Laboratorio espacial: entrevista con Bernardo Patti Understand article

Traducción de Antonio Gallego. Bernardo Patti es el encargado de la misión Columbus en la Agencia Espacial Europea. Es ingeniero y trabajó en plantas de energía nuclear antes de pasarse a la tecnología espacial. Poco antes de que se lanzara el Columbus habló con Anna-Lynn Wegener.

Imagen cortesía de ESA

¿Qué es el Columbus?

Columbus es el nombre de un laboratorio de investigación que se va a enviar al espacio para acoplarse con la Estación Espacial Internacional [ISS, en inglés].w1 Es un módulo de complemento para esa estación, que contiene todo lo necesario para hacer experimentos en el espacio. Irá a bordo de la Lanzadera Espacial Atlantis, que saldrá del Centro Espacial Kennedy, en Florida, a principios del 2008.

¿Cómo es ese laboratorio espacial?

El Columbus tiene forma cilíndrica. Mide unos 7 metros de largo y 4’5 metros de diámetro. Su equipamiento interior está encajado de forma muy eficiente.

Tuvimos que trabajar muy duro para encontrar el diseño óptimo, que permitiera aprovechar al máximo sus 75 m3 de volumen. Ahora caben tres tripulantes con todo el equipamiento esencial para investigar. El instrumental individual de investigación incluye armarios de alta tecnología con cajones de equipamiento y mesa de trabajo extensible.

¿Qué tipo de investigación se hará en el Columbus?

Imagen cortesía de ESA

El Columbus es un laboratorio multidisciplinar. Contiene cuatro tipos distintos de instrumental para realizar experimentos en ciencia de materiales, en ciencia de fluidos y en ciencias de la vida. En todos esos campos queremos estudiar el efecto de la falta de gravedad sobre diferentes muestras que enviamos desde la Tierra.

El Biolab, por ejemplo, es un equipamiento para experimentos biológicos en microorganismos, células, tejidos, plantas pequeñas e invertebrados. Queremos descubrir qué efecto tiene la gravedad – y la falta de ella – en organismos vivientes en todos los niveles. Uno de los primeros experimentos a realizar dentro del programa Biolab es observar cómo se desarrollarán las raíces de una planta pequeña, algo así como la rúcola. Sin la guía de la gravedad ¿crecerán hacia arriba, hacia abajo o en una dirección completamente distinta?

En el Módulo Europeo de Fisiología del Columbus, se evaluará el efecto de los viajes espaciales de larga duración sobre la salud y el cuerpo humanos. Esperamos también alcanzar cierta comprensión de problemas terrestres tales como los procesos de envejecimiento, los desórdenes del equilibrio, la osteoporosis y la distrofia muscular.

Es de esperar que el Laboratorio de Ciencia de Fluidos descubra aspectos de la dinámica de fluidos que no se pueden estudiar en la Tierra, al estar enmascarados por la gravedad y sus efectos. Observaremos, entre otros, fenómenos como los flujos e inestabilidades inducidos por los gradientes de tensión superficial y las fuerzas de radiación térmica, las inestabilidades relacionadas con la transferencia de acoplamiento entre calor y masa, las propiedades termo-físicas de los fluidos, los mecanismos de los fenómenos de ebullición y punto crítico.

En el Laboratorio de Ciencia de los Materiales, se harán experimentos para explorar diferentes materiales y mejorar el estudio de sus propiedades. Fundiremos y solidificaremos metales y los expondremos a diferentes atmósferas y condiciones.

¿No supone mucho esfuerzo enviar muestras terrestres al espacio para estudiarlas?

Sí que supone mucho esfuerzo. Pero vale la pena. Ninguno de los problemas que nosotros investigamos podría jamás abordarse en laboratorios terrestres, porque la gravedad es una fuerza que lo invade todo en nuestro planeta. Sé que suena paradójico eso de que sea más fácil entender ciertos fenómenos terrestres en el espacio, lejos de su contexto natural; pero la gravedad hace sencillamente imposibles ciertos experimentos y anula muchos pequeños efectos que sí pueden ser estudiados en órbita.

