No, la cúpula de la ISS no estuvo a punto de ser perforada por un trozo de basura espacial

Por Daniel Marín, el 13 mayo, 2016. Categoría(s): Astronáutica • ISS • NASA ✎ 50

La basura espacial es un problema grave, sin duda. Una reciente imagen de una de las ventanas del módulo Cupola de la estación espacial internacional (ISS) tomada por el astronauta británico Tim Peake mostraba una pequeña marca de 7 milímetros causada probablemente por el impacto de una pequeña partícula de basura espacial. La imagen se ha hecho viral en las redes, pero me temo que mucha gente se ha llevado una impresión equivocada. Porque uno pudiera pensar que por culpa de la basura espacial las ventanas de la ISS están a punto de romperse en cualquier momento y matar a toda la tripulación como si de una escena de la película Gravity se tratase. Y no.

Cráter de 7 mm de diámetro en una de las ventanas de Cupola creado por un fragmento de basura espacial. Fotografía de Tim Peake (ESA/NASA).
Cráter de 7 mm de diámetro en una de las ventanas de Cupola creado por un fragmento de basura espacial. Fotografía de Tim Peake (ESA/NASA).

Como podemos suponer, las ventanas de la ISS han sido diseñadas teniendo en cuenta un protocolo muy estricto de protección contra los choques de micrometeoritos y basura espacial, o lo que en la jerga espacial se llama ‘Protección MMOD (Micrometeoroid and Orbital Debris)’. El caso del módulo Cupola es especialmente llamativo porque tiene la mayor superficie acristalada jamás lanzada al espacio y consecuentemente resulta muy interesante saber cómo han solucionado los ingenieros el riesgo de MMOD.

Evidentemente es imposible reducir a cero el riesgo de que un trozo de basura espacial penetre el fuselaje de la ISS. Los fragmentos más preocupantes son aquellos lo suficientemente grandes como para causar la despresurización de un módulo de la estación pero que al mismo tiempo son lo bastante pequeños para no ser detectados por los radares terrestres, esto es, partículas con un tamaño superior a un centímetro aproximadamente. Con el fin de reducir al mínimo este riesgo toda la estación está cubierta con varios escudos anti MMOD que han sido diseñados teniendo en cuenta la zona en la que está situado cada módulo, ya que es más probable que una partícula impacte en la zona lateral o frontal de la estación (los módulos Harmony, Columbus y Kibo). También vale la pena recordar que los métodos de protección MMOD para el segmento ruso y el norteamericano son ligeramente distintos.

Módulo Cupola (ESA/NASA).
Módulo Cupola (ESA/NASA).
Partes del módulo (ESA/NASA).
Partes del módulo (ESA/NASA).

Pero volvamos a Cupola. Este módulo fue acoplado a la estación en febrero de 2010 durante la misión STS-130 Endeavour. Posteriormente se acoplaría al puerto nadir del módulo Tranquility. Con un diámetro de 2 metros y una altura de 1,5 metros, es el módulo presurizado habitable más pequeño de la estación. Posee seis ventanas laterales de forma trapezoidal y una ventana circular de 80 centímetros de diámetro, la mayor que ha lanzada a la órbita. Cupola fue diseñado originalmente por Boeing, pero finalmente sería construido por la empresa italiana Thales Alenia Space como parte de un acuerdo entre la ESA y la NASA para saldar sus respectivas deudas.

El astronauta alemán ALexander Gerst dentro de Cupola (ESA).
El astronauta alemán Alexander Gerst dentro de Cupola (ESA).

Cada una de las siete ventanas tiene un total de nada más y nada menos que cuatro capas. El cristal exterior (debris pane) tiene un espesor de 0,94 centímetros, es de cuarzo y está diseñado para absorber el impacto de la inmensa mayoría de partículas MMOD que puedan chocar contra la ISS. Este cristal está situado en el exterior de la estación, así que si resulta penetrado o destruido por una partícula la integridad de la ISS no estaría en peligro. Es precisamente en este cristal donde tuvo lugar el impacto de basura espacial que Tim Peake fotografió recientemente. La siguiente y principal línea de defensa es el primer cristal de presión (pressure pane), también de cuarzo y con un espesor de 2,54 centímetros en las seis ventanas laterales y 3,68 centímetros en la frontal.

