La Universidad de Chile encabeza un equipo multidisciplinario compuesto por diversas instituciones nacionales e internacionales que busca marcar un hito en la exploración espacial del país. Este esfuerzo conjunto tiene como propósito avanzar en el desarrollo tecnológico y en la comprensión de la vida en el espacio.
Coordinado por el Laboratorio de Exploración Espacial y Planetaria (SPEL) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, el grupo también está integrado por investigadores/as de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), la Fundación Biociencia, además de especialistas invitados/as tanto nacionales como internacionales, el grupo busca agregar un nuevo eslabón en la cadena de desarrollo tecnológico espacial chileno.
Para lograrlo, el equipo enviará a la Estación Espacial Internacional (EEI) un contenedor diseñado para albergar investigaciones que operarán bajo condiciones de microgravedad y radiación. Entre los principales experimentos que viajarán al espacio destacan:
- Biología espacial: Análisis de diferentes organismos biológicos que permanecerán en estados activos y liofilizados durante seis meses en la EEI. .
- Genética: Ensamblaje de secuencias de ADN sintético en microgravedad.
- Pruebas ópticas y mecánicas: Evaluación de cámaras infrarrojas y UV, dispositivos láser, fuentes de luz y motores en un ambiente hostil.
- Materiales avanzados: Estudio del comportamiento eléctrico y conductivo del grafeno en el espacio.
- Estudio de procesamiento en el espacio: Evaluación de procesadores en ambiente espacial y su desempeño realizando diversas tareas y algoritmos.
- Evaluación de instrumentación para la evaluación de ambiente espacial: Se evaluará el desempeño de instrumentos de radiación y de campo magnético.
«El objetivo primario es aprender a poner este contenedor en la estación espacial, cómo conectarnos de forma segura con sus sistemas de energía y comunicación, y cuáles son las restricciones para poner distintos experimentos en el sistema tanto biológicos como tecnológicos. Es una oportunidad para generar conocimiento en cómo llevar experimentos al espacio en plataformas de otros y en el proceso probar la robustez de nuestros componentes y entender cómo reaccionan a la microgravedad y a la radiación espacial«, señaló Marcos Díaz, investigador principal de la misión y académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la FCFM.
Durante la operación, los datos se descargarán periódicamente, esto permitirá al equipo monitorear el estado de los componentes mediante videos e imágenes de resolución ajustada, a la espera del retorno físico del contenedor a la Tierra para un análisis biológico y tecnológico profundo.
Por su parte, Francisco Martínez Concha, decano de la FCFM, destacó el impacto de esta iniciativa, mencionando que “este proyecto refleja el compromiso de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas con la innovación de frontera. Estamos llevando la ciencia desarrollada en nuestros laboratorios, en colaboración con otras universidades, a la Estación Espacial Internacional, demostrando que Chile tiene las capacidades humanas y tecnológicas para ser un actor relevante en el ecosistema espacial global«.
El futuro de la ciencia espacial nacional
Los resultados de esta expedición pionera no solo permitirán validar el funcionamiento de los componentes chilenos en condiciones extremas, sino que sentarán las bases y entregarán datos cruciales para futuras misiones satelitales del país.
Al dominar la logística y el comportamiento de estas tecnologías y microorganismos en el espacio, la Universidad de Chile, junto a sus instituciones asociadas, da un paso decisivo en la creación de conocimiento de frontera. Este hito marca el inicio de una etapa de aprendizaje continuo, donde el equipo ya se encuentra trabajando en nuevas versiones y proyectos, abriendo definitivamente la puerta a nuevas oportunidades para la ciencia y la consolidación de la industria espacial nacional.
Este hito representa un nuevo capítulo del Programa Satelital FCFM-U. de Chile. El proyecto cuenta con financiamiento de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), principalmente a través de los proyectos Anillo ATE220057 y el Fondecyt 1251703, junto con el apoyo de fondos particulares de las y los investigadores invitados a la misión.
