Pacientes prueban un brazo prostético avanzado

Un procedimiento quirúrgico permite el control intuitivo de un brazo robótico sofisticado.

Al reordenar quirúrgicamente los nervios que normalmente están conectados al miembro faltante, los médicos han desarrollado un modo intuitivo para que los pacientes, a quienes les falta un miembro, puedan controlar un brazo robótico.

Todd Kuiken y sus colegas en el Centro de Rehabilitación de Chicago informaron, por primera vez, sobre la utilización de esta técnica en un único paciente en 2007, y ahora lo han probado en más. Todos los nuevos pacientes pudieron controlar con éxito la prótesis que posee hombros, codos, muñecas y manos motorizados. Pudieron mover el brazo, imitar movimientos de las manos y levantar una variedad de objetos, incluído un vaso lleno de agua, una delicada galleta y una pieza del juego de damas que iba rodando a lo largo de una mesa. (En el video de abajo se puede ver a tres pacientes utilizando el brazo). Los hallazgos fueron informados en el Journal of the American Medical Association en el día de ayer.

La mayoría de las prótesis de brazo motorizado utilizadas en la actualidad capturan los movimientos del hombro para poder controlar la mano, el codo o la muñeca del miembro ortopédico. Estos dispositivos pueden ser lentos y a veces frustran al paciente: el usuario debe concientemente contraer los músculos para impulsar un movimiento, y solamente puede realizarse un movimiento por vez.

Kuiken ha desarrollado un nuevo tipo de interfaz completamente nuevo. Utilizando un procedimiento quirúrgico llamado re-innervación muscular dirigido (targeted muscle reinnervation), los cirujanos transfieren nervios que previamente llevaban señales a la extremidad ahora faltante, a músculos en el tórax y en el brazo superior. Los nervios re-dirigidos producirán la contracción de músculos cuando el paciente piensa en mover el miembro perdido. Estas señales son leídas por un sensor en el brazo prostético y traducidas en movimiento.

Tres pacientes que fueron sometidos a este procedimiento probaron el prototipo de brazo que está desarrollando el programa de prótesis revolucionarias de DARPA (Defense Advanced Research Project Agency). Los voluntarios pudieron controlar el dispositivo de manera efectiva en sólo dos semanas.

"La velocidad y la precisión de los movimientos representan mejoras importantes comparado los sistemas mioeléctricos anteriores", escribe Gerald Loeb, médico y científico del departamento de ingeniería biomédica y neurología el la Universidad de Southern California, en una editorial. "Todavía más importante, sin embargo, es la facilidad con que los pacientes aprendieron a realizar tareas que implican movimientos coordinados de una articulación".

Kuiken y sus colegas se encuentran trabajando en el agregado de una retro-alimentación sensorial al sistema por medio del transplante de los nervios que una vez llevaron señales sensoriales del brazo amputado al cerebro. Este tipo de retro-alimentación es especialmente importante en la determinación de, por ejemplo, cuánta fuerza utilizar para agarrar un vaso sin romperlo. Los investigadores ya han demostrado que los pacientes que han tenido este nervio trasplantado pueden sentir sensaciones de la mano perdida en el tórax . El objetivo a largo plazo es de agregar dedos prostéticos, los cuales podrían transferir información táctil a los nervios transplantados, haciendo que el paciente sienta que tiene una mano de verdad.

Video

Empresas chinas desarrollan plantas fotovoltaicas que producen a menos de 0,11 €/kWh

El coste de la producción fotovoltaica baja a pasos agigantados, cada vez se acerca más al precio de mercado. En una reciente ronda de licitaciones para la construcción de plantas fotovoltaicas a gran escala, en China, para servicios públicos, las empresas adjudicatarias ganaron el concurso con un precio inferior a 1 Yuan por kWh, unos 0,1135 €/kWh.

.Este precio es un nuevo hito en la economía de la energía solar. Para lograr este impresionante número, el gobierno chino ha utilizado empresas bajo control público para subvencionar el coste, hasta el punto alcanzado, que le haga competitivo. Pekin, parece haber decidido – al menos por el momento – que el desarrollo a gran escala de energía solar se producirá más rápido si se coordina un esfuerzo que haga aumentar la producción de los componentes de modo que se permita la inversión en investigación.

