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El Proyecto Espacial Solar de Caltech se está preparando para su primer prototipo orbital

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El Proyecto Espacial Solar de Caltech se está preparando para su primer prototipo orbital

El proyecto espacial solar enormemente ambicioso de Caltech, respaldado por una donación masiva de $ 100 millones, se está preparando para lanzar sus primeros prototipos en órbita. Estas estructuras ultraligeras de última generación recolectarán, convertirán y enviarán energía de forma inalámbrica.

Es evidente Por qué le gustaría recolectar energía solar en el espacio: acceso las 24 horas del día a energía solar prácticamente ilimitada sin siquiera una atmósfera en el camino, y mucho menos condiciones climáticas u obstrucciones. El potencial energético en el espacio es unas ocho veces mejor por metro cuadrado de panel solar que aquí en la Tierra. El problema siempre ha sido cómo lo haría y, de hecho, cuánto costaría. Los costes de lanzamiento, montaje y mantenimiento de equipos en el espacio son astronómicos. La escala de una instalación solar espacial interesante es alucinante, y los problemas sin precedentes presentan enormes obstáculos en cada paso del viaje.

Sin inmutarse y, de hecho, energizado por el desafío, un equipo de Caltech ha estado trabajando en el proyecto de energía solar espacial durante casi una década. Fue lanzado con una increíble donación de más de 100 millones de dólares del presidente de la compañía de Irvine, Donald Bren, en 2013, una donación que ha fue revelado recientemente – y fue impulsado por una suma de US $ 17,5 millones por Northrop Grumman en 2015.

Los profesores Sergio Pellegrino, Harry Atwater y Ali Hajimiri lideran los tres equipos clave que trabajan en el proyecto solar espacial

Steve Babuljak para Caltech

El proyecto se llevó a cabo esencialmente en tres partes. Un grupo ha estado trabajando en células fotovoltaicas increíblemente livianas y de alta eficiencia con una relación potencia-peso alrededor de 50 a 100 veces mayor que incluso los paneles solares que se usan actualmente en la ISS y los satélites modernos.

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Un segundo equipo se centra en desarrollar equipos ultraligeros, en miniatura y económicos para convertir la energía de CC de los paneles solares en energía de radiofrecuencia y luego transmitirla a la Tierra, utilizando la manipulación de fase para dirigir electrónicamente el haz a las redes de receptores descendentes. la superficie.

Estos dos equipos han combinado su progreso en prototipos de trabajo de un «mosaico», de unos 10 cm (3,9 pulgadas) de lado, que combina la recolección de energía solar, la conversión a RF y la transmisión inalámbrica. Estos mosaicos altamente integrados y altamente flexibles pesan menos de una décima parte de una onza (menos de 2,8 g) cada uno, y están diseñados para plegarse en una configuración con esencialmente cero espacio desperdiciado, para colocarse en un lanzador y enviarse a órbita, donde desplegarán.

Puede ver un mosaico prototipo recolectando luz y transmitiendo energía a un receptor en el video a continuación.

Demostración de MayTile

Por lo tanto, todo el generador solar espacial se diseñó como un conjunto ultramodular. Las tejas están diseñadas para incorporarse en tiras de 2 m de ancho (6,6 pies) de hasta 60 m (197 pies) de largo. Estas tiras están integradas en módulos que miden aproximadamente 60 x 60 m (197 x 197 pies).

Y así, un tercer grupo resolvió cómo construir una red de tamaño real combinando miles de mosaicos en módulos y miles de módulos en una colosal red de recolección y transmisión solar con un área de aproximadamente 9 km2 (3,5 millas cuadradas). Este grupo asume el desafío de crear estructuras espaciales ultraligeras y ultradelgadas para estos módulos que se pliegan de manera increíblemente apretada, luego se autodespliega en módulos masivos y conservan su forma y posición mientras la matriz gira a través del espacio como una alfombra voladora.

