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El hombre que sobrevivió a una desacelaración de 214g y el hombre que lo hizo posible

Kenny BräckKenny Bräck es un piloto sueco que antes de retirarse participaba en distintos circuitos de Indy, CART e Indianapolis. Fue en uno de estos torneos en los cuales sufrió el peo accidente de su carrera, el cual no sólo es el peor en su historia pero además considerado como el peor accidente en la historia del automovilismo. Este fue en el año 2003, en la Texas Motor Speedway, su vehículo trabo sus ruedas con el conducido por Tomas Scheckter y en cuestión de milissegundos ambos autos quedaron destruidos. El de Scheckter sufrió el menor daño, ya que continuo contra el borde de la pista, p3ro el de Bräck comenzó a girar como un trompo, desintegrándose en el proceso.

Galileo ProbeDurante ese trompo descontrolado, Bräck sufrió múltiples desaceleraciones, incluído un pico de 214g (1g es igual a la aceleración de la gravedad, 9,8m/s²), algo terrible. Para darnos una idea, la Galileo Probe, la mini sonda experimental que se desprendió de la nave sonda Galileo en 1995 y entró a la atmósfera de Júpiter a unos 47 kilómetros por segundo, al impactar contra la atmósfera sufrió una desaceleración de 230g, y la fricción fue tal que su escudo termal de 152 kilogramos perdió 80 kilogramos durante el ingreso. La sonda luego desplegó su paracaídas y durante 58 minutos transmitió a su nave madre las lecturas del interior de Júpiter, un verdadero infierno.

Ilustración de la Galileo Probe

El hombre que lo hizo posible
John StrappBräck no tendría que haber sobrevivido a semejante colisión, pero lo hizo, con fracturas múltiples y 18 meses de terapía, pero lo hizo, y lo hizo gracias a otro hombre: el coronel John Stapp, un médico, cirujano de vuelo y biofísico de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos quien dedicó su vida al estudio de la desaceleración en los pilotos. Strapp también trabajaría, tras retirarse de la fuerza aérea en la NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration), estudiando los efectos de las colisiones y la desaceleración en los conductores.

Strapp es un héroe silencioso, ya que a pesar de no ser conocido es quizás responsable de haber salvado cientos de miles de vida, y eso no es una exageración. A finales de los años 40, y con el fin de no arriesgar la vida de sus pilotos, se ofreció como voluntario para llenar su cuerpo de sensores y someterse a violentas desaceleraciones, estudiando además las reacciones mecánicas del cuerpo. La información recogida de éstas pruebas sería fundamental para la creación de los crash test dummies, los maniquíes de pruebas de choque.

En 1954 realizaría su más peligrosa prueba, tras la misma quedaría temporalmente ciego. Esta prueba, para la cual se debió atar a un trineo impulsado a cohete, sirvió para re-diseñar los arneses de seguridad y los asientos del piloto para proteger el cuello y evitar un paro cardíaco al sufrir presión extrema en el pecho por parte del cinturón de seguridad sujetando al piloto. Parte de estos hallazgos brindarían información para la creasion de los HANS Devices (Head And Neck Support Device), o en español: Soporte para cabeza y cuello, que salvan incontables vidas en pilotos de carrera y de aviones.

Los datos recolectados sirvieron para la creación de los maniquíes de pruebas modernos, tanto los efectos físicos sufridos por la victima así como varios rediseños y nuevos conceptos de seguridad que no eran considerados hasta ese momento.

Relacionados
– Su historia nos recuerda a Joseph Kittinger, otro arriesgado hombre que recolectó datos imprescindibles para la ciencia.

– Para más información sobre Strapp ver: La bala humana

La impaciente y laboriosa odisea por obtener la primer imagen de otro planeta

Si bien la historia de la astronáutica tanto humana como robótica está plagada de hazañas y odiseas, como pueden ser las misiones Apolo, el satélite viajero ISEE-3/ICE o los atrapa satélites, sólo para mencionar a unos pocos, es quizás la odisea de la sonda Mariner 4 y su equipo de controladores humanos la que mayor emoción en mi despierta. No sólo por lo espectacular de tan sideral aventura, un viaje a Marte y la obtención por primera vez en la historia de una fotografía “detallada” de otro planeta, sino porque creo que la misma representa un ejemplo sintético y al punto de un espíritu aventurero que ya es hoy muy difícil de encontrar en agencias espaciales públicas.