Hace unos días leímos cómo una empresa aseguraba que a finales de 2010 podría fabricar módulos fotovoltaicos a 0,55 €/Wp, sin duda la industria está avanzando a paso de gigante para reducir sus costes. ¿Está más cerca la paridad con el mercado?

A su manera, China invierte una cantidad muy elevada en I+D, utilizando las empresas estatales para la financiación. Esto pone en el ojo de mira a EE.UU. dónde se ha abierto un debate entre Richard Rosen del Tellus Institute y Bill Gates de Microsoft, a cuenta de la inversión en investigación y financiación de las energías renovables. China es un ejemplo de cómo los recursos estatales han dado resultado llevando a la fotovoltaica a reducir enormemente sus costes.

En esta licitación, más del 70% de las ofertas ganadoras fueron presentadas empresas controladas por el Gobierno.The China Power Investment Group dominó la última ronda de la licitación con un total de siete ofertas aceptadas. The Upper Yellow River Hydropower Development Co., del grupo de The China Power Investment Group, presentó la oferta más baja para esta ronda (0,7288 yuanes / kWh) y se convirtió en el ganador del proyecto Gonghe Qinghai de 30 MW. A 0,9907 yuan / kWh, el Xinjiang Energy Co., Ltd., también filial de la China Power Investment Group, fue el mejor postor del proyecto de 20 MW de Xinjiang Hetian.

Una batería recargada para tu coche eléctrico en un minuto

Hasta ahora uno de los mayores problemas que los coches eléctricos están encontrando es la recarga de sus baterías. Una recarga completa puede tardar horas con un enchufe convencional, y por el momento no muchos disponemos de enchufes trifásicos. Aún así una recarga duraría de media unos 20 minutos con corriente de 380 voltios. De camino al trabajo o en desplazamientos medios no podemos permitirnos parar mucho tiempo para recargar las baterías, un repostaje de gasolina se despacha en muy pocos minutos.

Este problema podría desaparecer rápidamente si la idea de Better Place prospera. Se trata de una “electrolinera” en la que en lugar de cargar nuestras baterías las sustituyen por otras iguales ya cargadas. Sobre el papel la idea es brillante, y en la práctica completamente viable. El coche se coloca sobre unas marcas en el suelo y un robot extrae la batería descargada, acoplando una batería cargada exactamente igual en poco más de un minuto, notablemente más rápido que echar 50€ de gasolina.

La empresa Better Place es de reciente creación, pero ya ha conseguido excelentes contratos con los estados de Israel y Japón por ejemplo. Ya ha instalado 17 puntos de recarga eléctrica en Israel, y pretende aumentar esa cifra hasta 1.500 en el menor tiempo posible. El proveedor tambien está colaborando con fabricantes como Subaru, Mitsubishi o Renault en el desarrollo de baterías para sus futuros modelos eléctricos. La idea es que dichas baterías tengan un formato estándar compatible con su “electrolinera”.

Precisamente, ese ha sido una de las mayores críticas de grandes fabricantes de automóviles inmersos en el desarrollo de eléctricos propios. Cuando se masifiquen los coches eléctricos, los fabricantes no producirán una batería estándar, y no estarán tampoco dispuestos a ello a priori; es un problema que no existe con los combustibles líquidos. También alegan – sin demasiado fundamento – que las carcasas de los packs de baterías se pueden dañar tras muchos ciclos de acople y desacople.

Otra de las razones que esgrimen es que poner una batería distinta cada vez es el equivalente a cambiar de motor cada vez que vayamos a repostar. Maticemos, inicialmente fabricantes como Renault pretenden alquilar en regimen de leasing las baterías, debido al alto coste para el usuario. Better Place idea algo similar, las baterías serán de su propiedad, simplemente nos cobrarán por su uso y recarga una cantidad fija. No nos compliquemos la vida, será tan sencillo como pagar por repostar y olvidarnos.

Para los estados que quieran adquirir estas electrolineras, Agassi – presidente de Better Place – admite que el coste es alto por el momento, el sistema cuesta 500.000$. Pero las economías de escala también juegan aquí un papel importante, la tecnología se abaratará a medida que sus ventas despeguen. “El reto no son los coches ni las baterías, es la integración y estandarización de tecnologías e infraestructuras“. Agassi se muestra optimista, “todo acabrá encajando”. Ojalá tenga razón.

