Cómo mandar algo al espacio
El 2021 nos encontró en la búsqueda de proyectos que nos representen un desafío: algo que ponga a prueba nuestra capacidad de hacer cosas que estén fuera de nuestra zona de confort y que a la vez nos permita compartir nuestra experiencia haciendo un aporte a la comunidad.
En esa búsqueda nos encontramos con una posibilidad que nos pareció tan ambiciosa como desafiante: mandar algo al espacio.
Inicialmente las dudas y el miedo eran tan grandes como las ganas de hacerlo. Sin embargo, con el correr de los días y a partir de un gran proceso de investigación, fuimos bajando la incertidumbre y nos dimos cuenta de que llegar al espacio no era algo tan imposible ni limitado sólo a aquellos con misiones especiales o con un presupuesto incalculable. ¿Cómo? Con un globo y helio. Mucho helio.
Ese fue el momento en el que dimos comienzo al proyecto Aurora.
Un poco de contexto
Los globos meteorológicos permiten llevar una carga hasta la estratósfera, es decir, a una altura de entre 10 km y 50 km sobre el nivel del mar.
Para lograr esto es necesario inflarlo con helio. Dicho gas tiene una densidad menor que el aire y por esta razón, así como una cucharada de aceite flota en un vaso de agua, el globo empieza a elevarse. A medida que sube, la presión atmosférica se reduce lo que provoca que el helio dentro del globo se expanda. El globo, al estar construido en latex, tiene una gran elasticidad. Cuando el material alcanza su limite elástico (provocado por la fuerza de expansión del gas), explota y la carga desciende a tierra con un paracaídas.
¿Cómo sé cuanto helio necesito? ¿Y si me paso? ¿Y si me quedo corto?
Para empezar a responder estas preguntas lo más importante es saber que la cantidad de helio inicial depende del tamaño del globo, el peso de la carga, la altura que queremos alcanzar y la velocidad de subida.
Si tenemos en cuenta que la velocidad de subida recomendada es de 5 m/s entonces, a mayor peso de la carga, se necesita más gas para elevarla. Es importante saber que cuanto más helio tenga el globo en su inicio, menos va a poder elevarse.
Por suerte hay herramientas online que permiten responder estas preguntas y hacer los cálculos de manera rápida y sencilla. Estas son algunas de ellas:
El objetivo de Aurora fue sacar fotos de la tierra a unos cuantos kilómetros sobre el nivel del mar pero además tomar algunas mediciones como temperatura, humedad y presión. Ya teníamos el globo, solo faltaba algo en qué mandar los distintos dispositivos. Bueno, diseñar y construir una caja que va a ir al espacio atada a un globo tiene algún que otro desafío interesante.
En la estratósfera hace mucho frío
La temperatura en esta capa de la atmósfera va desde los -65°C en su parte más baja hasta los -3°C en su punto más alto. Por lo tanto, mantener nuestra carga resguardada de las bajas temperaturas es fundamental.
La forma más sencilla de conseguir esto es utilizando una caja de telgopor, de las que se usan para conservar y transportar alimentos.
Preparados para la caída
Si bien la caja cae a una velocidad controlada por la ayuda de un paracaídas, el impacto contra el suelo no es despreciable. Se estima una velocidad en el momento del impacto de entre 20 y 30 km/h.
Para reducir las posibilidades de que la fuerza del impacto rompa la caja o alguno de los elementos de su interior, la recubrimos con varias capas de cinta multiuso (duct tape). Lo bueno de usar esta cinta es que no solo logramos hacer que nuestra carga sea más resistente y robusta, sino que también brinda una protección extra contra el frío y la humedad.
Como no estábamos tranquilos con eso, decidimos agregar una pared de goma espuma en el interior cuyas funciones eran dar un marco para los distintos dispositivos y protegerlos de la caída.
No te olvides de prender las cámaras
Para grabar las imágenes que fuimos a buscar usamos dos GoPro. Una en la base de la caja apuntando hacia abajo y otra ubicada al frente y grabando la línea de horizonte.
Los bordes exteriores de donde se ubicaron las cámaras fueron pintados de negro con el fin de evitar que el reflejo del sol arruine las imágenes.
Es importante que las cámaras no estén dentro de una carcasa o un estanco cerrado. De lo contrario, la condensación va a generar que el lente se empañe.
Si bien las baterías de las cámaras tienen una duración mayor al tiempo de viaje, decidimos conectarlas a un cargador portátil para garantizar que sigan grabando ante cualquier eventualidad.
Que no se corte
Uno de los desafíos más importantes del proyecto es armar un sistema que una la carga, con el paracaídas y el globo, que sea seguro y que permita que la caja se mantenga equilibrada durante todo el trayecto.
Después de leer muchos artículos, ver videos y hacer múltiples pruebas, concluimos que la forma más utilizada consistía en pasar dos tramos de cuerda de nylon trenzado por las esquinas de la caja formando un paquete con ellas. Una vez pasadas las sogas, se unen las cuatro puntas resultantes manteniendo el mismo largo sobrante en cada uno de los tramos.
Tengamos presente que la caja no se queda quieta durante el viaje y para evitar que los fuertes vientos enreden algunos de los tramos que unen el paracaídas a la caja o el globo al paracaídas usamos un emerillón. Esto permite que las cosas que estén atadas a sus puntas puedan rotar independientemente una de la otra.
Todo genial pero, ¿por donde retiramos la carga?
Mucho más importante que filmar la curvatura de la tierra a 21 km es recuperar la carga que lleva las GoPro para ver esos videos y poder compartirlos.
Para conocer la posición exacta del globo en cada punto del trayecto, usamos un GPS satelital. De esta manera, cuando la caja tocó el suelo, supimos donde teníamos que buscarla.
Este GPS es bastante simple de usar: funciona con pilas y el seguimiento de la posición se realiza a través de una página web. La única condición es que esté siempre “mirando” para arriba, como en la imagen. Para conseguir esto, diseñamos e imprimimos en 3D un gimbal, es decir, un estabilizador que, sin importar para que lado rote la caja, mantiene el GPS con la misma orientación.
Ya tenés todo para llegar al espacio
Pero… ¿Para qué?
Entre muchas aplicaciones posibles para este tipo de proyectos, quisimos que Aurora tuviese un aspecto científico. Además de las imágenes, nuestro objetivo fue enviar un dispositivo para tomar distintas mediciones y luego analizarlas.
Si queres saber más sobre la computadora que viajó dentro de Aurora, podés leer nuestro próximo artículo sobre cómo combinamos electrónica y programación para construirla.
