human-body. Esta página también incluye un video que se puede compartir con los estudiantes.

• Explique a los estudiantes que en esta actividad aprenderán a cuánta radiación están expuestos anualmente en la Tierra y 

compararán esta tasa de exposición con la de los astronautas en la Estación Espacial Internacional, en un viaje a la Luna e 

incluso en un viaje de exploración del espacio profundo a Marte. Antes de que los estudiantes completen la Hoja de trabajo 

sobre la exposición a la radiación en la Tierra, organice un debate con todo el grupo sobre la exposición a la radiación en la 

Tierra. ¿Con qué frecuencia piensan los estudiantes que ocurre? ¿Qué la causa? 

Nota: Puede ser útil completar la hoja de trabajo mientras los “astronautas” de papas se hornean en el horno.

• En la última parte de esta actividad, los estudiantes trabajarán en pequeños equipos para crear un escudo protector para los 

“astronautas” de papas antes de hornearlos. Analice con los estudiantes la importancia del blindaje para proteger a los 

astronautas de las partículas energéticas solares mientras están en el espacio, lejos de la protección de la magnetosfera de la 

Tierra. Poner la mayor cantidad de masa posible entre los astronautas y las partículas energéticas solares ayudará a proteger

a los astronautas de la radiación dañina.

Imaginar

• Entregue a cada estudiante una copia de la Hoja de trabajo sobre la exposición a la radiación en la Tierra.

• Los estudiantes trabajarán individualmente en el folleto para determinar la cantidad de sus propias tasas de exposición personal.

• Como grupo grande, determine las tasas de exposición en dosis equivalente a una banana (BED) de los astronautas en (1) la 

Estación Espacial Internacional, (2) un viaje a la Luna y (3) un viaje a Marte.

Preguntas de análisis y clave de respuestas

1. La exposición promedio durante un año en la Tierra es de unos 3,0 mSv. ¿Cómo se compara su dosis de radiación anual con 

el promedio? ¿Cómo se compara su dosis anual de radiación con la de otros estudiantes?

2. La tasa de exposición promedio para los astronautas en la Estación Espacial Internacional durante una estadía de seis meses 

es de 160 mSv. ¿Cuál es la dosis equivalente a una banana, o BED, para esos astronautas? Respuesta: 160,000

3. La exposición a la radiación promedio para los astronautas que viven en la Luna durante nueve días es de 11,4 mSv. ¿Cuál es 

la dosis equivalente a una banana para esos astronautas? Respuesta: 11 400. ¿Por qué este número es menor que la dosis 

equivalente a una banana para una estadía en la Estación Espacial Internacional? Respuesta: Los astronautas están en la 

Estación Espacial Internacional durante seis meses, no nueve días.

4. La exposición a la radiación estimada para los astronautas en una misión de ida y vuelta de tres años a Marte es de 1200 mSv. 

¿Cuál es la dosis equivalente a una banana para un viaje a Marte? Respuesta: 1 200 000. Si una dosis letal de radiación es el 

equivalente a comer 80 millones de bananas, ¿cuántos viajes a Marte podría hacer? Respuesta: 8
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 5 

 Planificar 

• Divida a los estudiantes en equipos pequeños de no más de cuatro integrantes.

• Explique que los estudiantes deberán hacer una lluvia de ideas sobre cómo protegerán a un “astronauta” de papa de la radiación

de un horno.

• Asegúrese de que los estudiantes entiendan qué materiales tienen disponibles y cuánto se les permite usar. 

• Los equipos deben recibir al menos dos papas. Una servirá como testigo, donde no se da protección, y la otra será la papa 

experimental. 

Nota: A criterio del educador, a los equipos se les puede dar una sola papa y se les puede dar a los estudiantes la temperatura 

final de una papa de control de antemano. Los estudiantes también pueden usar más de una papa, o papas de diferentes 

variedades, y protegerlas de varias maneras. Por ejemplo, pueden comparar la eficacia de una capa de papel de aluminio con 

la eficacia de tres capas de papel de aluminio.

Crear

• Después de que los estudiantes hayan ideado una solución para proteger mejor su papa, envolverán el “astronauta” de papa 

usando no más de tres capas de material y asegurándose de que toda la papa esté cubierta, sin espacios ni agujeros. Analice 

cómo este “traje espacial” protector es similar al delantal de plomo que se usa durante las radiografías.

• Si los estudiantes usan más de una papa, cada traje espacial protector debe hacerse de manera diferente.

Probar

• Los equipos hornearán sus “astronautas” de papa. Para ahorrar tiempo, precaliente el horno. La papa de control no tendrá 

protección y debe hornearse a 180 grados durante 30 minutos. 

Nota: El educador puede variar el tiempo o la temperatura, pero debe mantener las variables constantes para todas las papas. 

Si no hay un horno disponible, considere usar la cafetería de la escuela o envíe papas a casa para hornearlas y probarlas.

• Luego, los equipos hornearán a sus astronautas protegidos durante 30 minutos a 180 grados. 

Nota: Puede ser útil que los estudiantes trabajen en el folleto Exposición a la radiación mientras se hornean las papas.

• Los equipos tomarán la temperatura interna de la papa de control y de sus “astronautas” de papa protegidos.

• Pida a los estudiantes que representen gráficamente o creen una tabla de sus resultados para compartir con el resto de los 

equipos.

Mejorar

• Pregunte a los estudiantes si el traje espacial protegió a sus astronautas. ¿Mejoró la temperatura interna con respecto a la 

temperatura de la papa de control?

• Si no se hizo ninguna mejora, permita que los equipos hagan una lluvia de ideas y analicen qué harían para mejorar sus diseños. 

Si el tiempo lo permite, permita que los equipos prueben sus nuevos diseños e incluyan cualquier dato nuevo en su gráfico o 

tabla original.

Compartir

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• Comparen los resultados de su equipo con los resultados de los otros equipos. ¿Cómo se compara su traje espacial con los 

demás? ¿Qué mejoras se podrían hacer si tuviera tiempo?

• ¿En qué se parece esta actividad al desarrollo de trajes espaciales protectores para astronautas?

• Compare la radiación a la que los astronautas reales están expuestos en el espacio y la radiación que experimentaron sus 

“astronautas” de papa. 

Opcional: comparta los resultados de los estudiantes en las redes sociales usando #NextGenSTEM. Asegúrese de incluir el módulo 

y el nombre de la actividad.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

16 │ STEM de próxima generación

Extensiones

• Cree una lista de precios para los materiales y proporcione a los equipos de estudiantes un presupuesto dentro del cual deben

trabajar. Por ejemplo, haga que el papel de aluminio sea más caro que el papel manteca para ayudar a los estudiantes a darse 

cuenta de que la ingeniería implica compensaciones entre precio y rendimiento. 

• En su diario, escriba una reflexión sobre lo que ha aprendido de esta actividad. Describa la importancia de los materiales del 

traje espacial y de la nave espacial en la mitigación de la exposición a la radiación en un viaje al espacio profundo.

Referencia

Space Faring: The Radiation Challenge (Middle School Educator Guide)

www.nasa.gov/pdf/284277main_Radiation_MS.pdf
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 7 

Actividad uno: Radiación

Folleto para el estudiante 

Su Desafío

Comparar y mostrar la diferencia de la exposición a la radiación en la Tierra con la exposición 

a la radiación en el espacio. Esta actividad culmina con un desafío en el que usted deberá 

proteger a un “astronauta” de papa de los efectos nocivos de la radiación en un horno.

Criterios Restricciones

Después del horneado, la papa experimental debe 

tener una temperatura interna más baja que la papa 

control (cuanto más baja, mejor).

No puede usar más de tres capas de protección en 

su “astronauta”.

Todos los materiales de protección para la para 

deben ser aptos para horno.

No puede usar agua u otros líquidos como 

protección para esta actividad.

Las papas experimentales y de control deben 

cocinarse por la misma cantidad de tiempo a la 

misma temperatura. 

Preguntar

• Su instructor demostrará los efectos de la radiación usando una pila de bloques para 

representar su ADN. El ADN se encuentra dentro de cada una de sus células y lleva toda 

la información sobre cómo se ve y funciona. Quitar un bloque de la pila muestra el efecto 

que tiene una pequeña dosis de radiación en el ADN. ¿Qué anticipa que sucederá a 

medida que su instructor continúe eliminando bloques? ¿Qué pasaría si arrojara una 

canica a la torre de bloques? Esa sería una ilustración de otro tipo de radiación a la que 

los astronautas están expuestos en el espacio: la radiación cósmica galáctica (GCR).

Imaginar

• En la siguiente parte de esta actividad, aprenderá a cuánta radiación está expuesto 

anualmente en la Tierra. Reflexione y analice con todo el grupo cómo cree que se produce 

la exposición a la radiación aquí en la Tierra. Después de este análisis grupal, recibirá un 

folleto para completar y comparar sus datos con otros estudiantes.

• A continuación, comparará su tasa de exposición anual con la de los astronautas (1) que 

viven en la Estación Espacial Internacional, (2) en un viaje a la Luna y (3) en un viaje de 

exploración del espacio profundo a Marte. 

 Planificar

• En la última parte de esta actividad, usted trabajará en un equipo pequeño para crear un 

escudo protector para un “astronauta” de papa antes de hornearlo. Esto es para ilustrar 

la exposición a la radiación que los astronautas enfrentarían en el espacio. Comprenda 

que la radiación del horno es muy diferente a los tipos de radiación que se encuentran en 

el espacio, pero esta es una buena manera de ilustrar la importancia de la protección y el 

blindaje para los astronautas.

• Use una hoja de papel para hacer una lluvia de ideas sobre cómo su equipo usará los 

materiales provistos para proteger a un “astronauta” de papa de la radiación de un horno. 

Sea descriptivo y asegúrese de rotular sus dibujos.

Dato curioso 

¿Sabía que existe un tipo de hongo 

que se alimenta de la radiación y 

crea energía química para su 

crecimiento? ¡Es cierto! Los 

científicos han descubierto un tipo de 

hongo en Chernobyl, el sitio del peor 

desastre nuclear del mundo. El 

hongo sobrevive usando un proceso 

único llamado radiosíntesis que 

funciona como la fotosíntesis, pero 

usa la energía de la radiactividad en 

lugar de la luz solar. Los científicos 

han descubierto recientemente que 

las propiedades de este hongo 

podrían ayudar a proteger a las 

personas de la radiación, como a los 

astronautas de la Estación Espacial 

Internacional. ¡El hongo 

eventualmente podría usarse para 

crear un protector solar aprobado 

para el espacio! 

Obtenga más información: 

hub.jhu.edu/2019/11/01/melaninspace-study/

Esquina profesional

Los científicos que trabajan con el 

Grupo de Radiación Espacial (SRG, 

por sus siglas en inglés) del Centro 

Espacial Johnson monitorean el 

pronóstico del clima espacial desde 

el Centro de Predicción del Clima 

Espacial de la Oficina Nacional de 

Administración Oceánica y 

Atmosférica. Alertan al control de la 

misión sobre la posible actividad 

solar y pueden recomendar posponer 

actividades que requieran que los 

astronautas realicen caminatas 

espaciales. Dondequiera que vayan 

los astronautas, los científicos del 

SRG vigilarán el ambiente espacial. 

¿Está interesado en convertirse en 

meteorólogo espacial? 

Obtenga más información:

ccmc.gsfc.nasa.gov/
Peligros para los astronautas del espacio profundo

18 │ STEM de próxima generación

Crear

• Después de que su equipo haya ideado una solución para proteger mejor su papa, use los materiales que ha elegido para 

envolver cuidadosamente su “astronauta” de papa. Asegúrese de que toda la papa esté cubierta, sin espacios ni agujeros. Esta 

es su papa experimental.

• La segunda papa será su papa de control. Debe dejarse completamente desprotegida. Idealmente, su papa experimental 

“sobrevivirá” a lo que la papa de control no pudo. Siempre que sea posible, los buenos experimentos tienen un control para 

asegurarse de que el experimento no solo funcionó, sino que funcionó mejor que no hacer nada, porque a veces puede empeorar 

las cosas por accidente.

Probar

• ¡Es hora de probar sus trajes espaciales protectores! Coloque ambas papas, la papa experimental y la papa de control, en una 

bandeja para hornear galletas u otra fuente apta para horno.

• Póngase las gafas protectoras y los guantes para el horno.

• Coloque la papa experimental y la papa de control en un horno precalentado a 180 grados y hornéelas durante 30 minutos.

• Después de 30 minutos, vuelva a ponerse las gafas protectoras y los guantes para horno. Despeje el área donde colocará la 

bandeja para hornear galletas o la fuente.

• Retire con cuidado la bandeja para hornear galletas del horno con guantes para horno o agarraderas.

• Usando el guante para horno, sostenga el “astronauta” de papa. Inserte con cuidado el termómetro y tome la temperatura interna 

del “astronauta” de papa protegido; luego, tome la temperatura de la papa de control.

• Cree una tabla o un gráfico para ilustrar los resultados, comparando el “astronauta” de papa con la papa de control.

Mejorar

• ¿Mejoró la temperatura interna del “astronauta” de papa protegido con respecto a la temperatura de la papa de control? ¿Por 

qué sí o por qué no?

• Si no se hizo ninguna mejora, haga una lluvia de ideas y analice con su equipo qué podría hacer para mejorar el diseño. Si el 

tiempo lo permite, pruebe su nuevo diseño y registre sus nuevos datos en su tabla o gráfico.

Compartir

• Compare los resultados de su equipo con los resultados de los otros equipos. ¿Cómo se compara su traje espacial con los 

demás? ¿Qué mejoras se podrían hacer si tuviera tiempo?

• ¿En qué se parece esta actividad al desarrollo de trajes espaciales protectores para astronautas?

• Compare la radiación a la que los astronautas reales están expuestos en el espacio y la radiación que experimentaron sus 

“astronautas” de papa.

 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 1 9 

Nombre:_________________________________________________ Fecha: ___________________________________

Instrucciones: calcule su dosis anual de radiación sumando la cantidad de radiación a la que está expuesto de fuentes comunes 

de radiación. Coloque el valor de la columna “Fuentes comunes de radiación” (columna central) que corresponda a su situación en 

la columna “Dosis anual” (columna a la derecha). Todos los valores están en milisieverts (mSv), que es la unidad de medida estándar 

para una dosis de radiación. Sume todos los números de la columna de la derecha para determinar su dosis de radiación anual total 

estimada.

Factores Fuentes comunes de radiación Dosis anual

Donde vive

Radiación cósmica (desde el espacio exterior) 

La exposición depende de la elevación (cuánta atmósfera hay sobre usted para bloquear la 

radiación).

__________

__________

__________

__________

mSv

Elevación (promedio de datos de ciudades de U.S. Geological Survey: 

http://usgs.gov) 

Valor, mSv

• Nivel del mar (Nueva York, Filadelfia, Houston, Baltimore, Boston, 

Nueva Orleans, Jacksonville, Seattle)

0,26

• 1 a 300 metros (Chicago, Detroit, San Diego, Dallas, Mineápolis, St. 

Louis, Indianápolis, San Francisco, Memphis, Washington DC, 

Milwaukee, Cleveland, Columbus, Atlanta)

0,28

• 301 a 600 metros (Phoenix, Pittsburgh, San José, Oklahoma City) 0,31

• 601 a 900 metros (Las Vegas, Los Ángeles, Honolulu, Tucson) 0,35

• 901 a 1200 metros (El Paso) 0,41

• 1201 a 1500 metros (Salt Lake City) 0,47

• 1501 a 1800 metros (Denver, Albuquerque) 0,52

• 1801 a 2100 metros 0.66

• 2101 a 2400 metros 0,79

• 2401 a 2700 metros 0,96

Radiación terrestre (del suelo)

• Si vive en un estado que bordea el Golfo de México o el Océano Atlántico, agregue 

0,16 mSv.

• Si vive en el área de la meseta de Colorado (alrededor de Denver), agregue 0,63 mSv.

• Si vive en cualquier otro lugar continental de los EE. UU., agregue 0,07 mSv. mSv

Construcción de la vivienda

• Si vive en un edificio de piedra, adobe, ladrillo u hormigón, agregue 0,07 mSv. mSv

Plantas de energía

• Si vive dentro de las 50 millas de una planta de energía nuclear, agregue 0,0001 mSv. 

(Para conocer las ubicaciones de las plantas de energía nuclear, visite el sitio web de la 

Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos: www.nrc.gov/info-finder.html.) 

• Si vive dentro de las 50 millas de una planta de energía a carbón, agregue 0,0003 mSv. mSv

Comida 

Agua

Aire

Radiación interna (valores promedio)

• De los alimentos (la mayoría de los alimentos tienen carbono-14 y potasio-40, que son 

radiactivos naturales) y del agua (radón disuelto en agua)

0,40 mSv

• Del aire (radón que emana del suelo) 2,00 mSv
Peligros para los astronautas del espacio profundo

20 │ STEM de próxima generación

Como vive

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

________ 

______ 

Como vive

Agregue los siguientes valores si se aplican a usted:

Vive cerca de un sitio de prueba de armas 

radiactivas

0,01 mSv mSv

Viaje en avión a reacción 0,005 mSv por hora en el aire 

(total de todos los vuelos en 1 año) mSv

Si tiene coronas de porcelana o dientes 

postizos

0,0007 mSv por diente/corona 

(2 coronas = 0,0014 mSv) mSv

Si usa un reloj luminoso 0,0006 mSv mSv

Si mira TV 0,01 mSv mSv

Si usa una pantalla de computadora 0,01 mSv mSv

Si tiene un detector de humo 0,00008 mSv mSv

Si usa una linterna de gas para acampar 0,002 mSv mSv

Si fumas 160,0 mSv mSv

Pruebas medicas

Pruebas de diagnóstico médico realizadas este año (por procedimiento)

Radiografía de extremidades (brazo, mano, 

pie o pierna)

0,01 mSv (si fueran dos 

radiografías, entonces = 0,02 mSv) mSv

Radiografía dental 0,01 mSv mSv

Radiografía de pecho 0,06 mSv mSv

Radiografía de pelvis/cadera 0,65 mSv mSv

Radiografía de cráneo/cuello 0,20 mSv mSv

Radiografía gastrointestinal superior 2,45 mSv mSv

Tomografía axial computarizada (TAC) 

(cabeza y cuerpo)

1,1 mSv mSv

Medicina nuclear (por ejemplo, gammagrafía 

tiroidea)

0,014 mSv mSv

Dosis total anual

Sume todos los números de la última columna. Esta es su dosis anual de radiación en la 

Tierra. mSv al año

Dosis equivalente a una banana (BED):

Las bananas son una fuente natural de isótopos radiactivos. Una “dosis equivalente a una banana (BED, por sus siglas en inglés)” 

es una unidad que compara la exposición a la radiación con la cantidad que recibe naturalmente al comer una banana. ¡Una dosis 

letal de radiación sería comparable a la radiación que obtendría al comer 80 millones de bananas! Usando la siguiente conversión, 

¿cuál es su dosis equivalente a una banana cada año? _______________

1 BED = 0,001 mSv

Ejemplo:

Su dosis de radiación anual es de 2,8514 mSv.

Deberá convertir milisieverts a BED multiplicando su respuesta por 1,000.

2,8514 × 1000 = 2851,4 bananas por año

Análisis:

1. La exposición promedio durante un año en la Tierra es de unos 3,0 mSv. ¿Cómo se compara su dosis de radiación anual con 

el promedio? ¿Cómo se compara su dosis anual de radiación con la de otros estudiantes?
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 2 1 

2. La tasa de exposición promedio para los astronautas en la Estación Espacial Internacional durante una estadía de seis meses 

es de 160 mSv. ¿Cuál es la dosis equivalente a una banana para esos astronautas?

3. La exposición a la radiación promedio para los astronautas que viven en la Luna durante nueve días es de 11,4 mSv. ¿Cuál es 

la dosis equivalente a una banana para esos astronautas? ¿Por qué este número es menor que la dosis equivalente a una 

banana para una estadía en la Estación Espacial Internacional? 

4. La exposición a la radiación estimada para los astronautas en una misión de ida y vuelta de tres años a Marte es de 1200 mSv. 

¿Cuál es la dosis equivalente a una banana para un viaje a Marte? Si una dosis letal de radiación es el equivalente a comer 80 

millones de bananas, ¿cuántos viajes a Marte podría hacer?
Peligros para los astronautas del espacio profundo

22 │ STEM de próxima generación

Actividad dos: Aislamiento y confinamiento 

Notas para el educador 

Objetivos de aprendizaje 

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Investigarán los peligros del aislamiento.

• Explorarán varias instalaciones analógicas como el HERA (análogo de investigación de exploración humana) y NEK (Nezemnyy 

Eksperimental'nyy Kompleks) y estudios como SIRIUS (Investigación científica internacional en una estación terrestre única) y 

USAP (Programa Antártico de Estados Unidos) e identificarán su objetivo de investigación.

• Presentarán una propuesta que incluya el nombre de la empresa, el emblema de la misión y el plan de solución de mitigación.

• Describirán las formas en que la NASA intenta mitigar los efectos negativos del aislamiento y el confinamiento en los astronautas.

Descripción general del desafío 

Equipos de estudiantes formarán una empresa para investigar los peligros del aislamiento en el 

espacio profundo y el confinamiento utilizando varios recursos e investigaciones de la NASA. A los 

equipos que se les indicará que seleccionen dos o más técnicas de mitigación CONNECT 

(Comunidad, Amplitud, Redes, Necesidades, Mentalidad expedicionaria, Contramedidas y 

Capacitación, por sus siglas en inglés) y diseñen un plan de solución y un prototipo opcional, un 

nombre de empresa, un emblema de la misión y una propuesta para “vender” la idea de la empresa 

a un panel simulado de la NASA. 

Tiempo sugerido

120 a 180 minutos 

(hasta una semana de 

sesiones) 

Estándares Nacionales STEM

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-LS2.D. Interacciones sociales y comportamiento grupal: el comportamiento grupal ha 

evolucionado porque la pertenencia puede aumentar las posibilidades de supervivencia de 

los individuos y sus parientes genéticos. 

• MS-LS1-5. Estructuras y procesos: construir una explicación científica basada en la 

evidencia de cómo los factores ambientales y genéticos influyen en el crecimiento de los 

organismos. 

Conceptos transversales

• Causa y efecto: se requiere evidencia empírica para diferenciar entre causa y correlación y 

hacer afirmaciones sobre causas y efectos específicos. 