¿Cuáles son los desafíos de una misión como la del Columbus?

Imagen cortesía de ESA

El principal desafío fue construir, con un diámetro de poco más de cuatro metros, un laboratorio que en la Tierra pesaría al menos 50 toneladas y hacerlo lo bastante ligero como para enviarlo al espacio. El Columbus pesa en torno a 12 toneladas, que es casi el máximo peso que la lanzadera Atlantis puede transportar.

En el Columbus hemos sido capaces de crear un espacio donde la tripulación puede trabajar en un ambiente cómodo. Además es capaz de alojar todos los equipos científicos en un espacio reducido. Puede operar en órbita durante 10 años. Al revés que un barco, que necesita ir al dique seco para ser reparado, el Columbus tendrá la capacidad de detectar automáticamente cualquier fallo y comenzar a autorrepararse mientras sigue operativo. Toda la estructura europea puede estar operativa con un sólo lanzamiento.

Personalmente ¿qué es lo que le atrae del proyecto?

Como ingeniero, yo estaba particularmente interesado en el diseño y en los desafíos de ingeniería que suponía. Pero lo del espacio y la ausencia de gravedad también conllevan su fascinación : la ingeniería y los viajes espaciales comparten el hecho de que van más allá de las tradicionales barreras de la tecnología y de la humanidad. Es increiblemente excitante y un gran paso para la exploración espacial.

Imagen cortesía de ESA

A un nivel más cotidiano, lo que de verdad me gusta del proyecto es su internacionalismo. La Estación Espacial Internacional es un proyecto en que colaboran cinco agencias espaciales distintas. Aparte de la Agencia Espacial Europea (ESA), que por sí sola abarca 17 estados europeos, está la Administración Nacional Aeroespacial de los Estados Unidos (NASA) y también están involucradas las agencias espaciales de Canadá, Rusia y Japón.

Todos los días hablo con gente de muchos países diferentes, hablando a veces varios idiomas al día. Es gratificante ver tantas naciones dedicando tanto esfuerzo a la realización de un proceso ambicioso y ver la sana competencia que se desarrolla entre esas naciones.

La curiosidad y la ciencia trascienden las fronteras nacionales y las diferencias históricas. Son fuerzas poderosas y que unen, salvando distancias geográficas y culturales.

¿Hay alguna forma de que los profesores y los chicos puedan beneficiarse del Columbus?

Por el momento estamos centrados en llevar el Columbus a la Estación Espacial (ISS) y la primera época estará dedicada a montarlo y poner en marcha los experimentos. Pero bien podría ser que en el futuro emitiéramos lecciones desde el módulo Columbus o relacionadas con él, como ya se ha hecho desde la Estación Espacial [ver la sección Recursos]. El Columbus abre incontables nuevas posibilidades, algunas de las cuales – estoy seguro – ni siquiera podemos imaginarnos aún.

Mientras esto va a la imprenta, el módulo Columbus ha alcanzado la Estación Espacial

Imagen cortesía de ESA

La Atlantis volvió sana y salva a la Tierra con sus siete tripulantes el 20 de Febrero, tras permanecer casi 13 días en el espacio, nueve de ellos anclada en la Estación Espacial para poner en órbita la primera avanzadilla humana permanente europea. Dos astronautas de la ESA, Hans Schlegel de Alemania y Leopoldo Eyharts de Francia, viajaron a la Estación Espacial. Schlegel volvió a la Tierra con la Atlantis, mientras que Eyharts se convirtió en parte de la tripulación residente de la Estación Espacial y volverá a la Tierra a finales de Marzo, después de realizar una serie de experimentos tanto en el laboratorio como en los otros equipamientos científicos ya operativos de la Estación.