Impacto del coche eléctrico en la red

El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), junto a Iberdrola y otras ocho empresas valencianas, coordina un proyecto cuyo objetivo es estudiar y validar el sistema en el que queden definidos tanto un vehículo eléctrico como su recarga en puntos determinados de la red. Este proyecto cuenta con el apoyo de la Consellería de Industria, Comercio e Innovación.

Las empresas que participan en este proyecto multidisciplinar son: Iberdrola Distribución, Mobilidad Urbana Sostenible, Power Electronics, Nutai, GND, Tecnibat, CPD, IDOM y Montesol. Estas provienen de diversos sectores como la energía, ingeniería de automoción, electrónica, movilidad urbana, automatización, baterías y consultoría.

En este proyecto se realiza el análisis de la Red eléctrica y de su evolución para conocer la disponibilidad energética, los momentos de máximo y mínimo consumo y valorar el impacto en la demanda de energía que puede tener la introducción a gran escala de vehículos eléctricos. Con estos datos las compañías distribuidoras podrán realizar la planificación de sus redes para poder soportar la carga que significa la introducción del coche eléctrico como medio de transporte.

Los datos que salgan de este proyecto permitirán obtener una distribución geográfica de los puntos de carga de forma que el usuario del vehículo eléctrico tenga la seguridad de “abastecimiento”, una de las barreras que hay que vencer para la introducción masiva de estos coches. También se analiza la posibilidad de carga en casa del usuario.

Proyecto piloto:

Según han confirmado los técnicos del ITE, está previsto que en el año 2014 se pueda introducir una flota de 60.000 vehículos eléctricos en el conjunto de la Comunidad Valenciana que se completará con unas 150.000 estaciones inteligentes de recarga para poder verificar el comportamiento de todo el sistema.

Para los técnicos del ITE, el coche eléctrico sólo será un éxito si se sortean algunos inconvenientes como una “red de recarga distribuida geográficamente de forma óptima y que responda a las necesidades reales de movilidad de los ciudadanos”. Según Sixto Santonja, coordinador del proyecto “tal y como se ve en todos los foros sobre vehículos eléctricos es necesaria la creación de una infraestructura de transporte para la recarga de las baterías que permita ubicar de forma óptima los puntos de recarga y los contadores asociados, de ahí que nuestro proyecto incida tanto en este sistema de unidades inteligentes de recarga”.

Para Alfredo Quijano, director del ITE “desde el ITE queremos apoyar a las empresas valencianas y a la sociedad en general en el desarrollo de un proyecto que beneficia al conjunto de la sociedad. Además nos ponemos en sintonía con la estrategia marcada por la Unión Europea de una producción masiva en 2014 de vehículos eléctricos como alternativa a los combustibles fósiles”.

La apuesta del ITE es ayudar en los desarrollos tecnológicos y coordinar a las diferentes partes para que el proyecto salga adelante. El vehículo eléctrico es el único medio de transporte individual a través del cual se puede utilizar la energía de manera más eficiente, mediante el aprovechamiento óptimo de la energía renovable que se distribuye en la red eléctrica.

Con este proyecto se afianzan las capacidades necesarias para cooperar con los planificadores de despliegues de vehículo eléctrico.

Además del apoyo de la Conselleria de Industria, Comercio e Innovación, a través de fondos FEDER, este proyecto cuenta con la asesoría de la Asociación Valenciana de la Energía (AVEN) y REDITA (Red Tecnológica de Automoción), perteneciente a REDIT, del cual ITE es miembro fundador.

Desalación con energía solar

Arabia Saudí cubre gran parte de sus necesidades de agua potable mediante la eliminación de la sal y otros minerales del agua marina. En la actualidad, el país tiene previsto utilizar uno de sus recursos más abundantes para hacer frente a su escasez de agua dulce: el sol. La agencia nacional de investigación de Arabia Saudí, la Ciudad para la Ciencia y la Tecnología del rey Abdulaziz (la KACST, en sus siglas en inglés), está construyendo lo que será la mayor planta mundial de desalinización mediante energía solar en la ciudad de Al-Khafji.

