domingo, 28 de noviembre de 2010

Orion's Prototype Heat Shield Undergoes Tests

NASA is teaming up technology developed for the space shuttle and designs used for the Apollo Program to produce elements of the next spacecraft that will deliver astronauts to the moon.

An early sign of that combination has made its way to NASA's Kennedy Space Center, Fla., in the form of a prototype heat shield. The prototype is the same size and dimensions of the heat shield that will protect the Orion spacecraft as it enters Earth's atmosphere on the way back from the International Space Station or the moon.



The arrival of the heat shield stirred up excitement from workers on the Constellation Program as they were able to see one of the first pieces of Orion’s full-scale test hardware.

"When [it] got here at the end of November, it was very exciting because it is the first piece of hardware," said Joy Huff, a NASA shuttle orbiter thermal protection system engineer who is spearheading Kennedy's work on the Orion heat shield. "Not flight hardware, but it is flight-type material. And just to see the full size, it really gives you a scale of the size of it."



Workers prepare prototype heat shield for testing.


At five meters in diameter, the heat shield is the largest one of its kind ever built. The prototype was built largely just to prove it could be done, Huff said.

Also known as a manufacturing demonstration unit, the prototype was created to meet the need to develop heat shield evaluation, inspection and handling procedures, said Jim Reuther, project manager of the crew exploration vehicle thermal protection system at NASA’s Ames Research Center, Moffett Field, Calif.

Orion's thermal protection system serves as a barrier against the heat of re-entry to Earth through the atmosphere, Although parts of the heat shield will use shuttle tile materials, the base of it endures the most heat and will burn away, or ablate, as it descends through the atmosphere at more than 25,000 mph.

The use of ablative materials mirrors that of the Apollo Program's approach, in which the entire entry capsule was covered with an ablator, Reuther said. The Orion heat shield also uses techniques perfected for the shuttle’s thermal protection system, particularly the bonding method used to attach the segments of ablative material to the base heat shield. Orion's design is simpler in respect to the number of parts and reusability because the area to be protected is much smaller than that of the shuttle and the base of Orion's heat shield will not be reused.

The prototype heat shield is made of the leading candidate material called PICA, which stands for phenolic impregnated carbon ablator material. The PICA material previously was used for the base heat shield of Stardust, a small robotic spacecraft that successfully completed its mission of obtaining comet samples and returned to Earth in January 2006.

Because Stardust was less than 3 feet in diameter, it was possible to make its heat shield in a single piece. Many pieces are needed to make Orion's heat shield. At 16.5 feet in diameter, Orion's heat shield will require up to 200 pieces of PICA blocks.

"The actual final number of PICA blocks will be determined by manufacturing and thermal-mechanical design constraints," Reuther said. "However, when compared to the roughly 24,000 tiles used on the shuttle, the final number of blocks will be very manageable."



The blocks on the heat shield share the same delicate characteristics as the shuttle's tiles. Designers also plan to include gap fillers between blocks, just as with the shuttle.

NASA chose an ablative heat shield that slowly burns off because it can handle higher temperatures than the shuttle's reusable tiles. A spacecraft returning from a lunar mission is expected to encounter temperatures as high as 5,000 degrees Fahrenheit during re-entry into Earth’s atmosphere, compared to about 2,300 degrees for a space shuttle re-entry. Because of this, the Orion heat shield can only be used once, Huff said.




Workers prepare prototype heat shield for testing.


The prototype heat shield rests in Hangar N at Cape Canaveral Air Force Station where it will undergo several months of nondestructive evaluation testing that mainly includes laser scans and X-rays. The tests will be used to reveal flaws purposely built into the heat shield.

"We want to get it into the X-ray facility to use X-rays to look for these known flaws," Huff said. "That's part of the nondestructive evaluation testing task to come up with standards, so when you get a flight unit, you know what you’re flying."

But before any testing can be performed, the team at Kennedy has to learn the best way to move and handle the heat shield. Because of the size of the prototype, they also will have to test and develop new handling standards that will be applied to the actual flight heat shields.

Backup procedures call for using a crane to handle the prototype, but Huff said she hopes to see an adaptor made that will allow a forklift to be used instead. The forklift would make it easier to handle the prototype inside buildings and as it undergoes testing procedures.

"The materials [for the adaptor] have been ordered, [so we] should be fabricating [the prototype] within the next few weeks, get that built and then we’ll put the unit on the adaptor and start nondestructive evaluation testing," Huff said.

