Pies en la Tierra, cabeza en las estrellas.

Estas cinco mujeres del MIT Media Lab están avanzando en la ciencia y la investigación aeroespaciales, impulsadas por el amor a nuestro planeta.

Lo que hizo que Danielle Wood '04, SM '08, PhD '12 se interesara por el espacio fue la alegría de los terrícolas.

Nunca había considerado una carrera en la investigación espacial, y cuando era adolescente estaba interesada en lo que le parecía un trabajo “directamente socialmente útil”, como construir edificios resistentes a huracanes. Pero cuando una pasantía en la escuela secundaria de la NASA le presentó el entusiasmo que impregnaba la comunidad espacial, quedó enganchada.

Aún así, una carrera en el espacio no tenía mucho sentido para ella cuando había tantos problemas en la Tierra que parecían apremiantes. Esta tensión la siguió hasta sus años universitarios en el MIT, cuando estudió ingeniería aeroespacial durante el año escolar y trabajó como voluntaria en una escuela en Kenia durante los veranos.

“Comencé a preguntarme: '¿Puedo realmente hacer que mi versión del trabajo en el espacio se centre en ayudar a la Tierra y abordar los problemas sociales?'”, dice.

Es una pregunta que ha guiado el trabajo de Wood hasta su puesto actual como profesora asistente de artes y ciencias de los medios (con un nombramiento conjunto en aero-astro) y líder del Grupo de Investigación Habilitado para el Espacio del Media Lab, donde su experiencia abarca todo. desde la tecnología espacial sostenible hasta la diáspora africana. (Wood también se desempeña como asesora docente para estudiantes universitarios con especialización, especialización o concentración en estudios africanos y de la diáspora africana). Ha trabajado en iniciativas para reducir la basura espacial, permitir el monitoreo ambiental impulsado por satélite y desarrollar marcos anticoloniales para la investigación y exploración espacial. .

"Marte no es el planeta B. Se trata de cómo podemos vivir mejor aquí en la Tierra".

Wood está en buena compañía en el Media Lab, donde una diversa gama de científicos, ingenieros y tecnólogos están aportando la investigación espacial para abordar los problemas de la Tierra y viceversa.

Dava Newman, SM '89, PhD '92, directora del Media Lab desde 2021, ve la exploración y la investigación espaciales como algo que debe realizarse con el fin de ayudar a la Tierra, no con el fin de escapar de ella. Con dos títulos aeroastro y una segunda maestría en tecnología y políticas, ha trabajado durante mucho tiempo para facilitar el transporte de humanos a Marte: enseñando a la próxima generación de ingenieros espaciales como profesora en el MIT, diseñando nuevos e innovadores trajes espaciales y sirviendo como profesora en el MIT. Administrador de la NASA.

Pero quiere que no haya dudas: "Marte no es el planeta B. Nunca vamos a poner millones, y mucho menos miles de millones, de personas en Marte o en cualquier otro planeta". Compara Marte con la Antártida: es hermoso visitarlo, pero está deshabitado por una razón. "Se trata de cómo podemos vivir mejor aquí en la Tierra", añade.

He aquí un vistazo a cómo la investigación extraterrestre de Wood, Newman y sus colegas del Media Lab podría enriquecer la vida en nuestro planeta de origen.

"Estamos en un momento de gran influencia dentro de la comunidad espacial, donde las acciones que tomamos, las tecnologías que se desarrollan, tendrán un impacto directo en la forma en que los humanos experimentan el espacio para las generaciones venideras", dice Wood. Ella divide el trabajo que realiza en tres categorías: trabajar con tecnología espacial existente para hacerla más accesible; impulsar un enfoque más sostenible de los sistemas espaciales; y centrarse en los principios y valores que dan forma a nuestro compromiso con el espacio.

Algunos de los trabajos más conocidos de Wood entran en la primera categoría y se basan en datos recopilados por satélites de observación de la Tierra para ayudar a promover el desarrollo sostenible. En 2021, a través de su grupo de investigación habilitada para el espacio, ayudó a los líderes de Ghana a controlar la minería de oro dañina para el medio ambiente mediante la aplicación de aprendizaje automático y algoritmos de detección de cambios a imágenes archivadas del satélite Landsat disponibles a través de Google Earth. Esto permitió a los investigadores estimar cuántas hectáreas de tierras forestales se estaban convirtiendo en operaciones mineras y el ritmo al que se estaba produciendo esa conversión. Wood y su grupo de investigación han utilizado enfoques similares para ayudar a los líderes brasileños a rastrear bosques de manglares vulnerables (que previenen la erosión costera, apoyan la pesca de subsistencia y sirven como mecanismo para el secuestro de carbono) y para ayudar a la agencia espacial de Angola a monitorear áreas que experimentan sequías e inundaciones.

