París.- Cuatro equipos de universitarios, entre ellos uno de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), han participado en el programa de Fly Your Thesis 2016, de la Agencia Espacial Europea (ESA), para llevar a cabo experimentos durante la campaña de vuelos parabólicos.
Los equipos fueron seleccionados en diciembre de 2015 y pasaron unos ocho meses desarrollando sus experimentos. Durante este periodo fueron supervisados de cerca por ESA Education, Novespace y por un mentor designado por la Asociación Europea para la Investigación en Baja Gravedad (ELGRA).
Los cuatro equipos investigaron distintos aspectos de la ciencia espacial. El equipo TEPiM
(Thermocapillary Effects in Phase Change Materials in Microgravity), de la UPM, está integrado por dos doctorandos y dos estudiantes de máster de la UPM: Andrés Cobos, José Miguel Ezquerro, Almudena Callejo y Pedro Mongelos. Ellos han diseñado un experimento que tiene como objetivo comprender el proceso de fusión en materiales con cambio de fase en condiciones de ingravidez.
El equipo español desarrolló un experimento que estudia el efecto Marangoni durante la fusión de materiales con cambio de fase (PCM) en condiciones de ingravidez. Este efecto resulta muy difícil de estudiar en la Tierra, ya que la convección dominaría los fenómenos producidos durante la transición entre fases. No obstante, en ausencia de gravedad no hay convección, y el equipo deseaba observar la influencia del efecto Marangoni en el comportamiento de fusión de los PCM.
Estos materiales pueden utilizarse para el control térmico de naves espaciales, pero también tienen numerosas aplicaciones en la Tierra. Andrés Cobos, jefe del equipo TEPiM explica: “La sensación al efectuar la primera parábola de microgravedad será algo que recordaremos toda nuestra vida y, lo que es más importante, la experiencia que ha supuesto todo el proyecto ha sido muy enriquecedora”.
Para experimentar la ingravidez a bordo del Airbus Zero-G, los pilotos tienen que trazar una parábola con la aeronave. Esta maniobra específica comienza con un vuelo estacionario a 6 km de altitud. A continuación, los pilotos aumentan la propulsión y van colocando gradualmente el avión en un ángulo de cabeceo de unos 50°.
Esta maniobra dura unos 20 segundos y hace que la aceleración local aumente hasta 1,8 g (1,8 veces el nivel de gravedad en la superficie de la Tierra). Cuando se ha alcanzado el ángulo de cabeceo máximo (a unos 7,5 km de altitud), se reduce la potencia del motor para compensar únicamente la resistencia del aire y la nave cae libremente siguiendo un trazado parabólico con el punto de máxima altitud a unos 8,5 km.
Durante esta caída libre, que dura unos 22 segundos, los experimentos y quienes los llevan a cabo disfrutan de gravedad cero, igual que los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional. La maniobra concluye con una segunda fase de hipergravedad de 1,8 g, tras la que el avión vuelve a volar en horizontal. Esta secuencia se repite 31 veces por vuelo y la campaña consta de tres vuelos.
Para poder ejecutar esta maniobra, es necesario que haya tres pilotos controlando la nave simultáneamente. Uno de ellos es responsable de la guiñada; otro, del cabeceo; y, el último, de la propulsión.
El avión, de tan solo 40 plazas y con una longitud total de 46,4 metros, destina casi la mitad de ella (20 metros) a alojar los experimentos que se llevarán a cabo en condiciones de microgravedad. El suelo y las paredes presentan un acolchado especial que evita que los experimentos sufran daños durante las transiciones de la gravedad cero a los 1,8 g.
Tras la selección realizada en enero de 2016, los equipos de estudiantes trabajaron muy duro para superar determinadas revisiones e hitos. Diseñar experimentos para condiciones de ingravidez y llevarlos a cabo a bordo del Zero-G es muy distinto de prepararlos para su realización en un laboratorio. Por un lado, cumplir los requisitos de seguridad es todo un reto, ya que los experimentos volarán a bordo de una nave y se ejecutarán en microgravedad. Por otro, los experimentos deben realizarse en muy poco tiempo, por lo que su diseño debe permitir esta rapidez de operación. Todos los experimentos del programa FYT! 2016 realizados por estudiantes tuvieron éxito a lo largo de la campaña y los datos científicos recopilados mantendrán ocupados a estos universitarios durante bastante tiempo mientras evalúan los resultados. Estos se harán públicos en artículos especializados y en conferencias internacionales.
Fly your Thesis! es un programa anual patrocinado por ESA Education dentro de los proyectos de práctica espacial de ESA Academy. Durante el programa, los estudiantes reciben valiosos consejos de expertos de la ESA, Novespace y la Asociación Europea para la Investigación en Baja Gravedad (ELGRA); además, tienen la extraordinaria oportunidad de llevar a cabo sus experimentos en condiciones de ingravidez a bordo de un vehículo puntero, el avión Zero-G de Novespace, junto a experimentos y equipos de investigadores profesionales. El programa permite a los participantes desarrollar importantes habilidades mediante actividades prácticas y gestionar proyectos, ganando así una enorme experiencia directa en el diseño, las pruebas y el trabajo con hardware y software,tanto en laboratorio como en condiciones de ingravidez.
Como consecuencia directa de las investigaciones llevadas a cabo durante campañas anteriores de Fly Your Thesis!, muchos estudiantes han sido capaces de presentar sus resultados en conferencias internacionales y publicar artículos en revistas científicas de renombre. El programa también ofrece oportunidades de conocer a expertos y trabajar con ellos. La experiencia obtenida constituye un complemento importante para el currículo de los estudiantes, lo que incrementa sus posibilidades de ser elegidos en futuras oportunidades profesionales.