De Chile al espacio: ¿Qué viajará a la Estación Espacial?
Esta misión cuenta con el apoyo principal del proyecto Anillo ATE220057 (Universidad de Chile, USACH y PUCV) y del Fondecyt regular 1251703 (Universidad de Chile y Fundación Biociencia) para llegar al espacio. Sin embargo, cada experimento particular tiene sus propios apoyos y colaboradores, entre los que se encuentran diversos proyectos nacionales de ANID, INACH y CORFO, así como fuentes internacionales del AFOSR.
A continuación, los experimentos que forman parte de esta misión:
Desarrollos tecnológicos:
Fuentes de luz: Se envían distintos sistemas y fuentes luminosas, que incluyen una cámara que abarca desde el espectro ultravioleta (UV, 200 nanómetros) hasta el infrarrojo cercano (1200 nanómetros). El objetivo de exponer las muestras biológicas o tecnológicas a estas luces es diferenciar cómo reaccionan ante la microgravedad versus cómo reaccionan a la radiación exterior.
Cámara UV: Este instrumento cumplirá tres objetivos clave en una misión satelital posterior. En primer lugar, hará astronomía UV para observar estrellas que emiten radiación en estas longitudes de onda, llenando un vacío tecnológico actual porque esta medición no se puede hacer desde la Tierra (la atmósfera absorbe el UV). En segundo lugar, se utilizará para medir la contaminación lumínica en la Tierra, especialmente la de la nueva luz fría. Por último, observará la luna para analizar el albedo de la Tierra; es decir, medirá los fotones solares que son reflejados por la atmósfera terrestre usando la luna, lo que permitirá cuantificar la energía reflejada por el planeta y así ayudar a cuantificar el calentamiento global.
Láser: En la Estación Espacial Internacional se probará el sensor de una cámara utilizando un láser rojo atenuado como fuente luminosa para ver si la microgravedad cambia sus propiedades. El objetivo principal es evaluar cómo el ambiente espacial afecta la electrónica del láser y los sistemas ópticos asociados, para ver si mantienen su capacidad de ajuste y operación de forma óptima.
Motor: Se utiliza un pequeño motor para hacer vibrar recipientes microscópicos. Este tipo de motor es relevante para las próximas misiones, ya que es el componente base de las ruedas de reacción, las cuales permiten controlar y orientar el apuntamiento del satélite en el espacio. Además, será la pieza central de un sistema de carrusel diseñado para hacer rotar los contenedores biológicos para que cada uno pase frente a distintos instrumentos de medición.
Sistemas de microscopía: Se evaluará un sistema de medición microscópica que usa una cámara para seguir partículas inanimadas flotando y chocando en microgravedad. Este seguimiento de partículas sirve como ejercicio práctico para asegurar que el sistema óptico será capaz de rastrear microorganismos biológicos además de estudiar la relajación de sistemas granulares en microgravedad.
Grafeno: El objetivo de llevar chips electrónicos de grafeno es medir su comportamiento eléctrico, evaluando sus curvas de voltaje, resistencia y corriente, las cuales no son lineales. Se busca corroborar si estas curvas cambian bajo el efecto de la microgravedad y de distintos tipos de radiación espacial, y verificar su durabilidad a lo largo de los meses. Si el grafeno demuestra ser estable, su gran capacidad de conducción podría favorecer su uso como sensores astronómicos que funcionen a temperatura ambiente, sin la necesidad de sumergirlos en sistemas criogénicos para enfriarlos.
Software y algoritmos: Además del hardware, el equipo probará la solidez de sus algoritmos en el espacio, incluyendo software de navegación, análisis de video, procesamiento de imágenes y estimación de datos. El objetivo es documentar el funcionamiento del sistema en el espacio.