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Este equipo ya ha hecho un trabajo increíble; Inspirándose en el origami y el kirigami japoneses, diseñaron y crearon prototipos de estructuras enrollables, plegables y autoensamblables, incluidas las juntas enrollables, con un peso de solo 150 gramos por m² (0,45 oz por pie cuadrado). Algunos de ellos se pueden ver en el siguiente video.

Proyecto de energía solar espacial

Luego viene el problema de apuntar sus paneles solares al sol tanto y tan pasivamente como sea posible, mientras sigue apuntando electrónicamente sus transmisores a gigantescas estaciones receptoras en la Tierra. Y está la cuestión de exactamente qué órbita tomar: una órbita geosincrónica apuntando constantemente a un solo receptor en la Tierra debajo, o una órbita más baja y más barata que requeriría múltiples colectores solares y múltiples receptores conectados a la Tierra.

Los cálculos financieros en este punto parecen favorecer a este último; cinco paneles solares en una órbita terrestre media, equipados con colectores solares de dos lados y emisores de un solo lado, parecerían tener la ventaja en términos de costo nivelado de energía (LCoE), aunque tal sistema requeriría 39 lanzamientos espaciales en lugar de solo 13 para un sistema geosíncrono de red única, con muchas suposiciones, por supuesto. Pero el costo de la energía solar espacial aún estaría en el rango de $ 1-2 por kWh, una venta difícil dado que la electricidad de los EE. UU. Actualmente se vende en promedio a menos de $ 0.17/kWh.

El nivel de dificultad aquí probablemente pueda describirse como ridículamente cómico. Y, sin embargo, bajo la dirección de los profesores de Caltech Sergio Pellegrino, Harry Atwater y Ali Hajimiri, el equipo del Proyecto de Energía Solar Espacial continúa abordando el problema. Este trabajo pionero ha dado como resultado decenas y decenas de artículos de investigación publicados.

Los mosaicos encajarán en tiras, las tiras encajarán en la nave espacial
Los mosaicos encajarán en tiras, las tiras encajarán en módulos de naves espaciales, y la matriz gigante final consistirá en muchas naves espaciales volando en concierto.

Caltech

En diciembre de este año, esto también significará probar prototipos espaciales, un hito que refleja el increíble presupuesto con el que está trabajando este equipo. No está claro hasta dónde llegará el dinero para este proyecto, pero incluso $ 120 millones probablemente no harán mucho ruido en la enorme pila de spondoolies necesarios para instalar y operar una plataforma solar espacial de tamaño normal.

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La empresa neozelandesa Emrod nos dijo a principios de este mes que sería mucho más barato construir una red terrestre de recolección de energía renovable y simplemente transmitir la energía por satélite. Pero independientemente, la pura audacia del Proyecto de energía solar espacial, así como los avances fundamentales que está logrando en varias áreas diferentes, lo convierten en un proyecto de gran importancia.

Disfrute de una presentación sobre este trabajo innovador a continuación.

Energía solar espacial: un nuevo comienzo – Sergio Pellegrino – 31/10/2018

La fuente: Caltech

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¿Quieres vivir o visitar el espacio? Esta exposición ofrece una visión general

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¿Quieres vivir o visitar el espacio?  Esta exposición ofrece una visión general

¿Alguna vez te has preguntado cómo sería vivir y trabajar en el espacio?

Para averiguarlo, podrías localizar a un astronauta o cosmonauta que pasó un tiempo en la estación espacial rusa Mir. O podría entrevistar a una de las más de 270 personas que han pasado tiempo en la Estación Espacial Internacional, que, según la NASA, es más grande que una casa de seis dormitorios, dos baños, un gimnasio y vistas de 360 ​​grados. vista de ventana salediza.

También puedes tomar unas palomitas de maíz o un helado de “astronauta” liofilizado y ver una película o un programa de televisión, como “2001: Una odisea en el espacio”, “Ad Astra” o “Star Trek: Deep Space Nine”, que imagina cómo es la vida. Podría ser como en una estación espacial ficticia.

