Tardígrados en el espacio, la respuesta para proteger la salud de los astronautas en el espacio
Este animal gordito, microscópico y de ocho patas puede ser un héroe poco probable, pero los tardígrados, también conocidos como osos de agua debido a su forma bajo el microscopio, poseen superpoderes cuando se trata de sobrevivir en condiciones realmente duras. Comprender cómo toleran los entornos extremos, incluido el que experimentan los astronautas en el espacio, con microgravedad y niveles elevados de radiación, puede orientar mejor la investigación para proteger a los humanos del estrés de los viajes espaciales de larga duración. Un experimento que comienza a bordo de la Estación Espacial Internacional, llamado Cell Science-04, ayudará a revelar cómo lo hacen los tardígrados.
"Queremos ver qué 'trucos' usan para sobrevivir cuando llegan al espacio y, con el tiempo, qué trucos están usando sus descendientes", dijo Thomas Boothby, profesor asistente de la Universidad de Wyoming en Laramie e investigador principal de la experimentar. “¿Son iguales o cambian entre generaciones? Simplemente no sabemos qué esperar ".
Una opción en la bolsa de trucos de los tardígrados podría ser producir toneladas más de antioxidantes para combatir los cambios dañinos en el cuerpo causados por una mayor exposición a la radiación en el espacio.
"Los hemos visto hacer esto en respuesta a la radiación en la Tierra", dijo Boothby, "y creemos que las formas en que los tardígrados han evolucionado para resistir ambientes extremos en este planeta también pueden ser lo que los protege contra el estrés de los vuelos espaciales".
El equipo de investigación analizará lo que sucede con los genes tardígrados en el espacio. Saber cuáles se encienden o apagan en respuesta a los vuelos espaciales a corto y largo plazo ayudará a los investigadores a identificar las formas específicas que utilizan los tardígrados para sobrevivir en este entorno estresante. Si una solución que tienen es subir el dial de la producción de antioxidantes, por ejemplo, los genes involucrados en ese proceso deberían verse afectados.
Verificar qué genes también son activados o desactivados por otras tensiones ayudará a identificar los genes que responden exclusivamente a los vuelos espaciales. Cell Science-04 probará cuáles son realmente necesarios para la adaptación y supervivencia de los tardígrados en este entorno de alto estrés.
Los datos del experimento de la estación espacial también ofrecerán una comparación para la investigación basada en la Tierra. Este último es más común y menos costoso, y utiliza condiciones de vuelo espacial simuladas para estudiar las respuestas de los tardígrados. El experimento actual les dirá a los investigadores cuán similares son esas condiciones a los vuelos espaciales reales.
Los pequeños héroes de Cell Science-04 no serán los primeros tardígrados espaciales en unirse a una tripulación de astronautas. Ya se ha demostrado que sobreviven incluso al vacío del espacio cuando se exponen fuera de la estación espacial para un experimento. Esta vez, estarán a bordo viviendo y reproduciéndose dentro de un hardware científico especial desarrollado para la estación por el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California, que también administra la misión. El hardware, denominado Bioculture System, permite a los científicos realizar estudios a largo plazo de cultivos de células, tejidos y animales microscópicos en el espacio al permitir un seguimiento remoto en tiempo real y un control más preciso de las condiciones en las que crecen.
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A largo plazo, revelar qué hace que los tardígrados sean tan tolerantes podría conducir a formas de proteger el material biológico, como los alimentos y los medicamentos, de las temperaturas extremas, la desecación y la exposición a la radiación, lo que será invaluable para misiones de exploración del espacio profundo de larga duración. Ese es el potencial del tamaño de un superhéroe para el tardígrado adolescente.
La histórica llegada de Perseverance al planeta rojo
El aterrizaje de Perseverance en Marte es la culminación de años de trabajo y planificación por parte de decenas de ingenieros y científicos y parte de la gran hazaña fue el aterrizaje del rover en Marte, a cientos de millones de kilómetros en remoto y de forma autónoma.
El descenso a la superficie marciana
Los siete minutos de terror fueron los más difíciles para todo el equipo pues tendrían que esperar mientras el rover bajaba de la órbita de Marte hasta la superficie marciana y gracias a que todo el proceso de Perseverance fue grabado con las cámaras posicionadas en diferentes partes del rover pudimos ver en vivo la llegada al planeta rojo.
Una de las maniobras que realizó Perseverance para llegar a salvo al planeta fue la apertura del paracaídas. Siendo el mayor enviado al espacio, mide un poco más de 21 metros de diámetro y para lograrlo tuvo que ser comprimido tanto que la densidad del paquete era como madera.