La ESA continuará contribuyendo a la Estación Espacial con el lanzamiento de Vehículos Automáticos de Transporte (ATVs, en inglés) sin tripulación, designados para atender experimentos científicos y llevar equipamiento de apoyo a la tripulación (como alimentos y ropa), líquidos y combustible. El primer ATV, el Julio Verne, será lanzado por un cohete Ariane 5, el 8 de marzo.w2

Mientras el Columbus se hace realidad, lo mismo sucede con la cadena de nueve Centros de Operaciones y Apoyo al Usuario (USOCs) esparcidos por Europa, que facilitan la relación entre investigadores y aparatos científicos a bordo y permite a los investigadores controlar sus experimentos y recibir en tiempo real los datos de los resultados. Cuantos más aparatos científicos se lleven al Columbus en próximas misiones logísticas, más activa se hará la red USOC.

El Columbus fue diseñado para dar soporte a 500 experimentos al año, durante diez años, en biología de plantas y células, astrobiología, fisiología humana, ciencias de fluidos y materiales, fundamentos de física, astronomía, detección a distancia (remote sensing) y tecnología. Para la comunidad científica y la I+D industrial de Europa acaba de empezar una nueva era de investigación.

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Web References

  • w1 – Un artículo sobre la Estación Espacial Internacional estará disponible en un futuro número de Science in School. Sigan visitando www.scienceinschool.org
  • w2 – Para más información sobre los Vehículos Automáticos de Transporte véase el siguiente artículo de este número de:
  • Williams A (2008) El Vehículo Automatizado de Transporte – apoyar a Europa en el espacio. Science in School 8. www.scienceinschool.org/2008/issue8/atv/spanish

Resources

  • La ESA ha producido diversos materiales educativos referidos a la Estación Espacial Internacional (ISS):
  • Material impreso educativo sobre la ISS, para profesores de primaria y secundaria, está disponible en las 12 lenguas de la ESA. Ese material se centra en las fascinantes actividades relacionadas con la construcción, el trabajo y la vida a bordo de la ISS y proporciona información de base y ejercicios para clase. Está disponible para todos los profesores no universitarios de los estados miembros de la ESA y puede encargarse gratis online: www.esa.int/spaceflight/education
  • Una versión interactiva de ese material educativo de la ISS está disponible en: www.esa.int/spaceflight/education
  • Una serie de lecciones en DVD de la ISS cubre tópicos adaptados a los curricula de la escuela europea. Hay programada una sobre el Vehículo Automático de Transporte para salir en el verano de 2008. Los profesores pueden encargar gratis los DVDs en: www.esa.int/spaceflight/education
  • La ESA está desarrollando también una serie de lecciones online para estudiantes y profesores de primaria y secundaria. Ver: www.esa.int/SPECIALS/Lessons_online
  • Más detalles y materiales educativos pueden hallarse en:
  • Agencia Espacial Europea – Página web Educación: www.esa.int/esaED/
  • y en Agencia Espacial Europea – Vuelos Espaciales Humanos – Pagina web Educación: www.esa.int/esaHS/education.html

Institution

ESA

Review

Este artículo podría dar pie a estupendas discusiones sobre la gravedad, la microgravedad o las condiciones de caída libre, sobre cómo la gravedad terrestre afecta al comportamiento químico y físico de las sustancias y cuerpos en los experimentos realizados en la Tierra y cómo podemos reproducir un entorno casi libre de gravedad orbitando la Tierra. De inmediato nos viene a la mente el llamado principio de equivalencia de Einstein, que nos hace preguntarnos cómo la caída libre puede ser equivalente a la ausencia de empuje gravitacional. El comportamiento del cuerpo humano en el espacio y después de reentrar en el entorno terrestre puede aunar las ciencias de la vida y la química en una singular fiesta espacial interdisciplinar.


Marco Nicolini, Italia




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