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Detrás de cámaras de GPM
Parte II: Daniel Alvarado describe el papel de los ingenieros mecánicos en esta misión
October 16, 2012
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5:28 PST
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Por Daniel Alvarado

En la primera parte de este blog Daniel Alvarado describió su niñez en Puerto Rico y la curiosidad que lo llevaba a desmontarlo todo y con la que llegó a trabajar en la NASA. En esta segunda parte, Dani te ofrece una mirada cercana a la misión satelital en la que está trabajando y su rol en ella.

Cuando sea lanzado desde la isla Tanegashima en Japón a principios del año 2014, el satélite GPM, por sus siglas en inglés, se encargará de medir dónde y cuánta agua dulce ha caído en el planeta, para así poder manejar y utilizar mejor este recurso. El satélite medirá la precipitación (lluvia, granizo y nieve) alrededor de toda la Tierra y ofrecerá un mapa global de dónde y cuánto a caído cada 3 horas. Esa información será importante para refinar los modelos climatológicos para poder estimar mejor el impacto de fenómenos naturales, monitorear inundaciones repentinas, identificar áreas en peligro de inundación cuando se derrite la nieve y hasta proveer información importante para la planificación agrícola durante sequías.

GPM es una misión internacional donde colaboran la NASA y JAXA. En esta foto, oficiales de ambas agencias examinan uno de los instrumentos del satélite. Crédito: NASA.
GPM es una misión internacional donde colaboran la NASA y JAXA. En esta foto, oficiales de ambas agencias examinan uno de los instrumentos del satélite. Crédito: NASA.

GPM mide alrededor de 5 metros (16 pies) de largo, pesa unos 3,600 kilogramos (8,000 libras) y contiene 3 instrumentos, incluyendo dos radares construidos por JAXA, la agencia espacial de Japón. Los radares envían una onda hacia las nubes, la cual rebota y regresa y luego es analizada internamente. Esta señal permite determinar si está ocurriendo precipitación y cuánta. El concepto es similar a los radares que utilizan los policías para determinar la velocidad de un vehículo. El tercer instrumento, construido por la compañía aeroespacial americana Ball Aerospace Technologies Corporation, mide la temperatura de lo que observa el satélite, permitiendo determinar si la precipitación es lluvia, granizo, o nieve.

Yo soy parte del equipo mecánico de GPM. ¿Nuestra misión? Diseñar, armar y probar la estructura de la nave espacial, en otras palabras, su esqueleto. Esta estructura tiene que ser lo más liviana posible y, a la misma vez, lo más fuerte posible para poder transportar todos los componentes de la nave espacial intactos a su órbita asignada. Esto no es fácil: el satélite tiene que sobrevivir la travesía violenta que provoca el lanzamiento del cohete y depende de su estructura para sobrevivir los efectos termales, la fuerza gravitacional (“g”), la vibración y acústica.

Los satélites son sujetos a unas condiciones extremas durante el lanzamiento. Aquí se muestra el lanzamiento del satélite Aquarius, una misión de observación de salinidad oceánica, el 11 de junio de 2011. Crédito: NASA/Bill Ingalis.
Los satélites son sujetos a unas condiciones extremas durante el lanzamiento. Aquí se muestra el lanzamiento del satélite Aquarius, una misión de observación de salinidad oceánica, el 11 de junio de 2011. Crédito: NASA/Bill Ingalis.

Para asegurarnos que el satélite sobrevivirá todo esto y luego pueda desempeñar su misión exitosamente, se realizan un sinnúmero de pruebas: eléctricas, termales, mecánicas, electromagnéticas, etc. Esto nos lleva al otro rol de los ingenieros mecánicos de un satélite: diseñamos, y armamos el equipo para realizar estas pruebas.

Este equipo consiste en piezas tan grande como un contenedor de embarque de 22,500 kilogramos (50,000 libras), plataformas móviles de 5,900 kilogramos (13,000 libras) y equipo especializado de levantamiento con grúas, hasta piezas pequeñas provisionales para instalar componentes espaciales. A veces, el diseño de este equipo puede ser hasta más elaborado que el componente que estás instalando o probando, como por ejemplo, un sistema de despliegue que simula la micro gravedad del espacio.

Ingenieros preparando el despliegue solar de GPM para una prueba de vibración. Crédito: NASA.
Ingenieros preparando el despliegue solar de GPM para una prueba de vibración. Crédito: NASA.
Prueba de un satélite de precipitación de GPM en un cuarto limpio en JAXA, la agencia espacial japonesa. Crédito: NASA.
Prueba de un satélite de precipitación de GPM en un cuarto limpio en JAXA, la agencia espacial japonesa. Crédito: NASA.
Equipo mecánico trabajando en el satélite. Crédito: Daniel Alvarado.
Equipo mecánico trabajando en el satélite. Crédito: NASA.

