Foto de: Chenyue “xdd44” Dai

Un nuevo curso del MIT esta primavera pidió a los estudiantes que diseñaran lo que los humanos podrían necesitar para trabajar y habitar cómodamente el espacio. El momento de estas creaciones es ahora. Mientras que las misiones Apolo de la NASA vieron a los astronautas aterrizar en la luna, recolectar muestras y regresar a casa, las misiones planificadas bajo Artemis, el actual programa de exploración lunar de la NASA, incluyen el establecimiento de bases a largo plazo en órbita y en la superficie de la luna.

El curso de diseño interdisciplinario MAS.S66/4.154/16.89 (Arquitecturas espaciales) se llevó a cabo en paralelo con los departamentos de Arquitectura y Aeronáutica y Astronáutica (AeroAstro) y el grupo de Iniciativas de Exploración Espacial del MIT Media Lab. Treinta y cinco estudiantes de todo el Instituto se registraron para imaginar, diseñar, crear prototipos y probar lo que podría ser necesario para sustentar la habitación y las actividades humanas en la Luna.

La popularidad del curso no sorprendió a los instructores.

"Muchos estudiantes del MIT están entusiasmados con el espacio", dice Jeffrey Hoffman, uno de los instructores del curso y profesor de práctica en AeroAstro. Antes de enseñar en el MIT, Hoffman fue un astronauta de la NASA que voló cinco misiones a bordo del transbordador espacial. “Ciertamente, en AeroAstro, la mitad de los estudiantes quieren ser astronautas eventualmente, así que no es que no hubieran pensado antes en vivir en el espacio. Esta fue una oportunidad para utilizar esa inspiración y trabajar en un proyecto que podría convertirse en un diseño real para hábitats lunares reales”.

La historia del MIT con la NASA, y con las misiones Apolo en particular, está bien documentada. El primer contrato importante de la NASA para el programa Apolo se otorgó al MIT en 1961. Dava Newman, director del MIT Media Lab y ex administrador adjunto de la NASA, también fue instructor del curso.

El objetivo de esta clase era preparar a los estudiantes para la siguiente fase de trabajar y vivir en el espacio. Además de las misiones Artemis, el auge de los vuelos espaciales comerciales presagia la necesidad de investigar estos diseños.

"MIT Architecture siempre ha tenido más éxito en la intersección de la investigación y la práctica", dice Nicholas de Monchaux, instructor del curso y jefe del departamento de arquitectura. “Con cada vez más diseñadores llamados a diseñar para entornos y condiciones extremas, incluido el espacio, vemos una oportunidad importante para la investigación, la colaboración y nuevas formas de práctica, incluida una colaboración continua con Media Lab y AeroAstro en el diseño para condiciones extremas. ambientes”.

Diseñando hábitats lunares

Un aspecto definitorio de la clase es la combinación de estudiantes de arquitectura e ingeniería. Cada grupo aportó diferentes mentalidades y enfoques a las preguntas y desafíos que se les plantearon. Actividades compartidas, conferencias invitadas y una semana recorriendo el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas; las instalaciones de lanzamiento de SpaceX en Brownsville, Texas; y las instalaciones de impresión 3D para la construcción de ICON en Austin, Texas, brindaron a los estudiantes una introducción a los equipos que ya trabajan en este campo. Lo más importante entre sus lecciones: la comprensión de los entornos hostiles para los que diseñarán.

Hoffman no endulza cómo es la vida en el espacio.

"El espacio es uno de los entornos más hostiles que puedas imaginar", afirma. "Estás sentado dentro de una nave espacial mirando por la ventana y dándote cuenta de que, al otro lado de esa ventana, estaría muerto en unos segundos".

Los estudiantes se dividieron en siete equipos para desarrollar sus proyectos y el valor de la colaboración rápidamente se hizo evidente. Los equipos comenzaron con una fase conceptual donde las visiones de los arquitectos, cuyo impulso era crear un hábitat cómodo y habitable, a veces entraban en conflicto con las de los ingenieros, que estaban más centrados en las realidades del entorno extremo.

Los diseños inflables surgieron en varios proyectos: una biblioteca científica móvil modular inflable que podía albergar hasta cuatro personas; un hábitat inflable que puede desplegarse en cuestión de minutos para proporcionar refugio y protección a corto plazo a una tripulación en la luna; y un hábitat in situ semipermanente para la exploración espacial antes de una base lunar establecida.

Encontrar un lenguaje común

"Los arquitectos e ingenieros tienden a abordar el proceso de diseño de manera diferente", dice Annika Thomas, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica y miembro del  equipo MoonBRICCS. "Si bien fue un desafío integrar estas ideas desde el principio, con el tiempo encontramos formas de comunicar y coordinar nuestras ideas, unidas por una visión común para el final del proyecto".

Los compañeros de equipo de Thomas, los estudiantes de arquitectura Juan Daniel Hurtado Salazar y Mikita Klimenka, dicen que las consideraciones técnicas en arquitectura a menudo se resuelven hacia la mitad y el final de un proyecto.