"La tecnología espacial puede ayudar, pero no fue diseñada pensando en esos grupos", afirma. "Por lo tanto, todavía no les resulta conveniente usarlo y termina siendo más bien una barrera". Es una barrera que su grupo de investigación está trabajando para ayudar a eliminar.

Wood ha utilizado imágenes satelitales para ayudar a Ghana a controlar la minería de oro dañina para el medio ambiente.

En la segunda categoría, Wood analiza lo que se necesitará para que nuestro uso del hardware espacial sea más seguro y responsable. Su equipo ha trabajado en una Calificación de Sostenibilidad Espacial que comenzó como un proyecto de investigación y ahora es el foco de una organización sin fines de lucro. El grupo está tratando de combatir la creciente crisis en torno a los desechos espaciales mediante la creación de un sistema de clasificación para los operadores de satélites basado en el grado en que su misión creará riesgo de colisiones o más desechos.

El objetivo de la calificación es incentivar un mejor comportamiento, que podría incluir una comunicación abierta y transparente con otros operadores que pueda ayudar a reducir las colisiones. Wood también espera que esto anime a más operadores a desarrollar planes para sacar los satélites de órbita en lugar de dejarlos que se desintegren en basura espacial al final de su vida útil.

La búsqueda de sostenibilidad de Wood también ha llevado a su grupo a estudiar la posibilidad de utilizar cera de abejas como combustible para satélites. Los combustibles convencionales suelen ser tóxicos tanto para las personas como para los ecosistemas, pero comparten muchas propiedades cruciales con la parafina, o cera de vela común, barata, no tóxica y ampliamente disponible, que ha demostrado ser un combustible viable para cohetes. Ella y su equipo están explorando cómo, al final de la misión de un satélite, su aislamiento térmico de cera podría reutilizarse como propulsor para las maniobras para sacarlo de órbita. Pero como la parafina se fabrica a partir de combustibles fósiles, Wood quiere ir un paso más allá para demostrar que la cera de abejas totalmente natural podría utilizarse para fines similares. Por eso, su equipo también está estudiando la viabilidad de llevar trozos de cera de abejas en bruto al espacio y transformarlos en granos combustibles que luego puedan usarse como propulsor, aislamiento térmico y más.

"Es una actividad simbólica pero también práctica, lo que significa que podría funcionar", afirma. El objetivo es impulsar a la industria hacia el uso de materiales menos contaminantes.

El trabajo de Wood a menudo implica aprovechar la sabiduría de aquellos que históricamente han sido excluidos de la conversación espacial para dar forma a actividades futuras. Si bien las decisiones sobre ingeniería y políticas espaciales han sido tomadas desproporcionadamente por hombres blancos en el pasado, ella cree que aprovechar las perspectivas de feministas negras como Audre Lorde y Octavia Butler, así como las de las comunidades indígenas, conducirá a mejores respuestas sobre cómo los humanos deberían ocuparse de los desechos espaciales, gestionar la superficie lunar y más. En lugar de considerar la Luna simplemente como un recurso que debe ser explotado en el presente, por ejemplo (una actitud que ha causado estragos tanto en la tierra como en el clima cuando se aplica a la Tierra), las tradiciones indígenas fundamentan la acción en un pensamiento a más largo plazo sobre la huella humana en la Tierra. un lugar.

“El pensamiento anticolonial para el espacio dice: 'Rechazamos la noción de que quien tenga la tecnología y la oportunidad de realizar una acción en el espacio, por definición, tenga derecho a hacerlo'”, afirma. "Necesitamos tener nuevas formas de pensar sobre estos temas, especialmente porque estamos en un momento clave para el impacto humano en el espacio".

Nataliya Kosmyna no puede leer tu mente, pero diseña tecnología que sí lo hace. O eso es lo que parece, al menos: su trabajo se centra en interfaces cerebro-computadora (BCI), que utilizan sensores para rastrear la actividad cerebral, un proceso tan efectivo para determinar lo que sucede dentro de la cabeza de alguien que incorporó su tecnología en un simulacro de la Sombrero Seleccionador mágico de los libros de Harry Potter. (Ella lo llama el gorro para pensar).

Kosmyna, criada en un pueblo de Ucrania y educada en la Universidad Grenoble-Alpes en Francia, se unió al Grupo de Interfaces Fluidas del Media Lab como asociada postdoctoral en 2017 y se ha desempeñado como científica investigadora desde 2021. Allí, ha estado desarrollando tecnología que puede mejorar las capacidades humanas tanto en la Tierra como en el espacio.

