Farmacia en órbita

Muchos de nosotros hemos andado emocionados con la última misión, destino “casi la Luna”, de la Artemis II. La emoción no ha sido la misma que la primera vez, la del alunizaje, que los adultos del 69 vivieron en directo y los niños lo hicimos en un diferido con impacto de riguroso directo. El caso es que puede ser el inicio de una era de importantes avances para la humanidad.

Se reactiva una aventura interrumpida en 1972, cuando el cierre del programa Apolo puso fin a las misiones lunares y dispersó buena parte del capital humano e industrial que había permitido llevar al ser humano a la Luna.

Desde entonces, la exploración tripulada dejó de articularse en torno a misiones lunares puntuales y evolucionó hacia una presencia permanente en órbita baja. La Estación Espacial Internacional (ISS), constituida en 1998 y habitada sin interrupción desde noviembre de 2000, se construyó como una infraestructura interdependiente: Estados Unidos, Rusia, Europa, Japón y Canadá aportaron módulos, laboratorios, vehículos de carga, sistemas robóticos, financiación y tripulaciones, bajo la coordinación de sus respectivas agencias espaciales (NASA, Rocosmos, ESA, JAXA y CSA). Más de dos décadas después de su puesta en marcha, la ISS sigue siendo uno de los mayores ejemplos de cooperación científica internacional, sustentada por la contribución coordinada de los países participantes.

La Estación Espacial Internacional, que durante más de un cuarto de siglo ha sido el gran laboratorio científico en órbita, ha envejecido y tiene prevista su retirada hacia el final de la década

En sus más de dos décadas de actividad ininterrumpida, la Estación Espacial Internacional se ha consolidado como el principal laboratorio en microgravedad para las ciencias de la vida. En ella se han llevado a cabo miles de experimentos en biología, medicina y farmacología que han contribuido a comprender procesos fundamentales, desde el comportamiento de proteínas y la cristalización de compuestos hasta la respuesta del sistema inmune o la pérdida de masa ósea y muscular en condiciones de ingravidez.

En el ámbito farmacéutico, la ISS ha ayudado a mejorar la comprensión de la estructura de biomoléculas y a explorar nuevas formulaciones, especialmente en el caso de fármacos biológicos complejos. Pero su mayor aportación ha sido sentar las bases del conocimiento que hoy hace posibles nuevas aplicaciones con potencial industrial.

Paralelamente, en los últimos años nuevos operadores privados ofrecen acceso regular a la microgravedad mediante plataformas orbitales que no requieren una estación espacial. Se trata de sistemas automatizados de experimentación: cápsulas que se lanzan al espacio con un experimento programado, permanecen en órbita durante días o semanas ejecutándose de forma autónoma y regresan posteriormente a la Tierra con las muestras para su análisis. Está surgiendo un ecosistema integrado por empresas aeroespaciales, compañías farmacéuticas, centros de investigación e inversores, articulado mediante una cadena logística que conecta el lanzamiento, la actividad en órbita, el retorno de los materiales y su análisis en Tierra. Empresas como Varda Space Industries o SpacePharma están impulsando este modelo, concebido para ofrecer un acceso más rápido y flexible a la microgravedad.

En los próximos años surgirá una tercera generación de infraestructuras: las estaciones espaciales comerciales. Sustituirán progresivamente a la ISS en la órbita baja terrestre y estarán destinadas a investigación, producción y desarrollo tecnológico. A diferencia de la ISS, no serán gestionadas directamente por agencias espaciales, sino por empresas privadas, que ofrecerán sus instalaciones tanto a gobiernos como a universidades y compañías farmacéuticas. Mientras tanto, las grandes agencias, encabezadas por la NASA, concentrarán cada vez más sus recursos en la exploración del espacio profundo, con la Luna y, más adelante, Marte como principales objetivos.

Las estaciones espaciales o casas-laboratorio constituyen grandes infraestructuras habitadas que funcionan como laboratorios permanentes en órbita baja, como la ISS y la estación china Tiangong. En ellas, los astronautas viven durante meses y reciben periódicamente nuevas tripulaciones y vehículos de carga.