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes

• Estudiante empoderado: los estudiantes aprovechan la tecnología para desempeñar una 

función activa en la elección, el logro y la demostración de competencia en sus objetivos de 

aprendizaje, informados por las ciencias del aprendizaje.

• Ciudadano digital: los estudiantes reconocen los derechos, las responsabilidades y las 

oportunidades de vivir, aprender y trabajar en un mundo digital interconectado, y actúan y 

se muestran de manera segura, legal y ética.

• Constructor de conocimiento: los estudiantes seleccionan críticamente una variedad de 

recursos utilizando herramientas digitales para construir conocimiento, producir artefactos 

creativos y crear experiencias de aprendizaje significativas para ellos mismos y para otros.

Estándares para estudiantes (continuación)

• Diseñador de innovación: los estudiantes usan una variedad de tecnologías dentro de un 

proceso de diseño para identificar y resolver problemas mediante la creación de soluciones 

nuevas, útiles o imaginativas.

• Comunicador creativo: los estudiantes se comunican con claridad y se expresan de manera 

creativa para una variedad de propósitos utilizando las plataformas, las herramientas, los 

estilos, los formatos y los medios digitales apropiados para sus objetivos.

• Colaborador mundial: los estudiantes usan herramientas digitales para ampliar sus 

perspectivas y enriquecer su aprendizaje al colaborar con otros y trabajar de manera 

efectiva en equipos a nivel local y global.

Lengua y literatura en inglés/alfabetización (CCSS)

Lengua y literatura en inglés/alfabetización 

• RST.9-10.8: evaluar hasta qué punto el razonamiento y la evidencia en un texto respaldan 

la afirmación o la recomendación del autor para resolver un problema científico o técnico. 

(HS-LS2-8)

• RST.11-12.1: citar evidencia textual específica para apoyar el análisis de textos científicos 

y técnicos, prestando atención a las distinciones importantes que hace el autor y a 

cualquier laguna o inconsistencia en el relato. (HS-LS2-8)

Lengua y literatura en inglés/alfabetización (continuación)

• RST.11-12.7: integrar y evaluar múltiples fuentes de información presentadas en diversos 

formatos y medios (por ejemplo, datos cuantitativos, video y multimedia) para abordar una 

pregunta o resolver un problema. (HS-LS2-8)

• RST.11-12.8: evaluar las hipótesis, los datos, los análisis y las conclusiones en un texto 

científico o técnico, verificando los datos cuando sea posible y corroborando o 

cuestionando las conclusiones con otras fuentes de información. (HS-LS2-8)

Preparación del desafío

El educador debe hacer lo siguiente: 

• Leer la información en la sección “Introducción y antecedentes” y las Notas para el educador. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 2 3 

• Repasar “Houston We Have a Podcast, Episode 58: Hazard 2: Isolation”. Nota: Los educadores pueden optar por asignar esto 

como tarea auditiva con anticipación. Se incluye un documento con marca de tiempo después del Manual del estudiante. 

• Repasar las técnicas de mitigación de CONNECT que se definen y analizan en el podcast y repasar la tabla CONNECT en la 

sección “Explorar los conocimientos y las incógnitas” de las Notas para el educador.

• Reunir materiales o proporcionar una lista de materiales que los estudiantes pueden usar. 

• Precargar videos para la presentación.

• Proporcionar acceso a la computadora a los estudiantes.

• Proporcionar enlaces de podcast y documentos opcionales con marca de tiempo a los estudiantes: 

– Houston, We Have a Podcast, Episode 58: Hazard 2: Isolation (1 hora): www.nasa.gov/johnson/HWHAP/hazard-2-isolation

– Houston, We have a Podcast, Episode 162: CONNECT During Social Isolation (1 hora): 

https://www.nasa.gov/johnson/HWHAP/connect-during-social-isolation 

Folletos 

• Folleto para el estudiante (uno por equipo)

• Directamente de la fuente: el Dr. Thomas Williams (uno por estudiante)

• Tabla CONNECT y recursos para estudiantes (uno por equipo)

• Marcas de tiempo para “Houston We Have a Podcast: Isolation” (uno por estudiante)

• Marcas de tiempo para “Houston We Have a Podcast: CONNECT During Social Isolation” (uno por estudiante)

Materiales

 Utensilios de escritura 

 Carteleras o dispositivos de grabación para presentar el nombre final de la empresa, el diseño del emblema y las presentaciones 

de propuestas o videos promocionales

 Suministros de arte creativo (marcadores, tijeras, reglas, transportadores, pegamento, revistas viejas, calcomanías, etc.)

 Artículos solicitados del equipo para la construcción si el equipo decide hacer un prototipo 

Seguridad

• Los estudiantes deben ser conscientes de su entorno y moverse con cuidado por la sala cuando vean el trabajo de otros equipos.

• Antes de usar las tijeras, analice los problemas de seguridad relacionados con el uso adecuado.

Presente el desafío

• Proporcione el contexto para esta actividad utilizando la información en la sección “Introducción y antecedentes” de esta guía.

• Para activar el conocimiento previo de los estudiantes, pídales que definan “peligro” en sus propias palabras. Luego, pida a los 

estudiantes que enumeren algunos posibles peligros de los viajes al espacio profundo para los astronautas. Después de que 

los estudiantes hayan presentado varias posibilidades, escriba el acrónimo “RIDGE” así como cada uno de los conceptos que 

representa: Radiación, Aislamiento y confinamiento, Distancia de la Tierra, Gravedad (o falta de ella) y Ambientes 

hostiles/cerrados. Compare la lista generada por los estudiantes con la lista de la NASA.

• Haga a los estudiantes esta pregunta: ¿Cuál sería su mayor preocupación por los peligros como astronauta del espacio 

profundo? Pídales que compartan en equipos de análisis.

• Pida a los estudiantes que escuchen “Houston We Have a Podcast, Episode 58: Hazard 2: Isolation”. 

Nota: Se recomienda asignar este podcast como tarea previa a la actividad. De lo contrario, asegúrese de tener en cuenta el 

tiempo (aproximadamente una hora) para que los estudiantes escuchen y tomen notas o reproduzcan el episodio en secciones 

durante una semana. Hay una transcripción disponible en el enlace proporcionado (ver Preparación del desafío) y se puede 

imprimir y distribuir para los estudiantes que puedan necesitarla. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

24 │ STEM de próxima generación

• Divida a los estudiantes en equipos (tres estudiantes por equipo es lo ideal) y distribuya 

el Folleto para el estudiante a cada equipo. Explique los detalles del desafío, incluso los 

criterios y las restricciones de diseño y las expectativas para el trabajo en equipo y la 

gestión del aula.

NASA, tenemos un problema de aislamiento

• Comparta el siguiente escenario con los estudiantes:

La NASA se ha acercado a su empresa para ayudar con la mitigación de un peligro 

importante para los astronautas del espacio profundo: el aislamiento y el confinamiento. 

¿Cómo protegeremos a nuestros astronautas durante sus viajes al espacio profundo a 

Marte y de regreso? Específicamente, ¿cómo vamos a protegerlos de los efectos del 

aislamiento y el confinamiento lejos de su planeta de origen, la Tierra? El equipo de su 

empresa deberá trabajar en conjunto para desarrollar una propuesta para presentar a un 

panel simulado de la NASA. En su propuesta debe incluirse el nombre de su empresa, un 

diseño de emblema de la misión, un plan de solución y un diseño de prototipo opcional 

de sus técnicas de mitigación CONNECT para aislamiento y confinamiento, la instalación 

o la ubicación analógica inicial para la investigación y los tipos de pruebas que llevará a 

cabo para demostrar validez. 

• Explique a los estudiantes que un análogo es una situación en la Tierra que produce 

efectos en el cuerpo similares a los experimentados en el espacio: físicos, mentales y 

emocionales. Estos estudios ayudan a prepararse para misiones de larga duración. La 

NASA está asociada con al menos 14 misiones análogas en todo el mundo. 

www.nasa.gov/analogs/types-of-analogs 

• Repase los siguientes criterios y restricciones de la actividad con los estudiantes:

Criterios Restricciones

Diseñar un plan de solución que se centre en al menos 

dos de las siete mitigaciones de CONNECT.

No se pueden utilizar conexiones en tiempo real en 

este diseño. Debido a la distancia de la Tierra, 

habrá un retraso en cualquier comunicación. (Nota: 

“Tiempo real” se refiere al tiempo real durante el 

cual ocurren un proceso o un evento). 

El diseño debe identificarse con un acrónimo creativo 

(por ejemplo, “D-SMILE” para Mitigación del espacio 

profundo en los efectos “Lurking” de aislamiento, por 

sus siglas en inglés) y el diseño del emblema.

El diseño debe estar respaldado por la investigación del 

Programa de Investigación Humana.

Describir qué instalación análoga a la Tierra (por 

ejemplo, HERA) simularía mejor un viaje al espacio 

profundo y qué pruebas se realizarían aquí en la Tierra 

antes de la primera misión al espacio profundo.

Crear una presentación para proponer el plan de 

solución de mitigación de su empresa al panel simulado 

de la NASA.

Comparta con los 

estudiantes 

Estimulante cerebral

Las misiones de duración extendida 

en la Estación Espacial 

Internacional son peldaños para 

futuras misiones a la Luna y Marte. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/1ym

En el lugar 

El Análogo de investigación de 

exploración humana (HERA, por sus 

siglas en inglés), ubicado en el 

Centro Espacial Johnson, es un 

hábitat único de tres pisos diseñado 

para servir como un análogo para el 

aislamiento, el confinamiento y las 

condiciones remotas en escenarios 

de exploración. ¡Haga el recorrido 

en 3D si tiene tiempo!

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/analogs/hera
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 2 5 

Facilitar el desafío 

Identificar el problema 

• Presente esta idea a los estudiantes y organice un debate en grupo grande:

Pensando en retrospectiva, ¿alguna vez se han sentido confinados y aislados en una situación particular? (Respuestas posibles: 

durante una pandemia, al quedarse atrás accidentalmente, al pasar tiempo fuera de casa en un campamento de verano, etc.) 

¿Cómo se sintió? Si se sintió estresado, ¿qué hizo para sentirse menos estresado? Ahora imagine que está en un viaje al 

espacio profundo. ¿Cómo se sentiría si no pudiera ver o comunicarse en tiempo real con su familia y amigos durante meses o 

incluso años?

• Muestre a los estudiantes el video “Isolation and Confinement”: www.youtube.com/watch?v=FPinASEKA_I&feature=youtu.be

• Analice la importancia de la NASA y el proceso de selección de astronautas, que busca personas que demuestren características 

de alto rendimiento, como resiliencia y adaptabilidad.

Explorar los conocimientos y las incógnitas: investigar

• Después de que los estudiantes hayan escuchado los podcasts (decisión del educador), los equipos se dividirán en grupos de 

rompecabezas donde un miembro del equipo se convertirá en el “investigador experto” en uno de los tres temas a continuación 

e informará sus hallazgos a su equipo. Los estudiantes usarán el folleto “Directamente de la fuente: el Dr. Thomas Williams” 

junto con los sitios web de investigación que se enumeran aquí.

1. Efectos secundarios y técnicas de mitigación: ¿cuáles son algunos de los efectos secundarios humanos y las posibles 

técnicas de mitigación de aislamiento y confinamiento que se han observado en los estudios en curso del Programa de 

Investigación Humana y durante la pandemia?

– Houston We Have a Podcast: CONNECT During Social Isolation. www.nasa.gov/johnson/HWHAP/connect-duringsocial-isolation

2. Selección de astronautas: ¿cuáles son algunas de las cualidades que busca la NASA al seleccionar astronautas para 

misiones espaciales de larga duración? 

– Selección de astronautas de la NASA: www.nasa.gov/content/astronaut-selection-program 

– Habilidades expedicionarias para los astronautas:

www.nasa.gov/audience/foreducators/stem-on-station/expeditionary-skills-for-life.html

3. Análogos: ¿cuáles son algunos análogos de la NASA en la Tierra y cuáles son sus objetivos de investigación?

– Misiones análogas de la NASA: www.nasa.gov/analogs/what-are-analog-missions 

– NEK y SIRIUS: www.nasa.gov/analogs/nek/about 

– USAP: www.nasa.gov/hrp/research/analogs/antarctica 

• Una vez que se complete la fase de investigación inicial, haga que los “investigadores expertos” se reúnan con su equipo inicial 

para compartir su investigación con los miembros del equipo. 

Generar posibles soluciones 

• Pida a los estudiantes que continúen investigando en equipos para explorar el acrónimo CONNECT y las posibles mitigaciones. 

Los equipos utilizarán la tabla CONNECT para identificar, definir y proporcionar ejemplos para cada parte de CONNECT.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

26 │ STEM de próxima generación

Tabla CONNECT 

Mitigación Definición Ejemplos

C Comunidad Ser parte de algo. Comer juntos, tareas comunitarias.

O Amplitud (Openness)

Abierto a adaptaciones, cambios. Probar una nueva comida o música cada semana y 

escribir en un diario los sentimientos a lo largo del 

camino.

N Redes (Networking)

Conexión con familiares y amigos. Juegos que no son en tiempo real, en los que los 

jugadores pueden seguir jugando a su antojo (por 

ejemplo, Words With Friends, ajedrez).

N Necesidades

Satisfacer las necesidades 

fisiológicas y emocionales.

Entrenar tanto los músculos como el cerebro, un 

hobby, una mascota reactiva.

E Mentalidad expedicionaria 

(Expeditionary Mindset)

Una actitud fija, disposición o estado 

de ánimo con la tarea en primer plano 

en la mente de uno.

Trabajo en equipo, diseñar un ejercicio de creación 

de equipos, enfoque basado en la misión.

C Contramedidas

Una acción tomada para contrarrestar 

un peligro o una amenaza.

La autoconciencia, llevar un diario, las pruebas 

fisiológicas y las pruebas de tiempo de reacción 

ayudan a controlar la privación del sueño. 

 T Capacitación (Training)

La acción de enseñar a una persona 

ciertas habilidades o comportamientos 

para una misión exitosa.

Leer y mantenerse informado sobre los objetivos 

de la misión en el espacio profundo a lo largo del 

viaje, realidad virtual, enfoque basado en la misión.

• Haga que los equipos de estudiantes estén de acuerdo con al menos dos de los siete puntos de enfoque de mitigación 

CONNECT. Recuérdeles que propondrán un plan de solución que mitigará los efectos negativos de estar aislado y confinado 

durante el viaje al espacio profundo de un astronauta. 

• Pida a los estudiantes que hagan una lluvia de ideas sobre cómo mantener el bienestar mental y no sentirse tan aislado. Fomente 

la creatividad, pero también haga referencia a los criterios y las limitaciones.

• Pida a los estudiantes que se imaginen en una situación aislada: “Imaginen que su grupo está en una ubicación de misión 

análoga. Están aislados de sus amigos, familiares y sociedad durante tres meses. ¿Cómo se sienten y cómo se las arreglan?”. 

• Luego, los equipos de estudiantes trabajarán para desarrollar un acrónimo creativo para el nombre de su equipo, junto con un 

diseño de emblema de misión (consulte los criterios para el nombre de la empresa).

• Muestre el video eClips de la NASA “Our World: Mission Patches”: nasaeclips.arc.nasa.gov/video/ourworld/our-world-missionpatches. 

Nota: Se pueden encontrar consejos y ejemplos para crear emblemas de misión en esta guía para maestros del Desafío de 

diseño de emblemas de misión de NASA/Tynker 2019: www.tynker.com/hour-of-code/nasa-mission-patch-guide.pdf 

• Los equipos de estudiantes crearán una lista de materiales comunes para su plan de solución y diseño opcional de prototipo (si 

deciden hacer uno). Los estudiantes pueden traer artículos apropiados de casa si es necesario.

Considerar las consecuencias 

• Con base en los puntos de enfoque de mitigación CONNECT seleccionados por el equipo, pida a los estudiantes que elaboren 

un plan de solución con actividades CONNECT sugeridas. Si el equipo también ha elegido hacer un diseño de prototipo, los 

estudiantes montarán o esbozarán su diseño de prototipo con los materiales solicitados. 

• Pida a los estudiantes que consulten las pruebas del Programa de Investigación Humana e investiguen varias pruebas 

análogas/ambientales para identificar si su plan de solución o prototipo se puede usar de manera efectiva. 

• Pida a los estudiantes que respondan las siguientes preguntas en equipo durante su investigación:
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 2 7 

– ¿Cómo se evalúa a los astronautas actuales y los participantes análogos actuales para ver si gozan de buena salud? 

www.nasa.gov/analogs/what-are-analog-missions

– ¿Cuáles son algunas formas en que la NASA mide los niveles de estrés de los astronautas? 

– ¿Qué es el autotest de vigilancia psicomotora (autotest de reacción) y cuál es su importancia? Si el tiempo lo permite, haga 

que los estudiantes tomen una versión de esta prueba en línea y comparen sus resultados con los de otros miembros del 

equipo. 

– ¿Cómo se probará la validez de sus mitigaciones CONNECT en los participantes análogos actuales aquí en la Tierra antes 

de una misión en el espacio profundo?

Presentar los hallazgos

Una vez que los equipos hayan completado su plan de solución (y el diseño del prototipo, si han elegido crear uno), presentarán su 

propuesta a un panel simulado de la NASA. Se recomienda que el educador traiga a otros para formar el panel. El educador también 

puede nominar a un miembro de cada equipo para que forme parte del panel, pero no se le permitirá juzgar o calificar las ideas de 

su propio equipo. 

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• Analice los puntos de enfoque de mitigación (CONNECT) que están representados en el diseño de su equipo.

• ¿Cómo mitigarán su plan de solución y el diseño de prototipo opcional los efectos negativos del aislamiento?

• ¿Qué tipos de pruebas se administrarán a los astronautas para ver si las diversas técnicas de mitigación son efectivas? Analice 

las pruebas en ubicaciones análogas, así como en el espacio profundo.

• ¿Cuáles fueron las dificultades de su equipo durante el proceso de diseño?

• ¿Qué tipos de investigaciones actuales se están realizando para los viajes al espacio profundo? 

• Conexiones entre el aislamiento y la pandemia: 

– Compare su experiencia durante situaciones de aislamiento o confinamiento en su vida con la investigación que se está 

realizando sobre los efectos de los viajes al espacio profundo en los astronautas.

– En opinión de su equipo, ¿sería útil alguno de estos planes de solución y prototipos opcionales durante una pandemia o en 

un lugar de la Tierra donde uno debe aislarse de los demás durante un período significativo? 

Lista de verificación de presentación de propuestas

Se recomienda que el educador utilice la siguiente lista de verificación para evaluar la presentación de la propuesta final. El educador 

también puede dar la lista de verificación a los equipos de estudiantes mientras trabajan en su proyecto.

 Nombre de la empresa del equipo: debe ser un acrónimo creativo que se asemeje a la propuesta del equipo.

 Emblema de misión de la empresa del equipo: debe representar la misión de la empresa y seguir las pautas para hacer un 

emblema (vea el video eClips de la NASA “Our World: Mission Patches”).

 Redacción de la investigación de antecedentes con investigación de antecedentes culminante en una página.

 Selecciones CONNECT del equipo junto con las actividades/las ilustraciones/el prototipo que acompañan a cada selección.

 Propuesta del equipo para la instalación de pruebas análogas y cómo se probarán las soluciones del equipo antes de una misión 

en el espacio profundo.

Opcional: comparta los resultados de los estudiantes en las redes sociales usando #NextGenSTEM. Asegúrese de incluir el módulo 

y el nombre de la actividad.

Mejorar

• Pida a los estudiantes que reciban críticas constructivas del panel simulado de la NASA.

• Haga que los estudiantes revisen y modifiquen o mejoren su diseño para una crítica final del educador principal. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

28 │ STEM de próxima generación

Extensiones

• Pida a los estudiantes que diseñen una página para comercializar su plan de solución y prototipo opcional.

• Haga que los estudiantes investiguen los recursos de la NASA que se relacionan directamente con el espacio exterior y las 

pandemias y escriban recomendaciones para ayudar a prevenir los efectos negativos del aislamiento en función de sus 

hallazgos. 

– An Astronaut’s Tips for Living in Space: www.nasa.gov/feature/an-astronaut-s-tips-for-living-in-space-or-anywhere

• Pregunte a los estudiantes: “¿Cómo podría aplicarse el Programa de Investigación Humana de la NASA a otras profesiones en 

la Tierra o a productos y derivados de la tecnología?”. (Respuestas posibles: carreras militares, tecnología para submarinos o 

plataformas petrolíferas, productos para el envejecimiento de la población, etc.) 

• Permita que los estudiantes se sumerjan más en investigaciones análogas como HERA y el Programa Antártico de los 

Estados Unidos. Pregunte a los estudiantes: “¿Les gustaría participar en una investigación con sujetos humanos? ¿Por qué sí 

o por qué no?”.

– NASA Seeking U.S. Citizens for Social Isolation Study for Moon and Mars Missions: www.nasa.gov/feature/nasa-seekingus-citizens-for-social-isolation-study-for-moon-and-mars-missions/

Referencia 

Concurso Project X-51: www.nasa.gov/stem-ed-resources/project-x-51.html
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 2 9 

Actividad dos: Aislamiento y confinamiento

Folleto para el estudiante 

Su Desafío

NASA, tenemos un problema de aislamiento

La NASA se ha acercado a su empresa para ayudar con la mitigación de un peligro importante 

para los astronautas del espacio profundo: el aislamiento y el confinamiento. ¿Cómo 

protegeremos a nuestros astronautas durante sus viajes al espacio profundo a Marte y de 

regreso? Específicamente, ¿cómo vamos a protegerlos de los efectos del aislamiento y el 

confinamiento lejos de nuestro planeta de origen, la Tierra? Con base en diversos recursos e 

investigaciones de la NASA, su equipo seleccionará dos o más técnicas de mitigación 

CONNECT y diseñará un plan de solución y un prototipo opcional, un nombre de empresa, un 

emblema de misión y una propuesta para “vender” la idea de su empresa a un panel simulado 

de la NASA.

Su solución propuesta debe cumplir con los siguientes criterios y restricciones:

Criterios Restricciones

Diseñar un plan de solución que se centre en al menos 

dos de las siete mitigaciones de CONNECT.

No se pueden utilizar conexiones en tiempo real 

en este diseño. Debido a la distancia de la Tierra, 

habrá un retraso en cualquier comunicación. 

(Nota: “Tiempo real” es el tiempo real durante el 

cual ocurren un proceso o un evento).

El diseño debe identificarse con un acrónimo creativo 

(por ejemplo, “D-SMILE” para Mitigación del espacio 

profundo en los efectos “Lurking” de aislamiento, por 

sus siglas en inglés) y el diseño del emblema.

