Perfiles en la Ciencia

La Ciencia en el Espacio con Ellen Ochoa: Science in Space

por Christine Hoekenga

El 8 de abril de 1993 es un día que Ellen Ochoa probablemente nunca olvidara. A las 1:29 am, el transbordador espacial Discovery despegó del Kennedy Space Center en Florida con Ochoa y otros cuatros miembros de la tripulación a bordo. El primer vuelo de Ochoa en el espacio, el viajo marcó un evento importante en la carrera científica y la primera vez en la historia que una mujer hispana viajaba al espacio (Figura 1).

Un sinuoso camino hacia las estrellas

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Figura 1: Dr. Ellen Ochoa, una física y astronauta veterana, actualmente sirve como al Directora del Centro Espacial Johnson de NASA. image © NASA

Algunas personas saben desde muy pequeños que tipo de carrera quieren seguir. Ellen Ochoa, una ingeniera óptica, astronauta y ahora directora del Centro Espacial Johnson de la NASA no era una de esas personas. Criándose en las décadas de los 60's y 70's, ella vió la “carrera espacial” y los primeros vuelos a la luna con interés. Pero nunca soñaba en ser astronauta. “Definitivamente estaba interesada en la exploración espacial pero cuando era pequeña…” decía en una entrevista en el 2001. “Pero, en ese entonces, las mujeres fueron excluidas de ser astronautas, entonces nunca pensé que era una carrera que yo podía perseguir” (Contreras, 2001).

En la escuela, Ochoa sobresalió en múltiples asignaturas, incluyendo la matemática, la ciencia y la ortografía. También era una flautista realizada y consideró una carrera en la música, en ese entonces, las mujeres estudiantes no eran usualmente alentadas para llevar clases de matemáticas y ciencia o para estudiar eso en la universidad. Pero su profesora de calculo en la universidad, Paz Jensen la había inspirado. A pesar de que frecuentemente era la única mujer en sus clases, Ochoa llegó a estudiar física en la Universidad de San Diego.

La mama de Ellen, Rosanne Ochoa, también tuvo una fuerte influencia en la actitud de su hija hacia la escuela. Ellen y sus cuatro hermanos se criaron viendo a su mama dedicarle su tiempo libre al aprendizaje Mientras criaba a cinco hijos casi sola, Rosanne tomo clases universitarias tales como biología y negocio. Después de 22 años tomando una clase a la vez, se ganó su titulo universitario en estudios liberales de la Universidad Estatal de San Diego – tres años después de ver a Ellen graduarse de la misma universidad.

Después de la graduación, Ochoa decidió atender la escuela de posgrado y estudiar óptica (el estudio de la luz y su comportamiento) en el departamento de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford. Allí su mentor era un científico óptico reconocido, Joseph Goodman.

En 1983, dos años antes de que Ochoa completara su PhD, Sally Ride fue la primer mujer Americana en el espacio. (Dos mujeres cosmonautas Rusas, Valentina Tereshkova y Svetlana Savitskaya habían viajado al espacio en el 1963 y 1982 respectivamente.) Ochoa tomo nota del vuelo histórico de Ride. Cuando algunas de las amistades de Ochoa decidieron aplicar al programa de Candidatos para Astronautas de Nasa, ella también contacto a la NASA. Aprendió de que a los candidatos se les requería tener un titulo universitario en ingeniera, matemáticas o ciencia o ya sea tres años de trabajo relacionado o un titulo avanzado. Esto significa de que ella seria elegible para aplicar después de terminar su doctorado. Por primera vez, convertirse en un astronauta era una posibilidad verdadera.

Punto de Comprensión

Cuando ella era pequeña, Ellen Ochoa no pensó de que se convertiría en una astronauta debido a que

Convirtiéndose en un Astronauta

En 1985, Ochoa envió una aplicación al programa de astronautas y comenzó trabajando en los Laboratorios Nacionales Sandia – una facilidad de investigación gubernamental en donde ella podía aplicar su conocimiento de la óptica. En Marzo de 1987, Nasa selecciono a Ochoa para entrevistar para el programa de astronautas. Viajo al Centro Espacial de Johnson en Texas en donde ella y otras personas que aplicaron tuvieron que realizar una semana de pruebas y entrevistas. Ese verano, Ochoa aprendió de que ella no había estado entre los finalistas.