Pero incluso si la basura espacial logra romper este grueso y resistente cristal no pasa nada, porque cada ventana dispone de un segundo y redundante cristal de presión similar al exterior (se mantiene el vacío entre los tres primeros cristales). Por último tenemos un cuarto cristal interno (scratch pane) de vidrio borosilicatado de 1,12 centímetros de espesor, aunque el papel de este cristal no es tanto proteger la ventana de la basura espacial como de los choques y roces con los astronautas y el equipo que flota en el interior de la estación. ¿Esto es todo? Pues no, porque a los cuatro cristales debemos añadir las cubiertas de aluminio que protegen las ventanas (las ventanas de Cupola están cerradas la mayor parte del tiempo). Pero si todo esto falla y el módulo resulta perforado los astronautas no tienen más que cerrar la escotilla CBM (Common Berthing Mechanism) que separa Cupola del módulo Tranquility para evitar la despresurización de la estación.

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Estructura de una de las ventanas de Cupola (nasaspaceflight.com).

El resto de ventanas del segmento norteamericano —y, en menor medida, el ruso— ha sido diseñado de una forma muy parecida. Los astronautas pueden sustituir el cristal interno (scratch pane) sin problemas, pero si es necesario también pueden cambiar el cristal más externo (debris pane) mediante un paseo espacial (EVA). Llegado el caso también es posible sustituir todos los cristales de una ventana desde el interior, para lo cual primero es necesario realizar una EVA con el fin de cubrir la ventana con una cubierta especial que evite la despresurización del vehículo. Ni que decir tiene, este último escenario solo se contempla para casos excepcionales.

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Esquema de las ventanas del segmento norteamericano de la ISS (no las de Cupola) (NASA).
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Esquema de la ventana del módulo Destiny de la ISS (NASA).

Como curiosidad, las ventanas del transbordador espacial —que también fueron protagonistas de muchos impactos de basura espacial a lo largo de sus tres décadas de servicio— disponían del mismo esquema de doble cristal de presión, aunque en este caso el cristal exterior (thermal pane) tenía la particularidad de que funcionaba al mismo tiempo como parte del escudo térmico del shuttle.

Como decíamos al principio, la basura espacial es un problema serio y no es nuestra intención minimizarlo. Es llamativo que el pequeño cráter en la ventana de Cupola mostrado por Tim Peake fue creado probablemente por un resto microscópico, quizás una partícula de pintura del tamaño de una bacteria de gran tamaño (!). Vamos, que no es ninguna broma. Sin embargo, hará falta algo mucho más contundente para perforar las barreras redundantes que forman las ventanas de la estación espacial.



50 Comentarios

  1. Lo que acojona es que una partícula así impacte a un astronauta en plena EVA. Sí, ya sé que las posibilidades son mucho menores tanto por tamaño como por el tiempo limitado que dura una EVA, pero igualmente da canguelo.

  2. Entonces, patinando con las neuronas llegamos rápidamente a:

    -El objeto más vulnerable a la basura espacial, es, evidentemente, el astronauta, en una EVA. Un impacto podría directamente matarlo (la verdad, creo que lo mataría le dé donde le dé). Uno puede pensar que esto es muy poco probable, pero mucho me temo que la probabilidad dista mucho de ser negligible. Además, esto es un problema que si la presencia humana en el espacio va a más, lógicamente pasará a ser un problemón.

    No andaba tan desencaminado Kubrick cuando usaba cápsulas, porque la Discovery no necesitaba una cápsula para una EVA (de hecho un astronauta podría fácilmente desplazarse por su estructura). Imagino que el problema puede resolverse en gran medida con trajes convenientemente blindados, es decir, híbridos de cápsula y traje. O sea, más factura.

    -Yo ya sospechaba que la ISS tenía muchas piezas que sobrevivirían a una reentrada, no me imaginaba que *tantas* xD (aunque para «pieza», las toberas de la Shuttle, que sobrevivieron todo lo intactas que puede sobrevivir una manufactura a semejante tratamiento).

      1. Es bien sabido lo que produjo el fallo de HAL 9000. Llegaron unos Atestiguantes de Yahveh a las puertas de la Discovery y el listo de los C. de HAL les dejó entrar, porque el señorito estaba exento de error. A partir de entonces y a consecuencia del trauma semiológico no volvió a abrir la puerta a nadie más.