El relevo ya está programado. La Estación Espacial Internacional ha envejecido y tiene prevista su retirada hacia el final de la década. Diseñada para una vida útil de 15 años, ha seguido en funcionamiento gracias a sucesivas ampliaciones y a un mantenimiento constante. Cada nueva expedición dedica una parte importante de su tiempo a reparar, sustituir o actualizar sistemas que acusan el desgaste de más de dos décadas de funcionamiento. La retirada culminará a finales de 2030 o principios de 2031. Un vehículo de desorbitación se acoplará a la ISS y la empujará lentamente hasta provocar su reentrada controlada en la atmósfera. La mayor parte de la estación se desintegrará y los restos que sobrevivan caerán en el Punto Nemo, en el Pacífico Sur, donde ya reposan los fragmentos de otras grandes estructuras espaciales, como la estación rusa Mir y varias estaciones Salyut.

Con el objetivo de garantizar una presencia humana ininterrumpida y la continuidad de la investigación en órbita baja, la NASA está impulsando y financiando el desarrollo de varias estaciones espaciales comerciales, a las que en el futuro prevé acceder como un cliente más. Estas nuevas plataformas comerciales asumirán progresivamente la investigación y parte de la actividad industrial en microgravedad, sustituyendo el modelo actual basado en una única gran infraestructura internacional gestionada por agencias públicas.

Durante la transición hacia la retirada de la ISS, la primera estación comercial en tomar el relevo en órbita baja será la Haven-1, de Vast Space, concebida como un laboratorio comercial de microgravedad y como banco de pruebas de nuevos hábitats orbitales. Está previsto que sus sucesoras incorporen sistemas de gravedad artificial que permitan estancias más prolongadas y acerquen la vida en el espacio a las condiciones necesarias para la exploración profunda.

Próximas estaciones orbitales comerciales

Haven-1 (Vast Space). Con lanzamiento previsto para 2027, será una estación comercial de microgravedad concebida para investigación, desarrollo tecnológico y preparación de futuras plataformas de mayor tamaño. La compañía plantea que sus sucesoras incorporen sistemas de gravedad artificial.

Axiom Station (Axiom Space). Nacerá de forma progresiva mediante módulos acoplados inicialmente a la ISS. Cuando esta sea retirada, los módulos se desacoplarán para formar una estación independiente orientada a investigación, industria y misiones institucionales.

Starlab (Voyager Technologies, Airbus, Mitsubishi Corporation y MDA Space). Diseñada como laboratorio orbital permanente para investigación científica, biotecnología y fabricación avanzada, con participación internacional y vocación de sustituir parte de la capacidad científica de la ISS.

Orbital Reef (Blue Origin y Sierra Space). Concebida como un “parque empresarial” en órbita, combinará investigación, producción industrial, servicios comerciales y actividad institucional.

Los nuevos laboratorios orbitales farmacéuticos se basan en cápsulas automatizadas y miniaturizadas capaces de albergar experimentos biológicos o físico-químicos en condiciones controladas de temperatura, mezcla y observación. A diferencia del modelo tradicional de la ISS, donde los experimentos dependían de astronautas e infraestructuras complejas, las nuevas plataformas privadas funcionan como sistemas autónomos, como un servicio de laboratorio externalizado: el cliente define el objetivo experimental —por ejemplo, cristalizar un anticuerpo monoclonal, estudiar una formulación o cultivar células en microgravedad— y la empresa espacial diseña e integra el experimento dentro de un módulo sellado que viaja al espacio en un lanzador comercial como el Falcon 9 de SpaceX o el Electron de Rocket Lab. Una vez en órbita, el sistema ejecuta automáticamente las secuencias programadas durante días o semanas, registrando parámetros físicos y biológicos y, en algunos casos, transmitiendo datos en tiempo real a la Tierra. La fase crítica de la operación es el retorno controlado. Empresas como Varda Space Industries han desarrollado cápsulas reutilizables que pueden reentrar en la atmósfera y aterrizar con el material experimental intacto, algo esencial para aplicaciones farmacéuticas.

Retorno de una cápsula Varda tras una misión orbital. La cápsula de reentrada, de unos 90 centímetros de diámetro, transporta en su interior el módulo de procesamiento farmacéutico donde se realizan los experimentos en microgravedad. Tras completar la misión, se separa de la plataforma satelital, reentra en la atmósfera a velocidades cercanas a Mach 25 (más de 28.000 km/h) y aterriza mediante paracaídas. Una vez recuperada, el material experimental se devuelve a los clientes para su análisis en Tierra.

Microgravedad, ¿qué hace?

En la Tierra, muchos procesos están dominados por la gravedad, que induce convección en los fluidos, sedimentación de partículas y gradientes de densidad. En microgravedad, estos efectos prácticamente desaparecen y el transporte de masa pasa a estar regido principalmente por la difusión.