Mariner 4

El Programa Mariner, que, resumidamente, tuvo lugar entre 1963 y 1973 con el fin de enviar sondas robot a Marte, Venus y Mercurio, fue un hecho histórico en la carrera por incrementar el conocimiento humano. Gracias al mismo no sólo se desarrollaron tanto nuevas tecnologías como teorías científicas, claro, se estaba haciendo algo que nunca nadie había hecho antes -salvo por los Soviéticos, pero todas sus misiones a Marte habían, hasta el momento, resultado en un rotundo y fulguroso fracaso- sino que además, y como ya se mencionó en el título de esta entrada, se logró obtener la primer fotografía en detalle de otro planeta. Si bien hoy día la anterior afirmación pueda resultar hasta graciosa cuando consideramos las fotografías en alto detalle que la sonda Spirit nos envía de pequeñas piedritas de unos pocos centímetros de largo desparramadas en la superficie marciana, en los tiempos de la Mariner 4, la segunda y por vez primera exitosa misión a Marte del Programa Mariner, los controladores de la misión no contaban con las veloces supercomputadoras modernas, sensores digitales de imagen de alta densidad ni con las redes de gigantescas antenas tanto en Tierra como las redes satelitales que, en coordinado equipo, se encargan de hacer llegar a los centros de control en el mundo esas preciadas y detalladas imágenes de la superficie marciana enviadas por el Spirit. No, sólo contaban con limitados equipos analógicos de computo, café y hojas y lapices, afirmación que no es exagerada, ya que la primer imagen que tenemos de otro planeta fue dibujada a mano por los impacientes controladores de la Voyager Telecommunications Section en Cabo Cañaveral.

Marte capturado por la Mariner 4     Marte capturado por la Mariner 4     Marte capturado por la Mariner 4

Durante su viaje un error mecánico llevó a que la sonda confundiese a Canopus, la estrella que debía utilizar como guía para navegar hacia Marte, con otro punto de luz, por lo que nuestro metálico Ulises se desvió varios miles de kilómetros. No obstante, la pericia y dedicación de sus controladores salvó la misión, y cuando la Mariner 4 llegó a las cercanías de Marte la misma pasó de modo de viaje a modo de ciencia planetaria, por lo que desplegó sus cámaras y antenas y con su atento ojo electrónico capturó al Planeta Rojo en Dibujo de marte a partir de las imágenes enviadas por la Mariner 4todo su esplendor. Rápidamente llenó su cinta magnética de datos con 22 imágenes tipo grilla pixelada de 200 lineas verticales por 200 puntos horizontales, las cuales ocupaban unos 634 kilobytes en su conjunto. Si bien 634K pueden ser bajados en menos de 1 segundo con una conexión de Internet moderna, a los operadores del centro VT les llevó unos cuatro días bajar la información y alimentar con ella un traductor que la convirtió en números impresos en tiras de papel con los cuales, luego, tendrían que alimentar otro dispositivo que finalmente recrearía fielmente la imagen en si misma. Sin embargo, no tendrían paciencia.

Impacientes, y deseosos de ver ya mismo los resultados, los controladores pegarían las tiras de papel en una placa iluminada y a mano pintarían cada número, representando una tonalidad, hasta completar la primer imagen de otro planeta alguna vez obtenida. El resultado, toda una obra de arte y un testamento a la curiosidad y el deseo de conocimiento.

Dibujo de marte a partir de las imágenes enviadas por la Mariner 4

RAD6000, el ordenador de 33 MHz que cuesta 300 mil dólares

RAD750Computadores costosos los hay de todo tipo, pero el RAD6000 se lleva todos los laureles. Creado para soportar las más arduas condiciones a las que una nave o sonda espacial puede encontrar en el espacio exterior, el mismo, diseñado por IBM Federal Systems -ahora parte de BAE- para la USAF durante los 90s, posee una velocidad de proceso no superior a los 35 MIPS así como una frecuencia máxima de reloj de 33MHZ y unos modestos 128 megas de ECC RAM. Todo, operado desde un sistema operativo en tiempo real llamado VxWorks. La razón de su costo, como lo habrán notado, no es precisamente su velocidad, sino su capacidad para soportar las inclementes temperaturas del espacio y, como su nombre lo indica, resistir altos niveles de radiación. Si bien resulta poco comparado con “simples” ordenadores de escritorio actuales, el RAD6000 alcanza y sobra como para servir de computadora de vuelo en todo tipo de naves.

Si bien el RAD6000 tiene un sucesor, el RAD750, con un precio similar y prestaciones un poco más elevadas, el RAD6000 es ciertamente la estrella indiscutible del espacio, encontrándose en al menos 200 satélites y naves de todo tipo, entre los que se incluyen los históricos vehículos Spirit y Opportunity y la sonda Mars Phoenix Lander. Solo 10 naves utilizan el modelo 750, entre ellas, la más famosa es la sonda Mars Reconnaissance Orbiter.

