¿Cómo simula la NASA la gravedad cero en la Tierra para probar el equipo?

Antes de enviar cualquier equipo o hardware al espacio, generalmente se prueba rigurosamente para asegurarse de que pueda soportar los extremos del espacio. Desde las bajas temperaturas hasta la radiación, el espacio es duro para los equipos, pero el hardware también funciona de manera diferente en el espacio que en la Tierra debido a la diferente gravedad. Entonces, ¿cómo hacen organizaciones como la NASA para simular la gravedad cero en la Tierra?

Los astronautas ponen a prueba su temple en el Laboratorio de flotabilidad neutra (NBL), una piscina gigante que contiene 6,200 millones de galones de agua. Gracias al tamaño, los astronautas pueden trabajar con maquetas de tamaño real para ayudarlos a prepararse para su viaje al espacio. Pero el NBL es solo para el entrenamiento de astronautas, no para probar equipos para ver cómo les iría en el espacio.

Esto plantea la pregunta: ¿podemos crear gravedad cero en la Tierra? ¿Y qué tan confiable es para probar equipos que se enviarán al espacio exterior? Vamos a averiguar.

Los vuelos parabólicos ayudan a replicar las condiciones de gravedad cero en la Tierra al proporcionar hasta 40 segundos de "caída libre". Los orígenes del vuelo parabólico para simular la gravedad cero se remontan a 1950, cuando fue propuesto por primera vez por investigadores de la Base de la Fuerza Aérea Brooks en Texas. En 1959, los pilotos pudieron lograr de 10 a 15 segundos de caída libre en un transporte de carga C-131B, que era lo suficientemente grande para entrenar astronautas y probar equipos. Esto fue parte del Programa de Gravedad Reducida de la Fuerza Aérea, que comenzó en 1957 y ha estado a cargo de la NASA desde 1973.

Estos vuelos funcionan volando en forma de parábola. El avión comienza a acelerar y luego el piloto se detiene. Cuando el avión sube a una velocidad lo suficientemente rápida, el piloto realiza un empuje, reduciendo el empuje, lo que permite que los ocupantes y el equipo del avión caigan a la misma velocidad que el avión.

El vuelo parabólico es un método de bajo costo y de uso frecuente para simular la gravedad cero en la Tierra (o para simular la gravedad en la Luna o Marte), pero está limitado por la duración.

Los sistemas de descarga por gravedad funcionan mediante el uso de un dispositivo tipo grúa aérea para descargar el peso de un ser humano o de un equipo para simular la gravedad cero, la gravedad lunar y la gravedad de Marte. El Sistema de Descarga de Gravedad de Respuesta Activa (ARGOS) es un dispositivo grande ubicado en el Centro Espacial Johnson de la NASA. Rastrea y sigue activamente el movimiento usando un sensor de ángulo de cable. Esto significa que el equipo y la nave espacial se pueden mover e interactuar con ellos, y ARGOS mantendrá el nivel de gravedad simulado. Se pueden lograr efectos similares con un complejo sistema de peso y poleas para descargar los efectos de la gravedad de la Tierra, un sistema que los ingenieros usaron para probar el telescopio espacial James Webb.

Si bien ARGOS es un dispositivo grande, existen mesas de descarga por gravedad más pequeñas, perfectas para probar equipos. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA tiene una mesa que consiste en una gran pieza de granito pulido y nivelado. De hecho, pueden hacer que el equipo de prueba "flote" sobre la mesa gracias al trineo en el que están colocados: los cojinetes de aire producen una fina capa de aire debajo del trineo, lo que hace que flote sobre la mesa. "Es básicamente como una mesa de hockey de aire al revés", dijo Joe Easley, ingeniero de pruebas y demostraciones de robótica de NASA Goddard.

La desventaja de los sistemas de descarga por gravedad es que no siempre ofrecen las seis direcciones en las que puede mover cosas en gravedad cero; por ejemplo, la mesa de descarga por gravedad solo ofrece tres grados de libertad, lo que puede limitar la precisión.

La NASA también tiene una Instalación de Investigación de Gravedad Cero específica en el Centro de Investigación Glenn que ha estado en funcionamiento desde 1966. Funciona utilizando una cámara de vacío de acero de 467 pies de largo. Una bomba de vacío reduce la presión a 0,05 torr. (A modo de comparación, la presión atmosférica estándar es de 760 torr). Luego, una grúa deja caer el equipo o el experimento en la cámara de vacío y los investigadores tienen 5,18 segundos para estudiarlo en caída libre. Al igual que el vuelo parabólico, la desventaja de este método es el poco tiempo disponible, así como un límite de peso de 2500 libras.

Los investigadores siempre están buscando nuevas formas de probar el hardware y los experimentos antes de enviarlos al espacio. Pero en estos días, a medida que los costos de acceso al espacio son más bajos, la Estación Espacial Internacional se usa a menudo como banco de pruebas para hardware en lugar de tratar de descubrir cómo podemos crear gravedad cero en la Tierra.

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