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viernes, 6 de agosto de 2021

Impresiones 3D, células musculares y experimentos de moho se lanzan a la Estación Espacial Internacional a bordo la nave Cygnus

News Article Type: Ciencia en la EstaciónEsta imagen muestra la Instalación de Fabricación Aditiva utilizada para la investigación de impresión Redwire Regolith, que demuestra la impresión 3D en la Estación Espacial utilizando un material que simula regolito, o roca suelta y suelo que se encuentra en las superficies de cuerpos planetarios como la Luna. Crédito de imagen: Redwire Los experimentos que demuestran las impresiones de tercera dimensión (3D) con polvo, que usan un tejido diseñado para estudiar la pérdida del músculo, y analizan el crecimiento del moho acuático, juntos con otros estudios científicos y suministros, están en ruta a la Estación Espacial Internacional en el vuelo decimosexto de servicios comerciales de reabastecimiento de Northrop Grumman (NG CRS-16). El lanzamiento de la nave espacial Cygnus está programado para el 10 de agosto desde la instalación Wallops de la NASA en Virginia. Los experimentos enviados en esta nave espacial agregan a una lista larga de estudios conducidos durante más de 20 años de continua habitación humana en el laboratorio en órbita, ayudando a investigadores explorar más lejos al espacio y beneficiando a los humanos en la Tierra. Descargue fotos y videos de alta resolución de las investigaciones mencionadas en este artículo. Aquí están los detalles de algunas de las investigaciones científicas que están en camino a la Estación Espacial en esta misión: De polvo a hábitat El uso de los recursos disponibles en la Luna y Marte para construir estructuras y hábitats podría reducir la cantidad de material que los futuros exploradores necesitan traer desde la Tierra, reduciendo significativamente la masa y el costo del lanzamiento. El estudio Redwire Regolith Print (RRP por sus siglas en inglés) demuestra la impresión 3D en la Estación Espacial utilizando un material que simula regolito, o roca suelta y suelo que se encuentra en las superficies de cuerpos planetarios como la Luna. Los resultados podrían ayudar a determinar la viabilidad de utilizar el regolito como materia prima y la impresión 3D como técnica para la construcción a pedido de habitaciones y otras estructuras durante misiones de exploración espacial en el futuro. La investigación imprime las muestras utilizando la Instalación de Fabricación Aditiva Made in Space y las devuelve a la Tierra para análisis y comparación con muestras producidas en una instalación terrestre antes del lanzamiento. Esta comparación ayuda a validar que el proceso funciona a niveles de gravedad inferiores a los de la Tierra. El trabajo también continúa la investigación y el desarrollo para avanzar en la fabricación aditiva de hábitats que la NASA comenzó en 2015 con el Desafío del Centenario del Hábitat impreso en 3D. Redwire Regolith Print demuestra la capacidad de fabricación clave para construir infraestructura crítica en la Luna", dijo Andrew Rush, presidente y director de operaciones de Redwire. "La tecnología que nos permite utilizar los recursos locales disponibles para producir lo que necesitamos fuera de la Tierra es fundamental para las misiones Artemis de la NASA y la exploración sostenible de la Luna, Marte y el más allá".  Tejidos musculares de ingeniería para la investigación del Músculo Cardinal exhiben la capacidad de crear contracciones. Este estudio prueba si tales tejidos de ingeniería cultivados en el espacio podrían proporcionar un modelo para estudiar la perdida muscular y evaluar posibles terapias antes de los ensayos clínicos. Crédito de imagen: Universidad de Stanford Manteniendo los músculos Cuando las personas envejecen y se convierten más sedentarias en la Tierra, comienzan a perder masa muscular, una condición llamada sarcopenia. Identificando los fármacos que puedan tratar esta condición es difícil porque su desarrollo toma décadas. Estudios de Músculo Cardinal buscan comprobar si la microgravedad se puede usar como un instrumento de investigación para comprender y prevenir sarcopenia. El estudio busca determinar si una plataforma de tejido en microgravedad forma los tubos musculares característicos que se encuentran en el tejido muscular. Esta plataforma podría resultar en una forma de evaluar rápidamente los posibles fármacos antes de estudios clínicos. “Como la sarcopenia envuelve sobre un periodo de décadas, ha sido muy difícil estudiar los tratamientos poténciales para combatir este síndrome en la Tierra” comentó el principal investigador Ngan F. Huang, profesor asistente de cirugía cardióloga en la Universidad Stanford. “Nosotros creemos