A pesar de que no había sido seleccionada para el programa de astronautas, Ochoa realizo algo mas ese año. Obtuvo su primer patente (compartido con Goorman y otro investigador de Stanford) para un aparato óptico que inspecciona un objeto, tal como una tarjeta de circuitos, y busca defectos identificando interrupciones en un patrón que se repite (US Patent No. 4,674,824, 1987). Ese mismo año Ochoa y sus colegas de Sandia aplicaron por dos patentes adicionales, del cual ambos fueron aprobados en el curso de los siguientes años. Una era ara un aparato que utiliza tecnología óptica para identificar un objetivo particular – tal y como un sitio de aterrizaje para una aeronave – sin importar el tamaño del objetivo o su orientación (US Patent No. 4,838,644, 1989) (figura 2). El tercer patentado fue para un sistema óptico que reduce la distorsión de imagen (US Patent No. 4,949,389, 1990).

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Figura 2: La portada del segundo patentado obtenido por la Dra. Ochoa. image © US Patent & Trademark Office

En 1988, Ochoa hizo dos cosas que agregaron a sus chances de resaltar suficiente para el programa de astronautas; obtuvo su licencia de piloto privado y comenzó a trabajar en la División de Investigación Ames de la Nasa. En su nuevo trabajo en Ames, Ochoa llevó a un equipo de 35 científicos a desarrollar sistemas ópticos y de computadora para automatizar la exploración espacial. El siguiente año fue invitada de regreso a Johnson Space Center para otra entrevista. Esta vez, Ochoa fue seleccionada para ser una candidata para astronauta – una de 23 de casi 2,000 solicitudes – y reportó a entrenamiento en julio del año 1990.

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Figura 3: Ellen Ochoa y sus compañeros de tripulación practican desplegar balsas salvavidas durante un entrenamiento de rescate de emergencia en el Laboratorio de Flotabilidad Neutral en el Johnson Space Center en 1999. image © NASA

El entrenamiento para ir al espacio significaba aprender acerca de todo desde la seguridad de aeronaves hasta la astronomía. Los estudiantes asisten a clases de meteorología, mecánica orbital y de navegación. Estudian manuales de vuelo. Se preparan para vivir y trabajar en microgravedad todos los días y practican situaciones como evacuar una aeronave, el cual esperan nunca vivir (Figura 3).

Ochoa se graduó del entrenamiento de astronauta en Julio de 1991. Menos de dos años después, en Abril de 1993, ella estaba en su primer misión en el espacio a bordo del transbordador espacial Discovery. Conocodi como STS-56, esta misión seria el primero de cuatro que Ochoa haría y solo el comienzo de 978 horas que ella registro en el espacio durante la siguiente década.

Punto de Comprensión

Ochoa fue otorgada patentes en el área de

Un laboratorio de ciencia en el espacio

La experiencia en la ciencia de Ochoa era indispensable para vivir y trabajar en un transbordador espacial. “Mi educación en la ciencia me ha permitido aprender todos los detalles necesarios de sistemas de Transbordadores” explicaba en una entrevista del 2005. “Necesito entender como el sistema de propulsión, el sistema eléctrico, el sistema de poder, el sistema mecánico, el sistema de apoyo vital, el sistema de control de vuelo y el sistema comunicaciones trabajan lo suficientemente bien para diagnosticar y arreglar problemas” (Sullivan, 2005).

Como un especialista de misiones, los deberes primarios de Ochoa en el transbordador estaban ligados a la investigación y a la recolección de datos. Un transbordador espacial es una plataforma excelente para llevar a cabo investigación científica y Discovery estaba lleno de instrumentos y equipo, tanto adentro de la cabina como afuera en una área del transbordador llamada bodega de carga.