La planta utilizará un nuevo tipo de tecnología de concentración solar fotovoltaica (FV), así como nuevas tecnologías de filtración de agua, que la KACST ha desarrollado junto a IBM. Cuando se haya completado a finales de 2012, la planta producirá 30.000 metros cúbicos de agua desalada al día para satisfacer las necesidades de 100.000 personas.

El objetivo principal de la KACST es reducir el coste de la desalinización del agua. La mitad de los gastos de funcionamiento de una planta de desalación en la actualidad provienen del consumo de la energía, y la mayoría de las plantas actuales funcionan con combustibles fósiles. Dependiendo del precio del combustible, producir un metro cúbico cuesta en la actualidad entre 40 y 90 centavos.

La reducción de costes no es la única razón por la que llevamos soñando con la unión de las energías renovables y el proceso de desalación durante décadas, afirma Lisa Henthorne, directora de la Asociación Internacional de Desalación. "Será buena cualquier cosa que podamos hacer para reducir este coste a lo largo del tiempo, o para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociados con ese consumo de energía", afirma Henthorne. "Esta es realmente una demostración con el fin de pulir los errores, y ver si las tecnologías pueden funcionar bien juntas."

Si bien la nueva tecnología FV concentrada podría generar electricidad a precios asequibles, la energía solar todavía cuesta más que los combustibles fósiles en muchas partes del mundo. No obstante, a pesar de los altos costes, utilizarla para los procesos de desalinización tiene sentido, señala Henthorne. "No lo hacemos porque sea lo más barato ahora mismo, sino porque sería lo más barato a largo plazo."

Las plantas de desalinización suelen utilizar procesos de destilación. La mayoría de las plantas de próxima apertura, entre ellas la de Al-Khafji, utilizarán un proceso llamado ósmosis inversa, que hace pasar el agua marina a través de una membrana de polímero y utilizando la presión para filtrar la sal. Ambos métodos son de alto consumo energético. Arabia Saudí, el principal productor de agua desalinizada en el mundo, utiliza 1,5 millones de barriles de petróleo al día en sus plantas, según Arab News.

La FV concentrada de la nueva planta y los sistemas de ósmosis inversa utilizarán materiales avanzados y desarrollados por IBM para la fabricación de chips de ordenador.

En una instalación fotovoltaica concentrada, las lentes o espejos enfocan la luz del sol en unas células solares ultra-eficientes que convierten la luz en electricidad. La idea es reducir los costes al utilizar menos materiales semiconductores de células solares. Sin embargo, al multiplicar la energía del sol cientos de veces se crea una gran cantidad de calor. "Si no enfriamos el dispositivo, se terminan sobrecalentando los circuitos y podemos destruirlos", afirma Sharon Nunes, que ocupa la vicepresidencia de Grandes Innovaciones Verdes de IBM. La solución de IBM consiste en utilizar un metal líquido altamente conductor—una aleación de galio indio—en la parte inferior de los chips de ordenador de silicio para extraer el calor. Al usar este metal líquido, los investigadores han sido capaces de concentrar el poder del sol 2.300 veces sobre un dispositivo solar de un centímetro cuadrado. Eso es tres veces superior a lo que es posible con los sistemas de concentración actuales, afirma Nunes.

Para la desalinización, IBM ha trabajado con investigadores de la Universidad de Texas en Austin para desarrollar una membrana sólida que hace que la ósmosis inversa sea más eficiente en cuanto a energía. La desalinización se lleva a cabo hoy día con membranas de poliamida que acaban atascándose con el aceite y los organismos del agua marina. El cloro utilizado para el tratamiento previo del agua marina también acaba descomponiendo las membranas con el paso del tiempo.

La nueva membrana de polímero contiene alcoholes de hexafluoro, un material que IBM utiliza para los patrones de los circuitos de cobre en los chips de ordenador. A un pH elevado, los grupos de flúor se cargan y protegen la membrana contra el cloro y las obstrucciones. Como resultado, el agua fluye a través de ellas entre un 25 y un 50 por ciento más rápidamente que a través de las membranas de ósmosis inversa usadas en la actualidad, según señala IBM.

