Cinco años de trabajo constante, pasión por el espacio y mucho talento son los elementos fundamentales que han hecho que los 17 estudiantes del ESEIAAT (Universidad Politécnica de Cataluña) que forman el equipo NESLAB hayan conseguido con un globo de látex llegar a la estratosfera.
El equipo ha podido testimoniar el vuelo con miles de imágenes fotográficas y de vídeos de la Tierra, del Sol y del espacio tomadas a una altitud de 32 km, captadas en uno de los tres lanzamientos realizados durante este curso desde diferentes puntos de la geografía catalana y española. Este proyecto es fruto del programa INSPIRO del ESEIAAT, premiado recientemente por el Consejo Social de la UPC como mejor iniciativa docente. INSIPIRE promueve la realización de proyectos reales de estudiantes que se llevan a cabo en horario extraacadémicos.
Fabricado con látex, el globo tiene 1,5 metros de diámetro, asciende con helio y lleva suspendido un módulo de unos 30 centímetros cúbicos, sujetado con cuerdas de hilo de carbono. Este cubo está equipado con cámaras para hacer fotos y vídeos y con tecnología avanzada, desarrollada también en la Universidad para realizar experimentos en condiciones muy severas de presión y temperatura. El mismo módulo está construido con materiales resistentes creados también por investigadores de la UPC.
El módulo cuenta con tres sistemas de telecomunicaciones, diseñados por los mismos estudiantes para poder recuperar el módulo una vez explota el globo de látex y para garantizar, asímismo, que no se pierda la comunicación entre el aparato y el equipo de NESLAB, dos factores difíciles de conseguir en este tipo de lanzamientos.
Vídeo de los preparativos del lanzamiento, publicado en YouTube el 24-5-2016
Una foto estratosférica cada dos segundos
Las cuatro cámaras que viajan dentro del módulo son deportivas (AEE S 40 PRO), modelos que consumen menos energía que otros con mejores prestaciones. Las cámaras están programadas por los estudiantes para realizar una fotografía cada dos segundos, una cifra que se traduce en 4.000 imágenes durante las dos horas que dura cada vuelo. Las cámaras captan imágenes de 8 megapíxels y graban vídeos a 1080p/30fps. Todo esto a temperaturas por debajo de los 50 grados y desde más de 30 km de altitud, el triple de la que logran los aviones en los vuelos convencionales.
El módulo que transporta el globo se comunica a través de aparatos de telemetria y un pequeño controlador que envía correos electrónicos, vía satélite, los cuales contienen información de la ubicación del globo y un emisor de radio. Todo ello pesa 3 kg y para cubrir el equipamiento se han elegido los materiales de una manera muy cuidadosa. De hecho, según explica uno de los integrantes del equipo, Marc Cortés, «una de las dificultades máximas es proteger el equipo electrónico de las condiciones tan severas de presión temperatura».
Los profesores del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la UPC «nos han ayudado mucho a la hora para usar los materiales más adecuados y de la manera más eficaz para proteger la tecnología que transportamos hasta la estratosfera, de forma que sea un buen aislante térmico pero que también sea suficientemente ligera», explica Cortés.
El sistema de telemetria es uno de los aspectos técnicos destacados de este globo, puesto que los globos convencionales utilizan sólo sistemas de radio para las comunicaciones, de forma que si se pierde la señal hay que hacer un seguimiento in situ de la trayectoria y la posición. «Si entre el globo y el radar se interpone una montaña, no se puede recibir ninguna señal. Para solucionarlo», explica Marc Cortés, «hemos incorporado tres tecnologías y sistemas de telemetria independientes: uno es bidireccional y utiliza la red de satélites Iridium, que proporciona cobertura mundial, desde la Everest hasta el Atlántico; el otro es por radio y, finalmente, otro sistema utiliza la mensajería de texto por teléfono móvil».
Los dos primeros, según especifica el estudiante, «los hemos programado e implementado con microcontroladores de la plataforma de programación Arduino pero con el software, el cableado y las verificaciones propias, las cuales nos han dado unos resultados extraordinarios». Los estudiantes de NESLAB han decidido dejar en abierto todo el conocimiento adquirido durante los cinco años de trabajo para que cualquier persona lo pueda aprovechar en futuros proyectos.
Experimentos a 30.000 metros de altitud
Con los experimentos realizados hasta ahora mediante los lanzamientos realizados, han estudiado, entre otros temas, la concentración de gases de la atmósfera. Concretamente, han medido la temperatura exterior en función de la altura y lo han contrastado con los modelos de la International Standard Athmosphere.
También han medido la temperatura interior del cubo para analizar qué capas de material aislante son las mas eficaces. Igualmente, han comprobado si un barómetro registra o no la misma altitud que un aparato GPS técnico de gran altitud. El objetivo: establecer cuando es viable usar sólo el barómetro, un aparato obtenido vía Internet en un precio de dos euros.
Grandes resultados con poco recursos
Los estudiantes de NESLAB quieren demostrar con su proyecto que con pocos recursos se puede llegar a altitudes que hasta ahora sólo estaban al alcance de algunas empresas. De hecho, estudiantes de la escuela de negocios de la Universidad de Harvard los contrataron para realizar un proyecto experimental. Este tipo de iniciativas abre la puerta a estudiar la viabilidad de enviar pequeños aparatos al espacio desde la estratosfera, donde la fricción es menor que a la atmósfera y, por lo tanto, hace que los costes de los lanzamientos sean menores.
En esta línea trabaja el equipo NESLAB en el marco de la UPC Space Program, una iniciativa impulsada por estudiantes de la ESEIAAT que sienten pasión por el espacio y desarrollan proyectos de ingeniería aeroespacial. La idea sería poder enviar un pequeño cohete con un motor comercial pero desarrollado íntegramente con tecnología de la UPC.
El equipo NESLAB del ESEIAAT
NESLAB está formado por 17 estudiantes del ESEIAAT, de los grados en Ingeniería en Tecnologías Aeroespaciales, Ingeniería en Vehículos Aeroespaciales e Ingeniería en Tecnologías Industriales. Los estudiantes son Marc Cortés, Cesca Cufí, Oscar Fuentes, Edgar Gago, Eduard Gómez, Silvia González, Leonardo Gutiérrez, David Huete, Blanca March, Xavier Matabosch, Guillem Moreno, Adrián Olivares, Xavier Ortega, Roger Pedrós, Manel Sánchez, Eloi Segura y Marco Sobrino.