El diseño debe estar respaldado por la investigación 

del Programa de Investigación Humana.

Describir qué instalación análoga a la Tierra (por 

ejemplo, HERA) simularía mejor un viaje al espacio 

profundo y qué pruebas se realizarían aquí en la Tierra 

antes de la primera misión al espacio profundo.

Crear una presentación para proponer el plan de 

solución de mitigación de su empresa al panel 

simulado de la NASA.

Identificar el problema 

Tiempo de debate: Pensando en retrospectiva, ¿alguna vez se han sentido confinados y 

aislados en una situación particular? (Respuestas posibles: durante una pandemia, al 

quedarse atrás accidentalmente, al pasar tiempo en un campamento de verano, etc.) ¿Cómo 

se sintió? Si se sintió estresado, ¿qué hizo para sentirse menos estresado? Ahora imagine 

que está en un viaje al espacio profundo. ¿Cómo se sentiría si no pudiera ver o comunicarse 

en tiempo real con su familia y amigos durante meses o incluso años? 

Dato curioso 

“Misión rescate” fusiona narrativas 

ficticias y fácticas sobre Marte, 

basándose en el trabajo que la NASA 

y otros han realizado y avanzando 

hacia la década de 2030, cuando los 

astronautas de la NASA viajen 

regularmente a Marte para explorar y 

vivir en su superficie. Aunque la 

acción tiene lugar 20 años en el 

futuro, la NASA ya está desarrollando 

muchas de las tecnologías que 

aparecen en el libro y la película. La 

NASA también está desarrollando 

estrategias para reducir los factores 

de riesgo para los astronautas de

Marte aislados y confinados lejos del 

planeta Tierra.

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/feature/nine-realnasa-technologies-in-the-martian

Esquina profesional

El Dr. Tom Williams es el científico de 

elementos de la división de Factores 

Humanos y Desempeño del 

Comportamiento (HFBP, por sus 

siglas en inglés) de la NASA. Está 

afiliado al Centro Espacial Johnson 

desde 2015, y dirige un equipo 

multidisciplinario de científicos 

enfocados en los factores humanos 

en las áreas de habitabilidad, 

procesos y tareas de misión, 

interacciones robóticas de 

automatización humana, cargas 

dinámicas y capacitación, así como 

los riesgos de los vuelos espaciales 

relacionados con la medicina del 

comportamiento, el sueño y la fatiga, 

y el rendimiento del equipo. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/hrp/elements/hfbp/lea

dership-team

Explorar los conocimientos y las incógnitas

• Después de escuchar los podcasts, su equipo se dividirá en grupos de rompecabezas 

donde un miembro del equipo se convertirá en el “investigador experto” en uno de los tres 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

30 │ STEM de próxima generación

temas a continuación e informará sus hallazgos a los miembros de su equipo. Use el folleto “Directamente de la fuente: el Dr. 

Thomas Williams” y los enlaces de investigación proporcionados. 

1. Efectos secundarios y técnicas de mitigación: ¿cuáles son algunos de los efectos secundarios humanos y las posibles 

técnicas de mitigación de aislamiento y confinamiento que se han observado en los estudios en curso del Programa de 

Investigación Humana y durante la pandemia?

– Houston We Have a Podcast: CONNECT During Social Isolation www.nasa.gov/johnson/HWHAP/connect-duringsocial-isolation

2. Selección de astronautas: ¿cuáles son algunas de las cualidades que busca la NASA al seleccionar astronautas para 

misiones espaciales de larga duración? 

– Selección de astronautas de la NASA: www.nasa.gov/content/astronaut-selection-program

– Habilidades expedicionarias para los astronautas: www.nasa.gov/audience/foreducators/stem-onstation/expeditionary-skills-for-life.html 

3. Análogos: ¿cuáles son algunos análogos de la NASA en la Tierra y cuáles son sus objetivos de investigación?

– Misiones análogas de la NASA: www.nasa.gov/analogs/what-are-analog-missions 

– NEK y SIRIUS: www.nasa.gov/analogs/nek/about 

– USAP: www.nasa.gov/hrp/research/analogs/antarctica

• Una vez que se complete la fase de investigación inicial, su equipo volverá a reunirse y los “investigadores expertos” compartirán 

su investigación con todo el equipo. 

Generar posibles soluciones 

• A continuación, investigará más sobre las mitigaciones CONNECT. ¿Cuáles son los puntos de enfoque de mitigación 

CONNECT? Trabaje en equipo para completar la tabla CONNECT que se proporciona con los folletos para el estudiante.

• Esté de acuerdo con al menos dos de los siete puntos de enfoque de mitigación CONNECT. Recuerde que propondrá un plan 

de solución que mitigará los efectos negativos de estar aislado y confinado durante el viaje al espacio profundo de un astronauta. 

• Haga una lluvia de ideas sobre cómo mantener el bienestar mental y no sentirse tan aislado. Sea creativo, pero también consulte 

los criterios y las limitaciones.

• Ahora que ha realizado una investigación inicial, trabaje en equipo para desarrollar un diseño para mitigar los efectos negativos 

del aislamiento. Su diseño, una vez completo, debe seguir los criterios y las restricciones. 

• Póngase las botas de un astronauta del espacio profundo o en los zapatos de un participante análogo. Analice qué hicieron los 

miembros del equipo durante la pandemia en 2020 y 2021. Sea creativo y consulte los criterios y las restricciones.

• Desarrolle un acrónimo para el nombre del equipo y diseñe un emblema de misión (consulte los criterios para el nombre y el 

emblema).

• Cree una lista de los materiales que su equipo necesitará y envíelos a su instructor. Si no se proporcionan artículos, los miembros 

del equipo pueden traer artículos apropiados de casa. 

Considerar las consecuencias 

• Con base en los puntos de enfoque de mitigación CONNECT seleccionados por el equipo, elabore un plan de solución con 

actividades CONNECT sugeridas. Si el equipo también ha elegido hacer un diseño de prototipo, monte o esboce su diseño de 

prototipo con los materiales solicitados.

• Consulte las pruebas del Programa de Investigación Humana de la NASA. Su equipo investigará varias pruebas 

análogas/ambientales de la NASA para identificar si se puede usar su plan de solución o prototipo opcional. 

• Responda las siguientes preguntas:

– ¿Cómo se evalúa a los astronautas actuales y los participantes análogos actuales para determinar si gozan de buena 

salud? www.nasa.gov/analogs/what-are-analog-missions
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 1 

– ¿Cuáles son algunas formas en que la NASA mide el nivel de estrés de sus astronautas? 

– ¿Qué es el autotest de vigilancia psicomotora (autotest de reacción)? ¿Por qué es importante? Investigue y tome una 

versión de esta prueba en línea. Compare sus resultados con su equipo. 

– ¿Cómo se probará la validez de sus mitigaciones CONNECT en los participantes análogos actuales aquí en la Tierra antes 

de una misión en el espacio profundo? 

Presentar los hallazgos

Aborde los siguientes temas en la presentación de su equipo ante el panel simulado de la NASA: 

• Analice los puntos de enfoque de mitigación (CONNECT) que están representados en el diseño de su equipo.

• ¿Cómo mitigarán su plan de solución y el diseño de prototipo opcional los efectos negativos del aislamiento?

• ¿Qué tipos de pruebas se administrarán a los astronautas para ver si las diversas técnicas de mitigación son efectivas? Analice 

las pruebas en ubicaciones análogas, así como en el espacio profundo.

• ¿Cuáles fueron las dificultades de su equipo durante el proceso de diseño?

• ¿Qué tipos de investigaciones actuales se están realizando para los viajes al espacio profundo?

• Conexiones entre el aislamiento y la pandemia: 

– Compare su experiencia durante situaciones de aislamiento o confinamiento en su vida con la investigación que se está 

realizando sobre los efectos de los viajes al espacio profundo en los astronautas.

– En opinión de su equipo, ¿sería útil alguno de estos planes de solución y diseños opcionales prototipos durante una 

pandemia o en un lugar de la Tierra donde uno debe aislarse de los demás durante un período significativo? 

Lista de verificación de presentación de propuestas

 Nombre de la empresa del equipo: debe ser un acrónimo creativo que se asemeje a la propuesta del equipo.

 Emblema de misión de la empresa del equipo: debe representar la misión de la empresa y seguir las pautas para hacer un 

emblema (vea el video eClips de la NASA “Our World: Mission Patches”).

 Redacción de la investigación de antecedentes con investigación de antecedentes culminante en una página.

 Selecciones CONNECT del equipo junto con las actividades/las ilustraciones/el prototipo que acompañan a cada selección.

 Propuesta del equipo para la instalación de pruebas análogas y cómo se probarán las soluciones del equipo antes de una misión 

en el espacio profundo.

Mejorar

• Una vez completada la presentación del panel de la NASA, su equipo debe tomar la crítica constructiva que recibió del “Panel 

de la NASA” y modificar o mejorar el diseño de su equipo para la crítica final de su educador principal. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

32 │ STEM de próxima generación

Mitigación Definición Ejemplos

C Comunidad

O Amplitud (Openness)

N Redes (Networking)

N Necesidades

E Mentalidad expedicionaria 

(Expeditionary Mindset)

C Contramedidas

 T Capacitación (Training)

Recursos para estudiantes 

Conquering the Challenge of Isolation in Space (NASA Spinoffs): www.nasa.gov/feature/conquering-the-challenge-of-isolation-inspace-nasa-s-human-research-program-director

Social Isolation and Space: www.nasa.gov/hrp/social-isolation/in-context

Página web de autoevaluación: www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=955

Programa de Investigación Humana: www.nasa.gov/hrp/elements/hfbp

Hoja de ruta de investigación humana: humanresearchroadmap.nasa.gov/explore/

Vídeo de entrevista: Dr. Tom Williams: www.youtube.com/watch?v=P1FYk1lkdh4 

Un buen ejemplo de una prueba de vigilancia psicomotora: www.sleepdisordersflorida.com/pvt1.html#responseOut

Otros ejemplos de autoevaluación: humanbenchmark.com/

Propuestas de programas de investigación humana: www.nasa.gov/feature/nasa-selects-21-research-proposals-to-advancehuman-space-exploration/

Antecedentes sobre habilidades expedicionarias para astronautas: www.nasa.gov/audience/foreducators/stem-onstation/expeditionary-skills-for-life.html
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 3 

El personal de Compromiso STEM de la NASA entrevistó al científico de la NASA Dr. Thomas Williams por correo electrónico 

en noviembre de 2020.

1. ¿Hay rasgos específicos que la NASA busca en los astronautas para ser considerados buenos candidatos para el 

“espacio profundo”?

Los rasgos principales que la NASA busca para prevenir problemas de aislamiento son muy parecidos a los rasgos que ayudan a un 

equipo de estudiantes a trabajar juntos. Podemos ubicar estos rasgos en las siguientes categorías: la capacidad de relacionarse bien 

entre sí, ser buenos jugadores en equipo y considerados entre sí (buenas habilidades para vivir en grupo), ser positivos unos con otros, 

y respetar la realidad de que a veces cada uno de nosotros necesita tiempo de tranquilidad (un poco de privacidad), necesitamos 

autorregular nuestras emociones si las cosas no salen como queremos, y debemos ser capaces de reconocer que servimos, en esencia, 

como una familia extendida lejos de nuestras familias primarias (nos reímos juntos, compartimos alegrías, decepciones y emociones de 

una manera que promueve el bien de los demás). Siempre es importante reconocer que puede haber conflicto en cualquier relación 

humana. Hay un viejo dicho que tienen los psicólogos: “La buena salud mental no es la ausencia de conflicto entre dos personas, sino 

cómo manejas el conflicto”. También dedicamos mucho tiempo a entrenar a nuestros astronautas para que vivan juntos en espacios 

cerrados como una nave espacial, similar a lo que estamos haciendo ahora en nuestros hogares durante la pandemia. Entrenamos a 

nuestros astronautas para que estén alerta y eviten “criticarse unos a otros”, mostrar “desprecio” por los demás (menospreciando al 

otro, hablar con altanería, no respetando sus diferencias), ponerse a la “defensiva” si un miembro de nuestro equipo señala que hemos 

hecho algo mal; y luego, si nos enojamos con el otro, “evitarlo” al no hablarle o ignorarlo. Todos podríamos hacer una o dos de estas 

cosas; todos somos humanos. Pero los problemas en cualquier relación comienzan cuando empezamos a hacer las cuatro cosas 

regularmente con otras personas en casa, en la escuela, durante actividades extracurriculares o en una pequeña nave espacial... Eso 

comienza a dañar nuestras relaciones y, ya sea que usted esté en la Tierra o en una nave espacial pequeña, es mucho mejor 

simplemente llevarse bien, sentirse positivo y estar abierto a la aventura de aprender o viajar al espacio. 

2. ¿Hay algún estudio específico del Programa de Investigación Humana (HRP, por sus siglas en inglés) dirigido al estado 

mental en humanos aislados?

El Programa de Investigación Humana de la NASA financia varios estudios enfocados en comprender mejor qué tan bien los humanos 

pueden manejar ambientes aislados, con interés en comprender cómo estos ambientes aislados, confinados y extremos (ICE, por sus

siglas en inglés) pueden afectar a nuestras tripulaciones en una exploración espacial de larga duración. Financiamos investigaciones 

con científicos y otras personas que pasan el invierno en la Antártida durante doce meses o más. Lo que hemos aprendido es que los 

humanos a menudo experimentan lo que se llama “síndrome de invierno”. Eso significa que estos individuos comienzan a alejarse 

unos de otros (estrechamiento social y aislamiento social) al pasar cada vez más tiempo solos en sus habitaciones. Eso sería difícil en 

una nave espacial pequeña. También comienzan a expresar más tensión, irritabilidad y quejas somáticas (más dolores y molestias). Si 

un tripulante comienza a tener más quejas médicas, está demasiado lejos de la Tierra para recibir la excelente atención médica que 

tenemos aquí en Houston. También se vuelven más territoriales: cuando dejan algo, no quieren que nadie más lo mueva. Algunas de 

las cosas de las que se quejan son: sentirse tristes o deprimidos, tener problemas para concentrarse y dormir, y problemas con la 

memoria. Puede ver por qué es tan importante para la NASA comprender cómo el aislamiento a largo plazo puede afectar a nuestra 

tripulación. No estamos seguros de que esto sea algo que nuestros tripulantes experimentarán, pero debemos estar listos para ayudarlos 

si lo hacen. Es por eso que usamos estos estudios para comprender lo que “podría” suceder, y luego podamos desarrollar contramedidas 

para ayudar a nuestra tripulación si comienza a experimentar este tipo de problemas. 

3. ¿Hay actividades “seguras” que se le ocurran al evaluar el estado mental de un astronauta que podamos usar en nuestras 

actividades K–12 STEM? 

Una actividad “segura” que me viene a la mente y que se puede usar son los ejercicios para aumentar nuestra autoconciencia para 

estar alerta a nuestros propios sentimientos. En nuestra investigación dedicamos mucho tiempo y esfuerzo a evaluar “cómo se 

sienten los astronautas”. Comprender cómo nos sentimos nos alerta sobre cómo nuestros sentimientos nos ayudan a movilizarnos 

y coordinar nuestras acciones; y eso ayuda a garantizar que nuestra tripulación pueda cumplir con sus requisitos de desempeño. Es 

por eso que nuestra investigación de aislamiento se enfoca en evaluar el estado de ánimo y las emociones de nuestros equipos,
Peligros para los astronautas del espacio profundo

34 │ STEM de próxima generación

porque nos ayuda a determinar cómo el aislamiento social de larga duración afecta cómo se sienten, y cómo se sienten ayuda a 

determinar cómo se desempeñarán. Por lo tanto, una actividad segura que ayuda a mejorar el rendimiento es llevar a cabo una 

“autoevaluación” sobre cómo las diferentes actividades pueden activar diferentes estados de ánimo y emociones y utilizar esa mayor 

conciencia para luego ayudar a moldear nuestros sentimientos sobre las actividades. Por ejemplo, si abordar ciertos problemas de 

STEM parece más difícil que otros, estar alerta a los sentimientos de “no entenderlo” puede ayudarnos a activar un estado de ánimo 

o emoción para esforzarnos por “dominar” el problema en lugar de sentir que no estamos preparados. Así debería ser el aprendizaje.

Este podcast de 58 minutos está disponible en www.nasa.gov/johnson/HWHAP/hazard-2-isolation. Utilice las siguientes marcas de 

tiempo para localizar rápidamente los temas que le gustaría investigar.

Hora de 

inicio, 

min:seg

Hora de 

finalización,

min:seg

Tema

0 1:15 Introducción 

1:15 4:38 Qué es el aislamiento y sus efectos negativos en los humanos: Dr. Tom Williams 

4:38 6:30 Pruebas en la década de 1960 sobre la privación social

6:30 8:24 Astronauta Shannon Lucid: estación espacial Mir y libros 

8:24 10:40 Retraso del tiempo: astronauta Dr. Mike Barratt

10:40 12:05 Retraso del tiempo en el espacio profundo: autonomía de comunicación

12:05 13:40 Horarios y ajustes de la tripulación para el espacio profundo frente a la Estación Espacial Internacional 

13:40 15:30 ¿Dónde entra el aislamiento en el día a día de un astronauta? 

15:30 16:20 Conexiones psicológicas y cambios de comportamiento: análogo Mars 520

16:20 17:10 ¿Se siente aislado en la Estación Espacial Internacional?: astronauta Mike Barratt 

17:10 20:00 Estudios análogos sobre cambios de comportamiento para misiones espaciales de larga duración: Análogo 

de investigación de exploración humana (HERA, por sus siglas en inglés)

20:00 25:00 Investigación sobre el sueño del HERA frente a la Estación Espacial Internacional

25:00 27:38 Contramedidas: sueño; medicina y estudio de la luz

27:38 29:22 Aislamiento y equilibrio del sueño 

29:22 32:00 Análogos en la Tierra: submarinos, plataformas petrolíferas, ambientes extremos 

32:00 33:30 Investigación de la Estación Espacial Internacional: el mejor análogo para el espacio profundo; peligros 

incluidos 

33:30 35:00 Plataformas petroleras: ciclo de sueño, individuos de alto rendimiento 

35:00 36:30 Se usan personas de alto rendimiento para análogos 

36:30 38:10 Dr. Tom Williams: antecedentes 

38:10 40:50 Proceso de selección de astronautas 

40:50 44:50 32 riesgos para vuelos espaciales de larga duración: investigación, estudios y contramedidas

44:50 48:00 Cantidad aceptable de riesgos para el éxito de la misión

48:00 51:00 Monitoreo de los astronautas: estudios de diarios y predicciones

51:00 52:00 ¿Cómo se adapta la mente al aislamiento?

52:00 56:00 ¿Qué harán los astronautas del espacio profundo en su misión para mantener su alto rendimiento y 

compromiso? Entrenamiento durante el viaje
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 5 

Este podcast de 65 minutos está disponible en www.nasa.gov/johnson/HWHAP/connect-during-social-isolation. Utilice las siguientes 

marcas de tiempo para localizar rápidamente los temas que le gustaría investigar.

Hora de 

inicio,

min:seg

Hora de 

finalización,

min:seg

Tema

0 2:30 Introducción: pandemia y astronautas en largas misiones espaciales; cómo usar las técnicas CONNECT en 

nuestras propias vidas

2:30 4:03 ¿Qué es el aislamiento social? Introducción por el Dr. Tom Williams

4:03 6:00 ¿Cuáles son los resultados del aislamiento social frente a sentirse solo?

6:00 8:05 Síntomas de lo que puede resultar del aislamiento social; encuesta 

8:05 11:45 El vuelo espacial tripulado se relaciona con el aislamiento social (peligros del espacio profundo) en análogos y 

efectos secundarios

11:45 15:10 Aislamiento social en grupos (tripulación y familias): factores que causan estrés 

15:10 17:14 Paralelismos y acrónimo CONNECT: siete estrategias para reducir el estrés 

17:14 19:05 C—Comunidad 

19:05 20:45 Temas en la comunidad: positividad y propósito del entorno (por ejemplo: usar una mascarilla); “estamos todos 

juntos en esto”

20:45 23:10 O—Amplitud (Openness) 

23:10 25:00 Técnicas para ayudar con la amplitud: capacitación en atención plena, autoevaluaciones, manejo de conflictos 

25:00 26:20 Alimentar el ambiente positivo 

26:20 30:30 N—Redes (Networking): conectar con los que amamos 

30:30 32:30 Redes de astronautas en la Estación Espacial Internacional; eventos y celebridades de la Oficina de Asuntos 

Públicos 

32:30 33:05 Retrasos en la señal

33:05 38:08 N—Necesidades: atender las necesidades fisiológicas, emocionales y psicológicas; autocuidado y cuidado en 

equipo 

38:08 39:50 Necesidades psicológicas: organizar el ambiente para satisfacer las necesidades

39:50 42:14 E—Mentalidad expedicionaria (Expeditionary Mindset) 

42:14 45:30 ¿Cómo podemos usar la mentalidad expedicionaria para ayudar con una fecha de finalización? Establecer 

objetivos que sean alcanzables y compartir nuestros éxitos.

45:30 48:44 C—Contramedidas. Nos ayudan a mantener un sentido de control.

48:44 53:00 ¿De qué manera podemos sostener estas técnicas CONNECT cuando el aislamiento no parece terminar? ¡A 

reformularlas! Atención plena, llevar un diario, ¿cómo puede crecer a partir de la situación?

53:00 57:00 T—Capacitación (Training) y preparación. Las experiencias permiten el crecimiento; la vida nos ha preparado 

para esto.

57:00 1:00:20 CONNECT: ¿Cuáles son los efectos del aislamiento social? El aislamiento confronta eso en nuestras vidas; 

debemos ser innovadores para conectar. Las personas viven más cuando pueden conectarse. La felicidad 

está conectada con nuestra salud y se transmite de persona a persona.

1:00:20 1:04:57 Estudios espaciales: relevancia para la COVID-19 

Valor para los vuelos espaciales tripulados: fomento de las conexiones humanas 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

36 │ STEM de próxima generación

Actividad tres: Distancia

Notas para el educador

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente: 

• Construirán un modelo a escala de los sistemas Tierra-Luna y Tierra-Marte que represente el tamaño planetario y la distancia 

entre ellos.

• Calcularán las necesidades de agua de los astronautas en una misión en el espacio profundo.

• Calcularán y graficarán las tasas de consumo de agua, y tomarán determinaciones basadas en tendencias dentro de un gráfico.

