Publicado: 
03 de junio de 2022

Investigaciones de la estación: Robótica, física de fluidos y gas cuántico

Los miembros de la tripulación a bordo de la Estación Espacial Internacional llevaron a cabo investigaciones científicas durante la semana del 23 de mayo que incluyeron un programa que ejecuta software diseñado por estudiantes para controlar robots, estudios de cómo las aleaciones se solidifican en microgravedad, y de burbujas de gas cuánticas.

Aquí hay detalles sobre algunas de las investigaciones con microgravedad que se están llevando a cabo actualmente en el laboratorio en órbita:

Astrobee

Robo-Pro Challenge 3 (Desafío de Robo-Pro 3) es un programa educativo de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) que desafía a los estudiantes a controlar los robots de vuelo libre Astrobee para que se muevan a través de una serie de locaciones y encontrar un objetivo. Los estudiantes crean software y utilizan un algoritmo de procesamiento de imágenes, la cámara y el puntero láser integrados de Astrobee para cumplir su misión.

Robo-Pro Challenge 3 tiene como objetivo inspirar a la próxima generación de científicos, ingenieros y líderes y fomentar la búsqueda de carreras en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. Durante la semana, los miembros de la tripulación instalaron Astrobees para el programa y los almacenaron después de su finalización.

imagen de una astronauta trabajando con robots

La astronauta de la ESA Samantha Cristoforetti monitorea un par de robots Astrobee mientras realizan maniobras programadas autónomas. Para el Robo-Pro Challenge 3 de JAXA, los estudiantes crean programas de software para controlar estos robots durante la búsqueda e identificación de un objetivo.
Crédito de la imagen: NASA 

Hervir y solidificar

DECLIC (las siglas en inglés de Dispositivo para el estudio de líquidos críticos y cristalización), una instalación multiusuario desarrollada por la Agencia Espacial Francesa (CNES, por sus siglas en francés), permite experimentos de física de fluidos y ciencia de materiales. La investigación DECLIC DSI-R utiliza succinonitrilo, una sustancia orgánica que es transparente en su estado líquido, para estudiar cómo las aleaciones se solidifican en microgravedad.

Los resultados podrían arrojar luz sobre la física que controla la formación de materiales sólidos al proporcionar vistas en tiempo real de las estructuras cristalinas que se forman en el líquido. Esta investigación puede ayudar a mejorar los procesos de fabricación que funden y solidifican los materiales para fabricar productos en tierra. Los miembros de la tripulación prepararon el hardware para realizar experimentos durante la semana.

imagen de una astronauta instalando hardware de una investigación

La astronauta de la NASA Jessica Watkins instala hardware para DECLIC DSI-R, que
estudia cómo las aleaciones se solidifican en microgravedad. Los resultados podrían
arrojar luz sobre la formación de materiales sólidos y ayudar a mejorar los procesos
de producción que fabrican productos mediante la fusión y solidificación de materiales. 
Crédito de la imagen: NASA 

Eso sí que es frío

Cold Atom Lab - Bose-Einstein Condensate Bubble Dynamics (Laboratorio de Átomos Fríos – Dinámica de las burbujas de condensado de Bose-Einstein) crea un gas cuántico conocido como condensado de Bose-Einstein (BEC, por sus siglas en inglés) confinado en una estructura esférica o burbuja y examina el comportamiento de estas burbujas. La instalación Laboratorio de Átomos Fríos de la estación espacial permite estudiar la física del BEC de maneras que no son posibles en la gravedad de la Tierra.

Esta investigación podría proporcionar información sobre la mecánica cuántica fundamental, apoyando la investigación y el desarrollo futuros y el diseño de sensores y simuladores cuánticos de última generación. Las operaciones se llevan a cabo mientras la tripulación duerme para minimizar las perturbaciones en el hardware. Los investigadores monitorean las operaciones científicas y los miembros de la tripulación realizan una verificación rápida de los datos todos los días para garantizar el rendimiento.

imagen de los equipos electronicos y hardware del laboratorio

El Laboratorio de Átomos Fríos (CAL, por sus siglas en inglés) de la estación, que se muestra en la imagen, crea nubes ultrafrías de átomos, dejándolos casi inmóviles para que los científicos puedan examinarlos de cerca. CAL - Bose-Einstein Condensate Bubble Dynamics crea un gas cuántico conocido como condensado de BEC para obtener información sobre su comportamiento para la investigación y el diseño de última generación. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA llama a CAL "el experimento más interesante del universo". 
Crédito de la imagen: NASA 

Otras investigaciones que involucran a la tripulación:

  • Standard Measures (Medidas Estándar) recopila datos sobre salud conductual y física, y rendimiento. Los científicos utilizan estos datos para caracterizar cómo los miembros de la tripulación se adaptan a vivir y trabajar en el espacio, monitorear la efectividad de las contramedidas y apoyar futuras investigaciones en misiones planetarias.
  • XROOTS utiliza técnicas hidropónicas (a base de líquido) y aerófonas (a base de aire) para cultivar plantas sin medios de cultivo tradicionales, lo que potencialmente podría permitir la producción de cultivos a mayor escala para la exploración espacial futura.
  • Cerebral Autoregulation (Autoregulación Cerebral), una investigación de JAXA, prueba cómo la microgravedad afecta la capacidad del cerebro para autorregular el flujo sanguíneo. Después de regresar a la Tierra, muchos astronautas experimentan aturdimiento, lo que podría afectar la seguridad y el rendimiento en futuras misiones que aterricen en la Luna u otros planetas.
  • Vascular Aging (Envejecimiento Vascular), una investigación de la Agencia Espacial Canadiense (CSA, por sus siglas en inglés), recopila datos sobre los cambios vasculares en los astronautas que podrían suponer un riesgo para la salud en futuras misiones espaciales de larga duración. Los resultados podrían apoyar el desarrollo de formas de reducir los riesgos potenciales para los astronautas, así como guiar las medidas de prevención y los tratamientos para los efectos similares del envejecimiento en la Tierra.
  • Los estudiantes de toda Europa utilizan dos computadoras Raspberry Pi aumentadas a bordo de la estación espacial para AstroPi, un programa educativo coordinado por la Agencia Europea Espacial (ESA, por sus siglas en inglés). El programa trata de motivar a los estudiantes a estudiar ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.

 

La estación espacial es un laboratorio de microgravedad robusto con diversas instalaciones y herramientas de investigación especializadas. Ha funcionado continuamente durante más de dos décadas, apoyando muchos avances científicos de investigaciones que abarcan todas las disciplinas científicas. El laboratorio en órbita transmite beneficios para la futura exploración espacial, avanza en la investigación básica y aplicada en la Tierra, y proporciona una plataforma para una creciente presencia comercial en órbita terrestre baja.

 

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Por John Love
Centro de Johnson, Houston, Texas

Traducción al español: Universidad Nacional de Mar del Plata Mar del Plata, Argentina

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