    1. soy solo yo o los trajes espaciales deberían ser bildados como una traje a lo airoman , que por dentro sea como un globo al igual que los trajes reales y blindado 1 o 2 cm y que este se mueva con los impulsos nerviosos de los nervios de las extremidades de la persona patente pendiente para el 2060

  3. 14 cm de cristales…. ¡Que pasada!

    Tengo una duda.¿Que espesor tienen las paredes de los modulos?
    En alguna ocasion escuche que las paredes de aluminio del modulo lunar tenian el grosor de una lata de refresco. No se si sera cierto, o es una exageración. Pero dudo que las paredes de los modulos tengas espesores de varios centimetros.

    Me parece extraño que las ventanas necesiten unos espesores tan gruesos comparados con el resto de paredes.

    1. El mito popular dice que las paredes del LM eran del espesor de hojas de papel aluminio… a decer verdad quien inico el mito seguramente vio las hoja de Mylar utilizadas en el recubrimiento termico de la etapa de descenso, me refiero al «papel alumino» dorado que se ve en muchos vehiculos y satelites.

    2. Igual que los aviones… la cabina del piloto tiene capas de vidrio que en total andan por los 4 a 5 cms cuando el aluminio del avión no supera el 1/2 cm.

  4. Lo que es increíble, es que aún no hayamos un aprobado un programa contra la basura espacial…ya he leído propuesta por ejemplo de la ESA, pero al final, nada…y además este programa sería una oportunidad perfecta de colaboración entre distintas agencias espaciales…sin lugar a dudas, es una necesidad presente y futura…

    1. para que hagamos eso debemos aumentar el trancito espacial a mas de 1000 personas al año asi que aun falta mucho tiempo para que sea económicamente factible ,

  5. Tengo una pregunta — a ver si esta vez hay suerte y recibo respuesta —:

    ¿Ademas de la proteccion mecanica, tienen otro tipo de proteccion electromagnetica y contra las radiaciones, vientos solares, etc?

    Ya se que la EEI esta «protegida» por el campo electromagnetico de Tierra, pero heberlas haylas, ¿no? ¡Puñetas, si las hay en los vuelos en avión por pequeñas que sean!

    ¿Que otros filtros incluyen las ventanas de la estación?

    1. No. No hay ninguna protección disponible para esos fenómenos.

      Si queremos problemas tampoco ni hace falta recurrir a cosas exóticas o radiaciones duras. Échale un ojo a esto:
      http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_1859
      http://en.wikipedia.org/wiki/March_1989_geomagnetic_storm

      Hasta hace poco se reían de la posibilidad de una tormenta lo suficientemente salvaje para tumbar las líneas de alta tensión de todo el hemisferio norte. En realidad no sabemos si eso podría pasar (probablemente sí, sobre todo tal y como las tenemos montadas), pero lo que es reírse ya no se ríen. Por supuesto, la práctica totalidad de los satélites podrían quedar perfectamente fritos.

      Estamos hablando de algo parecido a la climatología (es que lo es: solar). Si te toca un huracán, es que tampoco hay mucho que se pueda hacer. Ponerse a salvo y esperar que pase. En este caso, agarrar la Soyuz y bajar cagando hostias.

      1. Gracias Stewie.

        Me sorprende muchisimo que ni siqueira tengan un simple filtro U.V.B. o algo parecido.

        El ambiente en orbita es muy hostil, imaginaba que lso astronautas estaban hoy en dia mas protegidos, pero parece que no es una prioridad.
        Como para meterse en proyectos para ir a Marte.

        1. Tengo entendido, que se usa la propia estación como escudo anti radiación, es decir, hay un protocolo, en el cual los astronautas, se resguardan en la parte, donde mas estación se interpone entre ellos y la radiación. Seguro que alguien sabe mas del tema.

  6. Esto me lleva a una pequeña reflexión. Si se «normalizaran» los viajes espaciales, los vehículos tendrían que diseñarse también para evitar el daño que pudieran causarles pequeñas partículas, si atravesasen nubes de polvo, anillos planetarios o lugares con restos de colisiones. Por lo que su forma tendría que ser parecida a un tanque o un castillo, para desviar fragmentos que colisiones. Esto, por supuesto, es pura especulación mía, sin más base que la lógica.
    Como siempre, estupenda y aclaratoria entrada Daniel.

