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Pablo Edronkin

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Lo que a veces se ha dado en llamar 'la última frontera' es en realidad lo más vasto que hay en la existencia, pero si bien es difícil alcanzar el espacio, no lo es tanto empezar a explorarlo desde nuestra propia casa.

Desde que aparecieron las computadoras personales algunas cosas se han tornado más sencillas, y entre ellas debemos contar al uso de simuladores y sistemas de representación o visualización de imágenes. Esto, sumado a la cantidad de medios existentes en el mundo en la actualidad y que se relacionan con las actividades científicas en el espacio exterior, hacen que sea posible aprender muchísimo sobre lo que hay más allá de la atmósfera sin mayores complicaciones, e incluso hacer desarrollos y descubrimientos propios. La astronomía es, en efecto, una ciencia en la cual todavía hay sitio para el trabajo amateur.Explorar el espacio no es simplemente una cuestión de curiosidad, sino de necesidad: no podemos seguir atados a nuestro mundo por siempre. En algún momento habrá que salir a colonizar el espacio, aún por cuestiones de supervivencia, y alcanzar las estrellas. Pero como primero viene lo primero, antes de llegar a la velocidad warp tenemos que aprender algo acerca del espacio exterior, con el objeto de saber para dónde iremos.

Y una de las mejores formas de aprender es a través del uso de software; aquí les recomendamos un par de programas relacionados con la astronomía y las actividades espaciales, que además de ser de excelente calidad, son totalmente gratuitos y se pueden descargar fácilmente de Internet. Si usted es nuevo en esta materia, se los recomendamos:

Celestia.

Orbiter.

Leyendo Celesta, por fin

Según las últimas pruebas, mi nuevo programa puede leer ya completamente los archivos de datos de Celestia.

Con esto resulta posible construir escenarios para Orbiter a partir de cada sistema solar definido en por los creadores de Celestia a través de sus archivos .dat, .dsc, .stc y .ssc. Como subproducto de esto, este programa puede generar archivos .stc a partir de la información contenida en los archivos binarios .dat, aunque para que no se produzcan confusiones decidí que al generarlos, se llamen .stg en vez de .stc. Tengo que tornar al programa en algo más eficiente pues tarda varias horas en procesar todos estos archivos y normalizar la información que finalmente queda almacenada en la base de datos, sin embargo, es de esperarse que el proceso no sea de mucha rapidez en ningún caso porque se trata de mucha información que debe ser analizada. En la actualidad, la base de datos que construí cuenta con la información relativa a unos 109.000 sistemas solares. Esto quiere decir que es posible construir un número similar de escenarios para el simulador Orbiter.

Probablemente publique el software para que otros entusiastas puedan descargarlo desde Internet cuando el código esté un poco más maduro. Una cosa es desarrollar algo para uno mismo, y otra para que cualquiera lo pueda utilizar, y sobre todo en este caso, pues si bien la instalación del programa no es compleja, la de otros programas requeridos para que funcione puede serlo: es imprescindible contar con MySQL 5.1 o superior en la PC que lo va a utilizar, y saber algo sobre la manipulación de base de datos para que la instalación funcione. Espero que a medida que el código evolucione - para eso necesito más tiempo -, la interacción con una base de datos SQL se torne más sencilla para todo tipo de usuarios. Mi experiencia pasada es que no todos están en condiciones técnicas de instalar y operar una base de datos semejante, pero por otra parte, las necesidades prácticas derivadas del volumen de información que se debe manejar durante el tratamiento de lo que virtualmente es un nuevo catálogo de objetos celestes, superan con creces las posibilidades brindadas por sistemas de gestión de bases de datos como Access o dBASE.

Como ya mencioné anteriormente, este desarrollo es parte de la construcción del simulador Nerkabtu. En otras palabras, no quiero tener una cabina y todo el hardware que ello implica simplemente para orbitar alrededor de los planetas del sistema solar. En buena medida, la construcción de los componentes del hardware debe basarse en este requerimiento y por consiguiente, es conveniente desde mi punto de vista ir construyendo tanto los elementos del hardware así como este software en paralelo.

