Una sencilla solución a un problema cósmico | Britany Chamberlain | TEDxUSU

El espacio ha acaparado la curiosidad de la humanidad desde tiempos remotos. Caminamos sobre la Luna, realizamos investigación de microgravedad en la estación espacial, dominamos el GPS, enviamos satélites más allá de los confínes de nuestro sistema solar ¡y más!

Ahora, con diminutos satélites estandarizados llamados CubeSats, es más fácil que nunca que los estudiantes y la industria diseñen sus propias misiones y pongan manos a la obra en una pequeña parte del espacio. El obstáculo más grande en el continuo crecimiento de CubeSats es su limitado movimiento en el espacio. Pero al aprovechar la tecnología de cohetes impresos en 3D, que se adecúa al tamaño de CubeSat y sus restricciones de peso, CubeSats podrá moverse y completar misiones más grandes y mejores. Es un pequeño pero importante paso para la solución de un problema cósmico que permite a quien sea aprender y explorar las estrellas.

Britany Chamberlain es una estudiante de posgrado de la Utah State University que está realizando un máster en ingeniería espacial. Obtuvo su licenciatura en ingeniería mecánica con un énfasis en el aeroespacio y menor en negocios de USU en 2015. Como becaria de la NASA Space Technology Research, su investigación principal son las aplicaciones de propulsión de cohetes híbridos para pequeños satélites. Cuando se graduó, quiso participar en convertir el turismo espacial una realidad. Britany es miembro del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica y de la Sociedad de Mujeres Ingenieras. Adora participar en estas organizaciones porque le dan la oportunidad de conocer
a un sinfín de personas interesantes y aprender más de lo aprendería en un aula.

Esta charla es de un evento TEDx, organizado de manera independiente a las conferencias TED. Más información en: http://ted.com/tedx

(Video) T menos 10, 9, 8, 7, 6,

5, 4, 3, 2, 1, cero.

Despegue, Falcon 9.

Britany Chamberlain:
Este es uno de los 9 cohetes Falcon

diseñados por SpaceX
para colocar satélites en el espacio.

La creación de estos cohetes gigantes
es una hazaña de ingeniería espectacular.

Como aprendiz de la ciencia de cohetes,
trabajo en mi propia hazaña de ingeniería.

Sin embargo, mi reto
no es crear un cohete gigante,

sino crear uno muy pequeño.

Uso muchos de los mismos
principios de la ciencia de cohetes

que usan SpaceX y la NASA para diseñar
diminutos cohetes como estos

que llevan a bordo
pequeños satélites llamados CubeSats.

Estos satélites en general
son casi del largo de una hogaza de pan

y para llegar al espacio
necesitan que los lleven

a bordo de uno de los cohetes
más grandes que les mostré.

El problema es que
los CubeSats son tan pequeños,

que no tienen espacio en
un sistema de propulsión convencional.

Muchos no tienen siquiera la capacidad
de hacer movimientos orbitales largos.

Así cuando sus misiones terminan,
son basura espacial en órbita.

Mientras que el espacio puede
parecer sinfín, expansión infinita,

el espacio alrededor de la Tierra
no es tan grande como solíamos creer.

Se ha estimado que más de
750 mil objetos hechos por el hombre

están actualmente en órbita.

Si no tenemos control sobre estos objetos

como los CubeSats, ocurren colisiones.

Y éstas pueden dañar satélites buenos
como la Estación Espacial Internacional

y crear miles de piezas
de residuos adicionales: basura.

Los lanzamientos de satélites se retrasan

y toda la estación espacial se ha movido,

justo para evitar esos residuos.

Si las cosas se ponen muy mal,

no podremos lanzar nada de la Tierra.

Creo que este es un gran problema
que podemos atajar

con una pequeña solución:

pequeños cohetes impresos en 3D.

Los choques con CubeSats se podrían evitar

si los satélites tuvieran
un sistema de propulsión

que los alejara de posibles colisiones

o incluso los sacara de órbita,

donde podrían quemarse en la atmósfera.

He estado trabajando
para diseñar y probar

diversos motores de cohetes
híbiridos para este propósito.

Para que funcionen con los CubeSats,

debo reducir el peso y tamaño del cohete

para que cumpla con los estándares
que usa la comunidad CubeSat.

Los cohetes que usamos están
adaptados en especial para el caso

porque se hacen principalmente
con plástico impreso en 3D.

El plástico no es peligroso,

así que podemos imprimir el combustible
del cohete desde nuestros escritorios

y probarlos en el campus.