Descripción general del desafío

Los estudiantes comienzan explorando los tamaños relativos de la Tierra, la Luna y Marte y las 

distancias entre ellos para comprender cuánto más desafiante es enviar una tripulación de 

astronautas a Marte que a la Luna. A los estudiantes se les presenta un escenario en el que su nave 

espacial con destino a Marte sufre un mal funcionamiento y la eficiencia de su sistema de reciclaje 

de agua disminuye. Los estudiantes investigarán las tasas de consumo de agua de los astronautas 

y determinarán si su suministro de agua actual es suficiente para mantenerlos en el resto de su viaje.

Tiempo sugerido

60 a 90 minutos

Estándares Nacionales STEM

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-ESS1-3: analizar e interpretar datos para determinar las propiedades de escala de los objetos en el sistema solar.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Pensador computacional 5b: los estudiantes recopilan datos o identifican conjuntos de 

datos relevantes, usan herramientas digitales para analizarlos y representan datos de 

varias maneras para facilitar la resolución de problemas y la toma de decisiones.

Estándares para estudiantes (continuación)

• Diseñador de innovación 4a: los estudiantes conocen y usan un proceso de diseño 

deliberado para generar ideas, probar teorías, crear artefactos innovadores o resolver 

problemas auténticos.

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• CCSS.MATH.CONTENT.8.FB4: construir una función para representar una relación lineal 

entre dos cantidades. Determinar la tasa de cambio y el valor inicial de la función a partir de 

una descripción de una relación o de dos valores (x,y), incluida la lectura de estos en una 

tabla o en un gráfico. Interpretar la tasa de cambio y el valor inicial de una función lineal en 

términos de la situación que representa y en términos de su gráfico o tabla de valores.

• CCSS.MATH.CONTENT.7.EE.B.4: usar variables para representar cantidades en un 

problema matemático o del mundo real y construir ecuaciones y desigualdades simples 

para resolver problemas razonando sobre las cantidades.

Prácticas matemáticas (continuación)

• CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1: comprender el concepto de proporción y usar el 

lenguaje de proporción para describir una relación de proporción entre dos cantidades. 

• CCSS.MATH.CONTENT.6.NS.B.3: sumar, restar, multiplicar y dividir con fluidez decimales 

de varios dígitos utilizando el algoritmo estándar para cada operación.

Preparación de actividades

El educador debe hacer lo siguiente:

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas del educador y el Folleto para el estudiante para familiarizarse con la 

actividad.

• Reunir y preparar todos los suministros necesarios enumerados en la lista de materiales.

• Organizar a los estudiantes en equipos de dos a cuatro y distribuir los suministros a cada grupo.

Materiales

Para cada grupo:

 Folleto para el estudiante impreso y archivos de datos

 Globos de 23 centímetros, 3 unidades (azul o verde para la Tierra, blanco o amarillo para la Luna y rojo o naranja para Marte) 

 Reglas métricas o cinta métrica

 Varias hojas de papel cuadriculado 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 7 

 Calculadora

 Lápices de colores

Seguridad

• Los estudiantes deben ser conscientes de su entorno y moverse con cuidado por la sala cuando vean el trabajo de otros equipos. 

• Se debe tener precaución al inflar globos.

Presente el desafío 

• Muestre un globo inflado a un diámetro de 20,0 cm y diga a los estudiantes que representa el tamaño de la Tierra. Pida a los 

equipos de estudiantes que inflen sus globos “Tierra” a un tamaño de 20,0 cm de diámetro y que los aten. A continuación, pida 

a los equipos que inflen los globos de la Luna y Marte (sin atarlos) al tamaño que crean que sería la escala adecuada, en función 

de sus globos de la Tierra. Ahora haga que los estudiantes miren en el salón y comparen sus globos de la Luna y Marte con los 

de otros estudiantes. 

• Pida a cada equipo que use los datos de la Tabla 1 en el Folleto para el estudiante para encontrar la escala de su globo terrestre. 

Luego, pídales que usen esa escala para completar la Tabla 1 e inflen sus globos de la Luna y Marte al diámetro adecuado. 

Pida a los estudiantes que redondeen al centímetro más cercano. (Las respuestas se dan aquí en negrita).

• En la Tabla 1 y los cálculos que siguen, los diámetros reales de los cuerpos celestes se enumeran al número entero más 

cercano. Todos los demás números se redondean a la décima de centímetro más cercana para mantener la coherencia.

Tabla 1

Cuerpo Diámetro, km Diámetro del modelo de globo, cm

Tierra 12 756 20,0

Luna 3476 5,5

Marte 6792 10,6

• Para calcular la escala del globo de la Tierra, divida el diámetro de la Tierra en kilómetros (12 756) por el diámetro del modelo 

del globo en centímetros (20,0). 

• 12 756/20,0 = 637,8 (que se redondea a 638 por simplicidad). Para calcular los diámetros de los otros dos modelos de globos, 

divida el diámetro real por la escala del modelo de la Tierra que acaba de calcular.

• Ahora que cada equipo ha inflado correctamente los globos de la Tierra, la Luna y Marte, haga que los estudiantes representen

qué tan lejos creen que debería estar la Luna de la Tierra. Pídales que miren en el salón para comparar sus distancias de la 

Tierra a la Luna con las de otros estudiantes.

• Usando la misma escala calculada antes (638 km en el mundo real = 1 cm en el mundo a escala), pida a los estudiantes que 

completen la primera línea de la Tabla 2 para calcular la distancia a escala adecuada entre sus globos de la Tierra y la Luna. 

Tabla 2

Cuerpos Distancia aproximada, km Distancia del modelo de globo, cm

Tierra a la Luna 384 000 601,9 (6019 m)

Tierra a Marte 78 300 000 123 000 (1,23 km)

Para calcular la distancia entre cada uno de los modelos, divida la distancia aproximada real por la escala de los modelos de globos.

• Luego, haga que los estudiantes representen la distancia a escala sosteniendo sus globos de la Tierra y la Luna a unos 6 m de 

distancia. Explíqueles que esta distancia representa la distancia de la Tierra a la Luna. Esta es la distancia que los astronautas 

tuvieron que viajar durante las misiones Apolo de finales de los ‘60 y principios de los ‘70 y tendrán que viajar nuevamente para 

las misiones Artemisa a la Luna. El viaje dura unos tres días en cada sentido, o aproximadamente el mismo tiempo que se tarda

en conducir desde la costa este hasta la costa oeste de los Estados Unidos.

• Luego, los estudiantes representarán qué tan lejos creen que Marte debería estar de la Tierra. Pídales que miren en el salón 

para comparar sus distancias de la Tierra a Marte con las de los demás.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

38 │ STEM de próxima generación

• Pida a los estudiantes que completen la segunda línea de la Tabla 2 para calcular la 

distancia a escala entre sus globos de la Tierra y Marte. Pregunte a los estudiantes si 

pueden representarla dentro de la habitación. ¿Pueden representarla en el pasillo? 

¿Podrían incluso representarla en el campus? Explique a los estudiantes que para que 

sus modelos estén a la escala adecuada, tendrían que estar a 1,23 km de distancia, o 

poco más de 3/4 de milla. Esta demostración muestra cuánto más lejos está Marte de la 

Luna. En lugar de un viaje de tres días, como el viaje de la Tierra a la Luna, un viaje de 

la Tierra a Marte tomará al menos seis meses.

• Explique a los estudiantes que, durante un viaje a Marte, la nave espacial navega por el 

espacio. No puede detenerse, dar la vuelta o encontrarse con otra nave para 

reabastecerse. Todos los recursos necesarios para todo el viaje a Marte deben llevarse 

con la tripulación. La nave no puede reabastecerse hasta que alcance los suministros 

preposicionados en órbita alrededor de Marte o en la superficie marciana. Uno de los 

recursos más grandes y pesados que necesitarán los astronautas es el agua. El agua 

potable limpia no es algo que se pueda encontrar o adquirir en el espacio. Debe llevarse 

en el viaje. Para ahorrar espacio y peso, solo se puede llevar un suministro limitado de 

agua, y debe reciclarse continuamente. En el resto de esta actividad, a los estudiantes se 

les dará un escenario en el que se pone en riesgo el suministro de agua de su nave 

espacial con destino a Marte. Dependerá de ellos identificar el alcance del riesgo y 

desarrollar una solución.

Comparta con los 

estudiantes 

Estimulante cerebral

El sistema de purificación de agua 

actualmente en uso a bordo de la 

Estación Espacial Internacional 

utiliza un proceso de tres pasos. 

Primero, un filtro elimina partículas y 

desechos. En segundo lugar, el agua 

pasa por los lechos de multifiltración 

que eliminan las impurezas 

orgánicas e inorgánicas. Finalmente, 

el reactor de oxidación catalítica 

mata bacterias y virus. ¡El reciclaje 

de agua a bordo de la estación 

espacial ahorra más de 18 000 kg de 

agua cada año! 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/feature/new-brineprocessor-increases-water-recyclingon-international-space-station

En el lugar

El Centro Marshall de vuelos 

espaciales de la NASA en Huntsville, 

Alabama, alberga el desarrollo del 

Sistema de Soporte Vital y Control 

del Ambiente (ECLSS, por sus siglas 

en inglés). Este es el sistema a 

bordo de la Estación Espacial 

Internacional que proporciona aire y 

agua limpios a los astronautas al 

utilizar el sistema de generación de 

oxígeno y el sistema de recuperación 

de agua. La misma tecnología 

utilizada en el sistema de 

recuperación de agua se ha 

adaptado para ayudar a las personas 

de todo el mundo a tener acceso a 

agua potable limpia al proporcionar 

estaciones de llenado de botellas de 

agua en áreas remotas. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/mission_pages/statio

n/research/news/b4h-3rd/itadvanced-nasa-water-purification

Facilitar el desafío

Identificar el problema 

• Pregunte a los alumnos si alguna vez se quedaron sin algo importante de forma 

inesperada. (Ejemplos: dinero, combustible, su cereal favorito, etc.) ¿Qué hizo que se 

acabara? (Ejemplos: no planificaron correctamente, lo usaron a un ritmo más rápido de 

lo previsto, tuvieron que usar mucho inesperadamente, etc.)

• Explique que a pesar de que la NASA planifica meticulosamente todas sus misiones, 

incluidos los escenarios de emergencia, todavía hay ocasiones en las que surge una 

situación inesperada. Cuando los astronautas están a millones de kilómetros de la Tierra, 

los mensajes que viajan a la velocidad de la luz aún pueden tardar varios minutos en 

llegar a ellos. Durante estos tiempos, la tripulación debe tomar la iniciativa para solucionar 

el problema.

• Dé a los estudiantes el siguiente escenario:

Su equipo representa a la tripulación de cuatro miembros de HEM2 (Exploración Humana 

de Marte 2, por sus siglas en inglés), la segunda de las misiones tripuladas de la NASA a 

Marte. Actualmente están navegando en un viaje de seis meses (26 semanas) al Planeta 

Rojo. Si bien la tripulación de HEM1 fue la primera en aterrizar en Marte, era una 

tripulación más pequeña de tres miembros que solo permanecieron en la superficie 

durante unos meses. Está emocionado de ser parte de la primera misión a largo plazo, 

explorando la superficie y realizando experimentos científicos durante 18 meses. Todo lo 

que necesita se ha preposicionado. Hay una nave de suministros logísticos en órbita, que 

contiene piezas de repuesto, combustible y suministros para su viaje de regreso a casa, 

así como un puesto remoto completamente equipado en la superficie marciana, con todo 

lo que necesitarán para su estadía prolongada.

Las cosas han ido bien en su misión hasta ahora. Acaban de completar la novena semana 

de su viaje de 26 semanas y el ánimo dentro de la nave espacial ha sido alto. De repente, 

suena una alarma. Su sistema de purificación de agua está detectando un mal 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 3 9 

funcionamiento importante. Después de varios minutos de resolución de problemas, determinan que se ha filtrado fluido 

hidráulico en su sistema de reciclaje de agua y realizan un apagado de emergencia para evitar daños mayores. Después 

de reparar la línea hidráulica, reinicia el sistema de reciclaje de agua y evalúan el daño. Esto es lo que determina:

– El tanque de 20 litros (20 l) que alimenta el sistema de reciclaje de agua se ha contaminado con fluido hidráulico y esa agua 

no se puede recuperar.

– Debido a la parada de emergencia del sistema de reciclaje de agua, se borró la memoria del sistema. Ya no tiene un registro 

de cuánta agua se suministró originalmente en la nave o cuánta agua limpia queda disponible. Sin embargo, tiene otras 

fuentes de información sobre el sistema de reciclaje de agua que ha acumulado de varias fuentes. Estas se detallan en el 

archivo de datos incluido.

– El sistema de reciclaje de agua está funcionando actualmente con una eficiencia del 86 por ciento, muy por debajo de la 

eficiencia diseñada del 90 por ciento.

– La caída repentina de la presión hidráulica hizo que el conjunto de comunicaciones se desalineara. Llevará varias horas 

realinear la matriz, enviar un mensaje a la Tierra y recibir una respuesta.

Dado que pasarán varias horas antes de que reciban instrucciones de la NASA, depende de ustedes comenzar a trabajar en el 

problema. ¿Tiene suficiente agua para llegar a la órbita de Marte, donde lo esperan suministros adicionales y piezas de 

reparación? De lo contrario, haga un plan específico que asegure que su tripulación llegue a Marte de manera segura.

Explorar los conocimientos y las incógnitas

• Pregunte a los estudiantes si entienden el propósito del resto de la actividad. ¿Entienden lo que están tratando de lograr?

• Pida a los estudiantes que hagan una lista de todo lo que necesitan saber para determinar si tienen suficiente agua para llegar 

a Marte. Deles tiempo para que hagan la mayor parte posible de la lista por su cuenta. La lista debe incluir lo siguiente:

– ¿Con cuánta agua comenzaron al comienzo de la semana 1?

– ¿Cuánta agua les queda al final de la semana 9? 

– ¿A qué tasa están consumiendo esa agua?

– ¿Se acabará esa agua antes del final de su viaje (final de la semana 26)?

– Si el agua se acaba, ¿qué pueden hacer para extender su suministro de manera segura?

• Pida a los estudiantes que hagan una lista de todo lo que ya saben. Deles tiempo para que hagan la mayor parte posible de la 

lista por su cuenta. La lista debe incluir lo siguiente:

– Son 9 semanas en un viaje de 26 semanas.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

40 │ STEM de próxima generación

– Ya han perdido 20 l de su suministro de agua.

– Su sistema de reciclaje de agua dañado está funcionando actualmente con una eficiencia del 86 por ciento.

– Tienen un archivo de datos que contiene información adicional sobre el uso del agua y el sistema de reciclaje.

• Pida a los estudiantes que usen la información que ya conocen y la información que recopilan del archivo de datos para 

responder a sus preguntas. Se pueden dar pistas y aliento en el camino, pero permítales descubrir tanto como sea posible por 

sí mismos.

• Hay dos formas de determinar cuánta agua había originalmente a bordo de la nave HEM2. Los estudiantes pueden usar 

cualquier método dependiendo de su nivel de habilidad.

– Método más fácil: pida a los estudiantes que miren el gráfico de uso de agua HEM1 en su archivo de datos. El comienzo 

de la semana 1 muestra la cantidad total de agua a bordo al comienzo de la misión HEM1, 290 l. Esto también incluye un 

suministro de emergencia de 50 l. Reste los 50 l; la cantidad que queda es la cantidad de agua necesaria para una 

tripulación de tres personas: 240 l, u 80 l por tripulante. Como el HEM2 tiene una tripulación de cuatro personas y tendrá el 

mismo suministro de emergencia de 50 l, la fórmula para calcular el suministro de agua original para el HEM2 será 4/3 

(290 l - 50 l) + 50 l, o 370 l.

– Método avanzado: pida a los estudiantes que miren el extracto de la Guía de suministros consumibles en su archivo de 

datos. Establece que la nave se llenará con el agua estimada que necesita la tripulación, en función del agua asignada a 

cada astronauta y la eficiencia del sistema de reciclaje de agua, más 50 l de agua como suministro de emergencia. La 

asignación diaria de agua, tomada del extracto del Manual del personal en su archivo de datos, establece que cada 

astronauta recibe una asignación diaria de 4,4 l de agua. Entonces, cada tripulante usa 30,8 l de agua por semana. Con 

una tripulación de cuatro astronautas a bordo del HEM2, el uso semanal total sería de 123,2 l de agua. Sabemos que la 

eficiencia promedio del sistema de reciclaje de agua es del 90 por ciento, por lo que hay una pérdida neta de 12,3 l de agua 

cada semana a bordo de la nave espacial. Para una misión de 26 semanas, este es un uso total estimado de 320 l para la 

misión. Al agregar el suministro de emergencia de 50 l, el total asciende a 370 l.

• Para saber cuánta agua tienen al final de la semana 9, cuando ocurrió el accidente, los estudiantes usarán el agua con la que 

comenzaron, 370 l, y restarán el agua total consumida/perdida. Todo esto debe representar en el gráfico de uso de agua HEM2 

que crearán. La eficiencia estimada del sistema de reciclaje de agua es del 90 por ciento, pero por casualidad, se tomó una foto 

de la pantalla del sistema de reciclaje de agua solo unos días antes del accidente. Esto se muestra en la foto del sistema de

agua en el archivo de datos de los estudiantes. La imagen muestra que el sistema había estado operando con una eficiencia 

promedio del 91 por ciento durante las primeras 9 semanas de la misión, antes del accidente, lo que significa que solo el 9 por 

ciento del agua utilizada cada semana no se recuperó. Entonces, el uso neto de agua fue de 0,09 (123,2 l) u 11,1 l por semana. 

Esta es la tasa de consumo de agua durante las primeras nueve semanas de la misión. Esto se puede representar semana por 

semana, o los estudiantes más avanzados pueden usar la tasa como la pendiente de la línea durante las primeras nueve 

semanas. Después de nueve semanas, se deberían haber consumido 99,9 l de agua, quedando 270,1 l. También recuerde que 

20 l de agua se perdieron permanentemente en el accidente debido a la contaminación. Esto nos da un total de 250,1 l de agua 

restante después de nueve semanas. Los gráficos de los estudiantes deben mostrar una pendiente constante durante las 

primeras nueve semanas de la misión, y luego una caída vertical, igual a 20 l, al final de la novena semana.

• Después del accidente, sabemos que el sistema de reciclaje de agua está funcionando con una eficiencia de solo el 86 por 

ciento. Con la tasa de consumo de 123,2 l de agua por semana, ahora tenemos una nueva tasa de uso neto de 0,14 (123,2 l) o 

17,2 l de agua por semana. Esta será la nueva tasa de consumo desde el final de la semana 9 hasta el resto del viaje de 26 

semanas.

• Para determinar si tienen suficiente agua para completar su viaje a Marte, pídales que usen la tasa de consumo recién calculada 

de 17,2 l de agua por semana para representar el uso de agua desde el final de la semana 9 hasta el final de la semana 26. El 

punto en el gráfico donde la línea cruza el eje x será el punto donde su tripulación se quede sin agua. Pídales que continúen 

trazando el gráfico debajo del eje x hasta llegar a las 26 semanas. La distancia debajo del eje x a las 26 semanas representará 

la cantidad de agua que le faltará a la tripulación para completar su viaje.

• Pídales que creen un gráfico similar usando la información que han calculado para la misión HEM2. Pida a los estudiantes que 

usen este gráfico para determinar cuándo se acabará su suministro de agua. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 4 1 

Generar posibles soluciones

• Pida a los estudiantes que respondan las siguientes preguntas:

– Con las tasas de consumo actuales, ¿su tripulación tiene suficiente agua para completar el viaje a Marte? Si no, ¿cuándo 

se quedarán sin agua?

– ¿Cuántos litros adicionales de agua necesitarían para llegar a Marte de manera segura?

– ¿Cómo podría ampliar su suministro de agua actual? Dé tiempo a los estudiantes para que propongan sus propias 

respuestas. Si tienen problemas, indíqueles el extracto del Manual del personal en los archivos de datos, que desglosa la 

asignación diaria de agua de 4,4 litros para cada astronauta en las cantidades para agua potable, rehidratación de alimentos 

e higiene personal. Pregunte a los estudiantes si alguno de ellos puede reducirse y en qué medida.

• Pida a los estudiantes que hagan una lluvia de ideas sobre varios planes sobre cómo van a racionar el agua. Sus planes deben 

estar bien pensados e incluir cálculos. Recuérdeles que esto comenzará en la semana 9 y durará hasta la semana 26. 

Considerar las consecuencias 

• Pida a los estudiantes que elijan su plan más viable y lo representen en sus gráficos de uso de agua HEM2, comenzando en la 

semana 9 y usando un color diferente. Recuerde a los estudiantes que los cambios que hagan deben ser razonables y deben 

mantener el suministro de agua por encima de cero (el eje x) hasta la semana 26, cuando lleguen a Marte.

– Observe a los estudiantes y brinde ayuda cuando sea necesario. Es posible que necesiten orientación sobre cómo usar su 

nueva asignación de racionamiento de agua con sus cálculos.

Presentar los hallazgos

• Pida a cada grupo que presente su gráfico a todos. Deben explicar qué medidas tomaron para reducir la ración diaria de agua 

de los tripulantes y los posibles efectos que esos cambios tendrían en la tripulación. También deben repasar sus cálculos para 

ilustrar cómo sus nuevas tasas de consumo de agua garantizarán que el suministro de agua dure hasta que la tripulación llegue 

a Marte.

• Después de las presentaciones, haga las siguientes preguntas de análisis:

– Comparen el gráfico de su equipo con las de otros equipos. ¿Deberían ser todas las líneas graficadas iguales? Respuesta: No.

– ¿Cuál es diferente? Respuesta: La línea final desde la semana 9 hasta la semana 26.

– ¿Por qué? Respuesta: Cada equipo creó su propia nueva tasa de consumo diario en función de cómo redujeron la 

asignación diaria de agua.

• Opcional: comparta los resultados de los estudiantes en las redes sociales usando #NextGenSTEM. Asegúrese de incluir el 

módulo y el nombre de la actividad.

Extensiones

• Haga que los estudiantes representen electrónicamente su consumo de agua HEM2 creando una tabla de datos en una hoja de 

cálculo.

• Pida a los estudiantes que calculen el volumen y la masa de agua que necesitarían para su viaje si no tuvieran un sistema de 

reciclaje de agua. Recuerde que 1 litro de agua es igual a 1 kg.

