España Participa en el Columbus

Con la cuenta atrás en marcha y la tripulación en Florida, se desgranan en el centro espacial Kennedy las últimas jornadas previas al lanzamiento del transbordador Atlantis. Los técnicos continúan diciendo que no hay dificultades técnicas, y los expertos meteorólogos dan un 80 por ciento de posibilidades de que el tiempo sea favorable en la hora del despegue. La carga principal de la misión, el módulo científico Columbus, se halla dentro de la bodega del Atlantis, a la espera del momento de la partida. Después de muchos años de paciente espera, Europa por fin tiene lista a su principal contribución para la estación espacial internacional. Cuando el Columbus quede unido al complejo orbital, los países miembros de la Agencia Espacial Europea dispondrán de un laboratorio de primer orden en el espacio, capaz de realizar investigaciones a largo plazo en un amplio rango de especialidades, como la biología, la fisiología, la ciencia de los materiales, la física de fluidos, la tecnología, las ciencias de la vida e incluso la educación. En su interior se encuentran cinco “racks” científicos repletos de instrumentos y unidades de trabajo (hay espacio para cinco más). Otros dos serán instalados en su exterior, para actuar como plataformas expuestas al vacío. Sus actividades serán controladas desde el Columbus Control Centre, en Oberpfaffenhofen. Estructuralmente, el Columbus es un cilindro de 8 metros de largo por 4,5 metros de diámetro, con un peso de 13 toneladas, 2,5 de las cuales son carga útil. Hasta tres astronautas podrán trabajar simultáneamente en su interior, en alguno de los cuatro laboratorios independientes que contiene: Laboratorio Científico de Fluidos (Fluid Science Laboratory, FSL), que realizará un análisis científico del comportamiento dinámico y otros fenómenos de los fluidos en condiciones de microgravedad; Módulo de Fisiología Europeo (European Physiology Module, EPM), que servirá para el examen médico del organismo humano con relación a la osteolisis, balance del agua y cambios en el sistema inmunológico; Rack multifuncional europeo (European Drawer Rack), un rack universal diseñado para albergar cuatro instrumentos, o cargas útiles, y facilitar todas las conexiones mecánicas y de control térmico y todo lo necesario para la transmisión de datos y de vídeo; y el Biolab, que se utilizará para realizar investigaciones y experimentos biológicos en cultivos celulares, microorganismos, plantas e invertebrados pequeños.
España, como miembro de la ESA, va a jugar un papel notable en el programa. Varias empresas españolas contribuyen con diversos equipos avanzados.
NTE ha participado activamente en el desarrollo del BIOLAB, siendo la responsable del diseño, fabricación, integración y calificación de dos de sus elementos principales, las unidades térmicas TCU y ATCS, así como de otros subsistemas. La TCU es un sistema de acondicionamiento térmico, que se puede utilizar como congelador o refrigerador, para el almacenamiento y conservación de contenedores de experimentos y muestras a cualquier temperatura seleccionada entre +10°C y -20°C, y que garantiza la temperatura de la muestra con una precisión de ±1°C. La ATCS es un sistema de acondicionamiento térmico de menor tamaño, para enfriar o congelar las muestras tomadas de los contenedores de experimentos, que son introducidas y extraídas automáticamente de la ATCS. Las muestras se almacenan a cualquier temperatura seleccionada entre +10°C y -20°C y se garantiza la temperatura de la muestra con una precisión de ±1°C. Tecnalia Aerospace (INASMET) ha sido subcontratada por NTE para el diseño detallado y la fabricación de la carcasa, el aislamiento inferior y las bolsas de muestras. NTE también ha intervenido en la Experiment Preparation Unit (EPU), que se usará para procesar las muestras biológicas enviadas desde la Tierra y que habrán sido previamente congeladas. En síntesis, la EPU realizará de manera secuencial la descongelación controlada de las células, sucesivos lavados para eliminar los fluidos crioprotectores, la dilución de las células en un nuevo medio natural no tóxico y, finalmente, el almacenamiento de las células así tratadas. Todos estos pasos se realizarán en condiciones inducidas de 1 g. NTE se ha encargado del diseño, desarrollo, fabricación, integración y verificación de todos los subsistemas electrónicos correspondientes al panel de control, estator y rotor y del desarrollo del software empotrado (command and data handling) para los modelos de vuelo y de referencia científica. Además, NTE ha sido la responsable del diseño, desarrollo, fabricación, integración, verificación y suministro de la electrónica de potencia del subsistema térmico del incubador del BIOLAB, un elemento clave de éste, ya que los experimentos se realizan en su interior. Está formado por 2 centrífugas independientes en las que pueden colocarse hasta 6 contenedores de muestras biológicas en cada una de ellas. El incubador puede mantiene la temperatura ente 18 y 40ºC. Más adelante, se enviará al Columbus uno de sus equipos más importantes: el MARES. NTE es el contratista principal del Muscle Atrophy Research and Exercise System (MARES), que es una instalación de la ESA para la investigación sobre los músculos del ser humano, y que formará parte de la Human Research Facility (HRF) de la NASA, y se integrará dentro del Columbus en el año 2009. MARES va montado en el pasillo del Columbus y es capaz de aplicar un estímulo programable en velocidad o en par/fuerza a determinados grupos musculares del cuerpo. Tras ello, MARES mide la respuesta de par/fuerza y velocidad del sujeto.
