El robot Curiosity se comunica desde la superficie de MarteASTRONÁUTICA(Foto: JPL)
A pesar de las dificultades y de la incertidumbre por la utilización de un método de aterrizaje novedoso, las cosas se desarrollaron de la forma prevista y el robot Curiosity se posó sin novedad en la superficie de Marte, a las 05:31 UTC del 6 de agosto (hora de la Tierra).
Todo fue bien en la secuencia de descenso y la compleja sonda espacial, a la que le sobró casi el 25 por ciento del combustible almacenado a bordo, tocó la superficie en un punto estimado cuyas coordenadas son 137,44 grados (longitud), -4,59 grados (latitud), en el interior del cráter Gale. Apenas unos minutos después, el robot, demostrando el éxito de la maniobra, enviaba sus primeras fotos de baja resolución a través de la sonda Mars Odyssey, que pasaba en esos momentos sobre ella. Las imágenes, que aún mostraban el polvo en suspensión levantando por el aterrizaje, enseñaban las ruedas del vehículo y su sombra, así como un escenario aparentemente libre de rocas.
La llegada del Curiosity se inició el 4 de agosto, con la entrada de la nave en la esfera de influencia gravitatoria de Marte. Eso la hizo acelerar progresivamente. Los ingenieros no necesitaron utilizar sus últimas oportunidades de corrección de la trayectoria, que consideraron perfectamente establecida. Por fin, a las 05:14 del 6 de agosto, la Curiosity abandonó la etapa de crucero que había estado utilizando durante el viaje, desde el día del despegue, y que había proporcionado energía, comunicaciones y propulsión al conjunto. Cinco minutos más tarde, se expulsaban dos pesos (CMBD) de 75 kg cada uno utilizados para mantener el equilibrio, los cuales se estrellarían por su cuenta contra Marte. De este modo quedaba desplazado el centro de masas de la nave y se obtenía una cierta sustentación. A las 05:24 UTC, el vehículo, equipado con su escudo de protección térmica, efectuaba su primer contacto con la atmósfera marciana, a unos 125 km de altitud y a una velocidad de 6,1 km/s, a 700 km de distancia del punto de aterrizaje. Cuatro minutos después, se expulsaban otros seis pesos de 25 kg para orientar correctamente la nave, y al mismo tiempo se extendía el paracaídas, a unos 10 km de altitud y una velocidad de 100 m/s. Con la evidente desaceleración en marcha, se liberó el escudo térmico inferior (05:29 UTC), y finalmente la carcasa superior junto al paracaídas, que había reducido suficientemente la marcha del descenso para que pudieran entrar en servicio los ocho motores de la “grúa espacial” (05:30 UTC). Con la velocidad de bajada a cero, el vehículo se mantuvo a unos 27 metros de altura y empezó a descolgar al robot Curiosity con varios cables. Una vez extendidos, se reanudó la bajada, hasta que éste tocó el suelo, a unos 0,75 m/s, los cables se cortaron y la grúa se alejó de la zona para estrellarse.
De inmediato, el robot utilizó las cámaras de navegación para tomar algunas imágenes, aún con la óptica tapada por una cubierta transparente, que evitó que el polvo la ensuciara. Unos tres minutos después del aterrizaje, estas imágenes fueron transmitidas a la Tierra y mostradas en el centro de control, que las recibió de forma entusiasta.
Se trataba de imágenes en blanco y negro, ya que la cámara principal se encontraba aún plegada en su mástil, lo mismo que la antena de alta ganancia, que permitirá el contacto directo con la Tierra, sin pasar por las sondas en órbita alrededor de Marte. Hasta entonces, los controladores estarían limitados a la recepción de datos en las oportunidades de sobrevuelo de la MRO, la Mars Odyssey y la Mars Express.
Tras la rueda de prensa, regresó la actividad al centro de control, con un nuevo sobrevuelo de la Mars Odyssey que trajo más fotografías, de mejor calidad, y algunos datos científicos. En sucesivas oportunidades se enviarían otros elementos interesantes, como las imágenes tomadas durante el descenso propiamente dicho.
Los próximos días estarán protagonizados por un cuidadoso calendario de eventos, durante los cuales, poco a poco, se comprobarán todos los sistemas del robot, se establecerán comunicaciones estables y se enviarán imágenes de alta calidad y panoramas. Aún transcurrirán algunos días antes de que el Curiosity inicie sus primeros movimientos.
Durante la rueda de prensa, la dirección del programa no solamente felicitó a los participantes estadounidenses, sino también a las naciones colaboradoras, entre las cuales se encuentra España, que ha contribuido con varios elementos. Uno de ellos es la antena de alta ganancia, de diseño novedoso, construida por Astrium España.