• Pida a los estudiantes que representen el volumen de agua necesario para la misión en tres dimensiones para mostrar cuánto 

espacio ocupará. 

• Pida a los estudiantes que repitan la actividad, utilizando una cantidad diferente de astronautas o un viaje de diferente duración.

Referencia

Earth, Moon, and Mars Balloons 

www.nasa.gov/audience/foreducators/k-4/features/A_Earth_Moon_Mars_Balloons.html
Peligros para los astronautas del espacio profundo

42 │ STEM de próxima generación

Actividad tres: Distancia

Folleto para el estudiante 

En esta actividad, trabajará en grupo para crear un modelo a escala de la Tierra, la Luna y 

Marte para ilustrar la diferencia de dificultad entre una misión tripulada a la Luna y una misión 

tripulada a Marte. También determinará la cantidad de agua necesaria para una misión de 

seis meses a Marte y cómo se controlará el suministro de agua durante el viaje.

Actividad de presentación

• Infle su globo de la Tierra hasta un diámetro de 20,0 cm y átelo.

• Usando su globo de la Tierra como referencia de escala, infle los globos de la Luna y 

Marte al tamaño que crea que deberían tener. No ate los globos de la Luna o Marte en 

este momento.

• Con los datos de la Tabla 1, calcule el diámetro ideal para sus modelos de globos de la 

Luna y Marte.

• En esta sección, redondee todos los diámetros de su modelo de globo a la décima de 

centímetro más cercana.

Tabla 1

Cuerpo Diámetro, 

km

Diámetro del modelo de 

globo, cm

Tierra 12 756 20,0

Luna 3476

Marte 6792

• Para calcular la escala del globo de la Tierra, divida el diámetro actual de la Tierra en 

kilómetros (12 756) por el diámetro del modelo del globo en centímetros (20,0). 

Redondee su respuesta al número entero más cercano.

12 756/20,0 = _________

• Para calcular los diámetros de los otros dos modelos de globos, divida el diámetro real 

por la escala del modelo que acaba de calcular.

• Ahora infle los globos de la Luna y Marte al tamaño que calculó en la Tabla 1.

• Represente qué tan lejos cree que debería estar la Luna de la Tierra manteniendo 

separados los globos de la Luna y la Tierra. Mire en el salón para comparar sus distancias 

de la Tierra a la Luna con las de los demás.

• Ahora use la misma escala que calculó anteriormente (638 km en el mundo real = 1 cm 

en el mundo a escala) y la información en la Tabla 2 para calcular la distancia real que el 

globo de la Luna debe estar desde el globo de la Tierra. Registre esto en la línea superior 

de la Tabla 2.

Tabla 2

Cuerpos Distancia aproximada, 

km

Distancia del modelo de 

globo, cm

Tierra a la Luna 384 000

Tierra a Marte 78 300 000

Dato curioso

¿Los astronautas realmente beben 

su propia orina? Bueno, en realidad 

no. El primer paso para volver a 

convertir la orina en agua potable es 

la destilación. La orina se compone 

principalmente de agua y, en el 

proceso de destilación, se calienta 

hasta que el agua se evapora en 

forma de vapor. El vapor se enfría y 

se vuelve a condensar en agua 

antes de pasar por los pasos 

restantes del proceso de reciclaje. 

Entonces, los astronautas en 

realidad no beben su propia orina; 

simplemente beben el agua que 

solía estar en su orina. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/centers/marshall/ne

ws/releases/2020/nasa-marshallengineers-refine-hardware-applyinnovative-solutions-to-morereliably-recycle.html

Esquina profesional

Convierta su pasión por la ciencia 

en una carrera en la NASA. El 

pronto interés y la aptitud de la Dra. 

Jill Williamson en química la 

llevaron a realizar una pasantía en 

la NASA y eventualmente a una 

carrera profesional. Actualmente es 

ingeniera principal de subsistemas 

para el ensamblaje del procesador 

de orina. Mire su entrevista para 

obtener más información sobre la 

trayectoria profesional que la llevó a 

la NASA. ¡Mire la serie completa 

para conocer a otras estrellas 

STEM de la NASA!

Obtenga más información:

youtu.be/dUb_NT2JRAE
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 4 3 

• Para calcular la distancia entre cada uno de los modelos, divida la distancia aproximada real por la escala de los modelos de 

globos.

• Ahora que ha calculado la distancia de escala correcta entre la Tierra y la Luna, represente la distancia sosteniendo sus globos 

de la Tierra y la Luna a unos 6 m de distancia. Esta distancia representa la distancia de la Tierra a la Luna que recorrieron los 

astronautas durante las misiones Apolo a la Luna a finales de los ‘60 y principios de los ‘70. Tendrán que viajar esa distancia 

nuevamente para las misiones Artemisa a la Luna más adelante en esta década. El viaje dura unos tres días en cada sentido, 

o aproximadamente el mismo tiempo que se tarda en conducir desde la costa este hasta la costa oeste de los Estados Unidos, 

parando solo para descansar.

• Finalmente, representare qué tan lejos cree que Marte debería estar de la Tierra. Mire en el salón para comparar sus distancias 

de la Tierra a Marte con las de los demás.

• Complete la segunda línea de la Tabla 2 para calcular la distancia real que tendría que haber entre los globos de la Tierra y 

Marte para estar en la escala adecuada. ¿Puede representarla en la habitación? ¿Podría representarla en un pasillo? ¿Podría 

incluso representarla en un campo de fútbol? ¿Por qué sí o por qué no?

Desafío

Identificar el problema 

• ¿Alguna vez se ha quedado sin algo importante de forma inesperada? ¿Qué hizo que se acabara? 

• Aunque la NASA planifica meticulosamente todas sus misiones e incluso tiene en cuenta los escenarios de emergencia, todavía 

hay momentos en los que surge una situación inesperada. Cuando está en una nave espacial, a millones de kilómetros de la 

Tierra, los mensajes que viajan a la velocidad de la luz aún pueden tardar varios minutos en llegar a usted. Durante estos 

tiempos, depende de la tripulación tomar la iniciativa para solucionar el problema. 

• Este es el escenario de su equipo para el resto de esta actividad:

Su equipo representa a la tripulación de cuatro miembros de HEM2 (Exploración Humana de Marte 2, por sus siglas en inglés), 

la segunda de las misiones tripuladas de la NASA a Marte, actualmente en su viaje de seis meses (26 semanas) al Planeta 

Rojo. Si bien la tripulación de HEM1 fue la primera en aterrizar en Marte, era una tripulación más pequeña de tres miembros 

que solo permanecieron en la superficie durante unos meses. Está emocionado de ser parte de la primera misión a largo plazo, 

explorando la superficie y realizando experimentos científicos durante 18 meses. Todo lo que necesita se ha preposicionado. 

Hay una nave de suministros logísticos en órbita, que contiene piezas de repuesto, combustible y suministros para su viaje de 

regreso a casa, así como un puesto remoto completamente equipado en la superficie marciana, con todo lo que necesitará para 

su estadía prolongada.

Las cosas han ido bien en su misión hasta ahora. Acaba de completar la novena semana de su viaje de 9 semanas y el ánimo 

dentro de la nave espacial ha sido alto. De repente, suena una alarma. Su sistema de purificación de agua está detectando un 

mal funcionamiento importante. Después de varios minutos de resolución de problemas, ha determinado que se ha filtrado fluido 

hidráulico en su sistema de reciclaje de agua y realiza un apagado de emergencia para evitar daños mayores. Después de 

reparar la línea hidráulica, reinicia el sistema de reciclaje de agua y evalúan el daño. Esto es lo que determina:

– El tanque de 20 litros (20 l) que alimenta el sistema de reciclaje de agua se ha contaminado con fluido hidráulico y esa agua 

no se puede recuperar.

– Debido a la parada de emergencia del sistema de reciclaje de agua, se borró la memoria del sistema. Ya no tiene un registro 

de cuánta agua se suministró originalmente en la nave o cuánta agua limpia queda disponible. Sin embargo, tiene otras 

fuentes de información sobre el sistema de reciclaje de agua que ha acumulado de varias fuentes. Estas se detallan en el 

archivo de datos incluido.

– Después del accidente, el sistema de reciclaje de agua está funcionando actualmente con una eficiencia del 86 por ciento, 

muy por debajo de la eficiencia diseñada del 90 por ciento.

– La caída repentina de la presión hidráulica hizo que el conjunto de comunicaciones se desalineara. Llevará varias horas 

realinear la matriz, enviar un mensaje a la Tierra y recibir una respuesta.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

44 │ STEM de próxima generación

Dado que pasarán varias horas antes de que reciba instrucciones de la NASA, depende de usted comenzar a trabajar en el 

problema. ¿Tiene suficiente agua para llegar a la órbita de Marte, donde lo esperan suministros adicionales y piezas de 

reparación? De lo contrario, haga un plan específico que asegure que su tripulación llegue a Marte de manera segura.

Explorar los conocimientos y las incógnitas

• ¿Entiende su equipo lo que están tratando de lograr durante el resto de la actividad?

• Como equipo, haga una lista de todo lo que necesitan saber para determinar si tendrán suficiente agua para llegar a Marte. 

• Como equipo, marque los elementos de su lista que ya conoce. 

• Utilice la información que ya conoce y cualquier información adicional que pueda recopilar del archivo de datos para determinar 

cuánta agua le queda a bordo de su nave espacial y la velocidad a la que se consumirá. Utilice el gráfico HEM1 como ejemplo 

para crear un gráfico que muestre su consumo de agua para HEM2. 

– Recuerde que tiene una tripulación de cuatro miembros a bordo del HEM2, y el HEM1 solo tenía tres tripulantes.

– También recuerde que su gráfico cambiará drásticamente en la semana 9. Tendrá una pérdida repentina de agua debido a 

la contaminación y su tasa de consumo cambiará debido al sistema de reciclaje de agua dañado.

– Continúe trazando el gráfico hasta las 26 semanas incluso si cae por debajo del eje x.

Generar posibles soluciones

• Responda las siguientes preguntas:

– Con las tasas de consumo actuales, ¿su tripulación tiene suficiente agua para completar el viaje a Marte?

– ¿Cuándo se quedará sin agua?

– ¿Cuántos litros adicionales de agua necesitarían para llegar a Marte de manera segura?

– ¿Cómo podría ampliar su suministro de agua actual? 

• Como equipo, haga una lluvia de ideas sobre algunos planes sobre cómo va a racionar el agua. 

– Recuerde que esto comenzará en la semana 9 y durará hasta la semana 26. 

– Haga todos los cálculos para demostrar que sus planes ampliarán su suministro de agua.

Considerar las consecuencias 

• Elija su plan más viable para ampliar su suministro de agua. Usando un color diferente, represéntelo en su gráfico de uso de 

agua HEM2, comenzando en la semana 9. 

– Recuerde que los cambios que haga deben ser razonables y deben mantener el suministro de agua por encima de cero (el 

eje x) hasta la semana 26, cuando llegue a Marte.

– Haga cálculos cuidadosos para mostrar cómo su nuevo plan de racionamiento de agua cambiará la tasa general de 

consumo de agua.

Presentar los hallazgos

• Como equipo, prepárese para presentar su gráfico HEM2 a todos. 

– Explique qué pasos tomó para reducir la ración diaria de agua de los miembros de su tripulación y cuáles serían los posibles 

efectos de esos cambios en su tripulación. 

– Recorra los cálculos que realizó, que muestran que la nueva tasa de consumo de agua garantiza que el suministro de agua 

durará hasta que su tripulación llegue a Marte.

• Después de su presentación, se le harán las siguientes preguntas:

– Compare el gráfico de su equipo con los de otros equipos. ¿Todas sus líneas graficadas deberían ser iguales a las de ellos? 

– ¿Cuál es diferente? 

– ¿Por qué? 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 4 5 

Después de la pérdida de la memoria del sistema de reciclaje de agua, su tripulación reunió tanta información sobre el sistema de 

reciclaje de agua como pudo de varias fuentes a bordo de su nave espacial. Aquí hay cinco elementos que ha reunido que contienen 

información útil:

1. Gráfico de uso de agua de la misión HEM1: este gráfico se encontró en uno de sus manuales de capacitación y muestra las 

tasas reales de consumo de agua de la expedición HEM1. 

2. Extracto de la guía del personal: esta página de la guía del personal de su tripulación muestra varias normas y regulaciones 

para la misión, incluso la cantidad de agua que recibe cada astronauta. 

3. Extracto de la guía de suministros consumibles: esta página de la guía de suministro de consumibles muestra las normas sobre 

cómo se eligen las cantidades de varios consumibles para la misión.

4. Foto de un tripulante: esta foto informal de un tripulante se tomó solo unos días antes del mal funcionamiento. En la foto se 

puede ver la pantalla del sistema de reciclaje de agua, que muestra la eficiencia promedio general del sistema hasta el momento 

en la misión.

5. Bloc de notas: describe algunas cosas importantes que su tripulación anotó de su capacitación sobre el sistema de reciclaje de 

agua y sobre la emergencia, así como algunas preguntas importantes que serán útiles de responder. 

Gráfico de uso de agua de la misión HEM1
Peligros para los astronautas del espacio profundo

46 │ STEM de próxima generación

Extracto de la guía del personal

conclusión de una rutina de ejercicios, es responsabilidad del tripulante 

tener todo el equipo listo para su próximo uso:

a) Use una toallita desinfectante humedecida para limpiar todas las 

superficies de contacto.

b) Restablezca correctamente todas las configuraciones de resistencia 

a su modo predeterminado.

c) Guarde el equipo en su área de almacenamiento. 

d) Tome nota de cualquier daño al equipo o cualquier equipo que esté 

operando fuera de sus parámetros diseñados.

Asignaciones diarias de agua

La asignación diaria de agua para cada miembro de la tripulación (4,4) se 

estableció teniendo en cuenta pautas específicas. Se recomienda que cada 

miembro de la tripulación se esfuerce por utilizar su asignación diaria de 

agua de acuerdo con estas pautas: 

a) 2,5 l diarios para agua potable y para uso en la preparación de 

bebidas

b) 0,4 l diarios para la rehidratación y la preparación de alimentos

c) 1,5 l diarios para bañarse, cepillarse los dientes y otras formas 

de higiene personal 

Compartir e intercambiar suministros

Si bien los suministros que se embalan para cada expedición se adaptan, 

hasta cierto punto, a las necesidades individuales de cada miembro de la 

tripulación, se permite, por razones de necesidad y camaradería, que los 

miembros de la tripulación 

Extracto de la guía de suministros consumibles

por cada tripulante por semana de la misión planificada, más 10 

paquetes adicionales para uso incidental y de emergencia. 

Agua potable 

La cantidad de agua potable suministrada para cada misión está 

estrictamente determinada por las necesidades calculadas de la 

tripulación. Está determinada por la cantidad de tripulantes asignados a 

la misión, la duración de la misión y la eficiencia proyectada del 

sistema de purificación de agua. 

a) A cada tripulante se le asignan 4,4 l de agua para uso diario. 

b) Después de calcular las necesidades de suministro de agua de la 

tripulación y contabilizar el agua que no se puede reciclar, se 

colocará un suministro adicional de 

50 l a bordo de cada misión para uso de emergencia. 

Comida 

El almacenamiento de alimentos empacados para cada misión tiene en cuenta 

las necesidades dietéticas de cada tripulante. Los tripulantes pueden 

tomar decisiones personales de las opciones de menú proporcionadas, así 

como hacer recomendaciones para 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 4 7 

Foto de un tripulante

Bloc de notas
Peligros para los astronautas del espacio profundo

48 │ STEM de próxima generación

Actividad cuatro: Gravedad

Notas para el educador 

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Identificarán los desafíos que plantea la microgravedad para los huesos y los músculos de los astronautas en el espacio.

• Determinarán el umbral de fractura de astronautas ficticios.

• Crearán un concepto de diseño para un dispositivo de ejercicio funcional y compacto para posible uso de la NASA. 

• Calcularán la cantidad de trabajo que se completa determinando la fuerza y la distancia. 

Descripción general del desafío 

Se les pedirá a los estudiantes que diseñen un dispositivo de ejercicio funcional que ayudará a 

mitigar la pérdida y la atrofia ósea durante los vuelos espaciales. Los estudiantes utilizarán su 

conocimiento del sistema óseo, la osteoporosis y el equipo de ejercicio actual en la Estación 

Espacial Internacional para diseñar un nuevo dispositivo de ejercicio compacto que sea compatible 

con el ambiente de los vuelos espaciales. Los estudiantes también crearán una presentación 

hipotética para la NASA.

Tiempo sugerido

90 a 180 minutos

Estándares Nacionales STEM

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-LS1.A: todos los seres vivos están formados por células, que es la unidad más 

pequeña que se puede decir que está viva. Un organismo puede consistir en una sola 

célula (unicelular) o en muchos números y tipos diferentes de células (pluricelular).

• MS-PS3-2: desarrollar un modelo para describir que cuando cambia la disposición de los 

objetos que interactúan a distancia, se almacenan diferentes cantidades de energía 

potencial en el sistema.

• MS-ETS1-2. Diseño de ingeniería: evaluar las soluciones de diseño de la competencia 

utilizando un proceso sistemático para determinar qué tan bien cumplen con los criterios y 

las restricciones del problema. 

Conceptos transversales

• Los sistemas pueden interactuar con otros sistemas; pueden tener subsistemas y ser parte 

de sistemas complejos más grandes.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Formular preguntas y definir problemas: una práctica de la ciencia es formular y 

perfeccionar preguntas que conduzcan a descripciones y explicaciones de cómo funcionan 

el mundo natural y el diseñado y que puedan probarse empíricamente.

• Construir explicaciones y diseñar soluciones: los productos de la ciencia son explicaciones 

y los productos de la ingeniería son soluciones.

• Obtener, evaluar y comunicar información: Los científicos e ingenieros deben ser capaces 

de comunicar de manera clara y persuasiva las ideas y los métodos que generan. Criticar y 

comunicar ideas individualmente y en grupo es una actividad profesional fundamental. 

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Comunicador creativo: los estudiantes se comunican con claridad y se expresan de manera 

creativa para una variedad de propósitos utilizando las plataformas, las herramientas, los 

estilos, los formatos y los medios digitales apropiados para sus objetivos.

Estándares para estudiantes 

• Constructor de conocimiento 3d: los estudiantes desarrollan conocimientos explorando 

activamente problemas y cuestiones del mundo real, desarrollando ideas y teorías y 

buscando respuestas y soluciones.

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• CCSS.MATH.CONTENT.6.EE.A.2: escribir, leer y evaluar expresiones en las que las letras 

representan números.

• CCSS.MATH.CONTENT.7.EE.B.3: resolver problemas matemáticos y de la vida real de 

varios pasos planteados con números racionales positivos y negativos en cualquier forma 

(números enteros, fracciones y decimales), usando herramientas estratégicamente.

Prácticas matemáticas (continuación)

y decimales), usando herramientas estratégicamente. Aplicar las propiedades de las 

operaciones para calcular con números en cualquier forma, convertir entre formas según 

corresponda y evaluar la razonabilidad de las respuestas utilizando estrategias de 

estimación y cálculo mental.

Preparación del desafío

El educador debe hacer lo siguiente: 

• Leer la información en la sección “Introducción y antecedentes” y las Notas para el educador. 

• Repasar las hojas de trabajo: Masa ósea de un astronauta, ¡Más trabajo!, Astronauta en movimiento y Equipo de ejercicio en la

Estación Espacial Internacional.

• Hacer copias de las hojas de trabajo para cada estudiante.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 4 9 

• Si los estudiantes construirán su propio dispositivo, reunir materiales o proporcionar una lista de materiales que pueden usar. 

(Los educadores pueden optar por que los estudiantes envíen solo su diseño). 

• Precargar videos para la presentación.

Opcional: esta actividad se puede hacer como una actividad interdisciplinaria con el departamento de educación física o un 

departamento de salud.

Folletos

• Masa ósea de un astronauta (una copia para cada estudiante)

• Equipo de ejercicio en la Estación Espacial Internacional (una copia por equipo)

• ¡Más trabajo! (Se recomienda que los estudiantes completen esto individualmente).

• Astronauta en movimiento (Se recomienda que los estudiantes completen esto individualmente).

• Papel borrador 

Materiales sugeridos (si los estudiantes están construyendo su diseño)

 Tubo de bicicleta o tubo quirúrgico

 Cartulina

 Tela (trapos, tela de algodón que se estire, etc.)

 Cuerda elástica

 Pegamento o cinta adhesiva

 Gafas protectoras y protector facial (el estudiante que realiza la prueba del dispositivo puede necesitar lentes de seguridad o 

protector facial).

 Perforador 

 Bandas elásticas

 Resortes (limite la fuerza y el tamaño de los resortes; consulte el consejo de seguridad a continuación) 

 Vasos de papel

 Tijeras

 Cuerda

 Clavijas de madera

Nota: Esta es una lista sugerida. Los estudiantes también podrían realizar una búsqueda del tesoro y usar materiales fácilmente 

disponibles.

Seguridad

• Limite la fuerza y el tamaño del resorte. 

• Para evitar la liberación, la descarga o las lesiones accidentales, manéjelo con extrema precaución. 

• Siempre se debe usar protección para los ojos y la cara durante la construcción y las pruebas. 

• Dirija siempre el borde afilado de un objeto lejos de usted y de los demás.

• Antes de usar las tijeras, analice los problemas de seguridad relacionados con el uso adecuado del equipo.

• Asegúrese de que el dispositivo de los estudiantes no contenga superficies afiladas o puntiagudas.

• Asegúrese de que el dispositivo sea resistente y funcional.

• Tenga cuidado cuando los estudiantes estén demostrando el dispositivo. 

• Deje un área de prueba libre de obstrucciones o peligros. 

• Pida a los demás estudiantes que retrocedan para la prueba.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

50 │ STEM de próxima generación

Presente el desafío

• Proporcione el contexto para la actividad utilizando la información en la sección “Introducción y antecedentes” de esta guía. 

• Opcional: prepárese para el análisis compartiendo el video “When You Land, Can You Stand?” www.nasa.gov/content/whenyou-land-can-you-stand-one-year-mission-video-miniseries-functional-performance

• Pregunte a los estudiantes si los astronautas pueden caminar después de un vuelo espacial. Pídales que expliquen por qué sí 

o por qué no. 

• Pida a los estudiantes que hagan un ejercicio simple como dar saltos hasta que se cansen. Analice si creen que podrían hacer 

el mismo ejercicio en el espacio profundo.

• Analice qué es la gravedad y cómo vivir en diferentes campos gravitatorios puede afectar el cuerpo. 

