Ciencias del espacio (V): Houston, tenemos un problema!

Enn este post los estudiantes harán equipos y recrearan una de las escenas mas interesantes de la película Apollo 13, donde después de un fallo técnico a bordo de la nave espacial, los astronautas se vieron obligados a reparar con ayuda de la tierra los sistemas que afectaban las funciones más críticas de la lanzadera.

Los astronautas fueron capaces de encontrar soluciones con la ayuda de los ingenieros en tierra que experimentaron con diferentes soluciones en el simulador, utilizando sólo los materiales que estaban disponibles en la nave espacial.

La puesta en  marcha de la actividad se base en una misión espacial ficticia que tiene un problema. Dada una caja llena de “basura espacial”, los equipos tienen que construir diversos componentes y escribir instrucciones para que la gente en el transbordador pueda re-crear su trabajo.

Objetivos

Aprender como las simulaciones ayudan a entrenar a la gente para prepararlos para eventos inesperados

Aprender como improvisar en la construcción y diseño de componentes usando objetos a mano:  Identificar la necesidad o problema, investigar sobre el problema, desarrollar posibles soluciones, seleccionar la mejor solución posible, construir un prototipo, testear y evaluar, comunicar la solución, rediseñar

Actividades

  • A1. Misión: Realizar una simulación
  • Material:
    • Diapositivas para la preparación de la simulación
    • 1 caja de “basura del espacio”:
      • rollos de cinta adhesiva
      • rollos y material vario de plástico
      • tramos de tubo de diversos diámetros (manguera de piscina, tubos de plástico para hielo, tubos de goma etc..)
      • Objetos de plástico que puedan servir como filtros y/o depuradores (filtros viejos de agua, secos, filtros de piscina, de aire o codina, cilindros de plástico, goma espuma etc..)
      • Ropa vieja y limpia (camisa, calcetines etc..)
      • Objetos aleatorios (vasos de papel, cucharas etc..)

Motivación

Recuerde a los estudiantes que en la película Apollo 13, los compañeros de la tierra utilizaron un simulador para ayudar a los astronautas del espacio. El simulador era igual que la nave espacial, pero estaba en la NASA y se usaba para practicar con los problemas y las misiones. Explique a los astronautas que durante la clase actual se trabajará en simulación, donde ellos serán los ingenieros que darán soporte a los astronautas del espacio. Durante la clase se trabajará en la reparación de algunos sistemas de la nave espacial. En equipos se trabajará para encontrar soluciones y se escribirá cómo los astronautas del transbordador puede repetir lo que hacemos aquí abajo en la tierra.

El profesor será el ingeniero a cargo y controlará el tiempo y ayudará en la soluciones. Una vez a en la simulación, los estudiantes deben ponerse en el carácter y usar la jerga que saben y pensar acerca de las soluciones. Al final si por ejemplo hay que resolver 4 problemas y solo se soluciona uno, la misión habrá fallado. Recuerde a los estudiantes que no hay respuestas correctas, simplemente diferentes soluciones a un mismo problema.

A1. Misión: realizar una simulación 

Cuando el transbordador intentó atracar con la Estación Espacial Internacional (se puede mostrar una diapositiva de la ISS), llegó demasiado rápido y el acoplamiento falló (recordar la película de Apollo 13). El acoplamiento es un proceso muy sensible y extremadamente difícil por qué tiene que ser muy precisos. El servicio de transporte sufrió daños de cuatro sistemas críticos y nuestro trabajo es sugerir la forma de solucionarlos. Todos los componentes de la solución deben de estar disponibles en la nave, por lo que los equipos solo pueden utilizar lo que hay en la caja de clase.

Para cada problema los equipos tiene que transmitir a los astronautas el procedimiento de la solución (“Standard Operating Procedure» – SOP).

Este procedimiento se escribirá para luego leerlo y transmitirlo a través de la radio. Los astronautas de la nave repetirán cada paso.

Los 4 problemas críticos son:

  1. Polvo en el compartimiento de inundaciones – filtro de partículas grande. Este polvo puede ser corrosivo y podría dañar los pulmones de los astronautas. Tenemos que averiguar una manera de construir un filtro de aire. El reto consiste en conectar una manguera de diámetro pequeño (1 pulgada, como una manguera de piscina) a un filtro de aire de gran tamaño (filtro 12×12 de caldera por ejemplo)
  2. El polvo en el compartimiento de inundaciones – filtro de partículas pequeñas. El reto consiste en conectar una manguera (1 pulgada o menos) a un filtro de dos etapas. Una de las posibles soluciones utiliza un filtro de papel más algo de espuma de caucho o un calcetín y espuma. Deles a los estudiantes el reto de pensar en maneras de utilizar dos tamaños de poro diferentes que es la clave.
  3. Almacenamiento de agua. La colisión dañó el suministro de agua y los astronautas necesitan transferir agua potable a un tanque nuevo. El reto es conectar una manguera pequeña a un recipiente mas grande (tupper ware, cubo, etc.. sin tapa) con agua como un sello apretado. Recuerde que sin gravedad hay que añadir una tapa para que el agua no flote en la distancia.
  4. Depurador. Los niveles de dióxido de carbono están aumentando. El transbordador tiene piezas de repuesto para el ISS pero no uno para el transporte! Tendrá que hacer un lavador para adaptarse al ISS como una manguera de traslado. (de nuevo una manguera de 1 pulgada). Para el “lavador” puede utilizar un filtro de agua o cualquier técnica de aspecto carcasa de plástico que no se junte fácilmente con la manguera.

Una vez solucionados los problemas, cada equipo puede hacer una breve presentación a los compañeros de la solución adoptada.  Después de cada presentación (4 minutos por equipo), la clase junta puede discutir algunos de los mayores retos de trabajar bajo presión y con equipos. Algunas preguntas pueden incluir:

  • Como fue la comunicación entre los miembros del equipo?
  • Por qué es difícil trabajar en equipo cuando hay un Deadline?
  • Algún alumno lidero y los otros no hicieron nada?
  • Como se dividió el trabajo?
  • Cuales son algunas de las mejores soluciones para involucrar a todos a trabajar en la solución?

Para finalizar este post os dejo con un link muy interessante, dónde se preparan simulaciones de cualquier tipo. Una vez solucionada el problema los alumnos se conectan remotamente via videoconferencia para explicar la solución adoptada a los expertos.