Enlaces relacionados
Una entrevista a Peter Gluck de la NASA (en inglés) sobre el RAD6000 y su uso en el MPL.
Las distintas naves espaciales, incluido el transbordador espacial, y los procesadores que utilizan. Muchos podrán sorprenderse al observar que una vehículo tan espectacular como el transbordador utiliza un software de control que no supera el mega y el cual es ejecutado desde un procesador 80386. Pero, en un medio donde lo reducido y lo eficiente reina, esto es la regla.

La Odisea del longevo satélite ISEE-3/ICE

1452-2.jpgSi hay una prueba de las capacidades de reciclar, reutilizar y re-implementar con las que cuenta la NASA es el satélite ISEE-3/ICE. Lanzado a finales del 78 bajo la denominación ISEE-3 -International Sun-Earth Explorer- su función sería estudiar la magnetosfera terrestre y su interacción con los vientos solares. Pero terminada esta tarea, el satélite permanecía en perfecto estado, por lo que en el 83, utilizando la gravedad lunar como impulso, se lanzaría a su nueva misión. Bajo un nuevo nombre, ICE -International Cometary Explorer,- tras dos años de viaje el complejo aparato llegaría a unos 7.800 kilómetros del cometa Giacobini-Zinner, posicionándose en su cola y obteniendo valiosos datos sobre el mismo.

El éxito de la misión haría que un año después, tras acercarse lo suficiente, comenzara un estudio del famoso cometa Halley, siendo el primer satélite en estudiar dos cometas. Tras esto, su instrumental sería configurado para tomar una órbita solar e inmediatamente quedar en modo de espera y ahorro de energía apagando sus 13 instrumentos de análisis científico. Dormido en el mar celestial pasarían así los años y las décadas, olvidado por sus creadores, y siendo ocasionalmente, cada varios años, saludado por la Tierra con la única intención de comprobar si aun funcionaba.

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El gráfico anterior muestra la intrincada Odisea del satélite ISEE-3/ICE hasta el 2012. Todavía le quedan más viajes que recorrer a lo largo de la década del 10.

Pero nuestro pequeño viajero resultaría ser más eficiente y durable de lo que cualquier persona imaginaba al momento de ser construido, y tras 22 años de haberse ido a “dormir”, sería contactado por el Jet Propulsion Lab a través de la Deep Space Network con una nueva misión. Seguir su órbita actual, la cual lo acercará a la Tierra, y volver a la Luna para el 2014, punto de partida desde el que iniciaría su caza de cometas 25 años atrás con el fin de nuevamente lanzarse a cazar cometas. Si todo sale bien, nuevamente volverá a encontrarse con cometas, aun no definidos por la NASA, en los años 2017 y 2018. Rompiendo nuevamente todos los récords unos 40 años después de haber abandonado la Tierra.

Enlaces relacionados
Excelente artículo con preguntas a uno de los responsables del proyecto por la Planetary Society (en ingles).
Galería del ISEE-3/ICE oficial de la NASA.

El caza parásito

El McDonell XF-85 Goblin, apodado como “huevo volador” a causa de su singular forma, fue comisionado inmediatamente tras la segunda guerra. Su objetivo era ser una última línea de defensa para grandes bombarderos, abriendo la posibilidad de que estos pudiesen escapar de la persecución de cazas enemigos.

Con este fin el Goblin era insertado en una de las bahías de un B-29 Superfortress. Razón por la cual sus dimensiones debían ser reducidas, convirtiéndose así en el caza a reacción más pequeño de la historia. Solo 4 metros y medio de largo. Para lograr esta reducción en tamaño se debieron de eliminar varios sistemas de la nave, como el de aterrizaje, innecesario ya que el Goblin estaba intentado para funcionar en una modalidad “parásito”, es decir, se acoplaría y desacoplaría de la nave madre mediante un sistema umbilical.

Desafortunadamente nunca se pudo concretar el sistema de reenganche a la nave nodriza, por lo que el proyecto fue descartado.

El avión más rápido

A pesar de ya tener varias décadas bajo sus alas el SR-71 sigue siendo el avión a reacción más rápido del mundo. Construido durante la Guerra Fría para espiar a los soviéticos su lema era simple y efectivo “no se destruye lo que no se puede tocar”. Con esto en mente los ingenieros de la Lockheed comenzaron a principio de los 60s a diseñar un cuerpo enteramente de titanio, para soportar la presión y las temperaturas de volar a tan altas velocidades, y una forma extremadamente aerodinámica, similar a una flecha voladora. En Marzo de 1968 comenzó su estado operacional y docenas de misiones fueron realizadas sobre suelo soviético. Si bien su velocidad máxima continua siendo un secreto bien guardado, oficialmente se dice que puede superar los 3.600 kilómetros por hora.