Estudiando la Tierra como un sistema global: ATLAS

En STS-56, la bodega de carga del transbordador fue equipado con el Laboratorio Atmosférico de Aplicaciones y Ciencia (ATLAS). Una colección de instrumentos científicos utilizados para recolectar datos acerca de la química de la atmósfera y los efectos de la radiación solar en la capa de ozono. Esta fue la segunda vez que ATLAS había sido enviado al espacio para recolectar datos y su enfoque en esta misión fue la data que pudiera ayudar a científicos responder preguntas acerca del adelgazamiento de la capa protectora de ozono de la Tierra. (Para mas información acerca de la capa de ozono vea nuestro módulo La Composición de la Atmosfera de la Tierra .)

Cada vuelo en el transbordador es como un vuelo coreografiado, con un horario de minuto por minuto de actividades de la tripulación, requisitos experimentales y maniobras del transbordador en si. Mucho antes que el transbordador despegara, el personal de NASA y los científicos asociados con cada uno de los experimentos a bordo se reúnen para planear una línea de tiempo de eventos para el vuelo.

El programa ATLAS fue una colaboración internacional y el equipo de tierra incluía científicos de los Estados Unidos y cinco otros países (Bélgica, Francia, Alemania y Holanda). Durante los nueve días que el Discovery estaba en orbita para STS-56, el equipo de tierra controlaba los instrumentos ATLAS a toda hora del Centro de Vuelo Espacial Marhsall en Hunstville, Alabama. Computadoras permitieron que el equipo de tierra pudiera monitorear los experimentos y la recolección de datos, enviar comandos directamente a los instrumentos y a comunicar con tripulación del transbordador.

Inicialmente, investigadores habían visionado las misiones de Atlas como una serie de 10 vuelos en el curso de un ciclo de 11 años. Al final, debido a restricciones de financiamiento y demanda incrementada de un transbordador especial para otros experimentos, habían solamente tres vuelos de ATLAS. Ochoa estuvo en dos de ellos: STS-56 y su segundo vuelo espacial, STS-66 en 1994, Aunque ese estaba mas limitado que se pensaba originalmente, las misiones de ATLAS recolectaron una gran cantidad de datos que no pudieron ser recolectados por científicos trabajando en la Tierra. Estos conjuntos de datos servían como la base de docenas de artículos científicos (e.g., Kaye and Miller, 1997; Gunson et al., 1997) y contribuyeron a la “Mision al Planeta Tierra” de NASA, un esfuerzo para estudiar la tierra como un sistema global.

Otras investigaciones en el transbordador

Ademas de ATLAS, el Discovery llevaba un instrumento dorado grande llamado Point Autonomous Research Tool for Astronomy (SPARTAN) en la misión de STS-56 (Figura 4). SPARTAN era una nave espacial de vuelo libre equipada con dos telescopios especializados diseñados para recolectar datos de la corona del sol. En STS-56, Ochoa operaba un brazo robótico que lanzaba SPARTAN al espacio y lo recapturo unos días después, después de que había terminado recolectando datos.

SPARTAN
Figura 4: La nave espacial SPARTAN agarrada por el brazo robótico del transbordador espacial durante STS-87 en 1997. image © NASA

Mientras que ATLAS y SPARTAN eran los proyectos mas importantes en STS-56, docenas de otros experimentos desde la astronomía hasta la biología celular también se llevaban a cabo durante la misión de nueve días. Entre experimentos, los astronautas compartían sus investigaciones y emoción de viajar al espacio gente en la Tierra. Por medio del proyecto Shuttle Amateur Radio Experiment (SAREX), los miembros de la tripulación utilizaban la radio afición para hablar con estudiantes en clases alrededor del mundo. Ochoa también tocaba su flauta durante el vuelo para entretenerse y como parte de un video educativo. Después dijo que no era tan diferente como tocar la flauta en la Tierra debido a que el transbordador espacial estaba presurizado como la cabina de un avión. Pero en un ambiente de ingravidez, la flauta se sostenía en el aire por si sola sin mucho apoyo de Ochoa (NASA, 2003) (Figura 5).

