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Como un futuro no muy lejano que incluye el turismo espacial y las personas que viven fuera del planeta, la Iniciativa de Exploración Espacial del MIT Media Lab diseña e investiga las actividades que los humanos realizarán en nuevos entornos de gravedad cero.
Desde 2017, la Iniciativa de Exploración Espacial (SEI) ha orquestado vuelos parabólicos regulares como parte del programa de investigación ZERO-G para probar experimentos que se basan en la microgravedad. En mayo pasado, SEI apoyó a los investigadores de Media Lab; los Departamentos de Aeronáutica y Astronáutica del MIT (AeroAstro), Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) e Ingeniería Mecánica; Instituto MIT Kavli; el programa MIT en arte, cultura y tecnología; el Laboratorio de Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL); la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de la Universidad de Harvard; el Centro de Artes y Medios Colaborativos de la Universidad de Yale; el laboratorio Szostak afiliado y el programa Harvard-MIT en ciencias y tecnologías de la salud para poner a prueba 22 proyectos diferentes que exploran investigaciones tan diversas como la fermentación, las estructuras espaciales reconfigurables y la búsqueda de vida en el espacio.
La mayoría de estos proyectos son el resultado de las iteraciones de 2019 o 2020 de MAS.838 / 16.88 (Prototyping Our Space Future) impartido por Ariel Ekblaw, fundador y director de SEI, quien comenzó a impartir la clase en 2018. (Debido a la pandemia de Covid-19, el vuelo de 2020 se pospuso, lo que resultó en el vuelo de dos cohortes este año).
“El curso se titula intencionalmente 'Creación de prototipos de nuestro futuro espacial de ciencia ficción'”, dice, “porque esta oportunidad de vuelo por la que SEI está compitiendo, para los laboratorios del MIT, está destinada a incubar y mantener futuros artefactos para la vida en el espacio y exploración robótica, incorporando al proceso la singularidad, la magia y la creatividad de Media Lab.
La clase prepara a los investigadores para la realidad de los vuelos parabólicos, lo que implica la realización de experimentos en ráfagas cortas de 20 segundos en gravedad cero. A medida que el curso continúa ofreciendo investigación práctica y preparación logística, y se ejecutan más de estos vuelos, los proyectos en sí demuestran ambición y madurez.
"Algunos estudiantes son habituales que han madurado sus experiencias, y (otras experiencias) provienen de investigadores del campus del MIT de un número récord de departamentos, laboratorios y centros del MIT, y algunos incluían ex alumnos y otros colaboradores externos", dice Maria T Zuber, MIT vicepresidente de investigación y asesor educativo de UTE. "En resumen, hubo una dura competencia para ser seleccionado, y algunos de los experimentos están lo suficientemente avanzados como para ser adecuados para vuelos espaciales pronto".
Sueña en grande, diseño atrevido
Las cohortes de vuelo de 2020 y 2021 incluyeron nuevos experimentos audaces que demuestran el enfoque único de SEI en la investigación en todas las disciplinas. Algunos buscan capitalizar los beneficios de la microgravedad, mientras que otros buscan ayudar a encontrar formas de vivir y trabajar sin la fuerza que gobierna cada momento de la vida en la Tierra.
Che-Wei Wang, Sands Fish y Mehak Sarang de SEI colaboraron en Zenolith, un dispositivo señalador de vuelo libre para orientar a los viajeros espaciales hacia el universo o, como dice el refrán, el equipo de investigación, una brújula espacial 3D. "Pudimos realizar algunas maniobras ingrávidas y confirmar que nuestro sistema de control estaba funcionando lo suficientemente bien, el primer paso para hacer que el dispositivo apunte a cualquier parte del sistema solar", dice Sarang. "¡Tendremos que refinar aún más el diseño mientras trabajamos hacia nuestro objetivo final de enviar la aeronave a la Estación Espacial Internacional!"
Luego está el proyecto Gravity Loading Countermeasure Skinsuit de Rachel Bellisle, estudiante de doctorado del Programa Harvard-MIT en Ciencias de la Salud y Tecnología y Draper Fellow. El Skinsuit está diseñado para imitar los efectos de la gravedad de la Tierra para usarlo mientras se ejercita en futuras misiones a la Luna o Marte, y para mitigar aún más los efectos fisiológicos inducidos por la microgravedad en los escenarios de misión actuales de la ISS. El traje tiene más de 10 años de desarrollo en el MIT y a nivel internacional, con experiencias previas de vuelo parabólico. Skinsuit nació en el laboratorio de Dava Newman, quien ahora es director del Media Lab.
“Diseñar, pilotar y probar un prototipo real es la mejor manera que conozco de preparar nuestros diseños de trajes para misiones reales de vuelos espaciales de largo alcance”, explica Newman. "¡Y volar en microgravedad y gravedad parcial en el avión ZERO-G es una maravilla!" "
Junto con el Skinsuit, otros dos proyectos lanzados esta primavera involucran ropa y trajes prototipo: el traje peristáltico desarrollado por la investigadora de Media Lab Irmandy Wicaksono y el proyecto Bio-Digital Wearables o Space Health Enhancement de la investigadora de Media Lab. Pat Pataranutaporn.
