LOGAN, Utah—Si los humanos se tienen que embarcar hacia el exterior más allá de la órbita baja de la Tierra, los investigadores científicos se enfrentan a una serie de retos que los dejan perplejos. El principal de entre todos ellos es un mejor entendimiento de los efectos biológicos que ocurren después de la exposición al ambiente espacial – muy en especial por la radiación y la reducción de la gravedad.



Los datos obtenidos de los estudios en tierra y en el espacio, pueden ayudar a crear contramedidas para los impactos nocivos de las estancias de larga duración en el espacio, en la Luna, Marte o cualquier otra parte.

Existen una gran cantidad de problemas allá que hay que resolver. Y ahí es donde la tecnología de un pequeño satélite en la forma del GeneSat-1 juega un importante papel.

El concepto del GeneSat-1 fue mostrado en una presentación durante la 19 Conferencia Anual de Pequeños Satélites, llevada a cabo aquí desde el 8 al 11 de Agosto auspiciada por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad del Estado de Utah.

Pequeño, rápido, barato: estas palabras a tener en cuenta se unieron para formar la idea detrás del GeneSat-1, un nano-satélite de 10 kilos de peso que es hoy en día el resultado de tres pequeños “satélites cúbicos” unidos entre sí.

Aunque diminuto es su tamaño, el GeneSat-1 sería un sistema de vuelo espacial en miniatura totalmente automatizado, que proporciona apoyo para la vida, entrega de nutrientes y desempeña ensayos sobre cambios genéticos en E. coli – el nombre abreviado de la bacteria Escherichia (Género) coli (Especie)

Trabajo en progreso

Por el momento, GeneSat-1 es un trabajo en progreso y podría quedar terminado para finales de año.
Pero el pequeño satélite está “temporalmente en suspenso” dependiendo de la disponibilidad de lanzamiento y los fondos suficientes, explicó John Hines, el director del proyecto en el Centro de Investigaciones Ames de la NASA en California. A la fecha, a grandes rasgos ya se han gastado unos 6 millones de dólares en el trabajo durante los pasados dos y medio años, le informó a Space.com .

La evolución de la idea en un equipo de vuelo ha estado a cargo del proyecto “Astrobionics” en el centro. Astrobionics es el argot de la NASA usado para descubrir nuevas tecnologías para apoyar y facilitar las misiones de exploración humanas seguras y efectivas, incluyendo el cuidado médico autónomo, sistemas sólidos de soporte de vida e instrumentos de investigación y hardware dinámicos.

El esfuerzo general con el GeneSat-1 es un esfuerzo de cooperación entre la NASA y varias universidades asociadas en el Centro de Tecnología Espacial, dirigido por la Universidad de San José, incluyendo la Universidad de Santa Clara, la Universidad Politécnica del Estado en California y la Universidad Stanford.

Expresarse por sí mismo

Detrás de la idea del GeneSat-1 se encuentra el montaje de una tarjeta fluidizada. Esta pequeña pieza de mini-hardware – más o menos del tamaño de una carta de juego – va equipada con una bomba, válvulas, micro-canales, filtros, membranas y cavidades – elementos que mantienen la viabilidad biológica del microorganismo seleccionado.

Un sistema de control térmico inter-construido mantiene a los especimenes biológicos a la temperatura adecuada a medida que el GeneSat-1 se desliza a través del ambiente espacial.

Pequeño en su tamaño, el GeneSat-1 es un satélite compacto diseñado para estudiar los cambios biológicos de microorganismos y células de mamíferos al nivel de genes / proteínas. Crédito de la Imagen: NASA Ames Research Center.

Ya en órbita, las muestras de E. coli son distribuidas en cavidades de ensayo de la tarjeta fluidizada. Se libera agua azucarada para activar el experimento, con un conjunto de sensores que sirven de monitores para la bacteria. La expresión de las señales genéticas se detectará por el sistema óptico ultra-pequeño. La expresión genética es un proceso en el cual un gene es perfilado por la información codificada dentro del gene ya sea como proteína o ARN.