Esto nos permite imprimir los cohetes
en todo tipo de formas raras

e investigar rápidamente
los efectos del cambio de diseño.

La mayoría de los cohetes
son cilíndricos como éste.

Pero lo que sería espacio desperdiciado
en las orillas y esquinas del CubeSat,

puedo en cambio imprimir en 3D rutas
complejas para el cableado y la fontanería

La habilidad de imprimir en 3D
partes particulares bajo demanda

es un lujo que los desarrolladores
de cohetes espaciales no tuvieron.

Esto me permite a mí
y al resto de la industria

soñar en soluciones
más grandes y mejores,

o en mi caso, soluciones más pequeñas.

Este es uno de los cohetes impreso en 3D

que va en el sistema
de propulsión CubeSat.

SpaceX y la NASA han tenido sus éxitos,

como también su parte de fracasos,

al igual que yo.

En un intento por maximizar el espacio,

mis primeros diseños de cohetes
fueron completamente triangulares.

En el papel se veían bien,

pero en las pruebas de presión
se quemaban en las esquinas angulares.

Tuve que rediseñar una y otra vez,

y aún en los nuevos diseños,

fabricar algunas de las piececillas
ha sido un gran reto.

Me salían mal las intolerancias

y requerí de creatividad
para que las piezas se ajustaran.

Rompí y dañe infinidad de herramientas

y mis manos se quedaban mugrosas.

Pero todo vale la pena
ante resultados fascinantes como éste.

(Video) (Arranca el sistema de propulsión
del cohete)

Probar los cohetes en el laboratorio
me puede dar algún entendimiento

de cómo funcionarán en los CubeSats.

Pero para investigar cómo funcionarán
en realidad en el espacio,

necesito hacer algunas pruebas
en la cámara de vacío

que simula el ambiente espacial.

Pude realizar algunas de esta pruebas

en el Centro de Vuelo Espacial Marshall
de la NASA en Alabama el verano pasado.

Trabajar en la NASA fue increíble.

Por las mañanas
en el coche hacia la oficina,

veía algunos de los gigantescos
cohetes de los que les hablé,

mientras llevaba conmigo mis cohetitos
que cabían en mi bolsillo.

Con arduo trabajo,
logramos diseñar y construir

el puesto de prueba del cohete
dentro de la cámara de vacío.

Cuando fue el día
de nuestra primera prueba,

vi como el software de control
decía que el cohete arrancaba

la válvula del oxidador se abrió,

un suave rugido llegó a mis oídos
y supe que la prueba tuvo éxito.

Este es un video tomado

desde el puerto de observación
de la cámara de prueba.

Una vez más, este éxito
tuvo algunos problemas.

Casi incendio el edificio de la NASA

(Risas)

Decidimos probar el cohete
una segunda vez,

y al principio todo parecía normal,

pero luego oímos un ruido raro

y los ruidos inusuales
no son algo que quieran oír

cuando prueban cohetes.

(Risas)

Pronto descubrimos

que eran llamas que salían
de un lado de nuestro cohete,

y nuestro puesto de prueba
empezó a derretirse y quemarse.

Mi profesor rápidamente
extinguió el incendio

y la pérdida de equipo fue leve.

Pero como pueden imaginar,
la NASA no estaba nada contenta.

(Risas)

Porque no era la única
que usaba ese edificio,

que aloja otros equipos
de vuelos espaciales y experimentos

que incluyen algunos de la misión a Marte.

Eso me recordó que los vuelos espaciales
exitosos no son trabajo de una persona,

y que el desarrollo de nueva tecnología
no es siempre un camino fácil.

Me sigo esmerando en hallar un diseño
de cohete que cumpla con mis metas.

Los CubeSats son una pequeña parte
de un gran problema de residuos

y mis cohetes CubeSats
son sólo una pequeña parte

de la solución más grande
de reducción de basura espacial.

Limpiar el espacio y mantenerlo así

requerirá más esfuerzo
de muchas personas como yo.

Requerirá de consideración

de cada agencia espacial
y empresa privada,

desde las que desarrollan
los grandes cohetes,

a los diseñadores
de cada satélite individual.

Deben considerar

lo que pasará con su satélite
cuando la misión termine.

Pensar en reducir la basura espacial
con cada satélite que lanzan.

Con suficientes pequeños pasos
podemos dar un gran salto,

que elimine la basura espacial.

Así el espacio seguirá siendo accesible

para todos los que buscan
usar ese recurso estelar.

(Aplausos)