• Explique que nuestro conocimiento sobre los efectos de la gravedad sobre el cuerpo en el espacio profundo es limitado porque 

la investigación se ha limitado a la órbita terrestre baja.

• Pida a los estudiantes que completen la hoja de trabajo “Astronauta en movimiento” para repasar el sistema esquelético. 

Clave de respuestas de la hoja de trabajo “Astronauta en movimiento”:

1. Cráneo. 2. Vértebras. 3. Clavícula. 4. Esternón. 5. Costillas. 6. Húmero. 7. Cúbito. 8. Radio. 9. Pelvis (huesos de 

la cadera). 10. Carpos (huesos de la muñeca). 11. Metacarpos (huesos de la mano). 12. Falanges (huesos de los 

dedos). 13. Fémur. 14. Rótula. 15. Peroné. 16. Tibia (espinilla). 17. Tarsos. 18. Metatarsos (huesos del pie). 19. 

Falanges (huesos de los dedos de los pies).

• Si los estudiantes necesitan apoyo adicional, pueden crear un organizador gráfico (mapa conceptual, gráfico de telaraña o 

gráfico KWL) que repase el siguiente vocabulario del sistema esquelético: huesos, células, vértebras, cráneo, costillas, pelvis, 

fémur, húmero, articulación, ligamento y cartílago.

• Consulte la información de antecedentes y analice con los estudiantes por qué ocurre la pérdida de masa ósea y muscular en 

la parte inferior del cuerpo. Analice cómo el ejercicio ayudará a retener la masa ósea y muscular. Recuerde a los estudiantes

que los astronautas ya no usan los huesos y los músculos para ayudar a sostener el cuerpo mientras están de pie y caminan, 

porque flotan en el espacio.

– Los estudiantes pueden leer Bone and Muscle Loss in Microgravity (ver Recursos) para comprender mejor por qué la parte 

inferior del cuerpo se ve afectada (falta de carga de peso en la parte inferior del cuerpo en el espacio).

• Repase con los estudiantes el concepto de trabajo y fuerza. Repase la ecuación de trabajo: Trabajo = Fuerza × Distancia. Por 

ejemplo, si una persona empuja un carro cuesta arriba con una fuerza de 500 newtons y la caja se empuja 6 metros, el trabajo 

será de 3000 julios.

Nota: Los estudiantes usarán la ecuación de trabajo para la hoja de trabajo “¡Más trabajo!” durante la fase Mejorar del 

desafío.

• Pida a los estudiantes que completen la hoja de trabajo “Masa ósea de un astronauta” individualmente y analicen sus hallazgos 

en equipo.

Nota: Si los estudiantes tienen dificultades, esta hoja de trabajo se puede completar en equipos o en un entorno de 

grupo completo. 

• Explique la función de los ingenieros en el diseño de tecnología para resolver problemas. Comparta el video de la NASA “Intro 

to Engineering” (www.youtube.com/watch?v=wE-z_TJyziI) y presente el proceso de diseño de ingeniería.

• Divida a los estudiantes en equipos de tres o cuatro integrantes. Considere asignar funciones y tareas a estudiantes individuales 

dentro del grupo. Consulte la sección “Trabajo en equipo” al comienzo de la guía para obtener sugerencias. Distribuya los folletos 

y el papel borrador.

• Explique el desafío a los estudiantes:

– El objetivo es diseñar un plan conceptual y construir un dispositivo funcional que ejercite el cuerpo para prevenir la pérdida 

ósea y la atrofia muscular y, al mismo tiempo, que sea lo suficientemente compacto para que lo use un astronauta en una 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 1 

misión en el espacio profundo. Cada equipo creará un concepto de diseño para su dispositivo de ejercicio basado en el 

campo gravitatorio donde se utilizará el dispositivo. Los estudiantes decidirán si su dispositivo compacto funcional se usará

en la superficie de la Luna (1/6 de la gravedad de la Tierra), en tránsito hacia la Luna o Marte (gravedad cero), en la 

superficie de Marte (3/8 de la gravedad de la Tierra) o en los tres ambientes de gravedad. 

– Use la lista de materiales sugeridos para informar a los estudiantes qué materiales están disponibles o proporcione los 

materiales para que los equipos construyan un prototipo de su dispositivo de ejercicio.

– El dispositivo debe ser lo suficientemente resistente para que el estudiante lo demuestre durante la presentación.

– Cada equipo presentará su dispositivo y explicará cómo puede mitigar la pérdida ósea y la atrofia muscular.

• Repase los siguientes criterios y restricciones de la actividad con los estudiantes:

Criterios Restricciones

El dispositivo de ejercicio debe ser funcional para fortalecer la región 

esquelética de la parte inferior del cuerpo (fémur, pelvis y cadera).

Solo puede usar suministros diarios y fácilmente disponibles.

El dispositivo de ejercicio debe ser compacto, con una altura máxima de 

42,4 cm, un ancho máximo de 33 cm y un diámetro máximo de 21,6 cm 

(tamaño de una mochila o una caja de zapatos estándar).

No puede usar ningún tipo de pesas libres.

La fuerza total del dispositivo no debe ser inferior a 3 kg ni superior a 13 kg. 

El prototipo debe funcionar durante un mínimo de 1 minuto. 

Facilitar el desafío 

Preguntar

• Elija uno o más de los siguientes videos para compartir con los estudiantes:

– NASA Hazards of Human Spaceflight: Hazard 4: Gravity Fields (3:05). www.youtube.com/watch?v=f3-96ZbY5NA

– Growing Bones in Space. (1:51) www.youtube.com/watch?v=ht9zTT4qPeI

– STEMonstrations: Exercise. (2:43) www.nasa.gov/stemonstrations-exercise.html

• Después de ver los videos, participe en un debate con los estudiantes usando las siguientes preguntas: 

– ¿Qué desafíos causados por la gravedad enfrentan los astronautas?

– ¿Cómo compararían la pérdida de densidad ósea en la Tierra con la pérdida de densidad ósea de los astronautas en el 

espacio?

– ¿Por qué la investigación sobre la pérdida de densidad ósea es tan importante para las personas en la Tierra?

– ¿Cómo evitarían la pérdida ósea y muscular en el espacio?

• Complete la siguiente demostración con los estudiantes para comprender los problemas asociados con la pérdida ósea. 

– Tome un papel y dóblelo por la mitad.

– Haga un dibujo del fémur en la mitad de la hoja. Recorta la imagen para que ahora haya dos huesos.

• Active el conocimiento previo haciendo preguntas a los estudiantes sobre los huesos. Por ejemplo, ¿qué constituye el hueso? 

¿En qué sistema corporal encontrarían huesos? ¿Por qué los huesos son duros?

Nota: Enfatice el hecho de que los huesos están hechos de células y explique cómo la estructura dicta su función.

• Tire del primer hueso de papel, o haga que un alumno tire de él, para ver cuántos tirones se necesitan para rasgar el papel. Use 

un perforador para crear diez orificios en el segundo hueso. Ahora tire del segundo hueso para ver cuánto tarda en romperse.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

52 │ STEM de próxima generación

• Pregunte a los alumnos qué pasó con el hueso después de la pérdida de densidad ósea.

Imaginar

• Pida a los estudiantes que investiguen los campos gravitatorios que experimentarán los 

astronautas durante las diferentes fases de una misión de vuelo espacial. 

– Programa de exploración de Marte. mars.nasa.gov/all-about-mars/facts/ 

– Astronauta comienza la “Maratón de Boston” en el espacio. (0:59) 

www.youtube.com/watch?v=nDCdDybegVc

• Asegúrese de que cada equipo examine los tres tipos de equipo de ejercicio que se 

muestran en el folleto Equipo de ejercicio en la Estación Espacial Internacional. 

• Pida a los estudiantes que dibujen individualmente su concepto de dispositivo de ejercicio. 

Recuérdeles los criterios y las limitaciones.

• Después de que los estudiantes hayan dibujado sus bocetos individuales, deles tiempo 

para que examinen los materiales disponibles.

• Pida a los estudiantes que trabajen en sus equipos para generar ideas sobre cómo se 

pueden usar los materiales para crear un diseño de equipo que tenga en cuenta la 

ubicación donde se usará el dispositivo, ya sea en tránsito, en la superficie lunar, en la 

superficie de Marte o en los tres campos gravitatorios.

 Planificar 

• Haga que los equipos dibujen un diseño para su dispositivo de ejercicio. Nota: Cada 

diseño debe incorporar al menos una idea de diseño de cada miembro.

• Pida a los estudiantes que rotulen cada parte con su función y expliquen cómo 

optimizaron su diseño para el ambiente de los vuelos espaciales (por ejemplo, usando 

materiales livianos, siendo conscientes de los posibles peligros para los astronautas, 

evitando partes sueltas, etc.).

Crear 

• Haga que cada equipo construya su dispositivo de ejercicio.

• Pida a los equipos que midan las dimensiones de su dispositivo de ejercicio para 

asegurarse de que quepa en una mochila o en una caja de zapatos estándar. 

• Asegúrese de que no haya bordes que causen daño mientras los estudiantes prueban su 

dispositivo.

Comparta con los 

estudiantes 

Estimulante cerebral

¿Sabía que el astronauta Scott 

Kelly tiene un gemelo? Scott y su 

hermano gemelo, Mark, participaron 

en un estudio de gemelos para 

investigar cómo la microgravedad 

afecta diferentes aspectos del 

cuerpo. Scott estaba en el espacio y 

Mark estaba en la Tierra. Este fue 

un estudio único porque los 

gemelos comparten la misma 

composición genética, por lo que 

son físicamente similares. El 

Estudio de gemelos fue una 

investigación de 340 días realizada 

por el Programa de Investigación 

Humana de la NASA. Descubra 

cómo la NASA usó 16 mil millones 

de kilómetros de ADN para 

investigar la crianza frente a la 

naturaleza.

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/twins-study/funfacts-and-shareables

En el lugar

¿Alguna vez se ha preguntado 

cómo investiga la NASA la 

microgravedad? El Centro de 

Investigación de Gravedad Cero en 

el Centro de Investigación Glenn 

tiene una cámara con una caída de 

467 pies (142 metros) que crea un 

ambiente de microgravedad. 

Realice un recorrido por las 

instalaciones utilizando el siguiente 

enlace.

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/specials/zero-g/ 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 3 

Probar 

• Haga que al menos dos miembros de cada equipo prueben el dispositivo de ejercicio para asegurarse de que funciona. 

• El dispositivo debe ser funcional para completar las repeticiones durante al menos 1 minuto.

• Asegúrese de que el dispositivo no cause problemas de seguridad (cables sueltos, resortes, etc.). Además, los estudiantes 

deben recordar que todo en el espacio flota, por lo que las piezas pequeñas pueden ser un problema.

 Mejorar

• Pida a cada equipo que identifique dos áreas en las que se podría mejorar su dispositivo.

• Permita que cada equipo tenga tiempo y materiales adicionales para incorporar cambios a su dispositivo.

• Haga que al menos dos miembros del equipo usen el dispositivo durante al menos 1 minuto. Trate de elegir estudiantes que no 

realizaron la primera prueba.

• Pida a los estudiantes que completen la hoja de trabajo “¡Más trabajo!”.

Compartir

• Pida a los estudiantes que presenten su dispositivo a todos usando un formato designado por el educador. Ejemplos: un 

comercial, una presentación de diapositivas o un anuncio.

• Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

– ¿Cómo puede su dispositivo crear resistencia? ¿Por qué es tan importante para fortalecer los músculos?

– Identifique para qué campo gravitatorio es más adecuado su dispositivo y explique por qué.

– ¿De qué manera podría adaptarse su dispositivo para que funcione mejor en diferentes campos gravitatorios?

– ¿Qué fallas identificó su equipo en el primer diseño? ¿Cómo se mejoraron?

– Si pudiera tener todos los materiales que necesita, ¿cómo podría optimizar su diseño para hacerlo lo más pequeño y liviano 

posible? ¿Hay otros materiales que sean más ligeros que se puedan utilizar?

• Opcional: comparta los resultados de los estudiantes en las redes sociales usando #NextGenSTEM. Asegúrese de incluir el 

módulo y el nombre de la actividad.

Extensiones

• Si los suministros no están disponibles o no son factibles, los estudiantes pueden simplemente crear un diseño conceptual 

(boceto) y presentar su diseño.

• Los estudiantes pueden usar una plataforma de fuerza para demostrar cuánta fuerza se está ejerciendo.

• La actividad “Get a Leg Up” permite a los estudiantes simular el cambio de fluido que experimentan los astronautas al ingresar 

al espacio. www.nasa.gov/stem-ed-resources/get-a-leg-up-activity.html 

• “Bendy Bones” permite a los estudiantes ver el efecto del calcio en la construcción y el mantenimiento de huesos fuertes al 

comparar los huesos antes y después de introducirlos en vinagre. www.nasa.gov/sites/default/files/heo-cpfcbendy_bones_seg2.pdf 

Referencias

Hole-y Bones. www.nasa.gov/pdf/663095main_Hole-y_Bones_Activity.pdf 

Bag of Bones. www.nasa.gov/pdf/663094main_Bag_of_Bones_Activity.pdf 

Recursos

The Human Body in Space. www.nasa.gov/hrp/bodyinspace

Bone and Muscle Loss in Microgravity. www.nasa.gov/mission_pages/station/research/station-science-101/bone-muscle-loss-inmicrogravity/#:~:text=In%20the%20microgravity%20environment%20aboard,during%20their%20stays%20in%20space. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

54 │ STEM de próxima generación

Houston, We Have a Podcast. Hazard 4: Gravity. www.nasa.gov/johnson/HWHAP/hazard-4-gravity

Exercise Countermeasures Lab at NASA Glenn (video). www.youtube.com/watch?v=W8G07FG1g8I 

Microgravity Educator Guide. www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/Microgravity_Teachers_Guide.html
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 5 

Actividad cuatro: Gravedad 

Folleto para el estudiante 

Su Desafío 

Diseñará un dispositivo de ejercicio funcional que ayudará a mitigar el daño de la pérdida y la 

atrofia ósea. Utilizará su conocimiento del sistema óseo, la osteoporosis y el equipo de 

ejercicio actual en la Estación Espacial Internacional para diseñar un nuevo dispositivo de 

ejercicio que sea compatible con el ambiente de los vuelos espaciales (es decir, compacto). 

También creará una presentación diseñada para mostrarle a la NASA los beneficios del 

dispositivo.

Criterios Restricciones

El dispositivo de ejercicio debe ser funcional para 

fortalecer la región esquelética de la parte inferior del 

cuerpo (fémur, pelvis y cadera).

Solo puede usar suministros diarios y fácilmente 

disponibles.

El dispositivo de ejercicio debe ser compacto, con 

una altura máxima de 42,4 cm, un ancho máximo de 

33 cm y un diámetro máximo de 21,6 cm (el tamaño 

de una mochila o una caja de zapatos estándar).

No puede usar ningún tipo de pesas libres.

La fuerza total del dispositivo no debe ser inferior 

a 3 kg ni superior a 13 kg.

El prototipo debe funcionar durante un mínimo de 

1 minuto.

Preguntar

• Analice las siguientes preguntas después de ver los videos que se le mostrarán:

– ¿Qué desafíos causados por la gravedad enfrentan los astronautas?

– ¿Cómo compararían la pérdida de densidad ósea en la Tierra con la pérdida de 

densidad ósea de los astronautas en el espacio?

– ¿Por qué la investigación sobre la pérdida de densidad ósea es tan importante para 

las personas en la Tierra?

– ¿Cómo evitarían la pérdida ósea y muscular en el espacio?

• Complete la hoja de trabajo “Masa ósea de un astronauta”.

Dato curioso

¿Sabía que los investigadores usan 

ratones para investigar los efectos 

de la microgravedad en los 

astronautas? Puede haber una 

proteína que pueda ayudar a 

desarrollar músculo y prevenir la 

pérdida ósea. Los investigadores 

enviaron 40 ratones a vivir a la 

Estación Espacial Internacional y 

estudiaron otros 40 ratones aquí en 

la Tierra. Esperan que sus súper 

ratones y estas proteínas puedan 

beneficiar a los astronautas en el 

espacio. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/mission_pages/stati

on/research/news/rodents-and-arocket-carried-researchers-dreamsinto-space-rodent-research-19

Esquina profesional

Un fisiólogo del ejercicio analiza el 

estado físico de los pacientes para 

ayudarlos a mejorar su salud o 

mantener una buena salud. Esto es 

exactamente lo que hace un 

fisiólogo del ejercicio en la NASA, 

pero estos científicos están 

mejorando la salud de los 

astronautas y ayudan a encontrar 

soluciones a los problemas de salud 

que los astronautas pueden 

desarrollar en el espacio profundo.

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/hhp/physiology

Imaginar

• Examine los tres tipos de equipos de ejercicio utilizados en la Estación Espacial 

Internacional utilizando las imágenes proporcionadas. Compare las similitudes y las 

diferencias de cada máquina. ¿Cómo pueden estas máquinas ayudar a fortalecer la parte 

inferior del cuerpo?

• Investigue los tres campos gravitatorios (Luna, en tránsito y Marte) que experimentarán 

los astronautas mientras viajan por el espacio profundo. ¿Cómo afectarán los campos 

gravitatorios la forma en que los astronautas se ejercitan? ¿Por qué es importante que el 

dispositivo de ejercicio fortalezca la parte inferior del cuerpo?

• Use el debate para decidir para qué campos gravitatorios es más adecuado su 

dispositivo. Además, piense en qué tipo de ejercicio ofrece el dispositivo. ¿Ejercicio 

aeróbico? ¿Entrenamiento con pesas o de resistencia? ¿Una combinación de ambos? 

• Dibuje un diseño de cómo se verá su dispositivo de ejercicio.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

56 │ STEM de próxima generación

• Examine los materiales de construcción o la lista de materiales disponibles para su equipo. Haga una lluvia de ideas con su 

equipo sobre cómo se pueden usar los materiales en su dispositivo.

 Planificar 

• En equipo, esboce un diseño de su dispositivo de ejercicio. Su boceto debe incluir al menos una idea de diseño de cada miembro 

del equipo.

• Rotule cada parte principal con su nombre y propósito y anote cómo optimizó su diseño para el ambiente de los vuelos 

espaciales. 

• Asegúrese de explicar cómo su dispositivo está diseñado exclusivamente para el campo gravitatorio que eligió su equipo.

Crear (Solo si está construyendo su dispositivo; si no está construyendo el dispositivo, vaya a la fase Compartir).

• Construya su dispositivo de ejercicio si su instructor le ha pedido un prototipo.

• Use lentes de seguridad con protectores faciales cuando manipule o extienda resortes, elásticos, cuerdas, tubos o bandas 

elásticas. Tenga mucho cuidado para asegurarse de que cualquier liberación repentina de energía se desvíe de usted y de los 

demás.

• Mida las dimensiones del dispositivo de ejercicio para asegurarse de que cumpla con los criterios de diseño. 

• Asegúrese de que no haya puntos de pellizco o bordes que puedan causar daño.

Probar (Solo si está construyendo su dispositivo; si no está construyendo el dispositivo, vaya a la fase Compartir).

• Si ha construido su diseño, haga que al menos dos miembros del equipo prueben el dispositivo de ejercicio para asegurarse de 

que funciona.

• Los miembros del equipo que realizan la prueba deben usar lentes de seguridad con protectores faciales durante la prueba. 

Todos los demás en el área deben hacer lo mismo.

• El dispositivo de ejercicio debe ser funcional para completar al menos diez repeticiones.

• Asegúrese de que el dispositivo no provoque ningún peligro para la seguridad (puntas afiladas, puntos de pellizco, liberación 

repentina de energía de extremos sueltos, resortes, tubos elásticos, etc.). Además, recuerde que todo en el espacio flota, por lo 

que las piezas pequeñas pueden ser un problema.

Mejorar (Solo si está construyendo su dispositivo; si no está construyendo el dispositivo, vaya a la fase Compartir).

• Identifique dos áreas en las que se podría mejorar el dispositivo.

• Incorpore los cambios a su dispositivo.

• Haga que al menos dos miembros del equipo (diferentes de la primera prueba) usen el dispositivo durante al menos 1 minuto.

• Cada miembro del equipo completará la hoja de trabajo “¡Más trabajo!”.

Compartir

• Presentará el dispositivo a todos usando un formato designado. 

• Analice las siguientes preguntas en equipo:

– ¿Cómo puede su dispositivo crear resistencia? ¿Por qué es tan importante para fortalecer los músculos?

– Identifique para qué campos gravitatorios es más adecuado su dispositivo y explique por qué.

– ¿De qué manera podría adaptarse su dispositivo para que funcione mejor en diferentes campos gravitatorios?

– ¿Qué fallas identificó su equipo en el primer diseño? ¿Cómo se mejoraron?

– Si pudiera tener todos los materiales que necesita, ¿cómo podría optimizar su diseño para hacerlo lo más pequeño y liviano 

posible? ¿Hay otros materiales que sean más ligeros que se puedan utilizar?
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 7 

Los astronautas deben hacer ejercicio para mantener sus 

huesos fuertes.

Cada astronauta está formado por 206 huesos. Los huesos dan 

estructura al cuerpo, protegen los órganos y mucho más.

El cráneo protege la parte más importante de todas: el cerebro. 

El cráneo está conectado a las vértebras que forman la 

espalda. El corazón, los pulmones y el hígado están protegidos 

por costillas. Hay doce conjuntos de costillas que se extienden 

desde la columna vertebral hasta el esternón (un hueso fuerte 

en el centro del pecho que mantiene las costillas en su lugar).

La clavícula tiene un húmero, que forma parte del hueso del 

hombro. Debajo del codo, están el radio y el cúbito. ¿Cómo 

puede saber cuál es cuál? El radio está en el lado del pulgar y 

el cúbito está en el lado del meñique. La mano está construida 

en tres secciones: falanges (dedos), metacarpos y carpos. 

El fémur se conecta con la pelvis (huesos de la cadera) y la 

rodilla. ¿Por qué es importante la rodilla? La rodilla es la 

articulación más grande del cuerpo y permite que la pierna se 

estire y se doble, por lo que debe protegerse. La rótula protege 

la parte delantera de la rodilla.

Debajo de la rodilla hay dos huesos: la tibia y el peroné. La tibia

(espinilla) es el hueso más grande y conecta la rodilla y el tobillo. 

El peroné soporta una cantidad significativa del peso corporal 

del astronauta, pero recuerde que esto no sucede en el espacio.