La nueva membrana elimina el 99,5 por ciento de la sal en el agua marina. Esto es comparable con las membranas de poliamida convencionales, afirma Menachem Elimelech, presidente de ingeniería química en la Universidad de Yale. "Hay que lograr este alto nivel de rechazo, de lo contrario no podríamos conseguir una buena calidad de agua con sólo una pasada, y habría que desalar de nuevo".

La planta desalinizadora de Al-Khafji es el primer paso dentro de un programa de energía solar de tres pasos puesto en marcha por la KACST para reducir los costes de la desalinización. El segundo paso será una instalación de 300.000 metros cúbicos, y en la tercera fase participarán varias plantas de desalinización mediante energía solar localizadas en diversos puntos.

La NASA pone a prueba el nuevo todoterreno lunar

Los ingenieros hicieron varios tests con el todoterreno eléctrico en el desierto de Arizona.

Si los astronautas de la NASA vuelven a la luna la década próxima, surcarán la superficie lunar con estilo.

El plan actual de la agencia espacial es enviar humanos de vuelta a la luna en 2020, y esto incluye el uso de un nuevo vehículo de exploración llamado Lunar Electric rover (LER). En relación al tamaño de esta pequeña furgoneta, el LER tiene 12 ruegas pivotantes que permiten a este todoterreno moverse en cualquier dirección o girar rápidamente; también incluye una cabina basculante para ver el terrero de cerca; además funciona con baterías y células de combustible.

Esta semana, la NASA completó unas pruebas de campo del todoterreno en Black Point Lava Flow, Arizona, como parte de un evento anual denominado Desert Reseach and Technology Studies (D-RATS). El paisaje desértico—un terreno escabroso de dunas y sujeto a tormentas de arena y cambios violentos de temperatura—es ideal para la simulación de la exploración lunar.

La NASA empezó a desarrollar el LER en 2007. Hoy día “está lo más cerca posible de ser [completamente] operativo,” afirma Michael Gernhardt, astronauta y director del Laboratorio de Fisiología Ambiental del Centro Espacial Johnson de la NASA (JSC) en Houston.

El nuevo todoterreno está presurizado para que los astronautas puedan explorar con seguridad una mayor parte de la superficie lunar. Durante el programa Apollo, la exploración se limitó a la distancia que los astronautas pudieran caminar en sus trajes espaciales en caso de que el todoterreno dejase de funcionar—aproximadamente 9,7 kilómetros. El LER tiene un rango de unos 241 kilómetros puesto que los astronautas podrían permanecer dentro en condiciones seguras hasta que fuesen rescatados por otro todoterreno—la NASA planea tener al menos dos al mismo tiempo en la superficie.

El nuevo vehículo pesa cuatro toneladas, tiene un motor de 20 caballos y puede atravesar colinas de 30 grados y escalar rocas de hasta un metro. “Es una bestia,” afirma Rob Ambrose, ingeniero de robótica humana en JSC, y que trabaja en el LER.

Las 12 ruedas del LER funcionan a partir de dos motores eléctricos y pueden pivotar 360 grados, lo que permite al vehículo moverse de forma lateral, como si fuera un cangrejo. “Si las cosas se complican, tiene un método para escabullirse, y además puede levantar sus ruedas y bajarlas para evitar cualquier tipo de problema,” afirma Ambrose.

El LER es un vehículo eléctrico conectable que utiliza unas tecnologías de baterías similares a las de los vehículos eléctricos comerciales o destinados al consumidor. En la actualidad, utiliza una batería de litio-ion con 125 vatios-hora por kilogramo, aunque el todoterreno final necesitará 200 vatios-hora por kilogramo. Dentro del vehículo existe una bicicleta de ejercicio que los astronautas pueden utilizar para recargar las baterías.

Las pruebas de campo de Arizona fueron importantes tanto para el vehículo como para los astronautas. Los tests “nos dan la oportunidad de desarrollar los requerimientos que necesitaríamos realmente para la exploración, los distintos escenarios de las misiones, como por ejemplo las actividades científicas, y las distintas fases temporales del control de la misión,” afirma Joe Kosmos, director de misiones del D-RATS.