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Figura 5: Ellen Ochoa tomándose un breve descanso de trabajar en STS-56 para tocar unas cuantas canciones en su flauta. image © NASA

El trabajo de un astronauta

“Siempre me gusto la escuela, y ser un astronauta le permite aprender continuamente, como usted lo hace en la escuela” Ochoa explicaba en una entrevista en 1998 con su universidad Stanford. “Un vuelo que usted trabaja en investigación atmosférica. El siguiente en estudios de densidad ósea o en el diseño de la estación espacial.

Sin duda los primeros cuatro vuelos de Ochoa en el espacio incluyeron una variedad de actividades. Durante las primeras dos semanas en 1993 y 1994, Ochoa fue detrás de los controles del brazo robótico del transbordador (Figura 6), utilizándolo para liberar y agarrar naves espaciales en vuelo libre como SPARTAN. En su tercer vuelo (STS-96 en 1999) la tripulación llevo a cabo el primer acoplamiento de transbordador en el International Space Station que en ese entonces estaba vacante. Llevaron cuatro toneladas de equipo y suministro en preparación al primer equipo que comenzaba a vivir en la estación a principios del siguiente año.

En el año 2002, durante su misión final al espacio (STS-110) Ochoa y el resto del equipo de Atlantis regreso al International Space Station. – Esta vez para ser recibidos por una tripulación viviendo a bordo de la estación. “Tenemos un par de alimentos especiales planeados en donde hemos traído comido especial y música,” Ochoa dijo en una entrevista de pre-vuelo. “Y creo que todos estamos emocionados por sentarnos juntos e intercambiar historias” (NASA, 2002).

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Figura 6: La astronauta Ellen Ochoa en los controles del brazo robótico del transbordador. image © NASA

Durante esa misión, la tripulación combinada de la estación y el transbordador trabajaron juntos para instalar un braguero, el cual eventualmente apoyaría la hectárea de paneles solares que proveen poder en el laboratorio de la estación (Figura 7). Ochoa una vez mas sirvió como uno de los operadores del brazo robótico, ayudando a maniobrar el braguero y mover a miembros de la tripulación durante caminadas espaciales. “Es una aventura espacial increíble en donde se tienen personas de todo el mundo trabajando juntos y ensamblando una [estación] increíblemente compleja de manera que beneficie personas alrededor de todo el mundo” dijo Ochoa (NASA, 2002).

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Figura 7: Vista del International Space Station mientras que el transbordador espacial Atlantis se va al final de STS-110. El braguero instalado por la tripulación junta es visible. image © NASA

Punto de Comprensión

Ochoa vivió a bordo del International Space Station del año 1999 al año 2002.

De regreso a la Tierra

De regreso en la tierra después de su cuarto y ultimo vuelo espacial, Ochoa continuaba a hacer historia mientras tomaba nuevos roles en NASA. En el año 2002, se hizo Sub Directora de Operaciones de Tripulación en Johnson Space Center, la facilidad en donde ella había entrenado originalmente. En el 2012, fue nombrada Directora de Johnson Space Center, convirtiéndose en la primera directora hispana y la segunda mujer en dirigir el centro.

Adicionalmente a sus deberes de liderazgo, Ochoa continua a llevar a cabo investigaciones y compartir su emoción acerca de la ciencia y el espacio con otros – especialmente con estudiantes. “No estoy tratando de hacer que todos los niños sean astronautas,” explicó. “Pero quiero que los niños piensen en una carrera y la preparación que ocuparan,”(Stanford, 1998). Como muestra la vida y carrera de Ochoa, los científicos no caben en un solo molde. Siguen muchos caminos y sus intereses variados enriquecen su trabajo comúnmente. (Para mas información acerca de cómo científicos construyen sus experiencias individuas, vea nuestro módulo Creatividad en la Ciencia.)

Resumen

Although she was rejected by the space program initially, Ellen Ochoa went on to become the first Hispanic woman to travel in space and was ultimately named Director of the Johnson Space Center. This module takes an in-depth look at the life and career of Ellen Ochoa, from considering a flute-playing career to getting a PhD in electrical engineering and becoming an astronaut. The module describes scientific research projects in space and how they contribute to our understanding of Earth.

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Christine Hoekenga “La Ciencia en el Espacio con Ellen Ochoa” Visionlearning Vol. SCIRE-1 (7), 2014.