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O puedes ir al Museo de Vuelo en Seattle para visitar «Hogar más allá de la Tierra“Esta es una exhibición que se inaugurará a principios de junio y se centra en estaciones espaciales pasadas, presentes y futuras e incluye más de 50 artefactos, modelos, artículos de vuelos espaciales y uniformes.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

El tema de la vida a largo plazo en el espacio es actual, según Geoff Nunn, diseñador de exposiciones y curador espacial durante todo el año en el Museo del Vuelo. Actualmente, hay dos estaciones espaciales en la órbita de la Tierra: la estación espacial china Tiangong y la ISS, que ha albergado un equipo rotativo de astronautas desde noviembre de 2000 y se espera que se retire alrededor de 2030.

«La NASA y sus socios internacionales están buscando ceder operaciones a largo plazo en el espacio a compañías privadas de estaciones espaciales. Y varias compañías están desarrollando sucesoras de la Estación Espacial Internacional que serán de propiedad y operación privadas», dijo Nunn. «Así que durante la próxima década podríamos ver enormes cambios en la forma en que vivimos y trabajamos en el espacio».

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Nunn dijo que para esta exhibición, el museo quería ir más allá del aspecto STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) de vivir y trabajar en una estación espacial. Su objetivo es profundizar en las influencias culturales y la fascinación humana por el funcionamiento interno de lo que realmente podría implicar vivir y trabajar en el espacio.

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Para ello, la exposición se remonta a las primeras historias de ciencia ficción que plantean hipótesis y predicen cómo podrían ser las estaciones espaciales. Avanza hacia la historia de la vida real y el trabajo en el espacio, comenzando con Skylab y Salyut en la década de 1970 y continuando hasta la actual ISS. La exposición también analiza el futuro próximo y cómo podría ser la comunidad espacial.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

Los objetos de la exhibición incluirán modelos a escala de estaciones espaciales históricas y conceptuales, incluido un modelo de la ISS construido por estudiantes de la Universidad de Washington y que presenta paneles solares que se sincronizan y giran con la ISS real del planeta.

“Home Beyond Earth” también incluirá ropa a bordo de todos los tipos principales de estaciones espaciales en órbita (excepto la estación espacial Tiangong de China). Contará con artefactos que han volado en el espacio, como la galardonada Copa Espacialuna taza de café ingrávida diseñada para la NASA en la Universidad Estatal de Portland y probada en la ISS.

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MUSEO DE AVIONES NASA/SEATTLE

Se exhibirá una versión de prueba de una impresora 3D llamada Refabricator, que tiene aproximadamente el tamaño de un refrigerador de un dormitorio y se lanzó a la ISS en 2018. También se exhibirá “La Ola” de Nicole Stott, la primera acuarela pintada por un astronauta en el espacio a bordo de la ISS en 2009.

Para ayudar a los futuros astronautas a visualizar mejor cómo sería vivir y trabajar en el espacio, la exhibición emitirá tarjetas o fichas digitales que invitan a los visitantes a elegir la estación espacial de su elección y personalizar su viaje. Para aquellos que quieran recuerdos de su viaje, habrá carteles de viajes espaciales que representan estaciones espaciales reales e imaginarias.

Entonces, ¿está listo el curador espacial del Museo del Vuelo para vivir y trabajar en una estación espacial?

«Creo que si podemos encontrar un espacio adecuadamente cómodo allí arriba», dijo Nunn, «podría considerarlo».

“Home Beyond Earth” se estrena el 8 de junio en el Museo de Vuelo de Seattle y se extenderá hasta el 20 de enero de 2025.

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

CABO CAÑAVERAL — ¡Que Rocket Force esté contigo!

Un cohete Atlas V se desplegó en su plataforma de lanzamiento el sábado 4 de mayo, también Día de Star Wars, en la estación espacial de Cabo Cañaveral, días antes de su histórica primera misión con astronautas. En lo alto del propulsor de United Launch Alliance estaba la nave espacial Starliner de Boeing, que también realizará su primer vuelo con humanos a bordo después de su lanzamiento no antes del lunes 6 de mayo.

