Aterrizar una nave espacial en la luna no es una tarea fácil, ni siquiera para la NASA. A lo largo de miles de millones de años desde que se formó, la superficie de la Luna se ha reducido a una masa arenosa de fragmentos minerales conocida como regolito lunar, una fina partícula que puede dañar cámaras, vehículos exploradores e incluso vehículos en órbita una vez que es agitada por la columna de fuego de un cohete descendente.
Mientras se embarcaba en la campaña Artemisa para establecer una base lunar permanente, la NASA subcontrató el diseño de soluciones para abordar el regolito lunar y pidió a estudiantes universitarios de todo el país que compartieran sus mejores ideas como parte del Human Lander Challenge. Un grupo de estudiantes de último año de ingeniería mecánica del College of New Jersey respondió a la llamada.
Con su sencillo diseño, conocido como TCNJ Adaptable Regolith Retention Platform o TARRP, el equipo de cinco miembros fue seleccionado como uno de los 12 finalistas, junto con potentes escuelas de ingeniería como la Universidad de Michigan, la Escuela de Minas de Colorado, la Universidad Texas A&M y Universidad Aeronáutica Embry-Riddle. En junio, los miembros del equipo viajarán al Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama, para presentar los hallazgos de su investigación y diseño a un panel de expertos de la NASA y de la industria en un intento por ganar uno de los tres primeros lugares de la competencia y compartir un premio en bolsa de 18.000 dólares.
“La lección que aprendimos como grupo es no subestimar el potencial”, dijo el asesor del equipo. Mohammed Alabsiprofesor asistente de ingeniería.
Si bien muchos de sus competidores podrían realizar su trabajo con abundantes recursos en laboratorios avanzados, el equipo de TCNJ, compuesto por codirectores Christian Katsikis y Aidan Wiehejunto a John Hardy, Harry Briery Matt Walsh – tuvieron que aprovechar al máximo lo que tenían disponible. Con un presupuesto de alrededor de 7.000 dólares, incluidos unos 5.000 dólares de la universidad y 2.000 dólares del Consorcio de Subvenciones Espaciales de Nueva Jersey, optaron por un diseño aparentemente básico que, no obstante, impresionó a los revisores de la NASA.
El TARRP es una plataforma resistente al calor hecha de un compuesto de carbono sólido que puede absorber y desviar la columna de un cohete, que puede alcanzar hasta 3.000 grados Kelvin para que no se altere ningún regolito lunar. Para probarlo, el equipo construyó una cámara de vacío acrílica para llenar con regolito simulante para evaluar qué sucederá cuando el TARRP encienda y obstruya un cohete dentro de la cámara.
La forma más sencilla de afrontar el desafío era evitar cualquier interacción entre la columna y la superficie, dijo Wiehe. En lugar de intentar diseñar una solución a largo plazo, el TARRP pretende ser una plataforma de aterrizaje temporal para la NASA, “en lugar de algo que requiera más infraestructura”, dijo, lo que hace que la propuesta sea más fácil de desarrollar y activar que muchas otras ideas.
“Tenía más sentido para nosotros, dados nuestros recursos, hacer algo mecánico y relativamente simple”, dijo Katsikis, y agregó que trabajar con recursos limitados era una fortaleza, más que una debilidad, porque fomentaba la creatividad. El equipo aprovechó su educación en diseño mecánico, fluidos térmicos y cinemática a lo largo de meses de investigación e iteración durante los semestres de otoño y primavera.
“Aunque el diseño puede parecer simplista, cumple su propósito”, dijo Alabsi. “No tenemos que complicarlo demasiado. Se supone que los ingenieros deben facilitar las cosas”.
El equipo TARRP todavía tiene varias semanas para probar su diseño antes de presentar un documento técnico a la NASA en junio, seguido de una presentación de 25 minutos y 20 minutos de preguntas en Alabama el 26 de junio, tras lo cual se anunciarán los ganadores. Su artilugio pesa más de 200 libras, por lo que no hará el viaje con ellos, pero es probable que una réplica impresa en 3D los acompañe.
En un reciente día de primavera, los estudiantes encendieron su cohete AeroTech G80 en la acera afuera de Forcina Hall para determinar cómo ubicar el cohete desde la base de la cámara de vacío durante futuras pruebas y análisis. Su columna de 16 pulgadas superó sus expectativas, una indicación a pequeña escala del desafío que enfrenta la NASA. “Fueron sólo unos segundos, pero fue muy fuerte”, dijo Wiehe sobre el encendido.
Incluso con su propuesta seleccionada como finalista, los estudiantes todavía tienen mucho trabajo por hacer. El proyecto ha requerido investigación continua y desarrollo de habilidades y recién ahora se acerca a la fase de demostración que les permitirá realizar cálculos y estimaciones finales para compartir con la NASA. Pero ya han demostrado que su trabajo puede enfrentarse a algunos de los estudiantes más brillantes y a las instituciones más respetadas del país.
—Ben Sello