Llevar a cabo la transmisión de datos desde Marte a la Tierra es más difícil de lo que parece. El rover tiene que saber dónde se encuentra en cada momento para saber dónde está la Tierra y apuntar hacia ella para comunicarse. El Curiosity ha incorporado la novedad de que es la antena la que se orienta automáticamente apuntando a la Tierra para poder comunicar sus datos. De esta manera, el rover no tiene que gastar energía moviendo todo el vehículo para apuntar su antena.
Curiosity tiene la capacidad de comunicarse directamente con la Tierra a través de sus enlaces en banda X con la red de espacio profundo compuesta de tres antenas gigantes de 70 metros dispuestas estratégicamente en el planeta (Pasadena, Canberra y Madrid) para que por lo menos siempre haya una en la línea de vista de la transmisiones.
Las comunicaciones en banda X utilizan un amplificador de potencia de 15 vatios alimentado por el transpondedor de espacio profundo del rover. España, a través de EADS CASA Espacio, filial de Astrium, ha suministrado la antena de alta ganancia, de forma hexagonal de unos 30 centímetros de diámetro, montada en la plataforma superior del Rover. Con esta antena, se puede transmitir a 800bits por segundo o más rápido a las antenas de 70 metros de la red de espacio profundo. Esta antena se basa en la tecnología de radiadores impresos desarrollada por la empresa, tiene capacidad de transmisión y recepción, y ha demostrado sus altas prestaciones en misiones de observación como Envisat, de telecomunicaciones como Galileo y Spainsat y científicas como Rosetta. Además tiene la citada capacidad de apuntamiento automático gracias al mecanismo especial suministrado por la empresa Sener. Esta antena será utilizada para enviar órdenes al rover todas las mañanas. Así mismo, podrá utilizarse para devolver información a Tierra a un bajo nivel de transmisión de datos debido a la limitada potencia del rover, el tamaño de la antena y la gran distancia que les separa.
Otra posibilidad de comunicarse que tiene Curiosity es a través de sus enlaces UHF contactando con los satélites que orbitan Marte. Son oportunidades cortas de unos 10 minutos, pero su proximidad permite una transmisión más rápida de datos que el contacto directo. Estos orbitadores con sus transmisores de mayor potencia y antenas de mayor tamaño retransmitirán esta información posteriormente a la red de espacio profundo en la Tierra. Uno de estos satélites puede ser el Mars Express de la Agencia Espacial Europea que también cuenta con una antena dicroica de CASA Espacio.
La estación meteorológica del vehículo es asimismo una aportación española, desde el investigador científico principal hasta la construcción del mismo por la otra filial española de Astrium, CRISA, en Tres Cantos. Con ella se medirán diariamente todos los parámetros atmosféricos que se tomarán en cuenta para llevar a cabo la misión, que tendrá una duración de un año marciano (dos años terrestres).[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=hJq5z9kE4lc&feature=player_embedded[/youtube]
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Láminas de grafeno para desalinizar agua con mayor eficaciaQUÍMICAEsquema de la interacción entre las moléculas de agua con el grafeno. (Foto avid Cohen-Tanugi)
Las hojas de grafeno con poros de dimensiones controladas con precisión ofrecen la posibilidad de purificar el agua más eficazmente que con los métodos existentes.
La disponibilidad de agua dulce está disminuyendo en muchas partes del mundo, un problema que se teme que crezca junto con la población mundial. Una fuente prometedora de agua potable es el suministro virtualmente ilimitado de agua de mar, pero hasta ahora la tecnología de la desalinización ha sido demasiado cara para que se extienda su uso de forma generalizada.
Ahora, unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han dado con un nuevo método, basado en un tipo diferente de material para el filtrado: hojas de grafeno.
El grafeno consiste en una capa carbono de un átomo de espesor. Los átomos, distribuidos por tanto sólo horizontalmente, forman una celosía hexagonal, similar a la de un panal de miel.
El nuevo método de desalinización promete ser más eficiente y posiblemente menos caro que los sistemas de desalinización existentes.
El equipo de Jeffrey Grossman y David Cohen-Tanugi se propuso controlar las propiedades del material a escala atómica, produciendo una hoja de grafeno perforada con agujeros de dimensiones muy precisas. Los investigadores también agregaron otros elementos al material, logrando que los bordes de estas minúsculas aberturas interactuaran químicamente con las moléculas de agua, repeliéndolas o atrayéndolas.
Los científicos quedaron muy agradablemente sorprendidos por lo bien que funcionó el grafeno en las simulaciones digitales, comparado con los sistemas existentes.
Un método común de desalinización, llamado ósmosis inversa, usa membranas para filtrar la sal del agua. Pero estos sistemas requieren una presión sumamente alta, y por tanto también un consumo alto de energía, para forzar el agua a través de gruesas membranas, que son aproximadamente mil veces más gruesas que el grafeno.