Por su parte, EADS Astrium Crisa ha suministrado para el laboratorio Biolab toda la electrónica de actuación de motor del MELFI (Minus Eighty Laboratory Freezer for ISS), un avanzado sistema de refrigeración y congelación vital para mantener las muestras biológicas de los experimentos que se realicen en el espacio. También ha suministrado el EGSE, o banco de pruebas, para el Sistema de Gestión de Datos. Su desarrollo incluye una plataforma de hardware y software para gestionar los servicios típicos de alto nivel de un sistema en tiempo real y las funciones de kernel para los estándares de transporte de datos para telemetría, telecomandos y utilización de paquetes.
Otra empresa española, GMV, ha desarrollado aplicaciones de ayuda a la planificación para la mejor utilización de los recursos a bordo del Columbus. También ha participado en el diseño de aplicaciones para la explotación del laboratorio por parte de los usuarios finales de los experimentos, y en la definición de los interfaces de usuario.
En cuanto a IberEspacio, y en relación con los Sistemas de Control y Soporte de Vida (ECLSS), ha desarrollado los modelos iniciales, así como las librerías de submodelos y de componentes que han permitido comprobar exhaustivamente los diversos modos de operación y transitorios en el interior del módulo Columbus. Basándose en el programa de simulación EcosimPro, se desarrollaron los distintos esquemas funcionales y metodologías de análisis que modelizan y comprueban el comportamiento de los sistemas en condiciones extremas.
SENER ha intervenido en el componente estructural de Columbus. Ha sido responsable de las estructuras de soporte (Racks) de diversos subsistemas, para las que ha realizado la concepción, el desarrollo, el ensamblaje, los ensayos de calificación y la entrega; de la estructura de la plataforma exterior del módulo, que acogerá cuatro plataformas para experimentos externos a la zona presurizada y que cuenta, por tanto, con mecanismos diseñados para la actuación del astronauta en condiciones de actividad extravehicular; y de las estructuras secundarias del laboratorio de fluidos, que SENER proporcionó calificadas para vuelo. Estas estructuras acomodan internamente los equipos del laboratorio de fluidos en el ‘rack’ correspondiente y proporcionan los medios para abrir, cerrar, extraer e insertar dichos equipos.
TECNALIA-Aerospace ha desarrollado conjuntamente con el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) el instrumento TriboLab. Se trata de un laboratorio de tribología para el estudio de la fricción, el desgaste y la lubricación que tiene lugar entre superficies sólidas en movimiento. También ha sido el responsable científico de los experimentos de Tribolab y realizará las tareas de teleoperación del instrumento desde sus instalaciones en San Sebastián y del seguimiento del funcionamiento de los distintos instrumentos, de las temperaturas, voltajes y otros parámetros del tribómetro, además del estudio de los datos científicos.
La empresa española TECNOLOGICA ha participado en el estudio para el establecimiento de un almacén centralizado para componentes electrónicos, en la evaluación tecnológica de componentes electrónicos y en la ingeniería, aprovisionamiento y ensayos de componentes electrónicos. Las actividades de evaluación y aprovisionamiento fueron ejecutadas por TECNOLOGICA como miembro del consorcio IMAGE, constituido por las 5 principales agencias de aprovisionamiento de Inglaterra, Francia, Alemania, EEUU y España. (Foto: NASA)

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