No obstante, y aunque no clasifica como avión, el vuelo piloteado a mayor velocidad de la historia fue realizado en un “cohete con cabina”. El proyecto X-15, un avión cohete que tuvo lugar a finales de los 50s, alcanzó una velocidad récord de 7.274 kilómetros por hora, convirtiéndose de esta manera en el vehículo piloteado más rápido de la historia (si bien el transbordador espacial alcanza velocidades muy superiores estas no son consideradas como récord ya que son producidas por la inercia y no por su sistema de propulsión).

Y el objeto más rápido construido por la humanidad
Este títiulo sin duda alguna lo ostenta la sonda espacial New Horizons, construida por la NASA con el fin de estudiar a Plutón. La misma es capáz de alcanzar una velocidad máxima de 250,000 km/h lo que es equivalente a 69,4 kilómetros por segundo, es decir, un 0.02% de la velocidad de la luz. Lo que significa que falta mucho para ir a una cantina llena de extraterrestes con el fin de contratar a un piloto mercenario que nos ayude a salvar a la galaxia de los Siths.

La única persona enterrada fuera de la Tierra

En Anfrix ya habíamos hablado del único monumento en la Luna, ahora es el turno de hablar de la única tumba que existe en otro cuerpo celeste. Eugene Merle Shoemaker es considerado hoy en día como uno de los padres de la ciencia planetaria. Experto en asteroides y fundador del Programa de Astrogeología de la USGS, sus aportes variaron desde el entrenamiento de astronautas hasta el descubrimiento de algunos de los asteroides más singulares e interesantes del sistema solar -entre ellos el famoso Shoemaker-Levy 9 el cual impactó en 1994 contra Júpiter causando una liberación de energía de unos 6 millones de megatones (unas 750 veces el arsenal nuclear completo de la Tierra) y que dio la oportunidad única a la ciencia de estudiar por vez primera un impacto planetario de semejante magnitud-

Desafortunadamente tras sufrir un accidente automovilístico en julio de 1997 Shoemaker perdió su vida. Atónitos y dolidos por la noticia la NASA decidió honrarlo de una manera única, dándole el privilegio de ser el único ser humano enterrado fuera de la Tierra. Es así que medio año más tarde, en Enero de 1998, sus cenizas serían cargadas en la sonda Lunar Prospector la cual tras 19 meses de investigación tendría como objetivo final estrellarse en un cráter cercano al polo sur lunar enterrando los restos de Shoemaker en el proceso. No casualmente el nombre del cráter era Shoemaker, crater que durante su juventud Eugene habia estudiado y catalogado intensivamente.

Lincos la lengua cósmica

De todos los lenguajes artificiales diseñados en los últimos años Lincos es probablemente el más interesante. Diseñado por el Doctor en Matemáticas Hans Freudenthal con la intención de crear un lenguaje universal capaz de hacer posible la comunicación con especies extraterrestres totalmente diferentes, Lincos utiliza la matemática y la lógica serial como patrón universal de partida.

Characteristica universalis
Esta estructura progresiva y gradual de Lincos logra sobreponerse a uno de los mayores problemas de la comunicación entre especies extremadamente distintas. Por ejemplo una de las mayores críticas realizadas a las placas informativas sobre la humanidad contenidas en la sonda Pioneer radicó en que para descifrarlas era necesario comprender de ante mano el significado de una flecha, objeto familiar en la humanidad a causa de su pasado como cazadores-recolectores y la utilización de las extremidades para señalar objetos y personas. Sin embargo, una especie muy distinta fisiológica y psicológicamente, podría llegar a ser totalmente ajena al concepto de flecha, evitando de esta manera la correcta decodificación.

La parte más llamativa del lenguaje radica en que su estructura se forma “al vuelo”, es decir, no hay una estructura preestablecida sino que es la misma “charla” la que forma la estructura semántica del lenguaje. Con el fin de crear una comunicación gradual Lincos está dividido en “diccionarios”. El primero establece, mediante pulsos, estructuras matemáticas básicas basadas en números naturales y operaciones aritméticas en base 2. La segunda parte del diccionario establece el concepto de tiempo y la manera de medirlo, con el fin de poder establecer pasado, presente y futuro en la estructura de los mensajes. Progresivamente con cada nuevo nivel de diccionarios se van creando estructuras comunicacionales mucho más complejas hasta llegar al nivel de personajes, objetos e intermediarios.

La idea principal es que al partir de conceptos matemáticos básicos basados en pulsos, algo simple de entender por cualquier especie que haya dominado la radio-comunicación, se puede progresivamente crear un sistema de comunicación cada vez más complejo no basado en las intenciones de una de las partes sino adaptado y re-interpretado por cada parte con el fin de hacerlo comprensible a su naturaleza.

Click aquí para ver un ensayo bastante explicativo del lenguaje (en inglés)