Desde la puesta a prueba de la impresión 3D con un material similar al suelo lunar hasta la experimentación de fármacos diseñados para tratar la pérdida muscular utilizando células cultivadas en microgravedad. Un grupo de investigaciones científicas está en ruta a la Estación Espacial Internacional a bordo de la nave espacial Cygnus, de Northrop Grumman (NG CRS-16), cuyo lanzamiento está programado para este 10 de agosto desde la instalación Wallops de la NASA en Virginia, Estados Unidos.
Los experimentos enviados en esta nave espacial se suman a una larga lista de estudios desarrollados durante más de 20 años de continua habitación humana en laboratorios que orbitan alrededor de la Tierra. Las investigaciones fueron de gran ayuda para investigadores que buscan explorar más el espacio y también han beneficiado a los humanos en la Tierra.
De polvo a hábitat
El estudio Redwire Regolith Print (RRP por sus siglas en inglés) tiene como objetivo experimentar con la impresión 3D en la Estación Espacial utilizando un material que simula el regolito, como se conoce a los fragmentos de rocas y suelo que se encuentra en las superficies de cuerpos planetarios como la Luna.
Los resultados de esta investigación 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.
Además, el uso de los recursos disponibles en la Luna y Marte para construir estructuras y hábitats podría disminuir la cantidad de material que los futuros exploradores necesitan transportar desde la Tierra y, a la vez, reducir significativamente el costo del lanzamiento.
Esta 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. La comparación ayuda a validar que el proceso funciona a niveles de gravedad inferiores a los de la Tierra.
“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», añadió.
Preservando los músculos
Cuando las personas envejecen y se vuelven más sedentarias en la Tierra, comienzan a perder masa muscular. Esta condición se llama sarcopenia e identificar los fármacos para tratar esta enfermedad es complicado porque su desarrollo toma décadas. En busca de una solución a esta dolencia, la investigación Músculo Cardinal pretende descubrir 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 diseñada en microgravedad forma la característica fibra muscular que se encuentra en el tejido muscular. Esta plataforma podría resultar en una forma de evaluar rápidamente los posibles fármacos antes de pasar por estudios clínicos.
“Dado que la sarcopenia se desarrolla en un periodo de décadas, ha sido muy difícil estudiar los potenciales tratamientos para combatir este síndrome en la Tierra,” comentó el principal investigador Ngan F. Huang, profesor asistente de cirugía cardiovascular en la Universidad Stanford.
“Creemos que la bioingeniería esquelético muscular puede ser útil para realizar estudios de detección de drogas de alto rendimiento en microgravedad que podrían beneficiar a los astronautas durante misiones espaciales extendidas, y ayudar a las millones de personas que sufren de sarcopenia en la Tierra”, agregó.
Eliminando el calor de los viajes espaciales
El Experimento de Ebullición y Condensación de Flujo (FBCE por sus siglas en inglés) tiene el objetivo de desarrollar una instalación para recopilar datos sobre el flujo de dos fases y la transferencia de calor en microgravedad. La comparación entre la información recolectada en microgravedad y la gravedad de la Tierra es necesaria para validar herramientas de simulación numérica para diseñar sistemas de mantenimiento térmico.
Las misiones espaciales más largas necesitarán generar más energía, produciendo más calor que debe ser disipado. La transición a sistemas de gestión térmica de dos fases reduce el tamaño y el peso del sistema, lo que provocará 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). En cambio, los sistemas de dos fases utilizan la fuente de calor para hervir el líquido, transformando el líquido en 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.
La investigación es “única en el sentido de que puede servir como plataforma para el uso futuro por parte de la comunidad de física de fluidos en general y no solo para un solo equipo», señaló.