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

¿Estúpido idiota o músculo inteligente? El debate ha terminado Tirano saurio Rex La inteligencia continúa, con un nuevo artículo que se basa en la teoría original de que estos temibles gigantes no eran tan brillantes.

En 2023, un controvertido estudio sugirió que uno de los dinosaurios más infames del mundo, tirano-saurio RexPodría ser tan inteligente como los simios modernos, lo que provocó mucho escepticismo entre otros investigadores que ahora han presentado sus resultados.

«La posibilidad de que Tirano saurio Rex podría haber sido tan inteligente como un babuino es fascinante y aterrador, con el potencial de reinventar nuestra visión del pasado», explicar Darren Naish, paleontólogo de la Universidad de Southampton. «Pero nuestro estudio muestra cómo todos los datos que tenemos van en contra de esta idea».

Dirigido por el zoólogo Kai Caspar de Universidad Heinrich Heine en AlemaniaEl nuevo estudio encontró que las mediciones del tamaño del cerebro en el estudio de 2023 eran inexactas, lo que inflaba las estimaciones sobre cuántas neuronas los reptiles prehistóricos podían caber en sus cabezas, particularmente en el prosencéfalo.

Esta sobreestimación se debió principalmente al hecho de que el artículo original suponía Tirano saurio Rex El cerebro ocupaba la mayor parte del espacio endocraneal, lo que no ocurre en la mayoría de los dinosaurios, Naish explica en un artículo de blog.

Relación entre cerebro y masa corporal en vertebrados terrestres. los dinosaurios aman Tirano saurio Rex Tienen una proporción de tamaño cerebro-cuerpo similar a la de los reptiles vivos. (Gutiérrez-Ibáñez)

Además, Caspar y sus colegas sostienen que el número de neuronas no rastrea de manera confiable la inteligencia. Tomemos como ejemplo a los pájaros: durante mucho tiempo se pensó que el tamaño pequeño de su cabeza significaba que tenían menos neuronas y, por lo tanto, no eran muy inteligentes.

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Pero desde entonces hemos aprendido que aves como los cuervos pueden superar a los primates en ciertas tareas cognitivas a pesar de tener cabezas más pequeñas, lo que lleva a la conclusión de que otros factores además del tamaño del cerebro, como los patrones de conectividad, desempeñan un papel muy importante en la determinación de la inteligencia.

«Argumentamos que no es una buena práctica predecir la inteligencia en especies extintas cuando lo único que tenemos es la cantidad de neuronas reconstruidas a partir de endocasts». dicho Casper.

En cambio, se necesitan múltiples fuentes de datos, desde anatomía hasta pistas sobre el comportamiento y más comparaciones con los animales modernos, para hacer estimaciones más precisas sobre las inteligencias prehistóricas.

«Se necesita una comprensión significativamente mejorada de la relación entre el número de neuronas y otras variables biológicas, particularmente el rendimiento cognitivo, en los animales existentes» antes de que puedan ocurrir predicciones más precisas, dijo el equipo. argumenta en su artículo.

Árbol de relaciones entre reptiles, dinosaurios y aves así como su complejidad cerebral
Las relaciones entre grupos de reptiles, así como una representación de su complejidad cerebral, muestran que los cerebros de los tiranosaurios no son tan diferentes de los de los crocodilomorfos. (Caspar et al., El archivo anatómico2024).

Entonces, ¿dónde deja eso a la Tirano saurio Rex?

La evidencia conductual reciente sugiere que los famosos reptiles prehistóricos pueden haber sido sorprendentemente sociales, cazar en manadaspero esto no es suficiente para sugerir inteligencia a nivel de primates.

«Se parecían más a cocodrilos gigantes e inteligentes, y eso es igualmente fascinante». concluye Naish.

Esta investigación fue publicada en El archivo anatómico.

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