Y en materia de hardware, esta semana la pasé haciendo pruebas con el sistema de ventilación que deberá mantener una temperatura razonable dentro del gabinete que contiene las placas emuladores, el transformador y los módulos principales del panel de simulación.

Del simulador a la realidad: Hay que apurarse un poco más

Es ya bien sabido que la aviación experimental y lo simuladores de vuelo hogareños hacen contribuciones concretas al mundo de la aeronáutica; sería bueno que sucediera lo mismo con la navegación espacial, pero no solamente por razones altruistas, sino porque dominar algún día ese campo constituiría un seguro de vida para nuestro mundo.

Esta semana ocurrieron tres eventos que me tuvieron pensando sobre este asunto: El cuadragésimo aniversario del alunizaje del Apolo 11, la caída inesperada de un asteroide o cometa de grandes proporciones en Júpiter que detectó por casualidad un astrónomo aficionado de Australia, y una potente ola de frío polar que invadió la Argentina de cabo a rabo, desde la Patagonia hasta el trópico.

El principal efecto de la ola de frío es que pude trabajar relativamente sobre el simulador, pues todo eso lo hago, naturalmente, en el garaje, y con varias noches en las que las temperaturas rondaban los cinco grados bajo cero la cosa no resultaba muy estimulante. Por el contrario, tuve que dedicar parte de ese tiempo dedicado al simulador a hacer cosas como reparar y poner a funcionar nuevamente una salamandra porque con temperaturas tan bajas la calefacción de mi casa, pensada para un clima templado, no alcanza.

Las bajas temperaturas no son una novedad en la Argentina, pero que en la provincia de Buenos Aires se llegue a los veintiún grados bajo cero sí; estamos experimentando situaciones meteorológicas más extremas: Antes los tornados en el país eran sumamente raros, ahora ocurren. Un huracán en el hemisferio sur era algo considerado científicamente imposible, pero en Brasil sufrieron uno hace no tanto tiempo, hay enfermedades que antes no existían en esta zona del mundo y ahora se propagan, y los inviernos se están transformando en mucho más crudos.

Lo que sucedió en Júpiter debe llamarnos la atención por varios motivos: Hace unos quince años atrás se observó otro gran impacto – el del cometa Shoemaker-Levy 9; ahora el astrónomo Anthony Wesley nos señala este nuevo impacto, y a escala planetaria o de sistema solar, dos impactos de cuerpos capaces de destruir toda la vida sobre la Tierra, aún habiéndose producido en Júpiter, planeta que absorbe como una aspiradora el "polvo" del espacio, es algo de lo que se debe tomar nota. Esta sucesión de eventos indica que en nuestro planeta somos altamente vulnerables frente a amenazas naturales del espacio. No hablamos de OVNIS ni nada parecido, sino simplemente de desastres naturales como lo son los huracanes o los terremotos en nuestro planeta;

El recuerdo del Apolo 11 y la situación actual de los diversos programas espaciales en el mundo, que salvo por la construcción de la ISS, mayormente carecen de objetivos de largo plazo y envergadura nos debe servir para reflexionar sobre la necesidad de dominar y mejorar las tecnologías del viaje espacial; en primera instancia necesitamos alcanzar los planetas de nuestro sistema solar, y más adelante las estrellas, porque lamentablemente nuestro planeta Tierra está enfermo a causa nuestra, pero encima de todo, el peligro de sufrir un cataclismo espacial existe y es nuestra responsabilidad prevenirlo, no solamente por medio de sistemas de detección, sino también garantizando la supervivencia de nuestra especie y de todas las que habitan nuestro mundo gracias a la posibilidad de contar en el futuro con otro hogar, por si hace falta.

