Por Sofía PichihuaLa comunidad científica se prepara para que el hombre llegue a Marte y regrese a la Luna. En ese sentido, un equipo multidisciplinario de científicos diseñó un sistema mecatrónico para monitorear los cambios de temperatura de los astronautas en misiones espaciales, cuyas pruebas se planean realizar en el Mars Desert Research Station, una instalación análoga espacial en el desierto de Utah, en Estados Unidos.
Las
temperaturas diurnas en Marte se acercan a las temperaturas de invierno en la Tierra y pueden llegar hasta los 0 grados Celsius, según la
NASA. Tampoco cuenta con un campo magnético global que lo proteja de las llamaradas solares y los rayos cósmicos. Sin embargo, debido a su atmósfera (que representa solo el 1% de la terrestre), en la noche, la temperatura podría reducirse a -129 grados Celsius.
Por otro lado, la
Luna no tiene atmósfera, por lo que su temperatura es aún más extrema: entre -184 grados Celsius en la noche y 214 grados Celsius en el día, excepto en los polos donde la temperatura es constante e igual a -96 grados Celsius.
Con misiones espaciales programadas, como la misión
Artemis I a la Luna, resulta relevante introducir nuevas tecnologías que faciliten el desarrollo de la misión y que garanticen el bienestar de los astronautas.
Es por ello que un equipo de científicos del Bioastronautics and Space Mechatronics Research Center (hoy Center for Space Emerging Technologies), integrado por ingenieros y médicos de Perú, Estados Unidos y México, diseñó el sistema mecatrónico T-EVA (Temperature for ExtraVehicular Activities), que consta de sensores ubicados estratégicamente en puntos anatómicos debajo del traje espacial y un brazalete inteligente para advertir de cualquier cambio brusco de temperatura en la parte superior del cuerpo de los astronautas.
El ingeniero mecatrónico peruano
José Cornejo Aguilar, Ph.D.(c) de la Universidad de Burgos (España) y director del centro de investigación, explica a la
agencia Andina que este sistema se podría aplicar en
actividades extravehiculares en el espacio o en misiones análogas en la Tierra.
El Mars Desert Research Station (MDRS), un espacio terrestre que simula las condiciones de Marte, es uno de los principales hábitats de simulación para misiones análogas, ubicado en el desierto de Utah, Estados Unidos. El proyecto peruano fue uno de los seleccionados por The Mars Society y las pruebas están previstas para el 2023.
¿Cómo funciona el sistema mecatrónico?
El ingeniero electrónico Paul Palacios Paredes, investigador principal del proyecto T-EVA, precisa a la agencia Andina que el diseño conceptual fue resultado de la investigación multidisciplinaria sobre los componentes (sensores y microcontroladores) que podrían ser integrados al sistema.
“La parte electrónica fue simulada primero en software”, indica. El
sistema mecatrónico está constituido por
seis sensores ubicados en el cuerpo (pecho, brazo y frente) que se comunican entre sí para realizar las lecturas cada 30 segundos y detectar los cambios homeostáticos debido a la temperatura.
A su vez, el diseñador senior del proyecto
Juan Carlos Chávez Colmenares destaca que la investigación ha permitido desarrollar no solo una propuesta de solución, también
modelos metodológicos propios. El investigador, quien reside en Estados Unidos, explica que luego de las pruebas en software se trabajó el prototipo físico.
“Son etapas críticas porque se tiene una relación muy profunda de la ingeniería de diseño con la ingeniería electrónica para cumplir con las normativas. No es solamente una normativa de monitoreo de temperatura, también normativas de comunicación para que el astronauta pueda acceder a la información que se le necesita dar”, indica.
El
prototipo electrónico ya fue avanzado, así como los diseños de las cápsulas que contendrán los sensores. Ahora el equipo busca mejorar el prototipo del brazalete, que mostrará la medición de la temperatura al astronauta. Esa información también llegaría a la estación base en la Tierra.
Luego de realizar pruebas en laboratorio, se realizarán mediciones por siete días durante la misión análoga en Utah, programada para el 2023. Los datos serán almacenados por periodos de horas a lo largo de una semana.
“Hemos interconectado la interfaz gráfica (del brazalete) con los sensores. Los sensores obtienen el cambio de temperatura, lo envían a la placa central, y ésta la envía a la pulsera, que luego le permite al astronauta visualizar su temperatura”, agrega el ingeniero Palacios.
“Los sensores que hemos utilizado tienen la capacidad de medir otras variables como presión atmosférica y altitud”, añade. Sin embargo, por el momento, estas variables no serán consideradas para las pruebas.
También hay planes para que esta solución
integre un sistema de calefacción y enfriamiento. “A través del monitoreo constante de los parámetros de temperatura en el astronauta, se planea que el sistema mecatrónico de control pueda enfriar o calentar su cuerpo, dependiendo de las condiciones a las cuales esté sometida en los diferentes ambientes espaciales”, sostiene
José Cornejo. “Si existe un cambio de temperatura brusco, el cuerpo tiene un desbalance fisiológico, a nivel anatómico o celular”, advierte.
A la fecha, además de
dos publicaciones científicas, este
innovador proyecto -que explora desde bioingeniería hasta la biomédica- se ha convertido en una propuesta inédita desde Latinoamérica que ha ganado reconocimiento mundial.
La
NASA seleccionó este proyecto de innovación científica como una de las investigaciones que serán presentadas en el
European Lunar Symposium, organizado por la agencia espacial. Las conferencias del 25 de mayo serán transmitidas en vivo previo registro en su
sitio web oficial.
Traje espacial para evitar pérdida muscular
El diseñador industrial peruano
Juan Montalván Lume explicó previamente a la
agencia Andina que el traje espacial para interiores integra el Bio-Soft Actuator System, un sistema tecnológico compuesto de sensores y una bomba de aire que genera presión en las zonas del cuerpo donde podría darse la pérdida muscular (hipotrofia muscular) debido a la exposición de las células a la microgravedad.
La tecnología del traje espacial generará presión sobre el músculo para estimularlo y simular condiciones que, por la gravedad, se dan en la Tierra, con el potencial de reducir los riesgos en la salud.
Con el prototipo funcional también se evaluarán modificaciones o mejoras que puedan aplicarse en el diseño del traje espacial para mujeres astronautas. Este proyecto se encuentra en fase de diseño digital, y ha superado pruebas de simulación por computadora.
Entre julio y agosto próximo, el International Space Station Research and Development Conference 2022, respaldado por la NASA, también contará con una presentación en la que se expondrán los avances del sistema robótico detrás de este prototipo digital del traje espacial.
A la fecha, la NASA realiza
investigaciones sobre envejecimiento acelerado con síntomas como la atrofia o hipotrofia muscular en astronautas para "conducir a mejores contramedidas y tratamientos para proteger a las tripulaciones en misiones futuras".
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Publicado: 22/5/2022