En el ámbito farmacéutico, esta circunstancia favorece un crecimiento más uniforme de los cristales y facilita la obtención de estructuras moleculares de mayor calidad. La microgravedad también altera la forma en que las células crecen, se organizan y se comunican, dando lugar a modelos tridimensionales más parecidos a los tejidos reales y ofreciendo nuevas oportunidades para estudiar enfermedades, evaluar tratamientos y comprender procesos biológicos complejos.

La investigación en microgravedad se extiende también al estudio del sistema inmune y a la ingeniería de tejidos, dos líneas con potencial para la medicina regenerativa.

El espacio se está consolidando como un laboratorio excepcional para estudiar procesos fundamentales que en la Tierra permanecen ocultos por la acción constante de la gravedad.

La obtención de cristales de alta calidad es un paso clave en el desarrollo de fármacos. Su análisis mediante técnicas como la difracción de rayos X permite determinar la estructura tridimensional de proteínas y otras biomoléculas, fundamento del diseño racional de fármacos basado en la estructura (Structure-Based Drug Design, SBDD).

En condiciones terrestres, la convección y la sedimentación pueden introducir imperfecciones durante el crecimiento cristalino. En microgravedad, al reducirse estos fenómenos, los cristales tienden a formarse de manera más ordenada, con menor densidad de defectos y mayor homogeneidad. Esto se traduce en datos estructurales de mayor resolución, lo que permite identificar con mayor precisión los denominados “sitios de unión” de los fármacos y optimizar su diseño.

Este enfoque resulta especialmente relevante en el desarrollo de fármacos biológicos, como los anticuerpos monoclonales, donde pequeñas variaciones estructurales pueden afectar a la estabilidad y la eficacia del medicamento, condicionando también las opciones de formulación y, con ello, su vía de administración. Es el caso del experimento realizado en la Estación Espacial Internacional con pembrolizumab (Keytruda), de Merck, uno de los medicamentos más utilizados en inmunoterapia frente a diversos tipos de cáncer. Los resultados mostraron que en microgravedad podían obtenerse suspensiones cristalinas del anticuerpo mucho más homogéneas, menos viscosas y con mejores propiedades físicas que las obtenidas en la Tierra, abriendo la posibilidad de desarrollar formulaciones que permitan vías de administración más cómodas para los pacientes. En la actualidad se administra en el hospital por vía intravenosa y las nuevas formulaciones permitirán su administración con una simple inyección bajo la piel.

La aplicación de herramientas de inteligencia artificial al diseño y la optimización de procesos de cristalización ya ha empezado a acelerar esta disciplina. Su uso, todavía incipiente, en laboratorios autónomos de universidades, centros de investigación y algunas empresas permite, por ejemplo, predecir qué condiciones tienen más probabilidades de producir cristales de calidad, anticipar qué forma cristalina adoptará un principio activo o ajustar en tiempo real parámetros fisicoquímicos para obtener cristales con el tamaño y la pureza deseados.

¿Por qué nos fascinan los cristales?

Evolutivamente, nuestro ojo está entrenado para detectar superficies brillantes y traslúcidas porque durante milenios eso significaba agua limpia. Además, en la antigüedad, encontrar algo con ángulos rectos o caras planas en la naturaleza, donde casi todo es curvo, irregular o se pudre, resultaría, cuando menos, llamativo. La antropología también explica que, por su escasez y dificultad de hallazgo, los cristales se convirtieron en herramientas de poder para chamanes y líderes, y símbolo de prestigio social.

Desde el punto de vista psicológico, la simetría perfecta y la geometría repetitiva de los cristales reducen la carga cognitiva: el cerebro las procesa con muy poco esfuerzo. Esa legibilidad visual genera una sensación de calma y control. Y, según la teoría de la fluidez cognitiva, nos gusta lo que comprendemos de inmediato. Al ver un cristal, el cerebro reconoce un patrón organizado instantáneamente, lo que dispara una señal de placer (recompensa dopaminérgica). También son símbolo de pureza: la transparencia y la falta de imperfecciones se asocian con la honestidad, la claridad mental y lo incorruptible.

