El MIT prepara un “coche urbano” apilable y plegable

Investigadores del MIT se encuentran construyendo un vehículo eléctrico ligero que pueda producirse en serie de forma económica, para que las personas que viajan cada día a su trabajo en el centro puedan alquilarlo en un modelo de negocio-compartido. El vehículo podrá plegarse y apilarse como los carritos en los supermercados, lo cual se podrá hacer en las estaciones del metro, o en otros lugares concurridos en el centro de las ciudades. A este concepto, lo denominan City Car (coche de ciudad), y la clave está en el diseño de sus ruedas (véase animación).

El equipo del MIT ha transformado las ruedas, de baja altura, en un sistema de conducción robótica que guiará al City Car. Encastrado en cada una de sus cuatro ruedas habrá un motor eléctrico, mecanismos de dirección y de freno, suspensión, y controles digitales, todo ello integrado en unidades selladas que podrán unirse o separarse fácilmente. Via Boston.Com

Qué es la gravedad artificial?

Dícese de la simulación del tirón gravitatorio conseguida mediante la rotación constante, a una velocidad angular apropiada, de todas las partes de una nave, estación, o colonia espacial tripulada. Esta técnica podría ser esencial, en misiones de larga duración, para evitar cualquier reacción fisiológica adversa (y posiblemente también psicológica) que pudiera causar la ausencia prolongada de peso.

La idea de hacer rotar a una estación espacial como si fuera una rueda viene de lejos, aparece por primera vez en 1928 de la mano de los escritos de Herman Noordung, y el concepto fue desarrollado después por Wernher von Braun. Su representación más famosa en la ficción es la de la película 2001: una odisea del espacio, que muestra también gravedad artificial generada por rotación a bordo de la nave espacial que viaja hacia Júpiter.

Las colonias espaciales tipo cilindro O’Neill también figuran como otra ilustración clásica de esta técnica. Sin embargo, existen varias razones por las que es improbable que se emplee rotación a gran escala para simular gravedad en el futuro cercano. En el caso de una nave tripulada a Marte, por ejemplo, la estructura requerida sería prohibitivamente grande, enorme, y la energía necesaria para hacerla funcionar sería costosísima. Un mejor enfoque para una misión de este tipo, y en el que ya se está investigando, es aportar a los astronautas una pequeña cama giratoria en la que puedan tumbarse, con la cabeza en el centro y los pies apuntando hacia fuera, durante una hora al día más o menos, de forma que sus cuerpos soporten una carga aproximadamente similar a la que experimentarían en la gravedad normal terrestre.

En el caso de las estaciones espaciales, uno de los objetos por las que se construyen es la de poder llevar a cabo experimentos en gravedad cero, o más precisamente: en microgravedad. En una estructura giratoria, el único lugar libre de gravedad se ubica a lo largo del eje de rotación. En los ángulos rectos a este eje, el tirón de la gravedad simulada varía con el cuadrado de la velocidad tangencial. Otra forma de conseguir gravedad normal terrestre sin emplear una rotación constante - que produce la fuerza requerida gracias a la aceleración angular - es ir incrementando a ritmo constante la velocidad en línea recta, pero hay que hacerlo justamente al ritmo correcto. Este es el método usado en la hipotética nave espacial de 1g.¹

La nave espacial de un g

Aunque se podría diseñar estructuralmente una nave estelar robot para que soportase aceleraciones muy grandes, destinada a alcanzar velocidades de crucero de una fracción importante de la velocidad de la luz, esto no podría hacerse con naves interestelares tripuladas. Los seres humanos pueden tolerar hasta 10g durante unos pocos segundos, y alrededor de 3g (el pico de aceleración máxima alcanzada por la lanzadera espacial) durante periodos más largos, pero mantener esta clase de aceleraciones y deceleraciones serían impensables en un viaje que fuese a durar años.

El ritmo óptimo de aceleración para un vuelo tripulado hacia las estrellas sería de 1g, ya que esto permitiría a la tripulación vivir bajo condiciones de gravedad terrestre normal, y además permitiría a la nave alcanzar una velocidad que haría factible el viaje interestelar. Con una aceleración de este tipo, se podría alcanzar la Nebulosa de Orión (que está a unos 1.000 años luz de distancia) en 30 años de tiempo a bordo de la nave. A medida que la nave de 1g se acercase más y más a la velocidad de la luz, los efectos relativistas, tales como la dilatación del tiempo, se irían haciendo paulativamente aparentes. El tiempo en la nave transcurriría más lentamente en comparación con el tiempo de la Tierra. Por ejemplo, tras un viaje que acabase en el punto de partida a una aceleración y deceleración de 1g, que durase 10 años según los relojes de los tripulantes de la nave, al llegar a la Tierra el tiempo transcurrido allí sería de 24 años.