"Esto nos da demasiado espacio para posponer las implicaciones de nuestras decisiones de diseño y nos deja poco tiempo para resolverlas", dice Salazar. “La perspicacia de nuestros ingenieros cuestionó cada decisión de diseño desde el principio con implicaciones mecánicas, económicas y tecnológicas de la tecnología espacial y los regímenes materiales actuales. También proporcionó un ámbito fructífero para discutir cooperativamente la preocupación de que las soluciones más óptimas desde el punto de vista material y económico no siempre son las más cultural o moralmente justificadas, ya que la aparición de hábitats a largo plazo ofrece toda la gama de capacidades funcionales, sociales y emocionales de un astronauta. necesita estar a la vanguardia”.

Klimenka dice: “La riqueza de conocimientos y experiencia presentes dentro del equipo nos permitió considerar de manera significativa posibles respuestas para producir un hábitat viable a largo plazo. Si bien navegar por las limitaciones de ingeniería y diseño ciertamente requirió un esfuerzo adicional, el proceso de pensamiento en general fue extremadamente refrescante ya que nos expusimos a conjuntos de desafíos totalmente diferentes que normalmente no enfrentamos en nuestros dominios”.

El estudiante de posgrado de arquitectura Kaicheng Zhuang, que trabajó con ingenieros en el  proyecto Lunar Sandbags, dice que las habilidades de comunicación fueron "cruciales" para que el equipo trabajara juntos con éxito.

"Con los ingenieros, es esencial centrarse en la viabilidad técnica y la implementación práctica, asegurándose de que cada elemento de diseño se pueda lograr de manera realista", dice Zhuang. “Necesitaban información clara y precisa sobre la integridad estructural, las propiedades de los materiales y la funcionalidad. Por otro lado, dentro de nuestro equipo de arquitectura, las discusiones a menudo giran en torno a los aspectos conceptuales y estéticos, como el impacto visual, la dinámica espacial y la experiencia del usuario”.

Molly Johnson, estudiante graduada de AeroAstro y miembro del equipo del  proyecto lunarNOMAD, está de acuerdo. “Tradicionalmente, para un ingeniero de sistemas como yo es fácil ignorar los pequeños detalles del diseño y decir que se abordarán sin entrar en detalles sobre cómo se abordarán. Los arquitectos aportaron un nuevo nivel de detalle que ayudó a aclarar nuestras intenciones”.

El equipo detrás de  Momo: un hábitat lunar autoensamblable creó un perfil de misión para su diseño. El hábitat in situ semipermanente fue diseñado para la exploración espacial antes de establecer una base permanente en la luna. El módulo es lo suficientemente flexible como para plegarse casi plano para facilitar el transporte. Su proyecto fue  perfilado recientemente en DesignBoom.

Más allá de la Tierra

Los proyectos finales mostraron las grandes diferencias entre los equipos a pesar de que hay un "número limitado de formas de mantener viva a la gente en la superficie lunar", dice Cody Paige, director de Iniciativas de Exploración Espacial e instructor del curso. Los estudiantes debían considerar qué tipos de materiales se necesitaban; cómo se transportarían y montarían; durante cuánto tiempo sus estructuras seguirían siendo funcionales; y qué experiencia social o humana sería apoyada, entre otras preocupaciones.

Según Paige, la experiencia práctica para crear modelos de tamaño real fue especialmente importante en este curso dado que la IA se está convirtiendo en un componente cada vez más importante de muchas tareas y áreas de toma de decisiones.

"Una computadora no siempre se traduce exactamente en el mundo real, por lo que hacer que los estudiantes hagan prototipos les muestra que es muy beneficioso comprender los materiales con los que se trabaja, cómo funcionan en la vida real y las características táctiles". habilidad que puedes adquirir trabajando con estos materiales”, dice Paige.

Por más fantásticos que parezcan algunos de los proyectos, con su combinación de arquitectura, ingeniería y diseño, es muy posible que pronto sean viables, especialmente a medida que se contraten más arquitectos para diseñar el espacio y los estudiantes comprendan el paisaje y las necesidades de los entornos exigentes. .

"Necesitamos capacitar a nuestros estudiantes para que sean pioneros en la vanguardia de este campo", dice Skylar Tibbits, profesora del departamento de arquitectura y una de las instructoras del curso. "Cuanto más tiempo pasen los astronautas en el espacio o en la Luna, tendremos que diseñar hábitats para experiencias humanas en los que la gente querrá vivir durante mucho tiempo".

La necesidad de arquitectos e ingenieros capacitados en este campo específico es cada vez mayor. Thomas, el estudiante de ingeniería del equipo MoonBRICCS, está trabajando actualmente en robótica para aplicaciones espaciales. Su compañera de equipo, Palak Patel, es una estudiante de doctorado en ingeniería que trabaja con materiales para entornos extremos para aplicaciones espaciales. Con el entusiasmo de los estudiantes, así como la considerable necesidad ocupacional del mundo real, las tres unidades académicas planean continuar ofreciendo el curso en el futuro.

"Prevemos ampliar esto a un programa de varios años de diseño para entornos extremos (en el espacio y en la Tierra) y estamos discutiendo activamente patrocinios y asociaciones", dice de Monchaux.

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