  7. El que una partícula no mayor que una bacteria pueda hacer semejante cráter en un cristal de cuarzo es una demostración más de que los viajes espaciales tripulados no pueden generalizarse. Si acaso, se podrían hacer viajes cortos, a la Luna por ejemplo, hacia lugares protegidos. Por cierto, que en la Luna es posible que haya tubos de lava enormes, en los que cabría hasta una ciudad. Quizá serían el refugio ideal para una estación espacial, sin necesidad de excavar, ni construir demasiado.
    http://www.universetoday.com/128208/buried-lave-tubes/

    1. La ISS está allá arriba , en órbita baja terrestre, un lugar relativamente «sucio» en comparación con el espacio interplanetario, desde hace unos 18 años y ni un solo incidente grave con meteoritos… Yo creo más bien que son excelentes noticias para los viajes tripulados…

      1. Los viajes tripulados fuera de la magnetosfera terrestre necesitan muchísima más protección que la que tiene la ISS. Esa protección supondría mucha masa, que no se puede lanzar desde Tierra.
        Hasta que no construyamos naves enormes y muy protegidas, en un entorno de poca gravedad, por ejemplo la Luna, que no precise grandes cohetes para superar la gravedad terrestre, no veo que se puedan hacer grandes viajes espaciales tripulados.

  8. Está claro que el «riesgo cero» no existe. Ni en astronáutica, ni en medicina, ni en conducción de vehículos terrestres… Como siempre, se trata de ajustar los riesgos con la inversión en sistemas de protección. Ni siquiera es seguro «al 100%» pasear por una pradera NeoZelandesa.
    Quizá las ventanas sean de las partes de la cubierta de la EEI más gruesas. Por una razón, el cálculo de costes, peso, riesgos, etc, se ha hecho para una subunidad pequeña, no para una gran superficie, como en el casco de cada módulo. Todos ellos tienen la misma estructura, como los submarinos: un casco de presión, y un casco de protección recubriéndolo. En cada módulo, la estructura, grosor, etc serán ligeramente distintos, según su cálculo de riesgo y sus requerimientos mecánicos. No es lo mismo estar a proa que a popa, ni los esfuerzos que tiene que aguantar Columbus son los mismos que Unity.
    Hace tiempo que busco imágenes «nocturnas» de la EEI con las claraboyas destacando iluminadas. Es una pena que la EEI no use aún satélites, la geometría es complicada, quizá alguna antigua misión de la lanzadera.

  9. Dentro de lo malo al menos una descompresión no sería como en las películas, en las que un agujero del tamaño de un dedo puede tragarse -en pedacitos- a un ser humano. No hay tanta presión.

  10. Creo que el problema no es tanto evitar el impacto, es poco practico un blindaje que lo logre, lo que si creo que es necesario es capacidad de autoreparacion … un sistema que ante una fuga sea capaz de sellarla.

    Lo que no se es si existe alguna sustancia capaz de reaccionar de esta forma ante el vacio.

  11. En un futuro la basura espacial será un problema mucho más presente que en la actualidad. Y yo me pregunto…

    ¿Podría moverse la ISS a una órbita unos pocos kilómetros mas alta con el fin de evitar la creciente cantidad de particulas y pequeños desechos en su órbita actual?

    1. Se puede, pero no vale la pena. A mayor altura menos carga útil puedes llevar a la ISS. Además, a la altura actual la basura espacial no dura mucho en órbita. En órbitas más altas la basura puede permanecer más años o décadas al no haber rozamiento atmosférico.

    2. En realidad estarían más seguros a menor altura por el mayor frenado atmosférico de la exosfera. Quizá con la ayuda de cables electrodinámicos (una tecnología aún no probada a gran escala en el espacio) para ayudar a mantener la altura de la estación.

  12. Entiendo que la ISS a una cierta altura viaja a una velocidad muy alta por lo que si impactara con algo estático el impacto sería brutal por pequeño que sea el tamaño del objeto.