Los efectos relativistas asegurarían también que, según las mediciones de observadores inmóviles, una nave espacial no podría soportar de forma continua una aceleración de 1g (es decir 9,8 m/s²). Si lo hiciera, en algo menos de un año lograría romper la velocidad de la luz. Pero de acuerdo a la teoría especial de la relatividad, ningún objeto puede ser acelerado a la velocidad de la luz. En lugar de eso, a medida que se acercase a la velocidad de la luz, la relación entre el espacio y el tiempo alteraría el marco de refencias en la nave espacial, de modo que aunque la tripulación continuaría sintiendo y registrando en sus instrumentos una aceleración de 1g, los observadores inmóviles verían a la nave simplemente acercarse más y más - pero sin alcanzar jamás - el límite definitivo de la velocidad de la luz.

La tabla mostrada debajo muestra algunas de la increibles posibilidades, en cuanto a excursiones largas, que podría conseguir una nave espacial de 1g. Estas cifras asumen períodos idénticos de aceleración y deceleración a 1g, tanto en la partida como en la llegada del viaje.

Duración del viaje asumiendo una aceleración de 1g
Tiempo medido a bordo de la nave (años)	Tiempo en la Tierra (años)	Alcance máximo (años-luz)	Objetivo alcanzable
1	1	0,059	Nube de Oort
10	24	9,8	Sirio
20	270	137	Hyades
30	3.100	1.565	Nebulosa de Orión
40	36.000	17.600	Cluster globular
50	420.000	209.000	Nubes Magallánicas
60	5.000.000	2.480.000	Galaxia de Andrómeda

Traducido de one-g spacecraft (Enciclopedia de Astrobiología - David Darling)

Nanomáquinas naturales: LOS VIRUS

Estuve hace poco en un maratón científico sobre nanotecnología. Me resultó interesante lo que afirmó un conferenciante: los virus son nanomáquinas naturales.Las partículas víricas, a pesar de tener una organización estructural relativamente sencilla, son capaces de autoensamblarse , están dotadas de extraordinarias propiedades físicas y químicas, y realizan funciones complejas biológicas. También, sabemos que las propiedades de las partículas víricas pueden modificarse mediante técnicas de ingeniería genética y proteínas.

El problema que existe hoy en día, según nos contaron, es que todavía no se ha conseguido que las partículas víricas funcionen como lo que son, pequeñas nanomáquinas, sin evitar que éstas modifiquen la actividad genética de las células que tienen alrededor… Si llegáramos a conseguir que los 'virus' continuaran con todas sus funciones, excepto la de causar enfermedades, sería el primer paso para aproximarnos a un mundo complejo, el de las nanomáquinas, y a la vez, sencillo, ya que si pensamos un poco, un virus tiene pocas funciones y es un organismo sencillo.

Los virus no tienen capacidad de autoreproducirse, por eso, 'penetran' en las células de los organismos, causando a su paso grandes trastornos en las células, que dependiendo del tipo de virus, tendrán o no cura.

Si consiguiéramos dotar a los virus de capacidad reproductora, ya no tendrían que infectar a las células, porque serían completamente autosuficientes.

Desde el punto de vista de la Nanotecnología, las propiedades y funciones de las partículas víricas sirven para fabricar nuevos nanodispositivos.

Los sistemas biológicos están constituidos por máquinas moleculares ( ver ) que actúan con una eficiencia con la que las máquinas diseñadas por los hombres apenas pueden soñar…

Por ello, debemos emplear todos nuestros esfuerzos en 'aprovechar' las características de estas nanomáquinas naturales, con el fin de avanzar en nuestros conocimientos científicos todo lo que podamos, porque… hay mucho por descubrir.

El puente enrollable de Paddington Basin (Londres)

Uno de los tres puentes encargados para el desarrollo de la zona de Paddington Basin, al oeste de Londres, proyecto aprobado en 2002, es el Puente Enrollable (Rolling Bridge) y salva el canal de entrada y salida de los nuevos cuarteles generales de Marks & Spencer en la zona de Lord Roger.

En lugar de diseñar un único elemento rígido y hacerlo móvil para permitir el tráfico a través del canal, el estudio de este puente permite abrirlo lentamente y enrollarlo con suavidad hasta que cambia de su forma extendida – un puente recto para peatones sobre el canal – hasta convertirse en una vistosa estructura circular. La longitud del puente es de 12 metros, y está confeccionado con ocho secciones de acero recubiertas de vigas de madera oscura para aportar calor a la estructura, y un suelo blando para el confort de los peatones.