Si hemos sido suficientemente poco sabios o ignorantes como para haber llegado a este punto en el cual el calentamiento global parece inevitable y esa será la triste herencia que le dejaremos a las futuras generaciones, al menos hagamos algo para ayudarles lo más posible a resolver los problemas que nosotros mismos hemos causado con la esperanza de que todo se arregle, pero también que no seamos juzgados más duramente de lo necesario, casi como si fuéramos unos acusados frente a una corte que deciden colaborar con la investigación y la justicia con el objeto de que les conmuten sus penas. Ayudemos a que progresen las ciencias relacionadas con el espacio y las tecnologías que tienen que ver con los viajes espaciales, incluso sin la ayuda delos gobiernos y desde nuestros garajes congelados.

BRL-CAD: De la industria armamentista al simulador

BRL-CAD es un sistema de diseño asistido por computadora (u ordenador) que fue diseñado en laboratorios del ejército estadounidense; hoy es distribuido como software libre y puede ser utilizado en el diseño de componentes para un simulador.

Este sistema apareció en su primera versión en el año 1979; actualmente, en 2009 se distribuye como software libre y realmente ello es una bendición para todo aquel que desee diseñar bien algo como una cabina de simulador de vuelo y en el interín, aprender algo nuevo.

Los programas de diseño asistido por computadora - una labor conocida como CAD por sus siglas en inglés - son sumamente costosos y elaborados, y no resulta práctico emplearlos en actividades tales como los pasatiempos a no ser que ya se tengan de antemano.

Si bien BRL-CAD posee algunas limitaciones, el hecho de que se trate de software de tipo "Open Source", sea gratuito y multi plataforma, me intrigó los suficiente para probarlo, y tras pasar un par de semanas aprendiendo a utilizarlo, ahora estoy diseñando la cabina del simulador empleando este producto. Y lo mejor es quizás que todo el sistema está programado en lenguaje C, con lo cual resulta posible emprender proyectos y modificaciones propias.

Después de descargarlo e instalarlo - ocupa muy poco espacio en el disco - uno puede empezar a aprender en base a los muy buenos tutoriales con los que el sistema se presenta. Desafortunadamente, todavía no existe una traducción al español, pero quienes entiendan razonablemente el inglés no tendrán problema alguno.

La interfaz gráfica es un tanto incompleta; se nota que es un sistema que fue diseñado para su uso por medio de una terminal o consola típica del mundillo de UNIX, y en algunos casos se podría mejorar, pero quien no se moleste demasiado por ello puede aprovechar muy bien las posibilidades que brinda este producto que no tiene nada que envidiarle a los sistemas de CAD comerciales.

Actualmente me encuentro diseñando la cabina del simulador usando BRL-CAD, y viendo de qué manera lograr una estructura robusta pero económica a la vez.

BRL-CAD.

Inteligencia artificial para su nave espacial usando perceptrones

Un perceptrón es esencialmente la conceptualización lógica de una neurona, y empleando redes neuronales en la programación de un simulador sería posible diseñar vehículos inteligentes.

Volar por el espacio, aún en un simulador, es una tarea compleja pero que no deja mucho tiempo para pensar las cosas durante la realización de diversas maniobras críticas, de tal forma que incluso un pequeño error podría significar un costo muy elevado o aún un grave accidente. Frente a esto existen diversos sistemas automáticos que realizan correcciones; en el caso del simulador Orbiter contamos ya con diversos accesorios en forma de llos ya clásicos MFD que permiten controlar una nave en diversas condiciones, pero la utilización de redes neuronales abriría muchas nuevas posibilidades.

El tema no es nuevo en materia de análisis de sistemas y programación; las redes neuronales se conocen desde hace tiempo y existen diversos SDK que puede utilizar un programador medianamente experto para producir en lenguajes como C++ redes neuronales prácticas.