que la bioingeniería esquelético muscular puede ser una la plataforma útil para realizar estudios de detección de drogas de alto rendimiento en microgravedad que podrían ayudar a los astronautas durante misiones espaciales extendidas, y ayudar a los millones de personas que sufren de sarcopenia en la Tierra.” El hardware para FBCE, una investigación que apoya el desarrollo de sistemas de gestión térmica más pequeños, ligeros y eficientes para naves espaciales. Crédito de imagen: NASA/Centro de Investigación Glenn Eliminando el calor de los viajes espaciales El experimento de Ebullición y Condensación de Flujo (FBCE por sus siglas en inglés) tiene el objetivo a desarrollar una instalación para colectar datos sobre el flujo en dos fases y la transferencia de calor en la microgravedad. Se necesita comparar la información colectada en microgravedad y la gravedad de la Tierra para validar herramientas de simulación numérica para diseñar sistemas de mantenimiento térmico.  Las misiones espaciales más largas necesitaran generar más energía, produciendo más calor que debe ser disipado. La transición a sistemas de gestión térmica en dos fases reduce el tamaño y el peso del sistema y proporciona una eliminación de calor más eficiente. Los sistemas de transferencia de calor monofásicos actuales utilizan un líquido como agua o amoniaco para eliminar el calor de un lugar y moverlo a otro mientras permanece en la misma fase (líquido). Los sistemas de dos fases utilizan la fuente de calor para hervir el líquido, cambiando el líquido en un vapor. Debido a que se intercambia una mayor energía térmica a través de la vaporización y la condensación, un sistema de dos fases puede eliminar más calor por la misma cantidad de peso que los sistemas monofásicos actuales. "Este es uno de los experimentos de la física de fluidos más sofisticados de larga duración que se llevan a cabo en microgravedad", comenta el investigador principal Issam Mudawar, director del Laboratorio de Ebullición y Flujo de Dos Fases de la Universidad de Purdue. "Es único en el que puede servir como plataforma para el uso futuro por parte de la comunidad de física de fluidos en general y no solo por un solo equipo". Esta investigación es un esfuerzo conjunto entre el laboratorio de Mudawar y el Centro de Investigación Glenn de la NASA. Componentes de una cápsula de reentrada para KREPE, que valida modelos numéricos para sistemas de protección térmica (TPS) que protegen los vehículos y su contenido durante la reentrada en la atmosfera terrestre. Tres de estas cápsulas salen de la Estación Espacial en la nave espacial de reabastecimiento Cygnus, se despliegan cuando Cygnus vuelva a entrar en la atmosfera y colectan y transmiten datos térmicos de varios sensores. Crédito de imagen: Alexandre Martin Laboratorio, de la Universidad de Kentucky Reentradas más frías KREPE demuestra un sistema de protección térmica (TPS por sus siglas en inglés) accesible para proteger las naves espaciales y su contenido durante la reentrada en la atmosfera terrestre. Hacer que estos sistemas sean eficientes sigue siendo uno de los mayores desafíos de la exploración espacial, pero el entorno único de entrada atmosférica hace que sea difícil replicar con precisión las condiciones en simulaciones terrestres. Los diseñadores de TPS se basan en modelos numéricos que a menudo carecen de validación de vuelo. Esta investigación sirve como una forma económica de comparar estos modelos con los datos de vuelo reales y validar diseños posibles. Antes de demostrar la tecnología en la Estación Espacial, los investigadores realizaron una prueba de globo de gran altitud para validar el rendimiento de la electrónica y la comunicación. "El diseño eficiente de un TPS sigue siendo una de las tareas más desafiantes de las misiones de exploración planetaria", comenta el investigador principal Alexandre Martin de la Universidad de Kentucky. "En los últimos 50 años, solo se han realizado pocos experimentos de entradas casi orbital. Estos vuelos fueron parte de programas de exploración elaborados y costosos; las pruebas de TPS estaban en la etapa final de diseño después de extensas campañas de pruebas en tierra utilizando instalaciones de arco-jet y túnel hipersónico. Ningunos fueron probados del vuelo. Claramente, existe la necesidad de ofrecer una forma de bajo costo para evaluar de manera rápida y confiable los materiales de TPS y proporcionar la información de validación de vuelo casi orbital". Tres capsulas equipadas con una variedad de sensores y materiales viajan en la nave espacial de reabastecimiento Cygnus cuando salga de la Estación Espacial, se despliegan cuando Cygnus vuelva entrar en la atmósfera y colectan y transmiten datos térmicos de