Los BCI de Kosmyna utilizan sensores no invasivos que se apoyan en la superficie de la cabeza del usuario. Algunos detectan movimientos oculares; otros actúan como máquinas portátiles de electroencefalograma, detectando los impulsos eléctricos creados por la actividad cerebral a través de electrodos que podrían estar incrustados en sombreros, anteojos u otros artículos portátiles. Con un sistema como este, podría ser posible utilizar ondas cerebrales para controlar tecnología como drones, robots y electrodomésticos, o para proporcionar retroalimentación a los usuarios o investigadores sobre los niveles actuales de creatividad y atención del usuario.

Para los astronautas, este tipo de tecnología tiene el potencial de respaldar operaciones más seguras. Si bien los investigadores todavía están aprendiendo cómo los viajes espaciales afectan al cuerpo humano, está claro que cuanto más tiempo pasan los astronautas en el espacio, más se alteran su salud mental, sus ritmos circadianos, su atención y su rendimiento, dice Kosmyna. Esto puede resultar problemático cuando necesitan realizar tareas cognitivamente desafiantes como, por ejemplo, atracar una nave espacial.

La tecnología de Kosmyna podría proporcionar a los futuros equipos de astronautas retroalimentación auditiva o háptica sobre su actividad cerebral, permitiéndoles saber en tiempo real si están listos para realizar tareas cruciales con la precisión que requieren.

"El problema que intentamos resolver es optimizar el rendimiento y la atención, especialmente en los astronautas que realizan vuelos espaciales de larga duración", afirma.

Además de ayudar a los astronautas, el trabajo de Kosmyna tiene usos aquí en la Tierra. Ha creado prototipos y probado aplicaciones que podrían ayudar a los conductores a mantener la atención en la carretera, brindar a algunos usuarios autistas y a otros que son mínimamente verbales más opciones de comunicación y permitir a los usuarios discapacitados encender luces o abrir puertas en hogares inteligentes pensando en la acción. quieren tomar.

Desde la perspectiva de Kosmyna, no hay mucha distinción entre aplicaciones para la Tierra y el espacio. "Todos estos proyectos utilizan el mismo hardware", explica. "Lo que diseñarías de manera diferente es la interacción".

Como hijo de dos pilotos, incluida una de las primeras mujeres en servir como piloto de la Fuerza Aérea, Ariel Ekblaw, SM '17, PhD '20, siempre ha tenido una mentalidad de "el cielo es el límite". Ahora, como fundadora y directora de la Iniciativa de Exploración Espacial (SEI) en el Media Lab, dirige un equipo de estudiantes de posgrado, profesores y personal que están creando prototipos de cómo podría ser la vida a medida que más personas se aventuran más allá de la atmósfera de la Tierra. También es la investigadora principal que supervisa la investigación científica del proyecto “To the Moon to Stay” del MIT, que está programado para enviar dos cargas útiles a la luna a bordo de un cohete SpaceX a finales de este año. Esas cargas útiles incluyen la cámara de profundidad, que permitirá a los investigadores recrear la superficie lunar en un entorno virtual para investigación y entrenamiento en la Tierra, y AstroAnt, un robot que parece un automóvil diminuto, que puede realizar inspecciones y tareas de diagnóstico en la Tierra. superficies de naves espaciales en el futuro. También es fundadora del Instituto Aurelia, una organización sin fines de lucro que surgió de su trabajo en SEI.

Su investigación personal, que es una extensión del doctorado que completó en 2020, se centra en la arquitectura espacial autoensamblada. Construir nuevas estructuras usando brazos robóticos en el espacio tiene “un alcance muy limitado y bastante lento”, dice, mientras que enviar astronautas a construir en el vacío del espacio crea riesgos de seguridad mucho mayores que la construcción en la Tierra.

La solución de Ekblaw es crear estructuras modulares que se unen fácil y automáticamente en el espacio como una forma alternativa de construir infraestructura y hábitats espaciales a gran escala. Los mosaicos están conectados mediante imanes electropermanentes, que siempre están encendidos sin requerir energía, pero que se pueden apagar pasando una corriente a través de ellos cuando llega el momento de desacoplarlos entre sí. El proyecto se inspiró en las proteínas que se autoensamblan y en la forma en que “las fuerzas a esa escala gobiernan la física del bioensamblaje”, afirma. "En órbita, la gravedad no es el actor dominante". Los mosaicos de Ekblaw utilizan el magnetismo para agruparse sin ser superados por la fuerza de gravedad en el espacio.