El nuevo sistema con grafeno opera a una presión mucho más baja, y gracias a ello debería ser capaz de purificar el agua a un costo mucho más bajo.
El nuevo sistema basado en el grafeno es capaz de hacer su trabajo cientos de veces más rápido que las técnicas actuales, con la misma presión que éstas. O, alternativamente, el sistema puede funcionar con una velocidad similar a la de los sistemas actuales, aunque con presiones más bajas que las de estos.[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=k5Tjy_90WBU&feature=player_embedded[/youtube]
¿Hacia el disc-jockey robótico?ROBÓTICAEl robot Shimi. (Foto: GIT)
En un ejemplo más de robótica al servicio del ocio, se ha desarrollado un pequeño pero llamativo robot que recomienda canciones, baila al ritmo de la música, y ajusta parámetros de la reproducción de la música basándose en las reacciones del oyente.
El robot se llama Shimi, mide unos 30 centímetros de estatura, y su creador principal es Gil Weinberg, director del Centro de Tecnología Musical, dependiente del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en Atlanta, Estados Unidos.
Shimi basa buena parte de sus capacidades en su alta conectividad. Su cerebro se alimenta de un teléfono móvil equipado con el sistema operativo Android. Una vez interconectado debidamente, el robot adquiere las capacidades de percepción y generación musical del dispositivo móvil del usuario.
Por ejemplo, usando la cámara del teléfono y un software de detección de rostros, el robot puede seguir por la habitación a la persona que escucha la música y posicionar apropiadamente sus altavoces para lograr un sonido óptimo. Este robot tiene además otra función de reconocimiento que se basa en el ritmo y el tempo. Si el usuario tamborilea un ritmo sobre la mesa o lo marca dando palmadas, Shimi lo analiza, explora la biblioteca musical del teléfono y reproduce inmediatamente la canción que mejor se corresponda con la sugerencia. Una vez que comienza la música, Shimi baila al ritmo de ésta.
Shimi se comercializará a través de la empresa Tovbot. Se calcula que saldrá al mercado en 2013.
Shimi fue desarrollado en colaboración con el Centro Interdisciplinario Herzliya, de Israel. Además de Weinberg, en el trabajo también han participado Guy Hoffmann, Ian Campbell y Roberto Aimi.
Éste es el tercer robot musical creado en el Centro de Tecnología Musical. Haile, el primero, es un robot percusionista que ha tocado en auditorios de muchas partes del mundo. El segundo es Shimon, un robot especializado en tocar la marimba, y que usa algoritmos más sofisticados para la percepción e improvisación musicales que los usados por Haile. Shimon es capaz de interactuar con el ambiente alrededor de él, analizar el ritmo, las melodías y la armonía, y usar su comprensión musical para improvisar con los humanos.[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=s6bs1rrOwxo&feature=player_embedded[/youtube]
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=3ShaUMM0H-g&feature=player_embedded[/youtube]
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Las piernas para robot mejor capacitadas para emular el modo humano de andarROBÓTICALas nuevas piernas robóticas. (Foto: IOP / Journal of Neural Engineering)
Se ha logrado desarrollar un par de piernas robóticas que parece ser el primero que reproduce el andar humano con una precisión lo bastante elevada como para concordar con el modelo biológico.
La arquitectura neuronal, la arquitectura musculoesquelética y las vías de realimentación sensorial de los humanos fueron simplificadas e implementadas en las piernas robóticas, permitiéndoles de este modo caminar de un modo impresionantemente parecido a como lo hacen unas piernas humanas.
La exactitud biológica en los movimientos de estas piernas robóticas desarrolladas por el equipo de Theresa Klein, de la Universidad de Arizona, ha permitido a los investigadores estudiar los procesos subyacentes en el modo humano de andar y puede respaldar algunas teorías sobre cómo aprenden a caminar los bebés. Esta precisión tan notable también puede ser de utilidad para encontrar modos de que algunos afectados por lesión de médula espinal puedan recobrar una cierta capacidad de caminar.
Un componente clave del sistema humano de andar es el generador central de patrones, que genera señales musculares rítmicas. Este sistema biológico produce dichas señales, y luego las controla, gracias a recopilar información procedente de diferentes partes del cuerpo que están respondiendo al entorno. Esto es lo que permite a la gente caminar sin necesidad de pensar en ello.
Las nuevas piernas robóticas contienen un sistema parecido a éste, así como sensores que envían información al módulo que actúa como un generador central de patrones, a fin de que éste pueda hacer los ajustes que se necesiten en cada momento, como por ejemplo si la inclinación del nuevo tramo de terreno es distinta.
Estas piernas robóticas han sido presentadas públicamente a través de la revista académica Journal of Neural Engineering, del IOP.[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=MnD7LqisBhM&feature=player_embedded[/youtube]