La 29 misión de servicios de reabastecimiento comercial (CRS) de SpaceX para la Nasa, cuyo lanzamiento esta previsto para el próximo 5 de noviembre, llevara a la Estación Espacial Internacional (ISS) experimentos científicos y demostraciones de tecnología, incluidos estudios de comunicaciones ópticas mejoradas y medición de ondas atmosféricas.
La investigación ILLUMA-T prueba tecnología para proporcionar capacidades mejoradas de comunicación de datos en la estación espacial. Una terminal montada en el exterior de la estación utiliza comunicaciones láser u ópticas para enviar información de alta resolución al sistema de demostración de retransmisión de comunicaciones láser (LCRD) de la agencia, que se encuentra en órbita geosincrónica alrededor de la Tierra.
Luego, LCRD transmite los datos a estaciones ópticas terrestres en Haleakala, Hawaii, y Table Mountain, California. El sistema utiliza luz infrarroja invisible y puede enviar y recibir información a velocidades de datos más altas que los sistemas de radiofrecuencia tradicionales, lo que permite enviar más imágenes y vídeos hacia y desde la estación espacial en una sola transmisión. La demostración de ILLUMA-T también allana el camino para colocar terminales de comunicaciones láser en naves espaciales que orbitan la Luna o Marte.
ILLUMA-T y LCRD crean el primer sistema de retransmisión de comunicaciones láser bidireccional de la Nasa. Las comunicaciones láser pueden complementar los sistemas de radiofrecuencia que la mayoría de las misiones espaciales utilizan actualmente para enviar datos hacia y desde la Tierra.
Según Glenn Jackson, director interino del proyecto ILLUMA-T en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland, los sistemas láser son más pequeños, más livianos y usan menos energía que los sistemas de radio. El tamaño más pequeño libera más espacio para los instrumentos científicos, el peso más liviano reduce los costos de lanzamiento y el menor uso de energía resulta en un menor consumo de baterías de las naves espaciales.
El Experimento de Ondas Atmosféricas (AWE) utiliza un instrumento de imágenes infrarrojas para medir las características, la distribución y el movimiento de las ondas de gravedad atmosféricas (AGW). Estas ondas ruedan a través de la atmósfera de la Tierra cuando se altera el aire, de forma muy parecida a las ondas creadas al dejar caer una piedra al agua.
«Las ondas de gravedad atmosféricas son un mecanismo para transportar energía e impulso dentro del sistema climático y desempeñan un papel en la definición del clima y su evolución», dice el coinvestigador Jeff Forbes de la Universidad de Colorado Boulder. Explica que estas ondas son relativamente pequeñas en su origen, pero amplificadas en altitudes, y potencialmente indican cambios climáticos que no son fácilmente observables en altitudes más bajas. Las observaciones a largo plazo de los procesos físicos en la circulación atmosférica de esta investigación podrían aumentar el conocimiento sobre los AGW y mejorar la comprensión de la atmósfera, el tiempo y el clima de la Tierra.
Los investigadores también están analizando cómo los AGW contribuyen al clima espacial, que se refiere a las diferentes condiciones dentro del Sistema Solar, incluido el viento solar. El clima espacial afecta los sistemas de seguimiento, navegación y comunicaciones espaciales y terrestres. Los científicos saben poco acerca de cómo influyen exactamente los AGW en el clima espacial y esta investigación podría ayudar a llenar estos vacíos de conocimiento. Los resultados podrían respaldar el desarrollo de formas de mitigar los efectos del clima espacial.
La estación espacial proporciona una plataforma ideal para la investigación dada su altitud y cobertura geográfica y temporal. La disfunción, adaptación y recuperación de la señalización de estrógenos y ovarios inducida por vuelos espaciales es una investigación científica fundamental patrocinada por la División de Ciencias Físicas y Biológicas de la Nasa. Avanza estudios previos de microgravedad que buscan comprender mejor los efectos combinados de los vuelos espaciales, el estrés nutricional y ambiental sobre el control de la ovulación y los efectos resultantes sobre el esqueleto. Los resultados de este estudio podrían ayudar a identificar y tratar los efectos del estrés en la ovulación y mejorar la salud ósea en la Tierra.
Aquamembrane-3, una investigación de la ESA (Agencia Espacial Europea), continúa evaluando la sustitución de los lechos de multifiltración utilizados para la recuperación de agua en la estación espacial por un tipo de membrana conocida como Aquaporin Inside Membrane (AIM). Se trata de membranas que incorporan proteínas que se encuentran en las células biológicas, conocidas como acuaporinas, para filtrar el agua más rápido y utilizar menos energía.
Las pruebas iniciales de la tecnología AIM en 2015 mostraron que la filtración de agua mediante membranas es posible en microgravedad y estas pruebas de seguimiento podrían demostrar con qué eficacia las membranas eliminan los contaminantes en las aguas residuales de la estación espacial. Los resultados podrían impulsar el desarrollo de un sistema de recuperación de agua basado en membranas completo y a gran escala, mejorando la recuperación de agua y reduciendo la cantidad de material que debe lanzarse a la estación espacial. Esta tecnología de filtración de agua también podría tener aplicaciones en entornos extremos de la Tierra, como entornos militares y de emergencia, y para sistemas de agua descentralizados en ubicaciones remotas.
Gaucho Lung, patrocinado por el Laboratorio Nacional de la ISS, estudia cómo la mucosidad que recubre el sistema respiratorio afecta la administración de medicamentos transportados en una pequeña cantidad de líquido inyectado, conocido como tapón de líquido. Realizar esta investigación en microgravedad permite aislar los factores involucrados, incluidas las fuerzas capilares o de absorción, las características del moco y la gravedad. Comprender el papel de estos factores podría informar el desarrollo y la optimización de tratamientos respiratorios específicos. Además, el trabajo podría contribuir a nuevas estrategias para controlar la contaminación en tuberías para líquidos utilizados en las industrias alimentaria y sanitaria.