Utilizan el acrobático CAP-10B del AeroClub Barcelona-Sabadell para experimentos de gravedad cero

(Vídeo informativo de los vuelos realizados el 19-11-2011)

Barcelona se ha convertido en la primera ciudad de Europa en desarrollar una plataforma para la obtención de gravedad cero basada en vuelos acrobáticos.

El proyecto nació el 2009 a raíz de un Convenio de Colaboración entre la Universitat Politécnica de Catalunya (UPC), el Aeroclub Barcelona ‐ Sabadell, y el clúster aerosespacial catalán Barcelona Aeronáutica y Espacial (BAIE) mediante el cual se ha trabajado conjuntamente en el desarrollo de esta Plataforma. El objetivo es posibilitar que estudiantes y grupos de investigación de todo el mundo desarrollen a precios razonables experimentos en condiciones de microgravedad, sin tener que salir al espacio.

El profesor Antoni Pérez‐Poch, del Centro de Investigación Aeronáutica y Espacial (CRAE) de la UPC, coordina la Plataforma. Desde el Aeroclub Barcelona ‐ Sabadell se ponen a disposición de los investigadores los medios aéreos y los pilotos experimentados en las maniobras acrobáticas que permiten la obtención de microgravedad. Además, se facilita la asistencia técnica necesaria para el acoplamiento del experimento a la aeronave y los procedimientos de seguridad. Desde el Cluster Aeroespacial BAIE, se ofrece el establecimiento de sinergias con la industria local y asesoramiento en el proceso dada la experiencia previa de la Asociación en la campaña de investigación en microgravedad de la Agencia Espacial Europea (ESA).

¿Cómo se obtienen las condiciones de microgravedad ?

No es necesario salir al espacio exterior para la obtención de condiciones de microgravedad ya que se puede conseguir con cualquier sistema de vuelo capaz de generar condiciones de caída libre (es decir, precipitación al vacío haciendo que sólo actúe la fuerza de la gravedad sobre el cuerpo).

Cualquier objeto en órbita se encuentra en estas condiciones, pero también podemos recrearlas sin entrar en órbita. Por ejemplo, con cohetes que realizan vuelos suborbitales (no entran en órbita) con una trayectoria en caída libre, se pueden obtener varios minutos de microgravedad. También, con aviones de tipo comercial especialmente modificados para tal fin se pueden obtener hasta 25 segundos (como el Airbus A300, que es el que utiliza la Agencia Espacial Europea, el KC‐135, utilizado por NASA, o el Ilyushin‐76 de la Agencia Espacial Rusa).

Otra opción para generar microgravedad son las llamadas “torres de caída libre”, desde donde el experimento se deja caer por el tubo interior de una torre de aproximadamente unos 150 metros de altura, lo cual permite obtener entre 5 y 10 segundos de ingravidez.

Pero estas condiciones, y aquí reside la novedad, se pueden obtener también con pequeños acrobáticos, que realizan la misma maniobra (llamada “Vuelo parabólico”, por la forma que hace la trayectoria de la aeronave durante el vuelo: una parábola), y con las cuales podemos obtener hasta 8 segundos de gravedad cero, aproximadamente del mismo orden que en el caso de las torres de caída libre.
Este último método no se había utilizado hasta ahora en Europa con finalidades por investigación, y la Plataforma creada en Barcelona por la UPC, el Aeroclub y BAIE, lideró su establecimiento con una primera campaña de vuelos que se realizaron el 2010.

Ventajas

Contra más son los segundos de microgravedad requeridos y más compleja es la aeronave, más coste añadido a nuestro experimento. Los aviones acrobáticos son de uso habitual ya que son aeronaves diseñadas para la operación de esta maniobra, con lo cual no hay que modificar la aeronave, lo cual disminuye considerablemente los costes.

De hecho, el coste de mantenimiento y operatividad de la Plataforma se ha estimado 1.000 veces inferior al de los vuelos parabólicos convencionales. Además, muchos experimentos no requieren de tiempos elevados de gravedad cero, lo cual favorece el uso de esta plataforma.