Más allá de realizar su propia investigación, Ekblaw ayuda a facilitar el trabajo de más de 50 personas en SEI, brindando tutoría y asesoramiento técnico para proyectos de investigación y forjando colaboraciones con socios de la industria y otros departamentos del MIT. En ese cargo, intenta crear las condiciones para una comunidad aeroespacial más inclusiva.

“Queremos que el futuro de la vida en el espacio refleje realmente el rico entramado de vida en la Tierra. Eso significa traer al sector aeroespacial a personas que tienen perspectivas muy diferentes sobre lo que podrían significar la vida y la exploración”, afirma. Ella señala la relación de SEI con la Polynesian Voyaging Society como un ejemplo de cómo el grupo está tratando de aprender de los enfoques indígenas de exploración y aplicar esas actitudes a los viajes espaciales. "Son algunos de los exploradores más hábiles del planeta", dice. "Hemos estado trabajando con ellos para incluirlos en la narración, la visión y la elaboración de cómo sería una vida más equitativa, inclusiva y significativa en el espacio".

Ekblaw también está trabajando para reducir la barrera de entrada para realizar experimentos en gravedad cero. Durante más de siete años, ha dirigido un programa para alquilar vuelos de gravedad cero para la comunidad del MIT, brindando a los estudiantes de ingeniería y ciencias oportunidades regulares para realizar experimentos en un entorno que imita el espacio. Gracias a las cartas, los estudiantes están creando experimentos listos para el espacio con mucha más frecuencia, y la cantidad de proyectos del MIT enviados a la ISS para pruebas adicionales ha despegado. Aunque antes era “increíblemente raro” que el trabajo de un estudiante llegara a la ISS, ahora eso ocurre “cada año y medio o dos años”, según Ekblaw.

"Es una manera realmente asombrosa de capacitar a la fuerza laboral", dice. "Ahora estoy tratando de democratizar profundamente el acceso a eso y hacerlo más disponible para el público más allá del MIT".

Al mirar la Estación Espacial Internacional, quizás no se dé cuenta de que está cubierta de tela. Pero eso es exactamente en lo que consiste el blanco icónico de la estación: una tela de fibra de vidrio impregnada de teflón estirada sobre la estructura metálica de la estación modera las temperaturas y evita que se oxide en el ambiente extremo de su órbita a unas 250 millas sobre la superficie de la Tierra.

Para Juliana Cherston, SM '16, PhD '22, eso parecía una oportunidad. Como parte de su investigación doctoral en el Responsive Environments Group del Media Lab, Cherston comenzó a trabajar para convertir esas extensiones de tela en sensores gigantes, que podrían ayudar a los astronautas a localizar fugas de aire o impactos de basura espacial. Leer sobre astronautas que miraban a través de una pequeña ventana con binoculares para discernir dónde su nave espacial había sido golpeada por un trozo de escombros le dejó claro a Cherston lo valiosa que podría ser esta tecnología.

"Estamos tejiendo sensores de fibra en el material, de modo que convertimos esa manta de gran superficie en un sensor que podría alertar a la nave espacial sobre dónde se produjo el daño", dice.

Además de trabajar para mejorar la seguridad de los astronautas, Cherston está buscando formas de crear más oportunidades para realizar investigaciones en el espacio. Ella misma, que se describe a sí misma como una "científica de corazón" y "no tan interesada en el revuelo espacial", dice que su motivación proviene de "reconocer que hay algo de ciencia que realmente se beneficia al realizarse en el entorno espacial". Uno de sus proyectos implica investigar si incorporar sensores en la estructura espacial podría ayudar a los científicos a aprender sobre estrellas más allá de nuestro sol. La comunidad espacial pretende enviar eventualmente una sonda a otra estrella, pero “mientras tanto, podemos observar la materia que nos envían otras estrellas”, dice Cherston. Su tejido sensorial puede facilitar esto midiendo el impulso y la posición de las diminutas motas de polvo espacial que chocan con él. Y dado que el polvo tiende a explotar en una columna de partículas cargadas al impactar, también está trabajando para que su tela mida las cargas, lo que podría ofrecer pistas sobre su composición.

Incrustar sensores en tejidos espaciales podría ayudar a los científicos a aprender sobre estrellas más allá de nuestro sol.