She's looking forward to a special milestone to take place by late summer: turning over all handling and testing results to Lockheed Martin.

When that happens, the Constellation Program's mission of putting man on the moon and beyond will be one big step closer.



Tanya Nguyen, Staff Writer
NASA's John F. Kennedy Space Center

Tecnología Espacial Rusa


Navegando en un blog Ruso me encontre la tecnología que utilizaban en ese entonces los sovieticos en la estación espacial MIR, y me parecieron interesantes y curiosas, a continuación la comparto con ustedes.



Primer satelite que incorporo un ser vivo (Laika) en 1957.


La perrita Laika.


Este barco fue llamado despues Gagarin “Yuri Gagarin Nave cientifica de busqueda”, y se utilizo para mantener contacto con los satelites y las misiones espaciales rusas.


Traje espacial suave con ventilación.
Capsula espacial VOSTOK en la cual regreso Gagarin a la tierra.
Primer satelite lunar.
Primer misil Ruso estratosferico.
Traje espacial para la mision HALCON, posee una mochila de supervivencia.
Otro traje espacial para la mision HALCON-K con un sistema de supervivencia mas ligero.
Experimientos biologicos.
Baño con succión.
Alimentos
Sistema de suministro de agua

Tecnología espacial para escuchar los latidos del corazón con el iPhone

La compañía suiza CSEM, gracias a la subvención de la Agencia Espacial Europea, ha creado el dispositivo ‘Pulsear’ que mediante una aplicación puede monitorizar el ritmo cardíaco en el iPhone a través de unos simples auriculares. Una aplicación para usar en el entrenamiento personal gracias a la tecnología espacial.


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La aplicación ‘iPhone Pulsear’ recoge el ritmo cardíaco mediante el envío de señales infrarrojas a través de los tejidos del oído. Después, un pequeño diodo registra los resultados y envía la información a través de los auriculares que se conectan al teléfono, según ha informado la Agencia Espacial Europea en su página web.

En principio esta versión sólo registra el ritmo cardíaco aunque la compañía está trabajando en futuras versiones que podrían monitorizar hasta la cantidad de oxígeno en sangre cuando el usuario está realizando una actividad física.

Uno de los ingenieros del proyecto, Michel Lazarges, ha confirmado que están desarrollado su propio dispositivo, un ‘gadget’ “pequeño, compacto y discreto” pensado para actividades deportivas y para monitorizar a las personas en grandes alturas.



Motores de Hidrógeno, tecnología espacial

El hidrógeno es un gas inagotable, ya que puede ser obtenido a partir de agua o podría extraerse a los hidrocarburos derivados del petróleo o del gas natural, así como de alcoholes de procedencia vegetal. Pero en estos últimos casos, el hidrógeno se obtiene gracias a una reacción química propiciada por un catalizador, lo que provoca emisiones de CO2, el anhídrido carbónico responsable del perjudicial efecto invernadero.
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La investigación espacial, además, aporto una nueva posibilidad. La mezcla de hidrógeno y oxígeno ya no produce una reacción térmica, sino la electricidad necesaria para alimentar un motor eléctrico. El conjunto de este tipo de motor y el elemento productor de hidrógeno se ha llamado fuell cello pila de combustible.
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Su principal ventaja es que los automóviles dotados con este tipo de motorizaciones podrían comenzar a circular inmediatamente, ya que se abastecerían en las estaciones de servicio normales, mientras que para utilizar hidrógeno líquido debería crearse toda una red de estaciones de servicio especiales.
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A fines de 1999, en Munich, BMW inauguró la primera estación de este tipo y esperaba poder potenciar el suficiente número de ellas para comercializar automóviles a hidrógeno en Alemania en el 2010 (cosa que no logro).
Mercedes y Opel han desarrollado diversos prototipos con propulsión por pila de combustible. En el caso de Opel, su Zafira (de fines de los 90s) dispone de un motor de 75 CV, aunque se han construido células con el doble de potencia.
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Pila de combustible: a finales de la década de los noventa comenzó a hablarse del fuell cell o pila de combustible. En el seno de la pila, el hidrógeno y el oxígeno se combinan de forma controlada en lugar de producir una violenta exposición, generando electricidad y, como producto residual, agua.
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La reacción no provoca calor; tampoco desgaste mecánico y es silenciosa. Además, el rendimiento de la pila de combustible combinada con el motoreléctrico supera el 50% de le eficacia posible, cuando los mejores motores térmicos apenas consiguen un 30-35%. La pila de combustible esta construida por infinidad de células.