Una cuarta parte de los huesos de un astronauta se encuentran 

en los pies. Hay 52 huesos en el pie. Los pies tienen tarsos

(tobillos), metatarsos (cinco huesos largos en el medio del pie) 

y más falanges (dedos).

Entonces, ¿cómo se mueve un astronauta? Los huesos se 

unen en las articulaciones que conectan los músculos y los 

huesos. Las articulaciones mantienen unido el esqueleto y 

permiten el movimiento. Los músculos funcionan 

contrayéndose voluntariamente para hacer que los huesos se 

muevan. Los huesos, los músculos y las articulaciones trabajan 

juntos para que el astronauta se mueva, incluso en el espacio.

1.

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Peligros para los astronautas del espacio profundo

58 │ STEM de próxima generación

Romperse un hueso es una lesión bastante común, pero con la medicina 

moderna, un hueso roto suele ser poco más que un inconveniente 

doloroso. Desafortunadamente, es posible que los astronautas no 

siempre tengan un médico con ellos (aislamiento), y el hospital más 

cercano está a millones de millas (distancia). Para empeorar las cosas, 

las superficies de la Luna y Marte son ásperas y están llenas de peligros 

de tropiezos (ambiente). Quizás lo peor de todo, en lo que respecta a los 

huesos rotos, es que la exposición reducida a la fuerza de la gravedad 

durante los vuelos espaciales provocará la pérdida de masa ósea, como 

se muestra en las secciones transversales de la derecha.

1 g Microgravedad

Así como una ramita delgada es más fácil de romper que una rama gruesa, cuanto menos masa tengan los huesos de un astronauta,

más fáciles serán de romper. Parte de la pérdida ósea es natural con la edad, como se muestra en el siguiente gráfico. El ancho de 

cada banda muestra el rango típico de masa ósea para cada sexo en cada edad.

En microgravedad, la pérdida de minerales óseos ocurre más rápidamente porque los huesos no necesitan resistir la fuerza de 

gravedad de la Tierra. Esta pérdida ósea ocurre a una tasa promedio de aproximadamente 1 por ciento por mes. Todavía no sabemos 

si la gravedad fraccionaria, presente en la Luna y Marte, será suficiente para reducir o prevenir esa pérdida ósea. En el gráfico 

anterior, la línea marcada como “umbral de fractura” separa lo que los médicos consideran un riesgo normal de fracturarse un hueso 

frente a un alto riesgo de fracturarse un hueso.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 5 9 

Instrucciones: complete la siguiente tabla para realizar un seguimiento de la pérdida de masa ósea de cada uno de los ocho 

astronautas hipotéticos en una misión a Marte. A los efectos de esta actividad, el umbral de fractura para cualquier persona con 

edad suficiente para ser astronauta se considera de 500 gramos de masa ósea. Además, supondremos que las personas pierden 

tanta masa ósea en gravedad fraccionaria como en microgravedad (aunque la NASA aún no sabe si ese es realmente el caso).

Ejemplo: 

• Un astronauta con una masa ósea inicial de 510 gramos (g) perderá un promedio del 1 por ciento de su masa ósea en el 

primer mes.

• Dado que el 1 por ciento de 510 g es 5,1 g (calcule 0,01 × 510 g para obtener esto), este astronauta tendría 504,9 g de masa 

ósea (calcule 510 - 5,1 g para obtener esto) después del primer mes.

• Una forma más rápida de hacer este cálculo es darse cuenta de que si pierde el 1 por ciento de la masa ósea, le queda el 

99 por ciento. Entonces, después del segundo mes, este astronauta tendría 499,85 g de masa ósea (calcule 0,99 × 504,9 g para 

obtener esto). 

• ¡Este astronauta correría un alto riesgo de fracturarse un hueso en tan solo 2 meses de vuelo espacial! Una caída que habría 

causado poco más que un hematoma en la Tierra podría resultar en un hueso roto para cuando el astronauta aterrice en Marte, 

y mucho más para cuando regrese a la Tierra.

Masa ósea 

inicial, 

g 

Masa ósea 

después 

de 1 mes

Masa ósea después 

de 6 meses 

(viaje aproximado

a Marte)

Masa ósea después 

de 9 meses

(después de una 

estadía de 3 meses 

en Marte)

Masa ósea después 

de 15 meses

(viaje aproximado 

a la Tierra)

¿El astronauta tuvo alguna 

vez un alto riesgo de 

fracturas de huesos? 

¿Desde cuándo?

1000

950

910

865

812

739

621

567

Preguntas de extensión:

1. ¿Un astronauta pierde tanta masa ósea en el primer mes como en el segundo mes? ¿Qué pasa en el mes 15? ¿Por qué?

2. Si traza la masa ósea de cada astronauta a lo largo del tiempo en un diagrama de dispersión, ¿el patrón sigue una línea recta? 

3. ¿Cuántos meses podría sobrevivir el típico hombre o mujer de 40 años en gravedad reducida sin correr un alto riesgo de fracturas 

óseas?

4. Una persona con más masa ósea inicial puede soportar los efectos de la reducción de la gravedad durante más tiempo sin un 

alto riesgo de fracturas. ¿Debería la NASA contratar solo a personas con una masa ósea inicial alta? ¿Por qué sí o por qué no? 

5. ¿Cómo podría cambiar la tabla anterior si la gravedad fraccionaria de Marte redujera la pérdida ósea a solo un 0,5 por ciento

por mes? ¿Qué pasaría si los astronautas se quedaran un año entero en Marte en lugar de solo 3 meses?
Peligros para los astronautas del espacio profundo

60 │ STEM de próxima generación

Cinta de correr T2

www.nasa.gov/image-feature/exercising-on-the-t2-treadmill 

Dispositivo de ejercicio de resistencia de avanzada (ARED, por sus 

siglas en inglés)

www.nasa.gov/content/chris-cassidy-exercises-on-the-ared
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 6 1 

Cicloergómetro con sistema de aislamiento de vibraciones 

(CEVIS, por sus siglas en inglés)

www.nasa.gov/content/steve-swanson-works-out-on-the-cevis 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

62 │ STEM de próxima generación

Cada vez que hace ejercicio, está haciendo trabajo. El trabajo que realiza es igual a la fuerza que ejerce multiplicada por la distancia 

que ejerce la fuerza (Trabajo = Fuerza × Distancia). En esta actividad utilizará distancias, fuerzas y tiempos para calcular el trabajo 

de sus músculos. Recuerde que uno de los problemas de la microgravedad es que los astronautas pierden hasta un 20 por ciento 

de masa muscular en vuelos espaciales que duran de 5 a 11 días.

Instrucciones

1. Busque un área despejada libre de obstrucciones y peligros. Los demás deben mantener la distancia mientras usted hace 

ejercicio. Utilice lentes de seguridad y un protector facial.

2. Usando su dispositivo de ejercicio en equipo, realice su ejercicio durante 1 minuto para determinar la fuerza y la distancia. 

– Estime la fuerza que está ejerciendo. Pista: en la superficie de la Tierra, 1 kilo = 9,80 newtons (aproximadamente).

– Pida a un miembro del equipo que mida la distancia a la que ejerció la fuerza.

– Introduzca las medidas en su propia tabla de datos.

3. Ahora, realice varias repeticiones con su dispositivo de ejercicio durante al menos 1 minuto.

4. Calcule el trabajo total realizado por cada miembro del equipo que usa el dispositivo de ejercicio.

Cálculos 

Como ejemplo, suponga que su compañero de equipo pesa unos 59 kilos, empuja el dispositivo 1 metro y repite el ejercicio 10 veces. 

• Peso del compañero de equipo = 59 kilos × 9,80 newtons = 578,20 newtons

• Trabajo en 1 repetición = Fuerza × distancia = 578,20 newtons × 1 metro = 578,20 julios

• Trabajo total realizado = Trabajo en 1 repetición × cantidad de repeticiones = 578,20 julios × 10 = 5782 julios

Análisis

1. ¿Cómo se compara el rendimiento de su trabajo con el rendimiento de sus compañeros de equipo? Explique por qué hay una 

diferencia.

2. ¿Cómo podría ser útil para la NASA el trabajo total realizado?

3. Si pudo mejorar su dispositivo, ¿qué patrones vio antes y después de la etapa “Mejorar”?

4. Usando la información que calculó, defienda la capacidad de su dispositivo de ejercicio para prevenir la pérdida de masa 

muscular.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 6 3 

Actividad cinco: Ambiente

Notas para el educador 

Objetivos de aprendizaje 

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente: 

• Compararán los ambientes de la Tierra, la Luna y Marte.

• Diseñarán a escala un hábitat cerrado y autosostenible para astronautas en una misión en el espacio profundo.

• Crearán gráficos o diagramas de los sistemas o los ciclos de soporte vital dentro del hábitat y explicarán cómo funcionan.

Descripción general del desafío 

Después de ver un video sobre el quinto peligro para los astronautas del espacio profundo, Ambientes 

hostiles/cerrados, los estudiantes examinarán varios cuerpos celestes para comparar los ambientes. 

Los estudiantes trabajarán en equipos para diseñar formas de mitigar los peligros de un ambiente hostil. 

Luego se los desafiará a crear un hábitat conceptual e identificar formas de hacerlo autosuficiente.

Tiempo sugerido

120 a 180 minutos

Estándares Nacionales STEM

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• LS2.A. Relaciones de interdependencia en los ecosistemas: las interacciones 

depredadoras pueden reducir el número de organismos o eliminar poblaciones enteras de 

organismos. Las interacciones mutuamente beneficiosas, por el contrario, pueden volverse 

tan interdependientes que cada organismo requiera del otro para sobrevivir. Aunque las 

especies involucradas en estas interacciones competitivas, depredadoras y mutuamente 

beneficiosas varían entre ecosistemas, los patrones de interacción de los organismos con 

sus ambientes, tanto vivos como no vivos, son compartidos. 

• LS2.B. Ciclo de transferencia de materia y energía en ecosistemas: las redes alimentarias 

son modelos que demuestran cómo se transfieren la materia y la energía entre 

productores, consumidores y descomponedores a medida que los tres grupos interactúan 

dentro de un ecosistema. Las transferencias de materia hacia y desde el ambiente físico 

ocurren en todos los niveles. Los descomponedores reciclan los nutrientes de la materia 

vegetal o animal muerta de regreso al suelo en ambientes terrestres o al agua en 

ambientes acuáticos. Los átomos que componen los organismos en un ecosistema se 

reciclan repetidamente entre las partes vivas y no vivas del ecosistema. 

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Desarrollo y uso de modelos: la representación en 6–8 se basa en las experiencias de K–5 

y avanza hacia el desarrollo, el uso y la revisión de modelos para describir, probar y 

predecir fenómenos y sistemas de diseño más abstractos.

• Construir explicaciones y diseñar soluciones: la construcción de explicaciones y el diseño 

de soluciones en 6–8 se basa en las experiencias de K–5 y avanza hacia la inclusión de 

explicaciones de construcción y soluciones de diseño respaldadas por múltiples fuentes de 

evidencia coherentes con ideas, principios y teorías científicas.

Prácticas de ciencia e ingeniería (continuación)

• MS-ESS1-3: analizar e interpretar datos para determinar las propiedades de escala de los 

objetos en el sistema solar. [Aclaración: el énfasis está en el análisis de datos de 

instrumentos terrestres, telescopios espaciales y naves espaciales para determinar 

similitudes y diferencias entre los objetos del sistema solar. Los ejemplos de propiedades 

de escala incluyen los tamaños de las capas de un objeto (como la corteza y la atmósfera), 

las características de la superficie (como los volcanes) y el radio orbital. Los ejemplos de 

datos incluyen información estadística, dibujos y fotografías y modelos]. 

• MS-LS2-2: construir una explicación que prediga patrones de interacciones entre 

organismos a través de múltiples ecosistemas. [Aclaración: el énfasis está en predecir 

patrones coherentes de interacciones en diferentes ecosistemas en términos de las 

relaciones entre los organismos y los componentes abióticos de los ecosistemas. Los 

ejemplos de tipos de interacciones podrían incluir competitivas, depredadoras y 

mutuamente beneficiosas].

• MS-LS2-3: desarrollar un modelo para describir el ciclo de la materia y el flujo de energía 

entre las partes vivas y no vivas de un ecosistema. [Aclaración: el énfasis está en describir 

la conservación de la materia y el flujo de energía hacia y desde varios ecosistemas, y en 

definir los límites del sistema]. [Límite de la evaluación: la evaluación no incluye el uso de 

reacciones químicas para describir los procesos]. 

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1: comprender el concepto de proporción y usar el lenguaje de proporción para describir una relación de proporción entre dos cantidades.

Preparación del desafío

El educador debe hacer lo siguiente: 

• Leer la información en la sección “Introducción y antecedentes” y las Notas para el educador.

• Determinar si los estudiantes completarán el folleto Comparación de la Tierra, la Luna y Marte o usarán la versión completa;

hacer copias según sea necesario. (Ambas versiones del folleto se encuentran después del Folleto para el estudiante).

• Proporcionar enlaces de lectura y video a los estudiantes para ahorrar tiempo durante la actividad y preparar a los estudiantes 

para el análisis. 

– “Growing Plants in Space”. www.nasa.gov/content/growing-plants-in-space

– “Can Space Gardening Help Astronauts Cope With Isolation?” www.nasa.gov/feature/can-space-gardening-helpastronauts-cope-with-isolation
Peligros para los astronautas del espacio profundo

64 │ STEM de próxima generación

– Hazards of Human Spaceflight: Hazard 5: Hostile Closed Environments. (3:05)

www.youtube.com/watch?v=LgGt03MjHfA&feature=youtu.be

– Apollo 13: ‘Houston, We’ve Had a Problem.’ (7:00) 

www.youtube.com/watch?v=MdvoA-sjs0A&pbjreload=101

– Real World. The Carbon Cycle – Essential for Life on Earth. (5:43) 

nasaeclips.arc.nasa.gov/video/realworld/real-world-the-carbon-cycle-essential-forlife-on-earth

– Real World. Control ambiental en la Estación Espacial Internacional. (5:07) 

nasaeclips.arc.nasa.gov/video/realworld/real-world-environmental-control-on-theinternational-space-station

– Real World. Lunar Power Plant. (6:28) nasaeclips.arc.nasa.gov/video/realworld/realworld-lunar-power-plant 

• Precargar videos para la presentación.

Materiales

 Papel

 Papel cuadriculado

 Lápiz

 Marcadores

 Tijeras (opcional)

Seguridad

• Los estudiantes deben ser conscientes de su entorno y moverse con cuidado por la sala 

cuando vean el trabajo de otros equipos.

• Los estudiantes deben seguir el protocolo seguro de tijeras cuando las usen. 

Estimulante cerebral

Aquaponics es una cámara de 

crecimiento autónomo de plantas 

lunares que puede proporcionar 

proteínas y vegetación a los 

astronautas. Los peces que viven 

en el fondo proporcionan nitrógeno 

y fosfato para las plantas, mientras 

que las plantas proporcionan 

bacterias beneficiosas para 

convertir el amoníaco y filtrar el 

agua.

Obtenga más información: 

spacescience.arc.nasa.gov/microe

cobiogeo/research/spaceexploration-technologies/biology-isthe-technology-microbial-ecologyof-space-food-production/

En el lugar 

Growing Beyond Earth es un 

programa de divulgación educativa 

y ciencia ciudadana que llega a más 

de 170 escuelas intermedias y 

secundarias de Florida, Colorado y 

Puerto Rico. Los científicos de 

producción de plantas del Centro 

Espacial Kennedy de la NASA, 

Gioia Massa y Trent Smith, 

capacitan a maestros que luego 

reciben cámaras de crecimiento de 

plantas que imitan a Veggie, el 

jardín espacial que reside en la 

Estación Espacial Internacional.

Obtenga más información: 

blogs.nasa.gov/kennedy/2019/05/0

9/students-show-off-plantresearch-at-symposium-in-miami/

Presente el desafío

• Explique a los estudiantes que la vida tal como la conocemos se ha adaptado a las 

condiciones de la Tierra. Hay muchos sistemas naturales que trabajan juntos para 

mantener reguladas las condiciones en la Tierra para que podamos continuar 

manteniendo la vida. La Luna, Marte y otros lugares del sistema solar tienen diferentes 

condiciones a las que los humanos no pueden adaptarse sin protección. Los astronautas 

que viajan más allá de la Tierra están dejando su sistema natural de soporte vital. Tanto 

la nave espacial como su eventual base deben diseñarse para mantenerlos con vida, 

porque su destino tendrá un ambiente que no es propicio para la vida tal como la 

conocemos.

• Pida a los estudiantes que vean y analicen el video “Hazards of Human Spaceflight:

Hazard 5: Hostile/Closed Environments”. Explique que la mejor posibilidad de 

supervivencia a largo plazo, ya sea en una nave espacial o en un cuerpo celeste, será 

mantener el ambiente lo más parecido posible a la Tierra. Pida a los estudiantes que 

analicen las siguientes preguntas:

– ¿Cuáles son las características importantes de la supervivencia a largo plazo en la 

Tierra?

– ¿Qué modificaciones se necesitan para sobrevivir en otro cuerpo celeste como la 

Luna o Marte? 

• Comparta el video “Apollo 13: ‘Houston, We’ve Had a Problem’” y pida a los estudiantes 

que analicen las siguientes preguntas: 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 6 5 

– ¿Qué elemento esencial se les está acabando rápidamente a los astronautas en esta situación?

– ¿Cómo podría evitarse esta situación en el futuro?

– ¿Por qué es importante que un ambiente sea autosuficiente?

– ¿Es posible ser completamente autosuficiente?

• Explique que en esta actividad los estudiantes se enfrentarán a un ambiente hostil. Tendrán que diseñar estrategias para hacer 

que el ambiente sea menos hostil y utilizar recursos renovables para crear un hábitat autosuficiente en ese nuevo ambiente. 

Los estudiantes demostrarán su idea mediante el diseño de un hábitat conceptual autosuficiente y explicarán cómo se renovarán, 

se reciclarán o se crearán los elementos necesarios para la vida.

• Repase los siguientes criterios y restricciones de la actividad con los estudiantes:

Criterios Restricciones

Dibuje los ciclos que planea integrar en su hábitat y ecosistema. Mantenga el diseño de su hábitat al tamaño de la escala, no mayor de 4,5 

por 4,5 metros.

El hábitat debe dibujarse a escala. 

Debe tener todas las partes necesarias de los módulos habitacionales, incluso 

la cámara de aire, en su presentación final. 

El hábitat puede tener más de un nivel.

Facilitar el desafío 

Preguntar

• Muestre una imagen de una persona, un reptil, una planta, un pez u otro ser vivo y pregunte a los estudiantes qué se necesita

para que este organismo vivo sobreviva (por ejemplo, alimento, agua y aire). 

• Analice con los estudiantes: todos tenemos diferentes hábitats en los que vivimos. Podemos y hemos aprendido a adaptarnos 

a los cambios dentro de nuestro ambiente.

– Muestre imágenes de diferentes ecosistemas y analice qué vive allí. Analice los factores bióticos y abióticos.

– Puede ser útil que los estudiantes observen los ecosistemas autosuficientes y los organismos y los ciclos dentro de ellos.

– Pregunte a los estudiantes:

– ¿Podrían los seres vivos del ecosistema adaptarse a una latitud diferente? Por ejemplo, ¿desde el ecuador a 0 grados 

hasta la Antártida a 82 grados sur?

– ¿Qué sucede con el oxígeno después de que lo usamos? ¿Con el agua? ¿Con los nutrientes? (Haga que los 

estudiantes expliquen los ciclos completos).

• Haga una revisión rápida de los ciclos si es necesario (agua, oxígeno, nutrientes, nitrógeno y carbono).

– En sus mesas, asigne a cada mesa un “ciclo” diferente para dibujar y rotular con tantas partes como puedan sin investigar 

(por ejemplo, ciclo del agua, oxígeno/dióxido de carbono, nutrientes, nitrógeno, carbono, etc.). Nota: El plan de estudios de 

los ciclos ya debería haber sido cubierto con los estudiantes antes de esta actividad. 

– Los equipos pueden asociarse para compartir información del ciclo y ver si otros equipos pueden agregar información al 

ciclo que el grupo creó originalmente. 

– Pida a los estudiantes que usen recursos para investigar los ciclos y agregarlos a su dibujo inicial. Si el tiempo lo permite, 

haga que los estudiantes presenten sus ciclos o exhíbalos en el salón para que todos los grupos tengan acceso a la 

información. 

– Referencias, si es necesario:

– El ciclo del agua. gpm.nasa.gov/education/water-cycle

– El ciclo del carbono. svs.gsfc.nasa.gov/10494
Peligros para los astronautas del espacio profundo

66 │ STEM de próxima generación

– ¿Por qué es importante el carbono? climatekids.nasa.gov/carbon/

– ¿Qué es el ciclo del agua? climatekids.nasa.gov/water-cycle/

Imaginar

• Pida a los alumnos que imaginen que van a ir a un cuerpo celeste diferente. ¿Es posible adaptarse y sobrevivir? 

• Pida a los estudiantes que analicen con su mesa o vecino si podrían sobrevivir en otro planeta o cuerpo celeste.

• Escuche algunas de sus ideas (sin comentar, para no restringir la creatividad de los estudiantes).

 Planificar 

• Diga a los estudiantes que para decidir si (y cómo) podemos adaptarnos, primero debemos examinar las características de los 

cuerpos celestes. Presente el folleto Comparación de la Tierra, la Luna y las estrellas. Dependiendo del tiempo disponible y la 

capacidad de los estudiantes: 

– pida a los estudiantes que usen recursos científicos para completar el gráfico (individualmente, en equipo o con todo el 

grupo); o 

– proporcione a los estudiantes el gráfico completo. Agrúpelos en pequeños equipos para repasar las diferencias entre los 

tres cuerpos celestes. 

• Reagrúpelos y pregunte a los estudiantes si creen que sus ideas originales de la fase Imaginar los habrían mantenido con vida, 

ahora que se han hecho algunas investigaciones. 

• Analice las diferencias entre la Tierra, la Luna, Marte y los otros cuerpos celestes seleccionados. 

• Haga a los estudiantes las siguientes preguntas:

– ¿Qué hace que el ambiente sea hostil?

– ¿Podríamos cultivar alimentos sin intervención? Explique.

– ¿Hay algunos elementos o características que pueden ser útiles? Si es así, ¿cuáles?

