Estudiantes del Instituto de Astrofísica son parte del testeo de prototipo de exploración espacial en Estación Atacama UC Alto Patache

Sin ruedas ni combustible, pero capaz de alcanzar 57 km/h: así funciona el prototipo desarrollado por el equipo Tumbleweed Mars, que fue testeado en la estación de la universidad, enclavada en pleno desierto costero al sur de Iquique, ofreciendo la oportunidad a estudiantes de pregrado de nuestra comunidad de participar en una investigación internacional.

Delante de nosotros aparece un extenso campo de dunas. Solo hay arena y rocas. No hay ninguna forma de vida, ni siquiera líquenes. Bien podría ser Marte o la Luna, pero es Chile, en plena Región de Tarapacá, en lo que se conoce como “desierto absoluto”, el núcleo hiperárido del desierto de Atacama.

Este fue el lugar elegido para la primera prueba en terreno de Tumbleweed Mars. Se trata de un prototipo -conocido como “rover”- que busca revolucionar la exploración espacial, gracias a su estructura liviana impulsada por energía eólica, y su equipamiento que permite recolectar una gran cantidad y variedad de datos, a un costo menor que el que implica este tipo de misiones extra planetarias.

Cinco estudiantes de pregrado tuvieron la posibilidad de ser parte de los testeos: Diego Mella, Florencia González, Jacqueline Carrasco, Thomas Klerman y Gianfranco Antonucci.

“Fue increíble visitar la Estación, ver el desierto, cómo se sobrevive a una condición tan hostil, observar los cielos nocturnos y conocer toda la investigación que se hace aquí, poder conversar con los científicos y aprender cosas totalmente nuevas, ha sido una experiencia maravillosa”, cuenta Jacqueline Carrasco, estudiante de cuarto año de Astronomía.

“Fue una muy buena experiencia, especialmente por las distintas disciplinas que se ven en la Estación. Lo que hemos aprendido acá no está tan relacionado con la Astronomía, pero ha sido muy interesante poder convivir con gente muy diversa, como los investigadores de Tumbleweed, que vienen de otros países -lo que ya por sí mismo es interesante-, poder conversar con ellos, ayudarlos en lo que necesiten y ver cómo se realizan las pruebas en la vida real, en especial en un ambiente como este”, agrega Gianfranco Antonucci, estudiante de carreras paralelas de Astronomía e Ingeniería.

Orígenes de la colaboración

El proyecto partió hace diez años, impulsado por un equipo internacional conformado por más de 80 investigadores de distintos países, liderados por científicos de la Delft University of Technology (TU Delft), de Países Bajos, apoyados por la Agencia Espacial Europea (ESA) y Europlanet Society, entre otras instituciones. Tras varios diseños y pruebas en lugares como los desiertos del Négev, en Israel, y de Omán, el equipo tomó contacto con el director de la Estación Atacama UC y académico del Instituto de Geografía, Pablo Osses, para probar su más reciente prototipo en las condiciones más similares a Marte existentes en nuestro planeta.

“¿Por qué el desierto de Atacama? Porque aquí los vientos son muy parecidos a los existentes en Marte, con un peak en las tardes y que luego bajan durante la noche y las mañanas. Entonces podemos probar cómo funciona el prototipo de manera autónoma en este ambiente”, explica James Kingsnorth, investigador principal de Tumbleweed Mars. “Esta es realmente una prueba de supervivencia para el rover”, agrega.

¿Qué es y cómo funciona?

Su nombre, proveniente del inglés, hace alusión a las “plantas rodadoras” (tumbleweed), características de climas áridos y estepas. No necesita combustible para desplazarse, ni siquiera ruedas. De forma elíptica, tiene una estructura muy liviana, de apenas 3,5 kg. de peso; su estructura es de cables de fibra de carbono, que le permite utilizar la energía eólica.

Tal como un velero -de hecho está provisto de una vela- se desplaza libremente por la superficie impulsado solamente por el viento.  Su diseño está pensado para alcanzar una velocidad de hasta 15.9 m/s (equivalente a unos 57 km/h); cubrir grandes distancias y enfrentar distintos tipos de superficies -como arena, rocas, arcilla, etc-, con un alto grado de autonomía.

En su interior va inserta una caja que es el “cerebro” del rover: contiene una cámara, micrófono, GPS, un espectómetro de rayos gamma, un magnetómetro y sensores que recogen una gran variedad de datos: temperatura, presión atmosférica, humedad, viento y radiación ultravioleta, entre otros.