Nota: La tarjeta fluidizada es una tecnología nueva de control que utiliza un medio fluido – líquido o gas – para llevar a cabo funciones sensoriales, de amplificación, lógicas y de control, basadas en la dinámica fluida del medio interno.

La gallina y el huevo

Si llega a lanzarse, el GeneSat-1 sería el primer artículo de acción dentro del proyecto de demostración tecnológica In-situ de los experimentos Genéticos Espaciales con Nanosatélites (ISGEN) "El primer paso crucial es obtener la experiencia del vuelo y la herencia con este dispositivo”, dijo el director suplente del proyecto sobre los trabajos en el GeneSat-1 para Defouw Engineering en la Ames de la NASA.

"En el mundo del espacio, para ser capaz de volar en la siguiente misión, se tiene que tener una herencia de vuelo de las misiones previas. Pero si no se realiza la misión previa… viene a ser una situación como que fue primero, la gallina o el huevo”, le dijo Yost a Space.com.

GeneSat-1 quiere llevar a cabo esta misión para romper esa frase y agregó Yost, “para poder validar esta tecnología y ser un candidato creíble para las misiones espaciales a la Luna o al espacio profundo”.

Celdas solares por cuatro lados

A lo largo de cada uno de sus cuatro lados, el GeneSat-1 estaría cubierto con celdas solares. También llevaría las pequeñas baterías secundarias que las celdas solares cargan para operación cuando la nave se encuentra en la sombra de un eclipse.

"Cuando estamos al Sol, funcionamos con las celdas solares y cargamos las baterías. Al estar eclipsados, solo las baterías proporcionan energía a la nave”, dijo Yost. Si se colocase en órbita a unos 550 kilómetros de altura sobre la Tierra – los cálculos muestran que el GeneSat-1 tendría un reingreso en el lapso de unos cuatro años, anotó Yost.

"Nos gustaría tener a estudiantes y a otros ingenieros que se ejercitasen y operasen la nave espacial después de que se hubieran llevado a cabo los trabajos de biología y por lo menos durante algún tiempo más. Por supuesto que si un sistema crítico llegase a fallar o a gastarse, como las baterías o el radio de comunicaciones, bueno… pues ese sería el final, ya que no tenemos mucha redundancia en el diseño”, dijo Yost.

Intersección: pequeños satélites e investigación biológica

Como un precursor potencial sobre módulos tecnológicos, la meta del GeneSat-1 es la de ayudar a idear protocolos para el estudio de los cambios genéticos que surgen excepcionalmente del ambiente espacial. Aquí en la Tierra, los avances en terapéutica han venido surgiendo de mecanismos biológicos y caminos a escala molecular.

De manera similar, el impedir la pérdida de densidad ósea, la atrofia muscular y un sistema nervioso en estrés – efectos debilitadores observados en las misiones espaciales de larga duración – se podrían beneficiar de los analizadores de genes y proteínas del GeneSat-1 obtenidos en el espacio.

El hacer valer la situación del GeneSat-1 en órbita terrestre podría fomentar su uso para el estudio de cambios biológicos en microorganismos y otros especimenes en la Luna y en otras partes del espacio profundo. Los resultados de los datos son transmitidos a la Tierra, con lo cual no se requiere el retorno del espécimen.

Al igual que se han tenido avances en la tecnología de los satélites pequeños, una revolución en las ciencias médica y biológica ha estado en marcha en los últimos 15-20 años, dijo Yost. “No se necesita una gran cantidad de tejidos o muestras para analizar y entender que es lo que estamos tratando de determinar”, le dijo al grupo de la reunión.
Estos dos desarrollos – satélites pequeños e investigación biológica – se han cruzado muy positivamente”, terminó Yost.



Artículo de por Leonard David Space.com
Aportación deLiberto