Published On: Jue, Jun 23rd, 2016

Un globo lanzado por estudiantes de la UPC capta imágenes desde la estratosfera

Un grupo de 17 estudiantes de varios cursos de la Escuela de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Tarrassa (ESEIAAT) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) han construido un globo de látex y lo han hecho volar con helio hasta una altura de 32.000 metros, 20.000 por encima de la que alcanzan los aviones en los vuelos convencionales.

El equipo se llama NESLAB, forma parte del UPC Space Program y su aparato les ha permitido captar, desde la estratosfera, miles de imágenes espectaculares de la Tierra y el Sol. La imagen siguiente es una de ellas, con la cual han ganado el premio a la mejor fotografía del concurso internacional Global Space Balloon Challenge, por delante de más de 400 equipos procedentes de las mejores universidades norteamericanas y de todo el mundo.

Tierra desde la estratosfera

Fabricado con látex, el globo tiene 1,5 m de diámetro, asciende con helio y lleva suspendido un módulo de unos 30 centímetros cúbicos, sujeto con cuerdas de hilo de carbono. Este cubo está equipado con cámaras para hacer fotos y vídeos y con tecnología avanzada, desarrollada también en la Universitat para realizar experimentos en condiciones muy severas de presión y temperatura. El mismo módulo está construido con materiales resistentes creados también por investigadores de la UPC.

El módulo cuenta con tres sistemas de telecomunicaciones, diseñados por los mismos estudiantes para poder recuperar el módulo una vez explota el globo de látex y para garantizar, también, que no se pierda la comunicación entre el aparato y el equipo de NESLAB, dos factores difíciles de conseguir en este tipo de lanzamientos.

Una foto estratosférica cada dos segundos

Las cuatro cámaras que viajan dentro del módulo son deportivas (AEE S 40 PRO), modelos que consumen menos energía que otros con mejores prestaciones. Las cámaras están programadas por los estudiantes para realizar una fotografía cada dos segundos, una cifra que se traduce en 4.000 imágenes durante las dos horas que dura el vuelo. Las cámaras captan imágenes de 8 megapíxeles y graban vídeos a 1080p/30fps. Todo a temperaturas por debajo de los 50 grados y desde más de 30.000 metros de altura, el triple de la que alcanzan los aviones en los vuelos convencionales.

El módulo que transporta el globo se comunica a través de aparatos de telemetría y un pequeño controlador que envía correos electrónicos, vía satélite, que contienen información de la ubicación de los globos y un emisor de radio. Todo ello pesa 3 kg y para cubrir el equipamiento se han escogido los materiales de una manera muy cuidadosa. De hecho, según explica uno de los integrantes del equipo, Marc Cortés, “una de las mayores dificultades es proteger el equipo electrónico de las condiciones tan severas de presión y temperatura”. Los profesores del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la UPC “nos han ayudado mucho a la hora de utilizar los materiales más adecuados y de la manera más eficaz para proteger la tecnología que transportamos hasta la estratosfera, de manera que sea un buen aislante térmico pero que también sea suficientemente ligero”, explica Cortés.

Módulo
El sistema de telemetría es uno de los aspectos técnicos destacados de este globo, ya que los globos convencionales utilizan sólo sistemas de radio para las comunicaciones, de manera que si pierde la señal se debe hacer un seguimiento in situ de la trayectoria y la posición. “Si entre el globo y el radar se interpone una montaña, no se puede recibir ninguna señal. Para solucionarlo”, explica el estudiante, “hemos incorporado tres tecnologías y sistemas de telemetrías independientes: uno es bidireccional y utiliza la red de satélites Iridium, que proporciona cobertura mundial, desde el Everest hasta el Atlántico; el otro es para radio y, finalmente, el otro sistema utiliza la mensajería de texto por telefonía móvil”. Los dos primeros, según especifica el estudiante, “los hemos programado e implementado con microcontroladores de la plataforma de programación Arduino pero con el software, el cableado y las verificaciones propias, las cuales han dado unos resultados extraordinarios”. Los estudiantes de NESLAB han decidido dejar en abierto todo el conocimiento adquirido durante los cinco años de trabajo para que cualquier persona lo pueda aprovechar en futuros proyectos.

Experimentos a 30.000 metros de altura

Con los experimentos llevados a cabo hasta ahora mediante los lanzamientos realizados, han estudiado, entre otros temas, la concentración de gases de la atmósfera. Concretamente, han medido la temperatura exterior en función de la altura y la han contrastado con los modelos de la International Standard Atmosphere. También han medido la temperatura interior del cubo para analizar qué capas de material aislante son las más eficaces. Igualmente, han comprobado si un barómetro registra o no la misma altura que un aparato GPS técnico de gran altura. El objetivo: establecer cuándo es viable utilizar sólo el barómetro, un aparato obtenido vía Internet a un precio de dos euros. Grandes resultados con pocos recursos.

Los estudiantes de NESLAB quieren demostrar con su proyecto que con pocos recursos se puede llegar a alturas que hasta ahora sólo estaban al alcance de algunas empresas. De hecho, estudiantes de la escuela de negocios de la Universidad de Harvard los contrataron para realizar un proyecto experimental. Este tipo de iniciativas abren la puerta a estudiar la viabilidad de enviar pequeños aparatos al espacio desde la estratosfera, donde la fricción es menor que en la atmósfera y, por tanto, hace que los costes de los lanzamientos sean menores.

En esta línea trabaja el equipo NESLAB en el marco del UPC Space Program, una iniciativa impulsada por estudiantes de la ESEIAAT que sienten pasión por el espacio y desarrollan proyectos de ingeniería aeroespacial. La idea sería poder enviar un pequeño cohete con un motor comercial pero desarrollado íntegramente con tecnología de la UPC.

El equipo NESLAB de la ESEIAAT

NESLAB está formado por 17 estudiantes de la ESEIAAT, de los grados en Ingeniería en Tecnologías Aeroespaciales, Ingeniería en Vehículos Aeroespaciales e Ingeniería en Tecnologías Industriales. Los estudiantes son Marc Cortés, Cesca Cufí, Oscar Fuentes, Edgar Gago, Eduard Gómez, Silvia González, Leonardo Gutiérrez, David Huete, Blanca March, Xavier Matabosch, Guillem Moreno, Adrián Olivares, Xavier Ortega, Roger Pedrós, Manel Sánchez, Eloi Segura y Marco Sobrino.



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