Pero como ocurre con todas las cosas, hay que empezar por el principio: Existe un tutorial básico bastante claro sobre el tema de los perceptrones y su aplicación a la ingeniería de software en este sitio. El tutorial está escrito en inglés pero vale la pena leerlo y ponerse a pensar en qué clase de instrumental podría simularse utilizando el Orbiter y las bibliotecas de redes neuronales que ya están disponibles en Internet. Para poder desarrollar redes neuronales o neurales completas hay mucho más para hacer, por supuesto, pero quizás con esto ya podamos encaminarnos hacia la construcción de alguna computadora de a bordo como Eddie, la que volvía loco al personaje cuasi mítico de Arthur Dent.

¿Qué hay acerca de la gravedad cero?

Desde un punto de vista estrictamente aeronáutico un auténtico simulador de vuelo deben incluir por definición la representación de las fuerzas físicas que influyen sobre el piloto o de lo contrario lo que se obtiene es un mecanismo conocido como entrenador.

En otras palabras, si no se mueve no es un simulador sino un entrenador. Pero hay que considerar que en un simulador de vuelo espacial la representación de la gravedad cero resulta técnicamente imposible excepto que se lo monte en un avión preparado para reproducir tal condición por medio de lo que coloquialmente se conoce como “la parábola del vómito”, que es una maniobra de vuelo en la cual, por breves períodos de tiempo se reproduce la falta de gravedad o microgravedad. Sin embargo, dicha condición no puede reproducirse en un ambiente estático, aún con actuadores hidráulicos.

En este sentido estricto, no pueden existir en la actualidad simuladores sin entrenadores de vuelo espacial. Pero como no se puede ser responsable de lo que no se puede controlar, y atendiendo a que un entrenador de vuelo es lo máximo que puede construirse para generar las condiciones necesarias para simular de la forma más fidedigna posible desde un punto de vista razonable, y no habiendo ninguna reglamentación o convención internacional al respecto, podemos asumir que lo que estamos intentando construir es un simulador y no un simple entrenador de vuelo porque la representación que se intenta hacer llega hasta el límite de nuestras posibilidades tecnológicas.

Para ver lo que esto significa podemos considerar un ejemplo de la historia: Un médico de la antigua Grecia no podría calificar para ser médico hoy en día solamente con los conocimientos que tenía entonces. Sin embargo, en la actualidad no dejamos de considerar que personajes como Hipócrates fueron médicos porque a su nivel de aquel entonces contribuyeron a la formación de la ciencia que hoy en día es la medicina moderna y que tendríamos que emplear para calificarlos como ignorantes.

No se puede dejar de ver las cosas en so contexto histórico y tecnológico, así que una representación de una cabina de vuelo espacial puede considerarse pese a todo no como un simple entrenador sino como un simulador.

¿Dormir en la cabina del simulador?

Las maniobras en el espacio llevan más tiempo que las realizadas con una aeronave atmosférica y una adecuada simulación puede requerir de la permanencia del piloto u orbinauta durante horas.

Iniciar un procedimiento de aproximación y aterrizaje con un avión ligero lleva unos minutos; con un avión comercial de gran porte, quizás una media hora, pero con una nave espacial la tripulación se enfrenta a varias horas de trabajo: desde la reentrada hasta el aterrizaje transcurre generalmente una hora, a lo que hay que agregar las maniobras de acomodamiento orbital, que pueden sumar varias horas más, y durante una buena parte de esas maniobras simplemente hay que... esperar.