    Pero si algo está en la misma órbita se supone que está también orbitando a una velocidad alta, por lo que el choque se produce a una velocidad «relativa» de la ISS hacia el objeto, y el peor de los casos es que el choque se produzca cuando van en direcciones opuestas. Si fueran en la misma dirección sería inapreciable. Luego habrá trayectorias de impacto con más o menos ángulo

    Supongo que algo del tamaño de una «bacteria grande» cause semejante destrozo es algo estadística mente improbable, ¿no?

  13. Mentiras y más mentiras, ni en sus propios videos en supuesto tiempo real se ve ni un solo satélite y ni una sola estrellas, digan la verdad y dejen de mamarse los impuestos es mentiras, mejor paren las guerras y denles a la gente de comer.

    1. Como en los videos de la luna, como en las misiones Apollo son falsas porque n ose ven estrellas… pero en las fotos rusas en orbita y chinas en la superficie de la luna tampoco se ven estrellas, pero las de estos ultimos son 5000% verdaderas.

    2. No, no.

      Estas Herrado. Te lo explico.

      Veras; hay una cosa en fotografia que se llama latencia y se refiere a cuanta diferencia puede haber entre las sombras — falta de luz — y los claros — mucha luz — en una imagen para que los objetos en la sombra y los objetos iluminados se puedan ver simultaneamente.
      Tecnicamente se denomina diferencia de clave de altas y bajas luces.
      La latencia es muy escasa en cualquier medio de reproduccion de imagen, alrededor de un 15% de lo que es capaz de diferenciar el ojo humano. Se suele reproducir alrededor de cinco puntos por lo general, que supone una diferencia de treinta y dos veces más luminancia.
      Si no se ven las estrellas es porque el suelo, el astronauta, el modulo, todo lo fotagrafiado es muuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu…uuuuuchisimo mas brillante que ellas.
      Quizas se les debiera haber ocurrido hacer una foto nocturna de la galaxia, peroooo…, me parece que no fue posible esperar al ocaso lunatico.

      Asi que la primera mentira es que tu sepas un carajo da vela de como se consiguen esas imagenes y seas capaz de entenderlo.

      En cuanto a la segunda mentira de ver a los satelites y dejando aparte la latencia; mira hay una cosa que se llama ecuacion y que si juntas numeros en ella te dice cual es el volumen de espacio que contine la orbita terrestre — o cualquier otra — donde estan los satelites, si te molestas en usar una «ecuacion» veras que los saltelites son como un grano de azucar en un estadio de frubol — supongo que el S.I. se te resite y prefieres la popular escala campofurbica —.

      Vamos que es mucho sitio conteniedo cosas muy pequeñas en proporción, más o menos como la proporcion de tu desconocimiento.

      Me parece cojonudo — un cojo hecho un nudo — que no creas nada de lo que se comenta en estos articulos, pero lo que no entiendo es porque te molestas en buscarte una sartaostias, como deciamos en e lviejo barrio, metiendote aqui a decir lo que dices.

      Lo que es sin duda mentira es que puedas creer que nos vas a convencer con tu «agudo» comentario.

      Te aconsejo que vallas a leerte la güeb de la Flat Earth Society — creo que contra todo pronostico y mínima inteligencia, sigue existiendo —, que además de negar que hallamos pisado Luna como tú dices, lo justifican porque las fotos muestran la tierra esferica, y todo el mundo sabe (?) que nuetro planeta es PLANO.
      Te sentiras mucho mejor acogido.

      En todo caso te doy la razón en una cosa, sería conveniente dedicar los impuestos a otras cosas importantes, por ejemplo; educacion, tu comentario es prueba suficiente de cuanta falta hace el menos comun de los sentidos y meterlo en cabezas duras.

      Yo soy inmensamente ignorante en muchas cosas, y digo algunas bastante tontas, supongo. Pero tengo a gala «escuhar-leer» lo que dicen las personas que si saben de lo que hablan.
      De lo que si se bastante es de fotografía.
      Y si tu comentario hubiera sido en otro tono, hasta podría «educarte» para que supieras porque no se ven las estrellas, porque hay sombras, porque se ven destellos en las viseras y ese largo etcetera de sandeces que suelen esgrimir los… ¿como los llamo, negacionistas?
      Pero esta claro que tu no quieres saber, solamente tener razón.