“Las fibras de carbono mostraron ser muy resistentes después de las primeras pruebas de terreno. Está hecho de tal forma que mientras el rover gira, la caja donde se encuentran los sensores se mantenga de forma vertical. La idea es que mientras ruede, vaya capturando una gran cantidad de datos del suelo marciano, los que luego transmita a la estación meteorológica de Marte, lo que nunca se ha hecho antes para obtener data por un largo periodo de tiempo”, detalla Moritz Itzerott, físico y científico del proyecto.

La campaña en el desierto

Nos encontramos en un lugar de dunas llamadas “barjanes” -conocidas por sus formas de medialuna-, en el desierto costero al sur de Iquique. El equipo baja con cuidado el rover de una camioneta, completamente envuelto, y lo deposita sobre el duro suelo mineral del desierto.

James y Moritz realizan los últimos ajustes del rover. Uno, dos, tres: los investigadores sueltan el prototipo por primera vez y este comienza a rodar propulsado por el viento, primero lentamente y luego toma velocidad, hasta que llega a una de las dunas y se detiene en su ladera. La prueba se repite varias veces, topándose con algunas piedras y moviéndose de forma errática, hasta que se detiene por sí mismo.

Los científicos sonríen. El rover ha sorteado con éxito el primero de los diez días de pruebas en el desierto. El logro es celebrado por el grupo que los acompaña, conformado por el profesor Pablo Osses, el coordinador regional de la Red de Centros y Estaciones Regionales UC Milton Avilés y cinco estudiantes del Instituto de Astrofísica.

Tras unas horas, el equipo regresa a la Estación Atacama UC – Alto Patache, ubicada en un farellón costero a 65 km al sur de Iquique y a unos 800 m.s.n.m., es un buen “hub” tanto como punto para trasladarse hacia distintos lugares, desde dunas hasta salares, como base de operaciones para afinar detalles del rover y también para testearlo.

De hecho, el segundo día de pruebas se realizó en la Estación. Desafiado a un terreno más rocoso, el rover debió enfrentar varias piedras de mayor tamaño. “Esto nos sirve para ver qué fallas o complicaciones podría tener el rover en Marte”, comenta James Kingsnorth. “¿Es capaz de subir obstáculos como rocas o montículos? ¿Puede moverse bien frente a condiciones de viento? ¿Qué inclinación puede cubrir? Queremos responder este tipo de preguntas”, agrega.

Los investigadores también buscan probar su capacidad de obtener la data del ambiente y de transmitirla en tiempo real. Así como también la resistencia y durabilidad de los componentes, durante largas travesías en condiciones extremas.

Plataforma para la investigación

La Estación Atacama UC – Alto Patache no solo es un espacio adecuado para la investigación de campo en los más distintos ámbitos -gracias a sus domos que ofrecen infraestructura para dormir y trabajar-, sino que también cuenta con una valiosa serie de más de 20 años ininterrumpidos de datos sobre la niebla y otras condiciones atmosféricas.

“Tener aquí en la Estación un equipo internacional que está a la vanguardia de la exploración espacial, no solo implica que están desafiando la técnica y el desarrollo ingenieril, sino que también nos abren a nuevas interrogantes sobre magnetismo, composiciones geológicas y climatología, entre otros. Y esto se está haciendo en nuestro desierto, mostrándonos que es más extremo o más particular de lo que creíamos”, comenta el director de la Estación Atacama UC Pablo Osses.

Precisamente, la Estación busca generar nuevas preguntas, expandiendo las fronteras de la investigación. De ahí que, gracias a una colaboración con el Instituto de Astrofísica, los estudiantes de pregrado pudieron participar de la experiencia.

«Nuestros estudiantes entran a la carrera fascinados por las estrellas, pero luego pasan muchos años estudiando mucha matemática y física, y con muy pocas oportunidades para ver el cielo que tanto nos emociona. Unos días en el desierto, participando de una campaña de investigación en terreno, grupal, junto a un equipo internacional de alto nivel, y con una proyección a la exploración de Marte, espero que hayan servido principalmente a fortalecer su motivación. Es importante, de vez en cuando, recordar por qué estudiamos tanta matemática”, expresa Manuela Zocalli, académica del Instituto de Astrofìsica.

Se trata de que los estudiantes puedan tener la oportunidad única de conocer de cerca un proyecto internacional y ver cómo se hace ciencia en terreno, con todas las dificultades que implica.

De esta manera, la Estación busca posicionarse como una plataforma para la investigación, donde la comunidad universitaria puede vincularse con investigadores tanto internacionales como de distintos lugares de Chile, y abrirse a nuevas disciplinas, ideas y formas de pensar, propiciando la investigación de frontera y la innovación.