Actualmente nos estamos preparando para la prueba termal de GPM que ocurrirá entre octubre y noviembre. El objetivo es asegurarnos de que todos los sistemas y componentes – baterías, instrumentos, radiadores, antena de comunicación, y más – funcionarán a pesar de las temperaturas extremas del espacio. Esta preparación tarda semanas. Para que tengas un idea, a continuación detallo los pasos que tomamos para transportar la nave a la cámara de prueba.

• La nave está completamente armada. Los últimos componentes se integraron hace algunos días. Tengo que estimar la masa y el centro de masa (o la distribución de masa) de la nave. Podrá sonar trivial, pero es una tarea difícil. Para ser lo más exacto posible, tengo que estimar la masa y la localización de cada componente instalado en la nave, por más diminuto que sea, y son miles de componentes: tornillos, cinta adhesiva, equipo temporero, cables, sábanas termales, pega, y muchos más.

• El próximo paso es levantar la nave con una grúa. Para eso debo entrar al área del “cuarto limpio,” lo que significa que tengo que cubrirme con una ropa especial para evitar contaminar la nave con mi pelo, el sucio de mis zapatos o con los aceites naturales de mis manos. Una vez allí, tengo que cercar el área donde haremos el levantamiento para asegurarme de que nadie entre al área desprevenidamente, lo que puede ser peligroso.

• Una vez todo el personal está presente le informo la tarea que vamos a realizar para que todos sepan el papel que van a jugar. Comenzamos a instalar el equipo que conecta a la nave espacial con la grúa, cuyo diseño estuvo a mi cargo. Una vez conectemos la nave, alineamos la grúa con el centro de masa que calculé anteriormente porque cualquier desalineamiento puede provocar que la nave se deslice y sufra algún daño o, peor aún, se deslice y le haga daño grave o mortal a una persona (¡recuerda que pesa alrededor de 3,600 kilogramos!).

• Una vez la nave está en el aire (mi parte favorita), la trasladamos e instalamos en una de las plataformas móviles. Desconectamos la grúa y nos preparamos para trasladarnos a la cámara termal a unos 200 metros.

• La plataforma se mueve por medio de aire a presión (en vez de ruedas). Uno de los problemas de aire a presión es que puede levantar partículas de polvo del piso, lo cual puede contaminar la nave. Por esa razón, instalamos un contenedor de contaminación a la plataforma móvil. Una vez la nave esta protegida de contaminación podemos comenzar la operación de aire a presión. Por lo general, es bastante cómodo manejar la plataforma móvil, pero puede ser peligroso para los operadores, ya que algunos pasillos son estrechos y existe la posibilidad de pillar a alguien contra una pared.

• Una vez se recorre el camino hasta la cámara termal, se levanta la nave con la grúa unos 13 metros en el aire para transferirla a la plataforma de prueba. Como dentro de la cámara termal hay un espacio limitado, esta labor de levantamiento es más compleja y el equipo la hace con mucho cuidado sabiendo que tanto los componentes como los operadores se exponen a posibles daños si ocurre algo inesperado.

Equipo mecánico de GPM. Crédito: NASA.
Equipo mecánico de GPM. Crédito: NASA.

Esta es sólo un ejemplo de las múltiples operaciones que hacemos a diario en el equipo de mecánica de GPM. Aunque me pongo nervioso cada vez que comienzo una operación compleja, me lleno de alegría (literalmente no puedo parar de sonreír), cuando se utiliza una de las piezas que diseñé para una operación en la nave o cuando estoy a cargo de la operación – cuando sé que el satélite de $1 billón de dólares está en mis manos. Siempre hay algo de nervios porque aunque diseñamos y probamos las piezas para sostener fuerzas increíbles, existe la posibilidad de que ocurra lo inesperado. Al final, sin embargo, la satisfacción es grande – y el alivio inmenso – cuando la nave se traslada exitosamente a su próximo destino…y se acerca cada vez más a cumplir una misión tan importante para la Tierra.

Representación artística de GPM. Cuando sea lanzado en el 2014, recibirá el apoyo de otros satélites para en conjunto proveer medidas de precipitación a nivel global en tiempo real. Crédito: NASA.
Representación artística de GPM. Cuando sea lanzado en el 2014, recibirá el apoyo de otros satélites para en conjunto proveer medidas de precipitación a nivel global en tiempo real. Crédito: NASA.

¿Te interesa la ingeniería? Aprovecha la oportunidad de escuchar de tres ingenieros de la NASA durante un webinar en español sobre la misión Aquarius mañana a las 4pm ET. Oprime aquí para más información.

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