A pesar de su enorme tamaño, el paracaídas no fue suficiente para garantizar un descenso suave pues la atmósfera marciana es demasiado sutil y mientras bajaba pendiente de su cúpula, Perseverance desplegó su escudo térmico junto con el enorme paracaídas y para evitar una posible colisión con el escudo descartado, la nave ejecuto una maniobra de desvío logrando un aterrizaje perfecto.
Allanando el camino para las misiones humanas
"Aterrizar en Marte es siempre una tarea increíblemente difícil y estamos orgullosos de seguir construyendo sobre nuestro éxito pasado", dijo el director del JPL, Michael Watkins. “Pero, mientras Perseverance avanza en ese éxito, este rover también está abriendo su propio camino y desafiando nuevos desafíos en la misión de superficie. Construimos el rover no solo para aterrizar sino para encontrar y recolectar las mejores muestras científicas para regresar a la Tierra, y su sistema de muestreo increíblemente complejo y su autonomía no solo permiten esa misión, sino que preparan el escenario para futuras misiones robóticas y tripuladas ".
Los instrumentos científicos de Perseverance
- El conjunto de sensores Mars Entry, Descent, and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) recopilaron datos sobre la atmósfera de Marte durante la entrada, y el sistema de navegación relativa al terreno guio de forma autónoma la nave espacial durante el descenso final.
En la superficie de Marte, los instrumentos científicos de Perseverance tendrán la oportunidad de brillar científicamente.
- Mastcam-Z es un par de cámaras científicas con zoom en el mástil o cabezal de detección remota de Perseverance que crea panoramas 3D en color de alta resolución del paisaje marciano. También ubicada en el mástil, la SuperCam utiliza un láser pulsado para estudiar la química de las rocas y los sedimentos y tiene su propio micrófono para ayudar a los científicos a comprender mejor las propiedades de las rocas, incluida su dureza.
- Ubicado en una torreta al final del brazo robótico del rover, el Instrumento planetario para litoquímica de rayos X (PIXL) y los instrumentos de escaneo de entornos habitables con Raman y luminiscencia para orgánicos y químicos (SHERLOC) trabajarán juntos para recopilar datos sobre Marte primer plano de geología. PIXL utilizará un haz de rayos X y un conjunto de sensores para profundizar en la química elemental de una roca. El espectrómetro y láser ultravioleta de SHERLOC, junto con su sensor topográfico de gran angular para operaciones e ingeniería (WATSON), estudiará las superficies de las rocas, trazando un mapa de la presencia de ciertos minerales y moléculas orgánicas, que son los componentes básicos del carbono para la vida en la Tierra.
- El chasis del rover también alberga tres instrumentos científicos. El Radar Imager for Mars 'Subsurface Experiment (RIMFAX) es el primer radar de penetración terrestre en la superficie de Marte y se utilizará para determinar cómo se formaron las diferentes capas de la superficie marciana a lo largo del tiempo. Los datos podrían ayudar a allanar el camino para futuros sensores que busquen depósitos de hielo de agua subterráneos.
- También con la mirada puesta en las futuras exploraciones del Planeta Rojo, la demostración de la tecnología del Experimento de Utilización de Recursos In-Situ de Oxígeno de Marte (MOXIE) intentará fabricar oxígeno a partir del aire: la tenue atmósfera del Planeta Rojo y en su mayoría de dióxido de carbono. El instrumento Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) del rover, que tiene sensores en el mástil y el chasis, proporcionará información clave sobre el tiempo, el clima y el polvo de Marte en la actualidad.
- Actualmente unido al vientre de Perseverance, el diminuto helicóptero Ingenuity Mars es una demostración de tecnología que intentará el primer vuelo controlado y motorizado en otro planeta.
Los ingenieros y científicos del proyecto ahora pondrán a prueba a cada uno de sus instrumentos, subsistemas y subrutina durante el próximo mes o dos. Solo entonces desplegarán el helicóptero en la superficie para la fase de prueba de vuelo. Si tiene éxito, Ingenuity podría agregar una dimensión aérea a la exploración del Planeta Rojo en la que tales helicópteros sirven como exploradores o realizan entregas para futuros astronautas lejos de su base.
Una vez que se completen los vuelos de prueba de Ingenuity, la búsqueda del rover de evidencia de vida microbiana antigua comenzará en serio.
“Perseverance es más que un rover, y más que esta increíble colección de hombres y mujeres que lo construyeron y nos trajeron aquí”, dijo John McNamee, gerente de proyectos de la misión del rover Perseverance Mars 2020 en JPL. “Es incluso más que los 10,9 millones de personas que se inscribieron para formar parte de nuestra misión. Esta misión trata de lo que los humanos pueden lograr cuando perseveran. Llegamos tan lejos. Ahora, míranos irnos ".