La nueva plataforma permite ampliar el abanico de sistemas disponibles para la obtención de ingravidez, con lo cual los investigadores disponen de mayor grado de libertad, escogiendo una u otra plataforma en función del tiempo de ingravidez sostenido requerido y del presupuesto disponible.

Éxito de la iniciativa

La plataforma se presentó a la comunidad científica internacional por primera vez el 4 de Agosto del 2010 durante la celebración de un Seminario Aeroespacial en la Universidad Internacional del Espacio (ISU), en Francia.

El éxito fue inminente puesto que varios grupos respondieron al Announcement of Opportunity (Anuncio de Oportunidad) para la iniciativa, lanzada bajo el nombre “Rete Barcelona Gravedad Cero para Vuelos Acrobáticos”.

El proyecto ganador de la primera edición fue “Figuras de Percepción Reversible en Vuelo Parabólico”, del equipo de la Universidad Internacional del Espacio, liderado por el francés Gilles Clément, experto en investigación en microgravedad, y formato por los canadienses Alexandra Kindrat, Heather Allaway y Alexander Melynshyn, el británico Jagruti Pankhania y el francés Jonathan Mujer. La Campaña de vuelos se realizó el 31 de Octubre.

La segunda edición, la de este año 2011, cuenta con la participación de la asociación internacional de jóvenes estudiantes, Space Generation Advisory Council, que es organismo asesor de la ONU mediante la UNOOSA (United Nations Office for Outer Space Affairs). Tres estudiantes universitarios de España, Uruguay y Canadá, ganadores del concurso ‘Rete Barcelona Gravedad Cero para Vuelos Acrobáticos 2011’, tuvieron la oportunidad de experimentar, en condiciones de gravedad cero, su proyecto. El experimento ha estado centrado en estudiar las alteraciones cardiovasculares que puede provocar el estrés cognitivo.

El experimento de este año se gestó en el marco del programa de posgrado de la International Space University, que impartió el profesor Antoni Pérez‐Poch, el mes de agosto en Graz (Austria), y en el que también participaron otros 25 estudiantes. Los ganadores David Ferrer (que ha estudiado a Toulouse), Victoria Alonso (de la Universidad de la Republica en la Uruguay) y Jeffrey Osborne (Queen’s University de Kingston, Ontario), pusieron a prueba su proyecto, titulado ‘El efecto del estrés mental en el sistema cardiovascular en diferentes situaciones gravitatorias’. Ha tenido como objetivo estudiar si el estrés cognitivo es un factor que contribuye a provocar alteraciones en el sistema cardiovascular cuando la gravedad es alterada.
El proyecto y los experimentos llevados a cabo los supervisó el investigador Nandu Goswami, del Centro de Fisiología Médica de la Universidad de Graz (Austria), quien proximanente, tras el análisis de los datos obtenidos, publicará las conclusiones del experimento.

Repercusión Internacional

Además del espaldarazo que la Plataforma UPC ‐ Aeroclub ‐ BAIE ha obtenido en la edición actual por parte de la ONU mediante la UNOOSA, el veredicto del concurso es el resultado de la evaluación rigurosa por parte de expertos internacionales en investigación científica espacial que pertenecen a la European Low‐Gravity Research Association (ELGRA).
La evaluación de expertos la coordinado el profesor Javier F. Medina, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), responsable de las actividades educativas de la ELGRA. El mérito científico, la adecuación del experimento al avión acrobático, la seguridad, la perspectiva internacional del equipo y el hecho de tener un plan para difundir los resultados son aspectos que se han tenido en cuenta en la misma.

