Entrevista a Ariel Ekblaw fundadora y directora del MIT Space Exploration Initiative

Nos habla sobre el proyecto TESSERAE, un diseño para estructuras espaciales y hábitats autoensamblables, para la Estación Espacial Internacional.

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publicado: 7 May 2022
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Vivir en el espacio hoy en día es un esfuerzo para los astronautas por que tienen que vivir en un espacio estrecho y utilitario. Los Astronautas que llegan a la Estación Espacial Internacional (ISS) están preparados para una estancia en cuartos estrechos, rodeados de cableado expuesto, electrónica voluminosa y paneles beige de piso a techo.

Pero, ¿qué pasaría si los alojamientos en órbita pudieran ser más espaciosos, habitables e incluso hermosos? Esa es una pregunta que impulsa TESSERAE, un ambicioso proyecto de arquitectura espacial dirigido por Ariel Ekblaw, fundadora y directora de la Iniciativa de Exploración Espacial en el Media Lab del MIT.

TESSERAE (acrónimo de Tessellated Electromagnetic Space Structures for the Exploration of Reconfigurable, Adaptive Environments) es el diseño único de Ekblaw para futuros hábitats espaciales, basado en un sistema de baldosas magnéticas autoensamblables. La idea básica es que, una vez desplegados en el espacio, los azulejos del tamaño de una pared se conectarían de forma autónoma para crear estructuras espaciosas, habitables y reconfigurables.

El proyecto superó un hito reciente cuando las muestras de TESSERAE volaron hasta la ISS con Axiom Space AX-1, la primera misión con destino a la ISS en volar una tripulación totalmente financiada con fondos privados. Durante su estancia de 15 días, los astronautas que viajaron realizaron pruebas en TESSERAE, junto con otros proyectos científicos a bordo de la estación espacial.

¿Cuál es tu visión para TESSERAE? ¿Cómo podría esta arquitectura cambiar la forma en que construimos y vivimos en el espacio?

Nuestra visión a largo plazo es poder escalar la presencia de la humanidad en órbita1q, lo que significa poder construir una arquitectura espacial inspiradora a gran escala que realmente deleite a las personas mientras flotan en su interior, esa sensación de piel de gallina que se obtiene cuando se entra en una hermosa catedral impresionante o una sala de conciertos.

¿Cómo sería poder construir estructuras a gran escala como esa en órbita? ¿Cómo podemos construir para que no estemos limitados por el tamaño del cohete que estamos enviando a la órbita?

Eso nos llevó a ver el autoensamblaje de baldosas modulares que se pueden empacar planas para su viaje a la órbita, y pueden acumularse y autoensamblarse de forma autónoma en una estructura a mayor escala una vez que se liberan.

La primera estructura que hemos diseñado se basa en una geometría de buckyball, que tiene una de las mejores relaciones superficie-volumen. Queremos maximizar el volumen para el área de superficie dada, puesto que el material que tiene que ser enviado a la órbita es costoso.

Dentro de esta buckyball teselada, esperamos que pueda ser una habitación individual, aproximadamente del tamaño de un cuarto de tripulación, o la cocina, o un laboratorio de ciencias. Y luego podría apilar varios módulos uno encima del otro para crear una estación. Más adelante en el futuro, podríamos tener una bola de buckeyball realmente grande en órbita que tenga mucho más espacio abierto, y sea algo más como una catedral espacial o una sala de conciertos o un espacio de reunión.

Guíanos a través de la tecnología: ¿qué hace que TESSERAE funcione?

Los mosaicos en sí están diseñados a medida, por lo que la geometría de los mosaicos cuando se acoplan forma una forma de destino particular. La forma en que se acoplan depende de imanes electropermanentes personalizados y de nuevo diseño. Estos son imanes que siempre están encendidos y siempre quieren unir objetos sin requerir ninguna potencia, lo cual es bueno para los presupuestos de energía en órbita. Pero luego, cuando desea que las baldosas se separen, pasa una corriente a través de los imanes y pueden desacoplarse de forma autónoma. La pieza final es el código y la detección que permite a estas baldosas detectar su propio estado con sus vecinos y tomar decisiones sobre si deben permanecer juntas o separarse.

¿Cómo les fue a las estructuras en las pruebas de la ISS?

Tuve mucha suerte a través de mi doctorado, ya que pude probar TESSERAE en un par de vuelos parabólicos, un lanzamiento suborbital con Blue Origin y una misión de 30 días a bordo de la Estación Espacial Internacional. Pero lo que fue diferente de esa última misión fue que las baldosas estaban atrapadas en una caja relativamente pequeña. Por lo tanto, esta nueva misión con Axiom es una nueva y gran mejora, y un hito importante en el proyecto porque pudimos probar las baldosas en un volumen mucho más grande llamado MWA, el Área de Trabajo de Mantenimiento dentro del Nodo 2 en la ISS. Y aún mejor, a los astronautas se les dio la aprobación para sacar las baldosas de la contención y se les permitió flotar completamente libremente y autoensamblarse en el pasillo.

Esta fue una gran oportunidad para probar tres cosas. La primera fue la calibración. Queríamos demostrar un buen vínculo entre dos baldosas, y observar una mala unión y ver si las baldosas se separaban de forma autónoma como se suponía que debían hacerlo, y eso fue exitoso. En segundo lugar, queríamos ver cuántas fichas podían unirse con precisión por sí solas en un corto período de unos pocos minutos; rutinariamente veíamos dos diads y tríadas unirse. Y tercero, los astronautas ayudaron a juntar las baldosas en una cúpula, y queríamos ver si esa cúpula era una configuración estable. Era posible que la densidad de los imanes activara por error los sensores, haciendo que las baldosas se alejaran unas de otras. Pero no lo hicieron, sostuvieron esa formación, y pudimos obtener una foto de esa cúpula estable frente a la cúpula.

Estas baldosas son una plataforma de banco de pruebas en miniatura, del tamaño de mi palma. Estamos trabajando en paralelo en varias pistas adicionales para llegar a la escala de habitación humana. Nos gustaría escalar iterativamente esta tecnología, desde baldosas del tamaño de la palma de la mano hasta las del tamaño de un plato, y empacarlas en un CubeSat donde se apilarían como un dispensador Pez en una gran jaula inflable. Las baldosas se dispensarían en un gran espacio y se les permitiría hacer un autoensamblaje completo fuera de la estación espacial. También estamos construyendo un azulejo a escala humana. Necesitamos averiguar a dónde irán los imanes y cuánta arquitectura de energía se requiere, que eventualmente fusionaremos en un despliegue a escala de hábitat.

Hay mucho trabajo de desarrollo de ingeniería por hacer, y me considero muy afortunada de haber comenzado este proyecto en el MIT, donde hay una increíble historia y experiencia sobre la industria aeroespacial, mentores y colaboradores increíbles. Nuestra intención es que esta sea una técnica de autoensamblaje de estructuras espaciales en órbita en la que los humanos realmente puedan vivir.

Fuente: MIT

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