Dado que la financiación espacial fluye cada vez más hacia iniciativas con fines de lucro (incluidas no sólo las estaciones espaciales privadas que eventualmente reemplazarán a la ISS sino también empresas centradas en el turismo espacial o la realización de películas en entornos de gravedad cero), Cherston continuará buscando oportunidades para facilitar investigación académica en el espacio. Se trata de “encontrar formas de incorporar la investigación científica fundamental a nuestra infraestructura”, afirma.

Dava Newman, durante mucho tiempo profesor de astronáutica del Programa Apolo y director del Media Lab, fue el número dos al mando de la NASA durante la administración Obama e incluso dio la vuelta al mundo en un velero para intercambiar conocimientos con las comunidades isleñas sobre el espacio, la exploración, y sostenibilidad. Pero quizás sea más conocida por su trabajo en el rediseño de trajes espaciales, que ella describe como las “naves espaciales más pequeñas del mundo”, ya que deben venir equipadas con todo lo que un astronauta necesita para sobrevivir fuera de la atmósfera de la Tierra.

Uno de esos diseños, el BioSuit, transforma el voluminoso traje del “hombre Michelin” de 300 libras que la mayoría de la gente imagina cuando piensa en viajes espaciales en algo más parecido a un traje de superhéroe que “envuelve” al astronauta. El BioSuit aún puede proporcionar la presión necesaria para mantener vivo a un astronauta cuando se aventura fuera de una nave espacial, pero ofrece una movilidad mucho mayor que facilitará la exploración y la investigación en la superficie de la Luna o, algún día, en Marte. Su nuevo prototipo de funda de traje incorpora sensores inteligentes y materiales para protección térmica y radiológica parcial, que también serán necesarios para actividades extravehiculares seguras. (Además, como señaló en una charla TEDx en 2022, la apariencia más elegante tiene el beneficio adicional de despertar el interés de las niñas y entusiasmarlas con la exploración espacial).

Newman también trabajó en el Skinsuit, que está destinado a usarse dentro de una nave espacial para mitigar los impactos sobre la salud de la vida en el espacio. El tiempo fuera de la atmósfera terrestre hace que los astronautas pierdan masa muscular y ósea a un ritmo tan rápido que tienen que hacer ejercicio un par de horas cada día para mantenerse en forma. El Skinsuit está diseñado para minimizar esta pérdida ósea y muscular al comprimir los cuerpos de los astronautas, lo que también podría ayudar a prevenir el dolor de espalda y el alargamiento de la columna que puede resultar de vivir en gravedad cero.

Como investigador y administrador de la NASA, Newman ha sostenido durante mucho tiempo que las personas y las decisiones que toman son lo más importante, más que la tecnología en sí. Esa es parte de la razón por la que ha presionado por la paridad de género en la NASA y el MIT. Cuando llegó a la NASA, se sorprendió al descubrir que celebraban el hecho de que para entonces las mujeres constituían el 13% de sus ingenieros. Ella “no apoya” nada que no sea la paridad, dice: “No se trata de ser la primera [mujer], ni la segunda, ni la tercera. Cuando dejemos de contar, sabremos que hemos llegado”.

Para alcanzar ese objetivo, afirma, la próxima generación de mujeres no sólo necesita verse representada, sino también saber que puede encontrar la tutoría que necesita para prosperar. Y cuando lo hagan, mejorarán toda la investigación y la ciencia espaciales: “Los equipos se desempeñan mucho mejor si son muy diversos”, afirma.

A pesar de lo concentrado que Newman se ha mantenido en promover la exploración de la humanidad en el espacio, dice que cuando se despierta todos los días y piensa en lo más importante en lo que podría estar trabajando, "la respuesta es en realidad el clima". A pesar de toda la maravilla que conlleva aprender sobre otros rincones del universo, ella cree que es apropiado que gran parte de los datos espaciales recopilados por los investigadores del MIT estén destinados a medir lo que ella llama "signos vitales de la Tierra", ayudando a los científicos a monitorear el aumento del nivel del mar. , sequías, temperatura del océano y más. Llegar a Marte, dice, significa superar nuestros límites y realizar investigaciones científicas y buscar evidencia de vida, pasada o presente. También se trata de estudiar la habitabilidad de Marte y cómo esencialmente perdió su campo electromagnético, lo que provocó que el viento y la radiación solar ionizaran la mayor parte de la atmósfera marciana. Nunca se debe dar por sentado que existe con seguridad vida abundante, frágil e impresionante en un planeta: la Tierra.

“Desde el espacio se ve un planeta. No ves la división de naciones y otras cosas. Lo que ves es un lugar que tenemos que cuidar”, dice. "Es un planeta tan asombroso en el que vivimos".

Esta historia fue parte de nuestra edición de septiembre/octubre de 2023.

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