"Los dispositivos portátiles tienen el potencial de desempeñar un papel vital en el seguimiento, apoyo y mantenimiento de la vida humana en el espacio, reduciendo así la necesidad de la intervención de un experto médico humano", dijo Pataranutaporn. "Además, tener esta experiencia de microgravedad después de nuestro taller SpaceCHI … me dio tantas ideas para pensar en otros sistemas corporales que pueden aumentar a los humanos en el espacio, lo cual no creo que pudiera conseguir con solo leer un artículo de investigación".
AgriFuge, de Somayajulu Dhulipala y Manwei Chan (estudiantes graduados de los departamentos de Ingeniería Mecánica y AeroAstro del MIT, respectivamente), proporciona a los futuros astronautas un hábitat vegetal giratorio que proporciona gravedad simulada y un sistema de gravedad.39; riego controlable. AgriFuge anticipa un futuro de misiones duraderas donde la tripulación cultivará sus propias plantas, para reponer oxígeno y alimentos, así como para los beneficios psicológicos de cuidar las plantas. Otros dos proyectos relacionados con la cocina que han volado esta primavera incluyen H0TP0T, de Larissa Zhou de Harvard SEAS, y Gravity Proof, de Maggie Coblentz de UTE, cada uno de los cuales ayuda a demostrar una creciente cartera de investigación práctica sobre la 'vida en el espacio'. probado en estos vuelos.
El toque humano
Además de los proyectos individuales cada vez más ambiciosos y sofisticados, un tema emergente en el esfuerzo de la microgravedad de SEI es el énfasis en los enfoques de diferentes aspectos de la vida y la cultura en el mundo.; Espacio, no solo cuando se trata de cocina, sino también de arquitectura, música y Arte.
Sanjana Sharma, de UTE, puso a prueba su proyecto Fluid Expressions esta primavera, que gira en torno al diseño de una cápsula de memoria que funciona tanto como un kit de pintura de viajero para el espacio como un recordatorio material incorporado de la casa. Durante el vuelo, pudo producir tres acuarelas abstractas. "La parte más importante de esta experiencia para mí", dice, "fue la capacidad de desarrollar un sentido de cómo se ve realmente la ingravidez, así como también cómo difieren los movimientos asociados con la pintura.
Ekblaw patrocinó dos nuevos proyectos arquitectónicos bajo la cartera de UTE, basándose en su propio trabajo TESSERAE para el autoensamblaje en el espacio: Self Assembling Space Frames de Che-Wei Wang de SEI y Reconfigurable space structure de Martin Nisser de MIT CSAIL. Wang ve su proyecto como una forma de construir espacios privados en entornos ingrávidos. "Podría pensar en ella como una carpa emergente para el espacio", dice. "El concepto tiene el potencial de expandirse a estructuras mucho más grandes que se autoensamblan en el espacio, fuera de las estaciones espaciales".
Adelante y arriba
Dos proyectos que exploran diferentes nociones de la búsqueda de vida en el espacio incluyen Ø-scillation, una colaboración entre varios científicos del MIT Kavli Institute, Media Lab, EAPS y Harvard; y el Instrumento electrónico de detección de vida (ELI) de Chris Carr, ex investigador del MIT EAPS y actual miembro de la facultad de Georgia Tech, y Daniel Duzdevich, becario postdoctoral en el Szostak Lab.
El proyecto ELI es una continuación del trabajo en el laboratorio de Zuber y se ha puesto a prueba en vuelos anteriores. “En términos generales, nuestros objetivos son crear un instrumento de detección de vida de baja masa capaz de detectar la vida tal como la conocemos, o como no la conocemos”, explica Carr. Durante el vuelo de 2021, los investigadores probaron hardware actualizado que permite el control automático en tiempo real de la desviación sub-nanoescala para mejorar la fidelidad de las mediciones del sistema, con resultados generalmente positivos.
Extrusión híbrida de microgravedad, dirigida por el integrador de la misión de SEI Sean Auffinger, junto con Ekblaw, Nisser, Wang y Aiden Padilla, un estudiante del Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado del MIT, se probó en ambos vuelos esta primavera y está trabajando en la construcción de espacios in situ a gran escala. estructuras. Este es también uno de los proyectos seleccionados que volarán en una misión ISS en diciembre de 2021. La SEI también está planeando una futura misión de "Interacción de astronautas" en la ISS en 2022, donde artefactos como Zenolith tendrán la oportunidad de ser manipulados directamente por los astronautas. .
Es un año para recordar por el quinto aniversario de SEI. A medida que continúan estos vuelos anuales y las experiencias a bordo continúan avanzando, los investigadores apuntan más alto, hacia el diseño y la preparación para el futuro de la civilización interplanetaria.