El Puente Enrollable emplea arietes hidráulicos para iniciar con suavidad su curvatura. Los arietes, que se asientan verticalmente sobre el puente, elevan unas juntas ubicadas en los pasamanos que provocan el plegamiento. A medida que los pasamanos se pliegan, cada una de las ocho secciones que conforman el puente se elevan simultáneamente para hacer que este se curve hasta que ambos extremos se tocan formando un círculo. El puente puede detenerse en cualquier punto del proceso, tanto al comienzo, cuando parece que está planeando, como a la mitad del camino.

La estructura se construyó por completo en Littlehampton, West Sussex, y luego se llevó flotando a través del Canal Grand Union, hasta que se erigió en su posición actual sobre el canal. La estructura se instaló tras ello, y se abrió al público en septiembre de 2004.

** website del Thomas Heatherwick Studio

Científicos encuentran explicación para las parcelas de baja gravedad en Canadá

Científicos del Centro para Astrofísica Harvard-Smithsonian y de la Universidad de Toronto han logrado dar con una explicación para la gravedad anormalmente baja percibible en algunas partes del norte de Canadá.

Empleando un par de satélites de la NASA llamados GRACE, los científicos determinaron mediante microondas que el peso del hielo acumulado durante la última glaciación (hace 20.000 años) quebró la corteza de la Tierra y forzó al manto a desplazarse hacia los lados (una analogía de lo que sucede cuando una persona se sienta en el centro de un colchón de agua), dejando en el lugar un vacío de masa. En la actualidad, el manto rebota hacia el “hueco” en ese área a una velocidad de 1,3 centímetros al año.

La anormalidad gravitatoria, aunque medible con instrumentos de precisión, es muy ligera e imperceptible para un humano. Una persona que pesase 68 kilos, sufriría una pérdida de peso de apenas 2,8 gramos. Los científicos emplearán los nuevos datos para calcular la influencia del rebote post-glaciar en las mediciones climáticas.

Resumido de Canada’s Low-Gravity Puzzle Solved, Scientists Say

Investigadores crean nueva forma de la materia

Físicos de la Universidad de Pittsburgh han mostrado una nueva forma de la materia que une las características de los láser con las de los mejores conductores eléctricos del mundo: los superconductores.

El trabajo presenta un nuevo método para mover energía desde un punto hasta otro así como un medio para producir un haz de luz similar a un láser empleando poca energía. Los investigadores de Pittsburgh y sus colaboradores de los Laboratorios Bell de Alcatel-Lucent en Nueva Jersey, detallaron el proceso en la edición del 18 de mayo de la revista Science.

El nuevo estado es un sólido relleno de un grupo de partículas energéticas conocidas como polaritones que han sido atrapadas y ralentizadas, explicó el investigador líder David Snoke, un profesor asociado del departamento de física y astronomía del departamento de la Escuela de Artes y Ciencias de la Universidad de Pittsburgh. Snoke trabajó en el proyecto junto a los estudiantes de graduado Ryan Balili y Vincent Hartwell.

Empleando estructuras ópticas especialmente diseñadas con capas de espesor nanometrico que permitían a los polaritones moverse libremente por el interior del sólido, Snoke y sus colegas capturaron a los polaritones en la forma de un superfluido. En los superfluidos, y en sus homólogos sólidos: los superconductores, la materia se consolida para actuar como una sola onda de energía en lugar de como partículas individuales.

En los superconductores, esto permite el flujo perfecto de la electricidad. En el nuevo estado de la materia mostrado en Pittsburgh - que podría llamarse superfluido de polaritones - el comportamiento de la onda conduce a un haz de luz pura similar al de un láser pero mucho más eficiente en el aspecto energético.

Los superfluidos y superconductores tradicionales requieren temperaturas extremadamente bajas, aproximadamente -280ºF para un superconductor y -450ºF para un superfluido respectivamente. El superfluido de polaritones es más estable a temperaturas más altas, y en el futuro cercano tal vez podría ser capaz de operar a temperatura ambiente.

La investigación realizada en Pittsburgh, basada en los esfuerzos actuales realizados en laboratorios de física de todo el mundo para crear materiales que mezclen las características de los superconductores y los láser. El trabajo de Snoke aporta un nuevo método para atrapar y manipular las partículas de energía. Aplicada a la tecnología, esta técnica podría facilitar nuevas vías para la transferencia controlada de señales ópticas a través de la materia sólida.

La trampa de polaritones de Snoke se ideó siguiendo una técnica similar a la empleada con los superfluidos hechos con átomos en un estado gaseoso, conocidos como condensado Bose-Einstein. En el año 2001, tres científicos compartieron el Premio Nóbel de física por este trabajo.

Fuente: Universidad de Pittsburgh

Traducido de Researchers Create New Form of Matter