Tecnología espacial para limpiar paneles solares



Los que siguen @Quinto_Armonico en Twitter ya conocerán el invento, consistente en una película transparente que adherida sobre los módulos fotovoltaicos aumentan un 10% su producción. En este artículo les presentaré una nueva película transparente pero con otro fin. Aunque con el mismo resultado: Aumentar la eficiencia energética de los paneles, maximizando su producción.


Los desiertos son, por lógica los mejores lugares para instalar plantas de energía solar. El suelo es barato y la luz del sol abundante. Por desgracia también lo son el polvo y el viento. Esta combinación lleva la suciedad a los paneles, haciendo que disminuya, en gran medida, su eficiencia.
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Limpiar los paneles con una escobilla de goma bajo el calor sofocante no parece el mejor trabajo del mundo. El montaje de sistemas de autolimpieza basados en el agua no son siempre  una opción en las zonas donde el agua limpia es difícil de conseguir. Otra solución es un sistema de auto-limpieza de los paneles solares mediante una carga eléctrica proporcionada por los mismos paneles. Este sistema de auto-limpieza se basa en una tecnología desarrollada para instalar módulos fotovoltaicos en otro medio, también muy seco y polvoriento: Marte.
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La tecnología consiste en colocar una lámina transparente, de material eléctricamente sensible, sobre el cristal de modo que cubra el panel. Los sensores controlan los niveles de polvo en la superficie y electrifican el material cuando la concentración de polvo alcanza un nivel crítico. A través de la lámina se envía una carga eléctrica que actúa como onda que repele el polvo, haciendo que se desprenda y caiga en cascada por la superficie, transportándolo fuera de los bordes de la lámina.
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En dos minutos, el proceso elimina el 90% del polvo depositado sobre los paneles y sólo requiere una pequeña cantidad de electricidad generada por el panel el propio panel, para la limpieza.
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Según el líder del estudio que ha realizado la Universidad de Boston, Malay K. Mazumder:
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“Creemos que con el lanzamiento de nuestros paneles con auto-limpieza potenciará la instalación de plantas en áreas de alta generación de polvo y concentración de partículas de contaminación”
“Una capa de polvo de 4 gramos por metro cuadrado disminuye la producción energética un 40%”
“En Arizona, el polvo se deposita cada mes cerca de 4 veces esa cantidad. Los índices de depósito son aún mayores en el Oriente Medio, Australia y la India”.
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Mazumder, asegura que la necesidad de hacer más eficiente la tecnología crece con la popularidad de la energía solar. El uso de la energía solar fotovoltaica, hizo que la venta de paneles aumentara en un 50% de 2003 a 2008 en EE.UU, y las previsiones apuntan a una tasa de crecimiento de al menos 25% anual en el futuro.
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“Nuestra tecnología se puede utilizar tanto en las pequeñas plantas como en los sistemas fotovoltaicos a gran escala. Hasta donde sabemos, ésta es la única tecnología para la limpieza de polvo automática que no requiere agua o movimiento mecánico.”
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Mazumdery sus colegas desarrollaron inicialmente esta tecnología para su uso en misiones espaciales a la Luna y Marte, a petición de la Nasa.
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“Marte es, por supuesto, un ambiente polvoriento y seco. Los paneles solares alimentan vehículos y lo harán para futuras misiones tripuladas y robóticas. No deben fallar debido a las inevitables deposiciones de polvo. Pero tampoco debe suceder con los paneles solares instalados en la Tierra.”
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Hoy en día, el mercado fotovoltaico mueve unos 24.000 millones de dólares. Según Mazumdery:
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“Menos de un 0,04% de la producción mundial de energía proviene de la energía solar fotovoltaica, pero si  tan sólo se dedicara el 4% de la superficie desértica mundial, todas nuestras necesidades energéticas quedarían cubiertas por esta tecnología. Sin duda este sistema de autolimpieza puede desempeñar un papel importante. “
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El equipo de la Universidad de Bostón describió los beneficios de la limpieza de los módulos por el sistema del auto-limpieza por capa electro-sensible en un informe que presentó en la 240ª Reunión Nacional de la Sociedad Química Americana (ACS).