      Pues nada, chato, a seguir siendo ignorante en Toooooo…oooodo.

      Un saludo.

      P.D.: ¿Orientista? ¡Que apellido mas rarito tiene usted, oiga! Aver si va a ser marciano.

      1. No te molestes, cuatro parrafazos bien explicados y estructurados no valen la pena para refutar una idiotez de medio párrafo cuyo autor ni siquiera leerá…

    3. Vaya, quién diría que a los genios conspiradores que montaron el show de que el ser humano llegó a la Luna y al parecer que las fotos de la ISS son mentira se les olvidó poner algo tan simple como un telón estrellado de fondo… Y que a los rusos se les olvidara también en sus fotos de sus misiones, hubiera sido un argumento bestial para echar por tierra la credibilidad de los malvados capitalistas durante la Guerra Fría. Si es que dejan pasar cada oportunidad que…

    4. Mira Oscar te lo han explicado muy bien, pero te voy a dar otra prueba que la ISS esta allí arriba y con gente.
      Soy radioaficionado y he usado mis propios equipos y antenas para comunicar con la ISS. Para ello uso programas de calculo de orbitas que me indican (según unos parámetros llamados elementos keplerianos) a que hora y por donde va a aparecer la estación. Esos programas también me dicen la trayectoria que seguirá en el cielo (visto desde la superficie) y por donde tendrá que «ponerse» u ocultarse. Y siempre he acertado, he comunicado con la ISS y también la he visto pasar (si estaba anocheciendo)…Por lo que nadie me va a negar que la ISS esta ahí arriba.

      Y coincido contigo en que se deberían usar mejor nuestros impuestos, en menos armamentos y en mejorar la educación, la sanidad y la exploración espacial. Por si no lo sabias, en España el presupuesto de la Liga de Futbol Profesional (si ya se que es algo privado, aunque siempre se usan a la Policía, Mossos, etc., para los encuentros difíciles; aman de subvenciones, y otras prebendas publicas) es casi igual que el de la NASA….sin embargo el primero es para patear un balón y calmar los ánimos del populacho y con el ultimo se hace ciencia e ingeniera, beneficioso para toda la humanidad.

    1. Tiene usted la razon , señor Shagtten.

      Pero es que tal vez se me ha pegado algo de personas como el profesor Quirantes, el señor Frias , el señor Mulet… Que se molestan en intentar divulgar y esclarecer conceptos para que. ¡Ojala! Para que a alguna persona se le abran los ojos.
      Es evidente que señores como el ut supra reseñado no atenderan a razones y menos a argumentos que requieren un cierto esfuerzo intelectual. Todos sabemos que inventarse fabulas es mas sencillito y divertido que estudiar y aprender para buscar alguna verdad.
      — La ciencia no tiene verdades, solamente la religion o la politica, la filosofia tienen verdades absolutas…, y los conspiranoicos, claro —.

      Pero como esas personas hacen con temas de magufias — supongo que tambien son atractivas para este señor del que hablamos, y como le adverti, se esta llevando la del pulpo dialectico —, como en este caso me ha tocado algo de lo que si se un poco, pues nada, a ver si en la medida de mis capacidades puedo aportar argumentos para los demas, no para el.

      Gracias por su elogio, por cierto.

  14. Da igual, los troll que ultimamente abundan en estas paginas, vienen hagas lo que hagas, incluso esperan varios dias o hasta semanas para, cuando el hilo decae y es casi olvidado, para poder «decir la ultima palabra», Y claro, tener razón porque «nadie» les revate.

    Ejem.

    Si en algunso casos no rozara el delito de salud publica y la apologia del timo, seria hasta gracioso ver como los mandamos a cagar a la via cuando pasa el talgo — supongo que ahora se diria el ave, pero soy viejo —.

    En fin. Antes que me llamen troll a mi, me callo. Aunque creo que hay una cierta diferencia entre ser participativo e incluso tener aportaciones dicutibles o polemicas con un estilo tal vez duro a veces — Hola Stivie —, y simplemente meter el dedo en el culo de la gente y despues de chuparlo decir que sabe mal.

    Saludos a todos menos los Oscar, Duca, Luger, etc.

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