Después de la experiencia que supuso participar en el reto #MissionZero de Astro Pi organizado por la Agencia Espacial Europea, varios alumnos del taller RecreBIT del IES Nit de l’Albà han dado el paso de presentar 2 propuestas para el desafío #MissionLab, también de la ESA.
En este reto, grupos de hasta 5 alumnos y alumnas pueden proponer un proyecto de investigación que se llevará a cabo a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) gracias al módulo AstroPi instalado en ella. El objetivo de esta iniciativa es promover el desarrollo del pensamiento computacional y del método científico entre el alumnado menor de 17 años y existen 2 modalidades posibles:
- LifeinSpace, donde la investigación debe realizarse sobre sucesos y eventos que suceden en el interior del módulo espacial
- LifeOnEarth, donde a través de una potente cámara fotográfica es posible realizar fotografías de la superficie de la tierra para llevar a cabo investigaciones científicas.
Nuestro alumnado ha creado 2 equipos (Palmeral y Nit) que han propuesto y presentado 2 proyectos, siendo cada uno de ellos de distinto tipo. Ambas propuestas han sido aceptadas y ya hemos recibido el kit de investigación para llevar a cabo nuestras simulaciones antes de enviar nuestro código Python a la ISS de nuevo.
Estas fueron las propuestas.
Equipo Palmeral
Objetivo.
Investigar si es posible la vida de vegetales en la ISS y cuales serían los más adecuados según las condiciones de presión, humedad y temperatura.
Descripción del experimento e hipótesis.
El espacio más allá de la atmósfera terrestre es un lugar inhóspito para el ser humano. Sin embargo el ser humano ha logrado desarrollar la ISS, un prodigio de la tecnología que permite que personas puedan pasar largas temporadas fuera del planeta Tierra para realizar sus investigaciones.
Al mismo tiempo es innegable que la ISS no parece un lugar acogedor. Cables, sensores y materiales sintéticos forman el decorado interior de la Estación Espacial. Un aspecto frío e impersonal que dista mucho de los paisajes que buscamos aquí en la superficie de la Tierra para relajarnos, descansar y ser más productivos en nuestro trabajo.
Al equipo Palmeral le gustaria cambiar esa situación introduciendo vida vegetal en la ISS. Sin embargo, desconocemos si las plantas podrían sobrevivir en la Estación Espacial y, de poder hacerlo, cuáles de ellas se adaptarían mejor.
Por eso nos proponemos investigar las condiciones ambientales en el interior de la ISS para averiguar qué especies vegetales serían aptas para sobrevivir en la Estación Espacial.
Nuestra hipótesis inicial es que, dado que en la ISS se han adaptado las condiciones ambientales para la vida humana, entonces las plantas también podrán desarrollarse allí. Una vez demostrado este hecho, nos gustaría investigar qué especies son las más adecuadas a las condiciones de temperatura, presión y humedad de la ISS. También cuáles de ellas aportarían más beneficios a la vida en el espacio en términos de consumo de agua y regeneración del aire dentro de la ISS.
Recogida de datos y cómo ayudarán en la investigación.
El objetivo de nuestra Mission Space Lab es medir las condiciones ambientales dentro de la ISS usando los sensores de temperatura, presión y humedad incluidos en Astro Pi. Usaremos el sensor de color y luminosidad para medir la cantidad de luz que recibiría una planta situada en el mismo lugar en el que se sitúa Astro Pi. Usaremos el gyroscope, accelerometer, and magnetometer IMU sensor para geolocalizar cada toma de datos y así saber si en la Tierra es de día o de noche para considerar el impacto de la luz del Sol sobre la ISS en los valores almacenados. También usaremos el passive infrared sensor (PIR sensor) para saber si el paso de alguno de los astronautas de la ISS podría haber alterado alguno de los datos recogidos.
Equipo Nit
Objetivo.
Localizar con la cámara de infrarrojos las islas de plástico (garbage patches) existentes en los océanos y, si es posible, medir su extensión.
Descripción del experimento e hipótesis.
Una garbage patch es una agrupación de residuos no biodegradables que se acumulan en los océanos debido a las corrientes marinas. El término garbage patch fue descrito en 1988 en una publicación de la National Oceanic And Atmospheric Administration (NOAA) de los Estados Unidos, que se basaba en los resultados obtenidos en laboratorios de Alaska entre 1985 y 1988, que midieron plástico flotante en el océano Pacífico Norte.
Una garbage patch se pueden formar por diferentes causas, todas ellas con origen en el ser humano: un reciclaje inadecuado o inexistente, los vertidos ilegales, ensuciar las playas (que deriva en que la marea y el viento esparzan la basura) o por ríos contaminados que desembocan en mares y océanos.
Se estima que hay miles de garbage patches de diferente tamaños en todos los océanos y mares, pero las más preocupantes son las 5 grandes garbage patch del planeta: Great Pacific Garbage Patch, Indian Ocean Garbage Patch, North Atlantic Garbage Patch, South Pacific Garbage Patch and South Atlantic Garbage Patch.
Nuestro equipo está muy preocupado por este desastre ecológico causado por los humanos y queremos aprender a entenderlo y dimensionarlo. Por eso nos proponemos intentar localizar estas garbage patches desde la ISS usando la cámara de infrarrojos situada en Astro Pi.
Hemos leído abundante documentación sobre la imposibilidad de detectar las garbage patches a través de fotografías del espectro visible tomadas desde el espacio. Pero también sabemos su posición aproximada y que las garbage patches crecen cada día más. Por lo que nuestra hipótesis es que los valores recogidos sobre el óceano por la red and near infrared cam podrían sufrir ligeras alteraciones entre las zonas limpias y las cubiertas por los garbage patches.
Recogida de datos y cómo ayudarán en la investigación.
El objetivo de nuestra Mission Space Lab es localizar alguno de los 5 big garbage patches existentes en los océanos de la tierra. En nuestras investigaciones previas a esta propuesta hemos aprendido que, según el estudio «Investigating Plastic Detection from Space» de la Organización The Ocean Cleanup (https://theoceancleanup.com/updates/investigating-plastic-detection-from-space/) no es posible detectar los garbage patches usando cámaras ordinarias de espectro visible.
Nuestra intención es utilizar la red and near infrared camera de Astro Pi para obtener imagenes de las zonas de los océanos donde las organizaciones que estudian este suceso sitúan a los 5 largest garbage patches on the planet: Great Pacific Garbage Patch, Indian Ocean Garbage Patch, North Atlantic Garbage Patch, South Pacific Garbage Patch and South Atlantic Garbage Patch.
El uso del gyroscope, accelerometer, and magnetometer IMU sensor situados en Astro Pi servirá para geolocalizar cada imagen tomada con la red and near infrared camera. De este modo esperamos poder identificar alteraciones en el aspecto y valores del océano en aquellas zonas donde sabemos que se localizan los 5 largest garbage patches on the planet. Si la hipótesis es correcta, además podremos estimar su tamaño aproximado.
Eventualmente, y a la espera de poder confirmar que The Oceans Clean Up Organization ha producido comprehensive SWIR (Short Wave Infrared) spectral signature library for oceanic plastics podremos usar el Coral machine learning accelerator para identificar los Garbage Patch en tiempo real sin necesidad de procesado posterior.