La NASA llevó a cabo un simulacro de misión de 14 días durante el cual dos tripulantes vivieron dentro del todoterreno y sólo salieron, poniéndose los trajes espaciales, para ejecutar paseos espaciales simulados. Además de evaluar el rendimiento del todoterreno, Kosmos afirma que el objetivo era también evaluar las condiciones para los astronautas. Los investigadores del D-RATS también pusieron a prueba cómo los distintos escenarios de comunicación—continua, limitada y en tiempo no real—afectaban a la productividad de la tripulación.

Los así llamados “trajepuertos” permiten a los astronautas entrar y salir de sus trajes sin ni siquiera tener que meterlos en el vehículo, dejando la cabina libre de polvo y contaminantes. En la parte de atrás de la cabina se abre una escotilla, y el sistema o paquete de respiración artificial sirve como puerta de entrada para que el astronauta pueda salir del traje y entrar en el vehículo. Esto también significa que los astronautas se pueden meter en el traje en menos de 10 minutos, algo realmente significativo si se compara con las seis horas que tarda este procedimiento en la Estación Espacial Internacional.

La cabina del LER, que igualmente hace las funciones de resguardo contra tormentas de polvo o el sol, también se puede desenganchar. En ese caso, los astronautas pueden utilizar la base del todoterreno, llamada Chariot, para la exploración o para llevar grandes cargas explosivas. El Chariot se puede conducir por astronautas o se puede manejar de forma remota.

Durante la misión simulada, el todoterreno cubrió un total de 142 kilómetros y llevó a cabo un simulacro de rescate de miembros de la tripulación “perdidos”, utilizando un nuevo software de navegación para encontrar a los astronautas en menos de una hora. El LER se acopló con un segundo todoterreno, llamado Athlete—un vehículo para subir cargas pesadas y que se operaba de forma remota. Un tercer todoterreno, llamado K-10, se utilizó para explorar la zona de pruebas unos cuantos meses atrás, analizar el área, hacer un mapa, obtener datos y planear las tareas del LER.

“Hemos llevado a cabo con éxito nuestra misión de 14 días y hemos demostrado que dos miembros de la tripulación se pueden mantener dentro del vehículo eléctrico durante todo ese periodo de tiempo,” afirma Kosmos.

Aquí adjunto el video, donde se puede ver las prestaciones del nuevo todo terreno de la NASA:

http://link.brightcove.com/services/player/bcpid8670904001?bctid=50605388001

Aviones robóticos para la captura de datos climáticos

Unos nuevos aviones robot analizarán la atmósfera superior de la Tierra con mayor detalle.

Por primera vez, la NASA ha empezado a realizar vuelos con un vehículo no tripulado por humanos y en el que se incluyen instrumentos científicos específicos para observar la atmósfera de la Tierra con gran detalle. La agencia se ha asociado con Northrop Grumman para equipar a tres aeronaves, llamadas Global Hawks, que fueron entregadas a las NASA por la Fuerza Aérea de los EE.UU. Al contrario que con las aeronaves tripuladas por humanos y equipadas con herramientas de observación terráqueas, los Global Hawks pueden volar durante 30 horas y viajar a distancias más lejanas, así como a mayores altitudes; también pueden tomar datos más precisos que los satélites y se pueden estacionar para analizar un área durante periodos de tiempo extendidos.

“Hay ciertos tipos de datos científicos atmosféricos y terráqueos que aún no poseemos, a pesar de que contamos con cosas como los satélites, las aeronaves tripuladas por humanos y las redes con base en la superficie,” afirma Robbie Hood, directora del programa de Sistemas de Aeronaves sin Tripulación Humana de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, en sus siglas en inglés). NOAA ha alcanzado un acuerdo con la NASA para ayudar en la construcción de instrumentos científicos y en la guía de misiones científicas para los Global Hawks. Hood evaluará las aeronaves para determinar cómo pueden utilizadas del mejor modo. Por ejemplo, afirma, podrían sobrevolar un huracán para analizar si su intensidad cambia o volar sobre el ártico para analizar cambios en el hielo marino con más detalle.

