La vida en el espacio: preparándose para una realidad cada vez más tangible

A medida que se acerca 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 está planificando e investigando las actividades que los humanos realizarán en nuevos entornos ingrávidos.

Desde 2017, la Iniciativa de Exploración Espacial (SEI) ha orquestado vuelos parabólicos regulares a través del programa de investigación ZERO-G para probar experimentos que se basan en la microgravedad. En mayo, SEI apoyó a investigadores del Media Lab; los departamentos de Aeronáutica y Astronáutica del MIT (AeroAstro), Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) e Ingeniería Mecánica; Instituto Kavli del MIT; el Programa del MIT en Arte, Cultura y Tecnología; el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL); la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de la Universidad de Harvard; Centro de Artes y Medios Colaborativos de la Universidad de Yale; el Laboratorio Szostak afiliado y el Programa Harvard-MIT en Ciencias y Tecnología de la Salud para pilotar 22 proyectos diferentes que exploran diferentes investigaciones 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 2019 o 2020 de MAS.838 / 16.88 (Prototyping Our Space Future) impartido por Ariel Ekblaw, fundador y director de SEI, quien comenzó a enseñar la clase en 2018. De la pandemia Covid-19 , el vuelo de 2020 se ha pospuesto, lo que ha llevado a que dos cohortes vuelen este año).

«El curso se titula intencionalmente ‘Prototipando nuestro futuro de ciencia ficción espacial'», dice, «porque esta oportunidad de vuelo que enfrenta SEI, para los laboratorios del MIT, está destinada a incubar y curar futuros artefactos para la vida en el espacio. la singularidad, la magia y la creatividad del Media Lab en el proceso «.

La clase prepara a los investigadores para la realidad de los vuelos parabólicos, que implica realizar experimentos en ráfagas cortas de 20 segundos en gravedad cero. A medida que el curso continúa ofreciendo investigación práctica y preparación logística, y a medida que se realizan más de estos vuelos, los proyectos en sí están demostrando una ambición y madurez crecientes.

“Algunos estudiantes son viajeros habituales que han madurado sus experimentos y [other experiments] provienen de investigadores en el campus del MIT de un número récord de departamentos, laboratorios y centros del MIT, y algunos incluyen ex alumnos y otros colaboradores externos ”, dice Maria T. Zuber, vicepresidenta de investigación del MIT y asesora de la facultad de SEI. «En resumen, hubo una dura competencia para seleccionar, y algunos de los experimentos están lo suficientemente avanzados como para que pronto sean aptos para vuelos espaciales».

Sueña en grande, diseña con audacia

Tanto las cohortes de vuelo de 2020 como de 2021 incluyeron nuevos experimentos audaces que hablan del enfoque único de SEI en la investigación interdisciplinaria. Algunos buscan aprovechar 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 han colaborado en Zenolith, un dispositivo señalador de vuelo libre para orientar a los viajeros espaciales en el universo o, como dice el equipo de investigación, una brújula espacial 3D. «Pudimos realizar algunas maniobras en gravedad cero y confirmar que nuestro sistema de control estaba funcionando bastante bien, el primer paso para apuntar el dispositivo a cualquier punto del sistema solar», dice Sarang. «¡Todavía tendremos que cambiar el diseño mientras trabajamos hacia nuestro objetivo final de enviar el dispositivo a la Estación Espacial Internacional!»

Luego está el proyecto Traje de protección contra la carga por gravedad de Rachel Bellisle, estudiante de doctorado del programa Harvard-MIT en Ciencias y Tecnologías de la Salud y Draper Fellow. El Skinsuit está diseñado para replicar los efectos de la gravedad de la Tierra para su uso durante el ejercicio en futuras misiones a la Luna o Marte y para mitigar aún más los efectos fisiológicos inducidos por la microgravedad en los escenarios actuales de la misión ISS. El traje tiene un historial de desarrollo de más de 10 años en el MIT y a nivel internacional, con experimentos previos de vuelo parabólico. Skinsuit nació en el laboratorio de Dava Newman, quien ahora es director de Media Lab.

“Diseñar, volar y probar un prototipo real es la mejor manera que conozco de preparar nuestros diseños de trajes para misiones de vuelos espaciales a largo plazo”, dice Newman. «¡Y volar en microgravedad y gravedad parcial en el avión ZERO-G es una maravilla!»