sus sensores. Los mejores materiales y diseños para la protección térmicas también tienen potencial para aplicación en la Tierra, como para incendios y desastres de volcánicos. El Four Bed CO2 Scrubber, desarrollado, construido y probado en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, es revisado por Kathi Lange, una contratista de Bastion Technologies que apoya al grupo de garantía de calidad en la Dirección de Seguridad y Garantía de Misiones de Marshall, antes de su envío a la Instalación de Vuelo Wallops de la NASA en Virginia para su lanzamiento a la Estación Espacial. Crédito de imagen: NASA MSFC Removiendo el CO2 Four Bed CO2 Scrubber, un restregado de dióxido de carbón de cuatro lechos, demuestra una tecnología para eliminar el dióxido de carbono de una nave espacial. Es una de las dos demostraciones de tecnología de eliminación de dióxido de carbono para los Sistemas de Control Ambiental de Exploración y Soporte Vital (ECLSS por sus siglas en inglés) de la Estación Espacial. Basado en el sistema actual y las lecciones aprendidas de sus casi 20 años de operatividad, el Four Bed CO2 Scrubber incluye mejoras mecánicas y un absorbente mejorado y duradero que reduce la erosión y la formación de polvo. Los lechos de absorción del Four Bed CO2 Srubber elimina el vapor de agua y el dióxido de carbono de la atmosfera, devolviendo el vapor de agua a la cabina y ventilando el dióxido de carbono por la borda o desviándolo a un sistema que lo utiliza para producir agua. Esta tecnología podría mejorar la fiabilidad y el rendimiento de los sistemas de eliminación de dióxido de carbono en futuras naves espaciales, ayudando a mantener la salud de las tripulaciones y garantizar el éxito de la misión. Tiene aplicaciones potenciales en la Tierra en ambientes cerrados que requieren la eliminación de dióxido de carbono para proteger a los trabajadores y equipos. "Four Bed CO2 Scrubber es un gran ejemplo de lo valiosa que es la Estación Espacial para aprender a construir y operar sistemas para la exploración espacial", comenta el co-investigador Michael Salopek del Centro Espacial Johnson de la NASA. "Construir sistemas robustos y confiables sería mucho más desafiante sin estas pruebas de órbita terrestre baja". Este moho acuático natural, Physarum polycephalum, es un organismo unicelular que puede moverse, alimentarse, organizarse y transmitir conocimiento a otros mohos acuáticos. Para la investigación Blob del Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Francia, los estudiantes monitorean las culturas en la Tierra y comparan su crecimiento y comportamiento con los cultivados en la Estación Espacial. Crédito de imagen: CNES/CNRS Moho en microgravedad Blob, una investigación de la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés), permite a los estudiantes de 10 a 18 años estudiar un moho de acuático natural, Physarum polycephalum, que es capaz de formas básicas de aprendizaje y adaptación. Aunque es solo una célula y le falta cerebro, Blob puede moverse, alimentarse, organizarse e incluso transmitir conocimiento a otros mohos de acuático. Los estudiantes replican experimentos realizados por el astronauta de la ESA Thomas Pesquet para ver cómo el comportamiento del Blob es afectado por la microgravedad. Usando el video de lapso de tiempo desde el espacio, los estudiantes pueden comparar la velocidad, la forma y el crecimiento de los mohos de acuático en el espacio y en el suelo. El Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES por sus siglas en inglés) y el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS por sus siglas en inglés) en Francia coordinan la investigación Blob. "Como parte de los doce experimentos franceses de la misión de Pesquet, Blob es una experiencia única que estimula la curiosidad de estudiantes con temas sobre el impacto del medio ambiente a organismos y el desarrollo de organismos vivos", comenta Evelyne Cortiade-Marché, jefa del departamento de educación de CNES. "Este experimento educativo ofrece la oportunidad de llevar a cabo un proceso experimental científico real en un contexto divertido, colaborativo y orientado a los medios de comunicación". Para actualizaciones diarias, siga @ISS_Research, Space Station Research and Technology News o nuestro Facebook. Siga el ISS National Lab para obtener información sobre sus investigaciones patrocinadas. Para tener la oportunidad de ver la Estación Espacial pasar sobre su ciudad, visite Spot the Station. [Read the English version of this article]   Melissa Gaskill Oficina de Programas de Investigación de la Estación Espacial Internacional Centro Espacial Johnson     Master Image: Publicado: 06 de agosto de 2021

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