• Pida a los alumnos que lean los siguientes artículos: 

– “Growing Plants in Space”. www.nasa.gov/content/growing-plants-in-space

– “Can Space Gardening Help Astronauts Cope With Isolation?” www.nasa.gov/feature/can-space-gardening-helpastronauts-cope-with-isolation

• Comparta todo o parte del video NASA STEM Stars: Veggie. www.youtube.com/watch?v=7ukuCm7xrVY&t=44s

Nota: El extracto que va desde la marca de tiempo de 11:45 a 15:50 es más importante para que lo vean los estudiantes.

• Pida a los estudiantes que expliquen por qué creen que es importante poder cultivar vegetación en el espacio. 

• Pida a los estudiantes que se reúnan en equipos pequeños para analizar los elementos necesarios en un hábitat para que sea 

autosuficiente. 

• Reúnanse y analicen como un grupo completo. Asegúrese de analizar lo que se necesita.

Crear

• Recuerde a los estudiantes que los seres humanos se han adaptado a la vida en la Tierra, pero los ambientes de otros cuerpos 

celestes no son propicios para la vida tal como la conocemos. Para mantener saludables a los astronautas, los estudiantes 

deben crear un hábitat que se adapte al ambiente. 

• Mirando el gráfico, pida a los estudiantes que elijan un cuerpo celeste en el que quieran crear un hábitat que sea autosostenible.

• Recuerde a los estudiantes que verifiquen los criterios y las restricciones.

• Los estudiantes trabajarán en equipos de no más de tres y se les pedirá que hagan lo siguiente:

1. Diseñar y dibujar un hábitat a escala que sustentará la vida en el cuerpo celeste de su elección.

2. Explicar y diagramar los sistemas de soporte vital dentro del hábitat. 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 6 7 

3. Crear un diagrama de cómo se renovará, se creará o se reciclará cada uno de los siguientes elementos:

– Oxígeno

– Agua

– Residuos y basura

– Comida

– Fuente de energía

• Pida a los estudiantes que revisen su diseño con todo el grupo y analicen las cosas para asegurarse de que el hábitat sea 

autosostenible. Anímelos a revisarlo con otro educador o adulto para que puedan obtener el punto de vista de otra persona y 

luego hacer las mejoras necesarias.

– Recurso del ecosistema si es necesario: climatekids.nasa.gov/10-things-ecosystems/

Probar

• Pida a los estudiantes que se reúnan con el instructor para analizar cómo el hábitat será autosuficiente. Asegúrese de que los 

equipos puedan explicar cómo se cumplen todos los elementos esenciales para la vida, cómo se producen los alimentos, cuál 

es la fuente de energía y adónde van los residuos y la basura. 

• Haga sugerencias o señale áreas de mejora.

Mejorar

• Haga que los estudiantes regresen a sus equipos y ajusten su hábitat para abordar las sugerencias de mejora o los objetivos 

perdidos.

• Pida a los estudiantes que actualicen sus dibujos y explicaciones según sea necesario. 

Compartir

• Haga que cada equipo presente su diseño a todo el grupo y explique cómo establecerán el hábitat para que sea autosostenible.

• Opcional: comparta los resultados de los estudiantes en las redes sociales usando #NextGenSTEM. Asegúrese de incluir el 

módulo y el nombre de la actividad.

Extensiones

• Pida a los estudiantes que prueben sus ideas para el hábitat en un ecosistema cerrado y traten de mantener la vida de una 

planta espacial. Pídales que creen un ecosistema sellado del tamaño de una mesa para probar sus ideas. Ponga una planta en 

el ecosistema y pruebe la sostenibilidad de su hábitat.

• Pida a los estudiantes que agreguen niveles adicionales al ecosistema para su planta espacial.

• Haga que todo el grupo colabore tomando las mejores partes de cada hábitat para diseñar un Súper hábitat.

Referencias

Life Support Systems

www.nasa.gov/stem-ed-resources/life-support.html

Living and Working in Space: Habitat

www.nasa.gov/pdf/176994main_plugin-176994main_HSE_TG2-1.pdf
Peligros para los astronautas del espacio profundo

68 │ STEM de próxima generación

Actividad cinco: Ambiente

Folleto para el estudiante

Su Desafío 

Comparará entornos de diferentes cuerpos celestes y decidirá qué cuerpo celeste tiene las 

mejores condiciones para sustentar un hábitat autosuficiente para los astronautas. Diseñará 

o dibujará a escala un hábitat conceptual cerrado y autosostenible para astronautas en una 

misión en el espacio profundo. Dibujará diagramas que muestren cómo renueva y recicla los 

elementos necesarios para mantener la vida.

Criterios Restricciones

Dibuje los ciclos que planea integrar en su hábitat y 

ecosistema.

Mantenga el diseño de su hábitat en un tamaño que 

no supere los 4,5 por 4,5 metros.

El hábitat debe dibujarse a escala. 

Debe tener todas las partes necesarias de los 

módulos habitacionales, incluso la cámara de aire, en 

su presentación final.

El hábitat puede tener más de un nivel.

Preguntar

• Mire las imágenes que se muestran. ¿Qué se necesita para que cada uno de estos 

seres sobreviva?

– Persona

– Reptil

– Planta

– Pez

– Anfibio

• Mire las imágenes de los diferentes ecosistemas proporcionados y analice con su vecino 

lo que ve. Hable sobre los factores bióticos y abióticos.

• Mientras examina cada imagen, analice las siguientes preguntas:

– ¿Qué se necesita para que todos los seres vivos representados se adapten a vivir 

en una latitud diferente? 

– ¿Cómo podría el organismo adaptarse a vivir en la Antártida si fuera de un 

ambiente tropical?

– ¿Qué sucede con el oxígeno después de que los animales lo usan? 

– ¿Qué sucede con el agua después de ser consumida?

– ¿Qué sucede con los nutrientes que se ingirieron?

• Como equipo, dibuje el ciclo que su instructor le ha asignado y rotule tantas partes como 

sea posible sin investigar. 

• Asóciese y comparta la información del ciclo con otro equipo y vea si pueden contribuir al 

trabajo de los demás.

• Investigue su ciclo, utilizando un recurso científico creíble. Fíjese si falta algún dato y 

complételo.

• Comparta su información como lo indique su instructor. 

Dato curioso 

La luz ultravioleta (UV) tiene 

longitudes de onda más cortas que 

la luz visible. Aunque las ondas UV 

son invisibles para el ojo humano, 

algunos insectos, como los 

abejorros, pueden verlas. Esto es 

similar a cómo un perro puede 

escuchar un silbido fuera del rango 

de audición de los humanos.

Obtenga más información: 

science.nasa.gov/ems/10_ultraviol

etwaves

Esquina profesional

La Dra. Gioia Massa trabaja en la 

producción de cultivos espaciales 

para la Estación Espacial 

Internacional y futuras misiones en 

el Centro Espacial Kennedy de la 

NASA. Dirigió el equipo científico 

para la validación en el espacio de 

las herramientas del experimento 

Veggie y ahora dirige un grupo 

interdisciplinario que estudia cómo 

los fertilizantes y la luz afectan el 

sabor de los cultivos cultivados en 

Veggie. 

Obtenga más información: 

www.nasa.gov/content/veggieplant-growth-system-activated-oninternational-space-station
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 6 9 

Imaginar

• Imagine que va a ir a un cuerpo celeste diferente. ¿Es posible adaptarse y sobrevivir? 

• Analice con su mesa o vecino si cree que podría sobrevivir en otro planeta o cuerpo celeste y cómo.

 Planificar 

• Para decidir si podría adaptarse y cómo, primero debe examinar las características de otros posibles mundos. Se le 

proporcionará un gráfico de características de la Tierra, la Luna y Marte. 

• Después de completar o mirar los datos con su equipo, responda las siguientes preguntas:

– ¿Qué hace que los entornos sean hostiles?

– ¿Podríamos cultivar alimentos sin intervención? Explique.

– ¿Hay algunos elementos o características que podrían ser útiles? Si es así, ¿cuáles?

• Lea los siguientes artículos:

– Growing Plants in Space. www.nasa.gov/content/growing-plants-in-space

– Can Space Gardening Help Astronauts Cope With Isolation? www.nasa.gov/feature/can-space-gardening-help-astronautscope-with-isolation

• Mire el extracto de “NASA STEM Stars: Veggie” (11:45 a 15:50). www.youtube.com/watch?v=7ukuCm7xrVY&t=44s

• ¿Por qué cree que es importante tener los programas de los que se habló en el artículo y en el video?

• ¿Cómo pueden estos programas beneficiar al programa espacial y a las futuras misiones?

• En su equipo, analice y escriba sus ideas sobre qué elementos ambientales y otros elementos se necesitan en un hábitat para 

que sea autosuficiente.

Crear

• Los seres humanos se han adaptado a vivir en la Tierra. Los ambientes de otros cuerpos celestes no son propicios para la vida

tal como la conocemos. Para mantener saludables a los astronautas, usted debe crear un hábitat que sea adaptable y 

autosostenible.

• Elija un cuerpo celeste del gráfico que cree que será el mejor para la adaptación. Usará este cuerpo para crear un hábitat que 

sea autosostenible.

• Compruebe las restricciones y los criterios.

• Trabaje en equipos para hacer lo siguiente:

Diseñar y dibujar un hábitat a escala que sustentará la vida en el cuerpo celeste de su elección.

Explicar y diagramar los sistemas de soporte vital dentro del hábitat.

Crear un diagrama de cómo se renovará, se creará o se reciclará cada uno de los siguientes elementos:

– Oxígeno

– Agua

– Residuos y basura

– Comida

– Fuente de energía

• Revise su diseño con el equipo y analice las cosas para asegurarse de que el hábitat sea autosostenible. Practique explicando 

su diseño a otro adulto o maestro y pídales que le den su opinión. 

• Revise los comentarios que recibió y realice mejoras según sea necesario.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

70 │ STEM de próxima generación

Probar

• Reúnase con el instructor para analizar cómo el hábitat será autosuficiente. Asegúrese de poder explicar cómo se cumplen 

todos los elementos esenciales para la vida (por ejemplo, cómo se producen los alimentos, cuál es la fuente de energía, adónde 

van los residuos y la basura, etc.). 

Mejorar

• Regrese a su equipo y ajuste su hábitat para abordar las sugerencias de mejora o los objetivos perdidos.

• Actualice sus dibujos y explicaciones según sea necesario.

Compartir

• Presente su diseño a todos y explique cómo establecerá el hábitat para que sea autosostenible.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 7 1 

Instrucciones: usando recursos científicos, complete el gráfico para comparar las características de la Tierra, la Luna, Marte y 

(opcional) otro cuerpo celeste de su elección. Enlaces opcionales para usar en el gráfico:

• Programa de exploración de Marte: mars.nasa.gov/all-about-mars/facts/

• Datos planetarios: nssdc.gsfc.nasa.gov/

• Variaciones de temperatura y habitabilidad: icp.giss.nasa.gov/education/modules/eccm/eccm_student_1.pdf#page=3

 Tierra Luna Marte Otro _________

Composición de la atmósfera 

Distancia de la Tierra al punto más 

cercano, km

N/C 

Distancia de la Tierra al punto más 

lejano, km

Presión de aire, mb (milibares) 

Composición del terreno 

Textura del terreno 

Duración del día 

Gravedad superficial, m/s2 

Rango de temperatura, °C 

Radiación o protección contra la 

radiación

 

Agua (evidencia o estados del agua) 

Señales de vida 

Actividad volcánica 

Otras tormentas o peligros 

Características especiales o áreas 

para colocar su hábitat

---- 
Peligros para los astronautas del espacio profundo

72 │ STEM de próxima generación

Enlaces de recursos para usar con el gráfico:

• Programa de exploración de Marte: mars.nasa.gov/all-about-mars/facts/

• Datos planetarios: nssdc.gsfc.nasa.gov/

• Variaciones de temperatura y habitabilidad: icp.giss.nasa.gov/education/modules/eccm/eccm_student_1.pdf#page=3

Tierra Luna Marte

Composición de la atmósfera 78 por ciento de nitrógeno

21 por ciento de oxígeno

Básicamente ninguna. Algunos 

gases de carbono (CO2, CO y 

metano), pero muy pocos. La 

presión es aproximadamente 

una billonésima parte de la 

presión atmosférica de la 

Tierra.

95 por ciento de CO2

2 por ciento de nitrógeno

2 por ciento de argón

1 por ciento de oxígeno

Distancia de la Tierra al punto más 

cercano, km

N/C 357 000 54,6 millones

Distancia de la Tierra al punto más 

lejano, km

N/C 407 000 401 millones

Presión del aire en la superficie, mb 

(milibares)

1014 >1 4 a 9, dependiendo

de la estación del año

Composición del terreno La corteza está compuesta por 

oxígeno, silicio, aluminio 

y hierro.

El terreno incluye material de 

corteza erosionado, material 

orgánico y humedad.

Silicio y oxígeno unidos en 

minerales, vidrio producido por 

impactos de meteoritos y 

pequeñas cantidades de gases 

(por ejemplo, hidrógeno) 

implantados por el viento solar.

Silicio y oxígeno, hierro, 

magnesio, aluminio, 

calcio y potasio.

Duración del día 24 horas 27,3 días terrestres 24,7 horas

Gravedad superficial, m/s2 9,8 1,62 3,71

Rango de temperatura, °C 10 a 20 -233 a 123 -60 a -125

Radiación o protección contra la 

radiación

La atmósfera y 

un campo magnético 

bloquean la mayor parte de la 

radiación.

Rayos cósmicos, erupciones 

solares, la propia superficie 

lunar es radiactiva.

Radiación solar y radiación 

cósmica galáctica, sin 

protección

Agua (evidencia o estados del agua) Agua en todos los estados Hielo de agua Rastros de agua, evidencia de 

un pasado acuoso

Señales de vida ¡Vida! No

Actividad volcánica Sí Sí Sí, el volcán más grande del 

sistema solar, Olympus Mons, 

es tres veces más grande que 

el Monte Everest.

Otras tormentas o peligros Terremotos, inundaciones, etc. Golpes de meteorito, hielo de 

agua en el Polo Sur

Tormentas de polvo, tornados

Características especiales o áreas 

para colocar su hábitat

N/C Las respuestas pueden variar. Tubos de lava bajo tierra.

Las respuestas pueden variar.
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 7 3 

Anexo A—Rúbricas

A.1 Proceso de diseño de ingeniería (EDP, por sus siglas en inglés)

Paso del EDP Principiante

(0)

Aprendiz

(1)

Calificado

(2)

Experto

(3)

Nivel de 

conocimiento 

del estudiante

(Puntaje)

Identificar el 

problema (Preguntar)

El estudiante no 

identifica el 

problema. 

El estudiante identifica 

incorrectamente el 

problema. 

El estudiante identifica 

parte del problema. 

El estudiante identifica 

completa y 

correctamente el 

problema.

Lluvia de ideas para 

encontrar una 

solución (Imaginar)

El estudiante no hace 

una lluvia de ideas.

El estudiante genera una 

solución posible. 

El estudiante 

proporciona dos 

soluciones. 

El estudiante 

proporciona tres o más 

soluciones posibles. 

Desarrollar una 

solución (Planificar)

El estudiante no 

selecciona ni 

presenta una 

solución, o la solución 

está fuera de lugar.

El estudiante presenta 

una solución que está 

incompleta o le faltan 

detalles. 

El estudiante 

selecciona una 

solución pero no 

considera todos los 

criterios y las 

restricciones.

El estudiante 

selecciona una 

solución que considera 

todos los criterios y las 

restricciones. 

Crear un prototipo 

(Crear)

El estudiante no 

contribuye 

directamente a la 

creación de un 

prototipo. 

El estudiante crea un 

prototipo que no cumple 

con los criterios y las 

restricciones del 

problema.

El prototipo del 

estudiante cumple con 

la mayoría de los 

criterios y las 

restricciones del 

problema.

El estudiante crea un 

prototipo que cumple 

con todos los criterios 

y las restricciones del 

problema.

Probar un prototipo 

(Probar)

El estudiante no 

contribuye a la 

prueba del prototipo. 

El estudiante realiza 

pruebas que son 

irrelevantes para el 

problema o no evalúan 

con precisión las 

fortalezas y las 

debilidades del prototipo.

El estudiante realiza 

pruebas cuidadosas 

que consideran una o 

dos fortalezas y 

debilidades del 

prototipo.

El estudiante realiza 

pruebas pertinentes y 

cuidadosas que 

consideran tres o más 

fortalezas y 

debilidades del 

prototipo.

Rediseño basado en 

datos y pruebas 

(Mejorar)

El estudiante no 

contribuye al 

rediseño.

El estudiante no mejora 

el diseño ni aborda las 

inquietudes.

El estudiante aborda 

un problema para 

mejorar el diseño.

El estudiante aborda 

dos o más problemas 

basados en pruebas 

para mejorar el diseño.

Comunicar los 

resultados de las 

pruebas 

(Compartir)

El estudiante no 

comunica los 

resultados. 

Estudiante comparte 

resultados aleatorios. 

El estudiante comparte 

resultados 

organizados, pero los 

resultados están 

incompletos.

El estudiante comparte 

resultados detallados y 

organizados con el 

grupo.

Total
Peligros para los astronautas del espacio profundo

74 │ STEM de próxima generación

A.2 Proceso de aprendizaje basado en problemas (PBL, por sus siglas en inglés)

 

Paso PBL Principiante

(0)

Aprendiz

(1)

Calificado

(2)

Experto

(3)

Nivel de 

conocimiento 

del estudiante

(Puntaje)

Identificar 

el problema

El estudiante no 

identifica el problema.

El estudiante identifica 

incorrectamente el 

problema.

El estudiante identifica 

parte del problema. 

El estudiante identifica 

completa y correctamente 

el problema.

Explorar los 

conocimientos y 

las incógnitas

El estudiante no 

identifica los 

conocimientos y las 

incógnitas.

El estudiante identifica de 

manera incompleta los 

conocimientos y las 

incógnitas.

El estudiante identifica los 

conocimientos y las 

incógnitas utilizando la 

experiencia, pero no 

utiliza recursos.

El estudiante identifica 

por completo los 

conocimientos y las 

incógnitas utilizando la 

experiencia y los 

recursos. 

Generar posibles 

soluciones.

El estudiante no hace 

una lluvia de ideas. 

El estudiante genera una 

solución posible. 

El estudiante proporciona 

dos soluciones. 

El estudiante proporciona 

tres o más soluciones 

posibles. 

Considerar las 

consecuencias

El estudiante no 

identifica ninguna 

consecuencia.

El estudiante determina 

consecuencias inexactas 

o irrelevantes. 

El estudiante identifica las 

consecuencias con 

precisión.

El estudiante identifica las 

consecuencias con 

precisión y proporciona 

una justificación.

Presentar 

los hallazgos

El estudiante no 

comunica los 

resultados. 

Estudiante comparte 

resultados aleatorios. 

El estudiante comparte 

resultados organizados, 

pero los resultados están 

incompletos. 

El estudiante comparte 

resultados detallados y 

organizados con el grupo 

más grande. 

Total
Peligros para los astronautas del espacio profundo

STEM de próxima generación │ 7 5 

Anexo B—Glosario de términos clave 

Aislamiento. El estado de estar apartado de los demás.

Análogo. Situación en la Tierra que produce efectos físicos, mentales o emocionales en el cuerpo similares a los experimentados 

en el espacio; los estudios análogos ayudan a prepararse para misiones de larga duración.

Articulación. El lugar donde se unen dos huesos. 

Atrofia. Adelgazamiento o pérdida de tejido muscular.

Cartílago. Tejido fuerte que amortigua entre los huesos. 

Confinamiento. El estado de estar encerrado (como estar confinado dentro de fronteras o paredes). 

CONNECT. El acrónimo que usa la NASA para los puntos de enfoque de mitigación para prevenir los efectos secundarios del 

aislamiento y el confinamiento: comunidad, amplitud, redes, necesidades, mentalidad expedicionaria, contramedidas y 

capacitación, por sus siglas en inglés.

Contramedida. Una acción o un dispositivo diseñados para prevenir un peligro.

Cuerpo celeste. Un objeto natural fuera de la atmósfera terrestre, como la Luna, el Sol, un planeta o una estrella.

Efectos secundarios. Un efecto colateral y generalmente adverso (como el de un fármaco).

Eyección de masa coronal (CME, por sus siglas en inglés). Una liberación violenta de gas y campos magnéticos de la corona 

solar.

Factores abióticos. Los componentes no vivos que influyen en un ecosistema. 

Factores bióticos. Los componentes vivos que influyen en un ecosistema.

Fémur. Hueso más largo del cuerpo humano, que se extiende desde la cadera hasta la rodilla.

Húmero. Hueso largo en la parte superior del brazo que va desde el hombro hasta el codo.

Ligamento. Tejido fuerte que conecta hueso con hueso.

Magnetosfera. Área del espacio alrededor de un planeta que está controlada por el campo magnético del planeta; proporciona 

seguridad contra la mayoría de las formas de radiación provenientes del espacio.

Mitigación. El proceso o el resultado de hacer algo menos grave, peligroso, doloroso, duro o dañino.

Osteoporosis. Enfermedad de los huesos que ocurre cuando el cuerpo pierde demasiado hueso, produce muy poco hueso o ambas 

cosas.

Pandemia. Brote de enfermedad que ocurre en un área geográfica amplia (como varios países o continentes) y que generalmente 

afecta a una proporción significativa de la población.

Partículas energéticas solares (SEP, por sus siglas en inglés). Partículas con carga energética (como electrones y protones) 

que viajan mucho más rápido que las partículas ambientales en el plasma espacial, a una fracción de la velocidad de la luz.

Pelvis. Estructura del cuerpo en forma de cuenco que conecta el tronco y las piernas.

Programa de Investigación Humana (HRP, por sus siglas en inglés). Un programa de la NASA en el que los científicos e 

ingenieros del HRP trabajan juntos para descubrir los mejores métodos y tecnologías para apoyar viajes espaciales tripulados 

seguros y productivos.

Radiación cósmica galáctica (GCR, por sus siglas en inglés). Una fuente dominante de radiación que se debe tratar a bordo de 

las naves espaciales actuales y futuras misiones espaciales dentro de nuestro sistema solar; los rayos cósmicos galácticos se 

originan fuera del sistema solar y probablemente se forman por eventos explosivos como una supernova.

Sievert. La unidad estándar de radiación en el Sistema Internacional de Unidades (SI). 

Vértebras. Huesos pequeños que forman la columna vertebral y protegen la médula espinal. 


Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio

Sede de la NASA

300 E Street Southwest

Washington DC 20024-3210

www.nasa.gov

NP-2021-08-2975-HQ