Incluso parece haber una geometría para cada momento de la vida…, con una transición algo así como “de Van der Rohe a Gaudí”. La geometría recta, el minimalismo y materiales como el vidrio se asocian a menudo con etapas vitales marcadas por la búsqueda de orden, eficiencia, proyección, estatus... Tras periodos de mucho estrés o sobreestimulación externa, se tiende a la aspiración al bienestar, a formas orgánicas que responden a nuestra afinidad innata por la naturaleza —biofilia— y evocan refugio, bienestar y seguridad. Las formas curvas y fluidas activan menos la amígdala (la zona que se activa ante una amenaza) que los ángulos afilados. No es que pasemos del orden al desorden, sino de la geometría de lo inerte a la geometría de lo vivo: un orden —una matemática— mucho más complejo. Ese que Gaudí supo ver en la naturaleza.

La investigación biomédica en órbita ya no pertenece solo al ámbito científico. Según un informe elaborado por el Foro Económico Mundial y McKinsey, la economía espacial global podría alcanzar los 1,8 billones de dólares en 2035, frente a los 630.000 millones registrados en 2023. Así, la fabricación y el procesamiento de materiales en órbita aparecen como uno de los segmentos con mayor potencial de crecimiento.

La retirada prevista de la Estación Espacial Internacional hacia 2030 está acelerando la transición hacia plataformas comerciales. Empresas como Axiom Space, Starlab, Orbital Reef o Vast desarrollan estaciones orbitales destinadas a albergar investigación, producción y servicios en microgravedad. Aunque la fabricación farmacéutica en el espacio continúa siendo una actividad incipiente, la aparición de una cadena de valor completa —proveedores de lanzamiento, laboratorios orbitales, sistemas de retorno y clientes industriales— está transformando la microgravedad de un recurso experimental escaso en una infraestructura tecnológica con vocación comercial. Varda resume esta visión con un objetivo ambicioso: "convertir la reentrada en una actividad rutinaria" y hacer que una fábrica espacial forme parte habitual y fiable de la cadena de desarrollo farmacéutico.

Además de sus aplicaciones directas en biomedicina, la investigación en el espacio está aportando claves fundamentales sobre el origen y los límites de la vida. Las condiciones de microgravedad, radiación y aislamiento permiten estudiar cómo se comportan moléculas orgánicas, microorganismos y sistemas biológicos en entornos extremos, algunos de ellos comparables a los que pudieron existir en la Tierra primitiva o que podrían darse en otros cuerpos del sistema solar. Experimentos realizados en órbita han demostrado la capacidad de ciertos microorganismos para resistir el vacío y la radiación, así como la estabilidad de compuestos orgánicos complejos en estas condiciones.

Este conocimiento no solo tiene implicaciones para la astrobiología, sino también para la salud humana: entender cómo se dañan y reparan las células, cómo se adaptan los organismos o cuáles son los límites de la vida aporta información valiosa en campos como la oncología, la inmunología o la medicina regenerativa.

Los astronautas ya están listos e impacientes por ser llamados para su próxima misión. La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene en “la rampa de salida” a dos españoles: Pablo Álvarez —astronauta de carrera— y Sara García Alonso —doctora en Biología Molecular del Cáncer e investigadora del CNIO, que ya ha completado el programa de formación de la reserva—. Los astronautas seleccionados están preparados tanto para ir a la ISS como para participar en proyectos de ciencia en otras plataformas orbitales, dependiendo de los acuerdos que la ESA alcance con diferentes agencias y empresas aeroespaciales en el futuro.

El ser humano es una especie de exploradores incansables y visitar otros mundos es una aspiración colectiva.

Y es en las idas y venidas de astronautas, provisiones y demás carga espacial donde SpaceX, de Elon Musk, cobra protagonismo, proporcionando naves de transporte y servicios de lanzamiento tanto para las agencias estatales como para el sector privado. Su irrupción ha abaratado costes, lo que está posibilitando el acceso de nuevos actores a la microgravedad.

Solo estamos colocando los primeros ladrillos de esa pasarela hacia las estrellas por la que tantos científicos trabajan, desde distintas especialidades y disciplinas. Es el principio de un viaje muy largo.

Entretanto, por lo que respecta a la “ocupación” de la órbita baja, habría que ir legislando. De hecho, urge hacerlo.

El desarrollo de esta nueva economía espacial, con el desplazamiento de las agencias hacia la exploración profunda y la entrada de estaciones orbitales comerciales no está exento de interrogantes. La creciente concentración de capacidades de lanzamiento y acceso al espacio en torno a un reducido número de operadores privados ha abierto un debate sobre la soberanía tecnológica y la dependencia estratégica de infraestructuras críticas.

La autoridad moral de la ciencia ha logrado que la neutralidad haya sido la única bandera que ha ondeado allí arriba, hasta la fecha.