SpaceX volvió al espacio con una cápsula reutilizada
Cuatro astronautas de tres países dejaron la Tierra a bordo de una cápsula Crew Dragon de SpaceX. Se trata del tercer vuelo con tripulación de la historia de la compañía de Elon Musk, y el primero de SpaceX que hace uso de un cohete propulsor y una nave espacial que ya ha volado.
Los detalles del lanzamiento de SpaceX
El lanzamiento de SpaceX utilizó el mismo cohete propulsor que impulsó la misión Demo-2 de 2020, así como la misma nave espacial, apodada «Endeavour». SpaceX lleva mucho tiempo apostando por la reutilización de sus naves, con la esperanza de que la recuperación y el reacondicionamiento del hardware reduzcan el costo de los vuelos espaciales. Aunque la compañía ha reutilizado los propulsores y las naves espaciales docenas de veces en lanzamientos de satélites y de carga en los últimos años, esta fue la primera vez que reutilice el hardware para una misión con tripulación.
Los astronautas de la NASA Shane Kimbrough y Megan McArthur se unieron al astronauta francés Thomas Pesquet, de la Agencia Espacial Europea, y a Akihiko Hoshide, de Japón. Los 4 tripulantes pasarán seis meses a bordo de la Estación Espacial Internacional.
El trabajo de la NASA y SpaceX
La NASA lleva más de una década trabajando para aumentar el personal a bordo de la estación espacial, de 21 años de antigüedad, después de que la retirada de su programa de transbordadores espaciales en 2011 dejara a la nave espacial rusa Soyuz como única opción para llevar y traer astronautas a la EEI. Estados Unidos ha estado pagando a Rusia hasta US$ 90 millones por asiento por esos viajes.
SpaceX trabajó durante años con un contrato de precio fijo de US$ 2.600 millones para desarrollar su nave espacial Crew Dragon en el marco del programa Commercial Crew de la NASA, que por primera vez en la historia de la agencia espacial cedió al sector privado la tarea de construir y probar una nave espacial apta para la tripulación. SpaceX hizo historia el pasado mes de mayo con el primer lanzamiento tripulado de una Crew Dragon en una misión denominada Demo-2, que llevó a los astronautas de la NASA Douglas Hurley y Robert Behnken a la EEI para una estancia de cuatro meses. Una segunda misión tripulada de SpaceX despegó en noviembre.
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¿Quiénes son los astronautas que viajaron en la misión de SpaceX?
McArthur es una veterana del transbordador espacial y está casada con Behnken, que copilotó la histórica misión Demo-2 de SpaceX el pasado mes de mayo. McArthur dijo a los periodistas antes del vuelo que ganó «años de experiencia» con el vehículo Crew Dragon, ya que Behnken trabajó junto a SpaceX durante el proceso de desarrollo de Crew Dragon.
SpaceX Crew Dragon
En esta foto del viernes 16 de abril de 2021 proporcionada por la NASA, un cohete Falcon 9 de SpaceX con la nave espacial Crew Dragon de la compañía se dirige al Complejo de Lanzamiento 39A mientras continúan los preparativos para la misión Crew-2 en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Cabo Cañaveral, Florida.
«Realmente tuve varios años aprendiendo de él a lo largo del camino», dijo McArthur, piloto de la misión Crew-2.
A McArthur se le unió Kimbrough, de la NASA, coronel retirado del ejército y veterano de dos misiones anteriores a la EEI. Sus compañeros de tripulación, Hoshide, de Japón, y Pesquet, de Francia, también tienen experiencia en vuelos espaciales.
La misión Crew-2 llevará a cabo un centenar de experimentos durante medio año. Uno de ellos es el conocido como Chips de Tejido, que emplea diferentes tipos de células con las que se estudiará el envejecimiento del sistema inmunológico, la función renal y la pérdida de masa muscular en el espacio. La misión también tiene previstas tareas de mantenimiento de los paneles solares.
Virgin Galactic: cómo fue el viaje de Richard Branson a las puertas del espacio a bordo de su propia nave
Virgin Galactic ha logrado un paso adicional hacia el turismo espacial, la misión "Unity 22" ha llevado a Richard Branson, fundador de la compañía, al borde del espacio, junto a tres especialistas en misiones y dos pilotos.
Esta misión supone el cuarto vuelo tripulado de la VSS Unity, la nave creada específicamente para la ocasión, pero esta vez fue con tripulación completa.
El avión cohete Unity despegó desde Nuevo México, en Estados Unidos, para pasar un momento de ingravidez fuera de la Tierra. Poco después de una hora, regresó de manera segura a la superficie del planeta. En concreto durante la misión volarón a una altura de 85 kilómetros encima del suelo.
La misión era evaluar la experiencia para abrir estos viajes al público e impulsar la incipiente industria del turismo espacial.
