Resulta casi irreconocible, pero debajo de esa carcasa de aluminio de aspecto retrofuturista hay una Raspberry Pi. El dispositivo se llama Astro Pi, y comenzará a operar en la ISS este mismo mes de diciembre, pero antes tiene que pasar por una serie de pruebas tan duras como las de un astronauta.

El proyecto Astro Pi comenzó en enero de este mismo año, cuando la Agencia Espacial Europea, en colaboración con su homónima británica, pusieron en marcha un programa para que estudiantes del Reino Unido diseñaran una Raspberry Pi especialmente preparada para funcionar en el espacio.

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Su diseño, a nivel de hardware, ya está listo. Mientras los estudiantes desarrollan aplicaciones para su uso en órbita, en Raspberry preparan dos unidades de la popular placa. Esas dos unidades subirán a la ISS el próximo 15 de diciembre como parte del equipaje exprimental del astronauta británico Tim Peake.

Aunque su corazón es el de una Raspberry, las Astro Pi son dos pequeños laboratorios en órbita dotados de una nutrida lista de componentes adicionales entre los que se incluyen:

  • Giroscopio, acelerómetro y magnetómetro
  • Sensor de temperatura
  • Sensor de presión barométrica
  • Sensor de humedad
  • Reloj interno alimentado por una batería de respaldo
  • Una pantalla de 8×8 LEDs RGB
  • Joystick y cinco pulsadores para interactuar con la placa
  • Memoria adicional
  • Cámaras normal e infrarroja

Además de montar los componentes, las Astro Pi deben cumplir con una serie de estándares técnicos y de seguridad para su uso en la ISS. Estas son algunas de las pruebas y adaptaciones por las que ha pasado:

Alimentación

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Las Astro Pi recibirán energía desde un puerto USB, o desde un inversor de corriente de la ISS. En cualquiera de los dos casos, el equip0 de desarrollo se está asegurando de que la placa y sus componentes reciben el voltaje necesario sin provocar estrés en el laptop o los sistemas de alimentación de la estación. Para ello están realizando pruebas de integración desde un IBM Thinkpad T61P. Ese portátil de 2007 es uno de los más utilizados en la ISS.

Baterías

Las Astro Pi necesitarán mantener la hora cuando no reciban alimentación. Para ello estarán dotadas de unas pilas tipo botón Panasonic BR-1225. Las pilas se consideran un elemento potencialmente peligroso en la estación. Para obtener permiso de entrada antes deben de pasar varias pruebas que incluyen mediciones físicas y de voltaje, y funcionamiento en vacío a una presión de 0,6 bares.

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Recubrimiento de conformado

En microgravedad, los componentes electrónicos metálicos pueden sufrir un fenómeno por el que les crecen pequeñas formaciones llamadas whiskers. Estos “pelos” de metal pueden desprenderse y ocasionar daños en el instrumental o en los propios astronautas si, por ejemplo, se les mete en un ojo.

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Para evitar la formación de esas excrecencias metálicas, todos los componentes electrónicos deben ir recubiertos de una capa de silicona líquida que sella toda su superficie salvo elementos cruciales como las lentes de la cámara o los sensores de humedad. En la foto puede apreciarse la fina capa cubriendo los módulos de cámara de las Astro Pi.

Resistencia a la vibración

Las vibraciones de un cohete Soyuz durante el despegue pueden ser considerables. Todos los componentes electrónicos que vayan a bordo deben ser capaces de resistirlas. Para ello se someten a pruebas extremas de vibración en los tres ejes y luego se vuelve a probar su funcionamiento.

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Resistencia a pulsos electromagnéticos

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Las Astro Pi deben funcionar bajo condiciones severas que incluyen el ser golpeadas por pulsos electromagnéticos especialmente fuertes. Las pruebas de resistencia a estos pulsos consisten en hacer funcionar la placa a máximo rendimiento mientras se la bombardea con frecuencias de entre 30 y 200 Hertzios, o en las proximidades de campos magnéticos inducidos por bobinas.

Emisión de gases

Las Astro Pi y sus tarjetas de memoria SD se introducen en una cámara en la que se sustituye el aire por aire puro controlado para después elevar la temperatura a 50 grados Celsius durante 72 horas. El objetivo es comprobar que ningún componente emite gases que puedan ser nocivos para la tripulación o el instrumental.

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Control de temperatura

Cinco sensores de temperatura se encargan de comprobar que ninguna superficie de la cubierta de la Astro Pi supera en ningún momento los 45 grados Celsius por mucho que se la fuerce a funcionar.

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Acabados

Ninguno de los bordes exteriores de la Astro Pi debe tener aristas o partes que puedan producir cortes en caso de impacto. Los técnicos de la ESA utilizan un tipo especial de tela que pasan por toda la superficie. Si las fibras de esta tela se enganchan en algún punto de la estructura, se considera que la prueba ha fallado. Las Astro Pi la pasaron a la primera.

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Prueba de operatividad

Este último test tiene lugar en una réplica fiel del módulo Columbus de la ISS que la Agencia Espacial Europea tiene en Colonia, Alemania. Las Astro Pi pasan por varias pruebas de funcionamiento que imitan las tareas que tendrá que cumplir en órbita. Es la prueba de fuego para el módulo de control de la placa, escrito en Python, que es el que se encargará de probar los programas de los alumnos y de mantener la placa en funcionamiento incluso aunque una partícula de radiación la fuerce a reiniciar.

Todas estas pruebas son comunes a cualquier componente electrónico que aspire a funcionar en órbita. Para el proyecto Astro Pi es un momento muy emocionante, pero también es una prueba de fuego para la versátil placa. Si la pasa, es posible que no sea la última vez que la veamos funcionando en el espacio. [vía Astro Pi Blog]

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