La era de “la conquista del espacio” —expresión algo soberbia, incluso grosera— deja paso a la era de “el uso del espacio” —inquietante— por operadores privados —doblemente inquietante—. Es cierto que el Tratado sobre el Espacio Exterior de 1967 (instrumento jurídico que regula el derecho internacional del espacio ultraterrestre) preserva el principio de no apropiación del espacio y su uso en beneficio de toda la humanidad. De hecho, la premisa es tan obvia que ni los regímenes sustentados en el uso de la fuerza han osado vulnerarla. La autoridad moral de la ciencia ha logrado que la neutralidad haya sido la única bandera que ha ondeado allí arriba, hasta la fecha. El tratado contempla incluso la presencia de entidades privadas, señalando la responsabilidad de los estados frente a “actividades nacionales en el espacio, ya sean realizadas por organismos gubernamentales o por entidades privadas”. Pero hay, y habrá, un sinfín de nuevas circunstancias que no podían preverse en su momento, como el uso masivo de satélites comerciales, la minería de asteroides o el turismo espacial.

Y es que, aunque somos más, ya se sabe lo que pasa “cuando los buenos no hacen nada”… Movamos ficha: legislemos.

La exploración espacial focaliza su mirada hacia lugares que cada vez nos parecen menos lejanos. Paradójicamente, los que han estado allí sienten que aquel abismo les devuelve a lo más humano de nosotros mismos: el miedo, el vínculo, la pérdida, la gratitud… El comandante Wiseman explicó, al volver de la misión Artemis II, cuán profundamente conectado se sintió con los seres humanos anónimos que estábamos en la Tierra.

Artemis II no ha sido solo una misión de prueba para el regreso a la Luna. Ha sido también una misión intensamente humana, narrada en abierto, compartida casi en tiempo real, por una tripulación que no ha escondido la emoción de lo vivido en el pequeño habitáculo de la cápsula Orión. Uno de los gestos más simbólicos fue dedicar un cráter lunar a Carroll, la esposa fallecida del comandante Reid Wiseman.

La tripulación de Artemis II refleja otra dimensión de la exploración: la experiencia acumulada, la capacidad de liderazgo y la madurez emocional necesarias para afrontar misiones cada vez más largas, complejas y alejadas de la Tierra. Con 50 años, Wiseman se convirtió en la persona de mayor edad en viajar más allá de la órbita terrestre baja.

Los cuatro miembros acumulaban experiencia previa en vuelos espaciales, mando de equipos y operaciones de alta complejidad. La imagen de la tripulación descendiendo uno tras otro del helicóptero por su propio pie tras la misión ponía los pelos de punta. La selección de Artemis refleja una nueva concepción del astronauta: la experiencia, la capacidad de liderazgo y la fortaleza psicológica parecen pesar tanto como las habilidades técnicas.

Y aunque somos más, ya se sabe lo que pasa “cuando los buenos no hacen nada”… Movamos ficha: legislemos.

A Artemis II (Artemis es hermana de Apolo en la mitología) le seguirán Artemis III, IV, V…, cada una con objetivos cada vez más ambiciosos. La tecnología que habrá que desarrollar para hacer posible el reto del espacio profundo terminará encontrando aplicaciones aquí, en la Tierra. Como ocurrió con la telemedicina, la monitorización remota de pacientes o los sistemas avanzados de tratamiento del agua, que surgieron en el entorno de la investigación espacial, las próximas misiones empujarán a desarrollar tecnologías que solucionarán problemas en la Tierra. La gestión del agua. La construcción con regolito lunar. La producción de alimentos en entornos cerrados. Todo aquello que obligue a aprender a vivir fuera de la Tierra terminará enseñándonos a vivir mejor en ella.

Dice el saber popular que las comparaciones no son buenas, y que las churras no deben mezclarse con las merinas ni el tocino con la velocidad. Y es que una cosa es elucubrar —y es muy lícito— sobre lo que podría hacerse por el planeta y sus gentes con el coste de las misiones espaciales —repartir hasta morir, metafóricamente…—, y otra es —la que nos ha traído hasta aquí— caminar siempre hacia delante.

No hay destino…

… Salvo el que construyamos.

• Entrevista a José Antonio Gavira, investigador científico del CSIC en el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT) y jefe del Laboratorio de Estudios Cristalográficos (LEC)
• Entrevista a Michael Reilly, director de Estrategia de Varda Space Industries