Procesadores: Para la ejecución de este software se optó por el uso de procesadores muy pequeños y de bajo consumo. Concretamente, utilizan una versión miniatura y compacta de procesadores tipo Raspberry Pi, esp32 y stm 32, que han sido adaptados para resistir las condiciones del espacio exterior.
Procesando información en el espacio: Se busca evaluar cómo funcionan algunos algoritmos en un entorno de microgravedad o radiación, pensando en la idea del Edge Computing. Esto incluye el procesamiento de imágenes y análisis de videos y datos. El objetivo es comparar el procesamiento en el espacio con el procesamiento en tierra para entender la robustez del sistema de procesamiento y detectar posibles errores.
Sensores de radiación y magnetómetros: La caja de experimentos incluye instrumentos específicos para la medición del ambiente espacial, concretamente magnetómetros y sensores de radiación.
Experimentos biológicos:
Microorganismos extremófilos en dos estados: Son especies especiales adaptadas a condiciones extremadamente hostiles. Este experimento se realiza en colaboración con la Fundación Biociencia. Se enviarán 4 tipos de microorganismos en dos condiciones: completamente activos en un sistema acuoso que los alimenta, y en estado de latencia (liofilizados). Al llevarlos activos, se busca observar cómo crecen y si mutan o se adaptan genéticamente para sobrevivir a la alta radiación y microgravedad y cómo son estos mecanismos respecto a el estado de latencia.
Arqueas en hidrogel: Se llevarán arqueas del salar de Atacama, el Salar de Uyuni y de la Fosa de Atacama confinadas en un hidrogel. Este formato gelatinoso evita el problema de los fluidos flotando descontrolados en microgravedad y facilita la observación.
Diatomeas: Son microorganismos marinos sin sistema locomotor, por lo que en el mar se mueven por las corrientes para encontrar alimento. En el espacio dependerán de vibraciones artificiales para nutrirse. Al morir, su caparazón compuesto de sílice podría tener aplicaciones tecnológicas valiosas, como proteger y blindar sistemas contra la radiación espacial y su aplicación en semiconductores. Este trabajo es la continuación de un trabajo previo que ya estuvo en la estación espacial internacional.
Secuencias de ADN sintético: Se mezclarán sustancias químicas en el espacio. El objetivo es verificar si la estructura o secuencia que simula proteínas o ADN sintético se ensambla de la misma forma en microgravedad que en la Tierra. Esto tiene implicaciones críticas para el desarrollo farmacéutico y tratamientos genéticos en futuras misiones espaciales. Este trabajo es parte también de una demostración artística que nos invita a pensar la vida en el espacio, así como en la tierra.
Glóbulos rojos: También va un experimento que pretende estudiar el comportamiento de los glóbulos rojos en el espacio. La pregunta tiene relación con el concepto de almacenamiento y transporte de sangre en posibles viajes al espacio.
Biorremediación: Se enviarán muestra de Dechloromonas agitata, que permitirá estudiar su comportamiento en el espacio y si su capacidad de tratar el perclorato se mantiene. Esto puede ser clave para la biorremediación en Marte.
Genética de las enfermedades: Se subirán quistes secos y en estado de latencia de un crustáceo simple —el artemia— para estudiar las consecuencias a largo plazo posteriores a la exposición del viaje espacial. Además de su capacidad para sobrevivir en un estado de quiescencia, los artemia fueron seleccionados en base a su resistencia, así como a su corto tiempo generacional que permite estudiar cómo podrían propagarse generacionalmente enfermedades.
Musgos en el espacio: Se lleva también un tipo de musgo que permite estudiar el comportamiento de sistemas vegetales miniaturizados en el espacio y sus mecanismos de adaptación y supervivencia.
Colaboración con escuelas: Se está trabajando con comunidades escolares para incluirlos durante el periodo de estadía en la estación espacial internacional. En particular llevamos varios años colaborando con el Colegio Hermanos Carrera de Angol en este ámbito.