El vuelo también ha servido para demostrar las condiciones para realizar experimentos de investigación y confirmar que el programa de capacitación Spaceport America respalda la experiencia de vuelos espaciales. Además, es la primera vez que la compañía transmite de manera global uno de sus lanzamientos.
El viaje convirtió a Branson en el primero de los nuevos pioneros del turismo espacial en probar sus propias naves, superando a Jeff Bezos y Elon Musk.
"Qué día, qué día. Creo que, como la mayoría de los niños, he soñado con este momento desde que era niño y, sinceramente, nada puede prepararte para ver la Tierra desde el espacio", señaló.
"Mi misión era convertir el sueño de los viajes espaciales en una realidad para mis nietos, para sus nietos, para muchas personas que viven hoy, para todos", agregó.
"Y habiendo volado al espacio, he visto cómo Virgin Galactic es la línea espacial para la Tierra. Estamos aquí para hacer que el espacio sea accesible para todos, y queremos convertir a la próxima generación de soñadores en los astronautas de hoy y de mañana".
Branson recorrió un largo camino para llegar hasta aquí. La primera vez que anunció su intención de volar al espacio fue en 2004, esperando tener un servicio comercial disponible en 2007.
Sin embargo, algunas dificultades técnicas incluido un accidente fatal de un vuelo en desarrollo en 2014 hicieron que lograr su objetivo tomara más del tiempo esperado.
¿Cómo funciona el avión cohete?
El avión de Branson, conocido como Unity para volar, necesita ser transportado por un avión mucho más grande a una altitud de unos 15 km, desde donde es lanzado.
Entonces, la aeronave enciende su motor para impulsarse hasta alcanzar una altura aproximada de 90 kilómetros.
InSight afronta el desafío del invierno en el polvoriento Marte
A medida que el polvo se acumula en los paneles solares y llega el invierno a Elysium Planitia, el equipo de la NASA está siguiendo un plan para reducir las operaciones científicas con el fin de mantener seguro el módulo de aterrizaje.
El módulo de aterrizaje InSight de la NASA recibió recientemente una extensión de la misión por otros dos años, dándole tiempo para detectar más terremotos, remolinos de polvo y otros fenómenos en la superficie de Marte. Si bien el equipo de la misión planea continuar recopilando datos hasta bien entrado el 2022, el creciente polvo de los paneles solares de la nave espacial y el inicio del invierno marciano llevaron a la decisión de conservar energía y limitar temporalmente el funcionamiento de sus instrumentos.
InSight fue diseñado para ser duradero: el módulo de aterrizaje estacionario está equipado con paneles solares, cada uno de los cuales mide 7 pies (2 metros) de ancho. Su diseño se basó en el de los rovers Spirit y Opportunity con energía solar, con la expectativa de que los paneles reducirían gradualmente su producción de energía a medida que el polvo se asentara sobre ellos, pero tendrían una salida amplia para durar hasta la misión principal de dos años.
Además, el equipo de InSight eligió un lugar de aterrizaje en Elysium Planitia, una llanura azotada por el viento en el ecuador del Planeta Rojo que recibe mucha luz solar. Se esperaba que los remolinos de polvo que pasaban limpiaran los paneles, lo que sucedió muchas veces con Spirit y Opportunity, permitiéndoles durar años más allá de su vida útil de diseño.
Marte se está moviendo actualmente hacia lo que se llama afelio, el punto de su órbita cuando está más lejos del Sol. Eso significa que la luz solar ya débil en la superficie marciana se está volviendo aún más débil, reduciendo la energía cuando InSight más necesita sus calentadores para mantenerse caliente. Marte comenzará a acercarse al Sol nuevamente en julio de 2021, después de lo cual el equipo comenzará a reanudar las operaciones científicas completas.
Durante las próximas semanas y meses, los científicos de InSight seleccionarán cuidadosamente qué instrumentos deben apagarse cada día para conservar la energía de los calentadores y las actividades que consumen mucha energía, como la comunicación por radio. Es probable que los sensores meteorológicos de InSight permanezcan apagados la mayor parte del tiempo (lo que resulta en actualizaciones poco frecuentes de la página meteorológica de la misión), y todos los instrumentos tendrán que estar apagados durante algún tiempo alrededor del afelio.
A finales de esta semana, se le ordenará a InSight que extienda su brazo robótico sobre los paneles para que una cámara pueda tomar imágenes de cerca de la capa de polvo. Luego, el equipo pulsará los motores que desplegaron cada panel después de aterrizar para intentar alterar el polvo y ver si el viento se lo lleva. El equipo considera que esto es una posibilidad remota, pero que vale la pena el esfuerzo.
Estudiantes mexicanos que lograron que la NASA enviara su proyecto al espacio
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