Junto al Skinsuit, hay otros dos proyectos volados esta primavera que involucran wearables y prototipos de trajes: el traje peristáltico desarrollado por la investigadora del Media Lab Irmandy Wicaksono y el proyecto Bio-Digital Wearables o Space Health Enhancement del investigador del Media Lab Pat Pataranutaporn.

«Los dispositivos portátiles tienen el potencial de desempeñar un papel fundamental en el seguimiento, el apoyo y el mantenimiento de la vida humana en el espacio, reduciendo la necesidad de la intervención de expertos médicos humanos», dice Pataranutaporn. «Además, tener esta experiencia de microgravedad después de nuestro taller SpaceCHI … me dio muchas ideas para pensar en otros sistemas en el cuerpo que pueden aumentar a los humanos en el espacio, lo que no creo que obtendría con solo leer un artículo. Investigación «.

AgriFuge, de Somayajulu Dhulipala y Manwei Chan (estudiantes de posgrado en los departamentos de ingeniería mecánica y AeroAstro del MIT, respectivamente), ofrece a los futuros astronautas un hábitat vegetal giratorio que proporciona gravedad simulada y un sistema de riego controlable. AgriFuge prevé un futuro de misiones de larga duración en las que la tripulación cultivará sus propias plantas, para reponer oxígeno y alimentos, así como para los beneficios psicológicos del cuidado de las plantas. Otros dos proyectos relacionados con la cocina que volaron esta primavera incluyen H0TP0T, de Larissa Zhou de Harvard SEAS, y Gravity Proof, de Maggie Coblentz de SEI, cada uno de los cuales ayuda a demostrar una creciente cartera de investigación práctica sobre la «vida en el espacio» en fase de prueba. en estos vuelos.

El toque humano

Además de los proyectos individuales cada vez más ambiciosos y sofisticados, un tema emergente en el esfuerzo de microgravedad de SEI es un enfoque en los enfoques de diferentes aspectos de la vida y la cultura en el espacio, no solo en relación con la cocina, sino también con la arquitectura, la música y el arte.

Esta primavera, Sanjana Sharma de SEI lanzó su proyecto Fluid Expressions, que se centra en el diseño de una cápsula de memoria que sirve tanto como un kit de pintura para el viajero espacial como como un recordatorio físico y personificado del hogar. 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 siente realmente la gravedad cero, así como cómo los movimientos asociados con la pintura difieren durante la ingravidez».

Ekblaw fue mentor de dos nuevos proyectos arquitectónicos como parte de la cartera de SEI, basándose en el propio trabajo de TESSERAE para el autoensamblaje en el espacio: los marcos espaciales de autoensamblaje de Che-Wei Wang de SEI y las estructuras espaciales reconfigurables de Martin Nisser CSAIL del MIT. Wang visualiza su proyecto como una forma de construir espacios privados en entornos de gravedad cero. «Se podría pensar en una carpa emergente como espacio», dice. «El concepto puede escalar potencialmente a estructuras mucho más grandes que se autoensamblan en el espacio, fuera de las estaciones espaciales».

Hacia adelante y hacia arriba

Dos proyectos que exploran diferentes nociones sobre 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 de EAPS del MIT y actual miembro de la facultad de Georgia Tech, y Daniel Duzdevich, postdoctorado en el Laboratorio Szostak.

El proyecto ELI es una continuación del trabajo dentro del laboratorio de Zuber y se ha utilizado en vuelos anteriores. “En general, nuestros objetivos son construir un instrumento sensor de vida de baja masa que pueda detectar la vida como la conocemos o como no la conocemos”, dice Carr. Durante el vuelo de 2021, los investigadores probaron hardware actualizado que permite el control automático de la brecha subnanométrica en tiempo real para mejorar la fidelidad de medición del sistema, con resultados generalmente positivos.

La extrusión híbrida de microgravedad, dirigida por el integrador de misiones de SEI, Sean Auffinger, junto con Ekblaw, Nisser, Wang y el estudiante del Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado del MIT, Aiden Padilla, ha sido probado en ambos vuelos esta primavera y trabaja para construir in situ estructuras espaciales a gran escala. También es uno de los proyectos seleccionados para volar en una misión ISS en diciembre de 2021. SEI también está planeando una futura misión «Astronaut Interaction» a la ISS en 2022, en la que artefactos como Zenolith tendrán la oportunidad de ser manipulados directamente por astronautas. .

Este es un quinto aniversario importante para SIX. A medida que estos vuelos anuales continúan y los experimentos a bordo continúan avanzando, los investigadores apuntan más hacia el diseño y la preparación para el futuro de la civilización interplanetaria.