La primera misión de los Global Hawks fue lanzada la semana pasada—una aeronave voló desde el Centro de Investigación Dryden Flight de la NASA en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California sobre el Océano Pacífico. Los científicos del proyecto lanzarán aproximadamente un vuelo a la semana hasta finales de abril. El aparato está equipado con 11 instrumentos distintos para tomar medidas y hacer mapas de los aerosoles y gases de la atmósfera, hacer perfiles de las nubes, y obtener datos meteorológicos como por ejemplo la temperatura, los vientos y las presiones. También posee cámaras de alta definición para tomar imágenes de los océanos en distintos colores.

“La primera misión es principalmente una misión de demostración para probar las capacidades del sistema,” afirma Paul Newman, co-científico del proyecto y físico atmosférico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La aeronave también volará bajo el Satélite Aura, un satélite de la NASA que en la actualidad se dedica al estudio del ozono de la Tierra, la calidad del aire, y el clima, para validar sus mediciones, haciendo comparaciones entre sus lecturas y las nuevas mediciones que puede llevar a cabo la aeronave. “Los satélites nos proporcionan cobertura global cada día, pero no pueden observar una región con demasiada precisión. La aeronave nos puede proporcionar observaciones con frecuencia y una resolución muy alta,” señala Newman.

Los aeroplanos robóticos operan de forma completamente autónoma—los científicos programan el avión antes de su salida con los destinos a los que se desee llegar, y el avión navega por sí mismo. Sin embargo, los científicos pueden cambiar la vía de vuelo del avión una vez esté en ruta, o pilotarlo de forma remota en caso de emergencia. Puesto que los vuelos del Global Hawk pueden durar hasta 30 horas (en comparación con las 12 horas de un vuelo tripulado por humanos), el avión puede volar a regiones, tales como el ártico, que normalmente resultan demasiado peligrosas para las misiones tripuladas por humanos.

La NASA adquirió las aeronaves de la Fuerza Aérea de los EE.UU. en 2007. En un principio fueron desarrolladas para misiones de vigilancia y reconocimiento. En la actualidad, los investigadores están modificándolas para que lleven a cabo sus primeras misiones científicas extensas en la Tierra. “Podemos obtener mediciones de alta resolución in situ, y ese es realmente el estándar al que aspiramos, y algo que no hemos sido capaces de alcanzar hasta ahora,” señala Randy Albertson, director del Programa de Ciencia Aérea de la NASA en la división de ciencia terráquea en Dryden.

Entre los instrumentos a bordo de la primera misión se incluyen: un instrumento LIDAR que utiliza un pulso de láser para medir la forma, tamaño y densidad de las nubes y aerosoles; un espectrógrafo que mide y crea un mapa de contaminantes como el dióxido de nitrógeno, el ozono y los aerosoles; un fotómetro ultravioleta para mediciones de ozono; un cromatógrafo de gas para calcular los gases de efecto invernadero; un puñado de otros instrumentos capaces de medir con precisión el vapor de agua atmosférico y los clorofluorocarbonos reductores de ozono; además de cámaras de alta definición para tomar imágenes de los océanos en distintos colores y aprender acerca de sus procesos biológicos.

Los investigadores también podrán tomar muestras de la atmósfera que no hayan sido capaces de alcanzar o analizar durante grandes periodos de tiempo—la troposfera superior y la estratosfera inferior. La aeronave puede volar a una altitud de 19,812 kilómetros y puede viajar a casi 22.800 kilómetros. Esa parte de la atmósfera es “una región crucial que responde y contribuye al cambio climático en la superficie, y nos hemos dado cuenta de que apenas tomamos muestras de ella,” señala David Fahey, co-científico del proyecto y físico de investigación en el Laboratorio de Investigación de Ciencia en la Tierra de NOAA, en Boulder, Colorado. “No sabes lo que ocurre en ciertas regiones de la atmósfera, acabas malinterpretando lo que ocurre en la superficie.”

La NASA y Northrop Grumman modificaron las aeronaves para que fuesen un sistema de tipo plug-in, y que los instrumentos pudiesen extraerse fácilmente para ser repuestos por otros nuevos, dependiendo de la misión. El avión también puede ser rediseñado para misiones específicas, si así fuese necesario.

“Los aviones son realmente híbridos robóticos entre satélites y aeronaves, y que van a revolucionar el modo en que llevamos a cabo la ciencia,” afirma Newman. La siguiente misión consistirá en estudiar huracanes en el Caribe, e incluirá una nueva serie de instrumentos para los aviones.