La Campaña de Vuelos se realizó el pasado 19 de noviembre en el Aeropuerto de Sabadell. Para ello se utilizó el avión avión CAP 10B del Aeroclub, pilotado por Daniel Ventura González. En los vuelos, como sujetos activos del experimentos intervinieron David Ferrer y Jeffrey Osborne, que participaron cada uno en un vuelo en el que durante 10 parábolas (20 en total) se obtuvieron entre 6 y 8 segundos condiciones de microgravedad, tiempo durante el cual debían realizar operaciones aritméticas que visionaban a través de la pantalla de un ordenador portátil. Después, en tierra, volvieron a efecuar operaciones aritméticas. Tanto en la fase del vuelo como en tierra llevaban adosados al pecho sensores que midieron sus ritmos cardíacos.

Aplicaciones para la investigación del sistema cardiovascular

El Aeropuerto de Sabadell es ahora —gracias al acuerdo entre la UPC, el Aeroclub Barcelona‐Sabadell y BAIE— una plataforma de experimentación en microgravedad abierta a los científicos europeos de la Asociación Europea de Investigadores de Gravedad Reducida (ELGRA) y a estudiantes universitarios, a raíz de la investigación liderada desde el 2007 por el profesor Pérez‐Poch sobre los efectos de la gravedad cero en el sistema cardiovascular.
Esta investigación, desarrollada con la colaboración de Daniel Ventura, piloto de vuelos acrobáticos del Aeroclub, ha validado el modelo numérico NELME ideado por Pérez‐Poch, que simula cambios cardiovasculares como consecuencia de la exposición a la microgravedad.
La investigación también ha constatado que los efectos a largo plazo de aclimatación del sistema cardiovascular a la microgravedad —arritmias, debilitación de la musculatura del corazón, disminución de la resistencia vascular, desmayos y dificultad para andar, entre otras— son prácticamente los mismos en condiciones de gravedad marciana (un tercio inferior que a la Tierra).

La experimentación en este campo y las tecnologías que se desarrollan se han revelado esenciales para comprender procesos físicos, químicos o fisiológicos. Un ejemplo es el descubrimiento de un mecanismo fundamental en el control de las células productoras de glóbulos rojos, a raíz del estudio de la anemia que suelen sufrir los astronautas.

Sobre el CRAE – UPC

El Centro de Investigación de la Aeronáutica y el Espacio (CRAE) es el organismo de la Universitat Politécnica de Catalunya (UPC) que aglutina el esfuerzo de investigación realizado por esta Universidad en el ámbito Aeroespacial. En el ámbito formativo el CRAE es el organizador de varios Másters oficiales europeos, como el Máster en Tecnología y Ciencia Aeroespacial (MAST).

Sobre el Aeroclub Barcelona-Sabadell

El Aeroclub, Barcelona-Sabadell es el Aeroclub más grande numero de socios en España y uno de los primeros a nivel europeo. Nació de la unión en 1953 del Aeroclub de Sabadell y del Aeroclub de Barcelona. Desde el Aeroclub, ubicado al aeropuerto de Sabadell, se ofrecen las titulaciones de piloto privado y tripulante de cabina, así como varias actividades vinculadas a la aviación. El Aeroclub cuenta con una Sección de Acrobacia Aérea que participa en varios campeonatos acrobáticos y que está reconocida por sus buenas prácticas y experiencia. La Entidad trabaja asímismo
por la promoción de la cultura aeronáutica y es organizador oficial del Festival Aéreo de Barcelona, el más antiguo e importante en asistencia de público y medios aéreos en España.

Sobre BAIE

El Cluster Aeroespacial de Cataluña BAIE se fundó en 2000 por iniciativa del Gobierno de España, la Generalitat de Cataluña y el Ayuntamiento de Barcelona, junto con un núcleo inicial de empresas y universidades. En la actualidad el Cluster aglutina a 73 empresas e instituciones dedicadas a la aeronáutica y al espacio en Cataluña.
El Objetivo de BAIE es representar y promocionar el sector Aeroespacial catalán, trabajando para mantener y potenciar el grado de excelencia, competitividad, transferencia de tecnología y comunicación científica hacia el público general de este sector.

Edición y fotos: José Fernández