Naturalmente que tratándose de simuladores uno puede acelerar el reloj o si se es cronológicamente purista, irse a comer algo y volver más tarde, pero en mi experiencia subjetiva efectuando vuelos simulados, he notado que el efecto resulta mucho más positivo si en vez de hacer tales cosas como acelerar el tiempo de la simulación o irse y volver más adelante, el piloto permanece en la cabina todo el tiempo: en efecto, en el caso del simulador LV-MLF entrenamos pilotos reales, pero podemos hacerlo de forma distinta a lo acostumbrado en los simuladores tradicionales en los que solamente se realizan procedimientos de aterrizaje, salida, llegada o emergencias puntuales. En aquel simulador podemos realizar navegaciones completas. Es decir, simulamos vuelos en su totalidad, desde que el piloto pone en marcha los motores del avión hasta que llega a su destino y los apaga, y así volamos virtualmente dos o tres horas de la misma forma que se hace en una aeronave real. O sea que si un vuelo entre una ciudad llamada A y otra llamada B lleva dos horas, nos sentamos en el simulador y volamos entre A y B por dos horas. Los procedimientos practicados son los que corresponden al vuelo real, pero además incluimos otras cosas que normalmente no se simulan, como la preparación del vuelo, incluyendo cálculo del combustible necesario, análisis meteorológico, peso y balanceo, etc. Si se va a simular una emergencia, ésta tiene lugar durante el vuelo. Todo esto ayuda a colocar la práctica de los procedimientos dentro de un contexto, hace que la simulación sea más provechosa y también más entretenida.

En otras palabras, me parece mejor tratar de lograr que el piloto tenga la sensación de que está volando realmente, y para ello hay que simular un vuelo íntegramente y no solamente parte de él. Hay naturalmente, excepciones, casos en los que conviene practicar procedimientos aislados, pero ello se puede efectuar en un simulador preparado para "navegaciones" (estos vuelos largos), aunque lo contrario no necesariamente ocurra. Es decir, un simulador puramente orientado a los procedimientos no siempre será apto para efectuar navegaciones enteras. Esto tiene mucho que ver con el hecho de recrear de manera fidedigna una cabina y luego permanecer dentro de ella por el tiempo necesario y en virtual aislamiento respecto del exterior. Los simuladores orientados a los procedimientos pocas veces se construyen teniendo en cuenta un criterio semejante: no hay nada peor que estar en un simulador tratando de "salvar" una aeronave de un grave incendio o algo similar, para dar vuelta la cabeza y ver que uno en vez de estar en una cabina, está en una habitación llena de personas observándole. Un simulador orientado a la navegación coloca al piloto dentro de una cabina cerrada en la que puede efectuar todo lo que debe hacer durante una navegación similar en un vehículo real. No se sale y no se entra, y si hay gente observando afuera, el piloto no lo sabe y no entra en contacto con esas personas hasta no terminar con lo que está haciendo. Si uno quiere servirse una taza de café en un avión real, no puede abrir la puerta y salir; si el avión no tiene una cocina o algún medio para calentar el café, habrá que esperar hasta el aterrizaje, y si se quiere contar con algo similar en un simulador de navegación, habrá que incorporarlo a la cabina tanto como en la aeronave real.

Pero la pregunta es cómo lograr un efecto similar en un simulador espacial. Naturalmente que los efectos de la aceleración y la gravedad, microgravedad, etc. no pueden simularse sin emplear auténticas fortunas, pero otros aspectos del vuelo pueden simularse de manera similar que en una aeronave aunque habrá que hacer una salvedad: El piloto de un simulador espacial, por las características de tales vuelos, quizás necesite dormir dentro del simulador. Proporcionarle un toilette es posible, aunque ya encarecería bastante el asunto, así que para tal caso sí habrá que salir de la cabina o aguantarse, pero por lo demás, resulta factible simular una navegación si se le proporciona al piloto la posibilidad de dormir con relativa comodidad. Colocar una litera dentro de la cabina no resultaría complicado; solamente requeriría de una prolongación del fuselaje pero en mi caso el espacio no es un problema.

Estuve considerando la posibilidad de construir alguna clase de asiento reclinable para el piloto; eso me ahorraría algo de espacio pero presentaría dos problemas: En primer lugar la comodidad no sería la misma que en el caso de una litera con una bolsa o un saco de dormir, y en segundo lugar, al dormir el piloto podría moverse y golpear o accionar algún componente del panel. Por ello, sería conveniente colocar la litera por detrás; esto llevaría el total de la cabina del simulador a un largo de unos tres metros y medio. El ancho debería rondar el metro y veinte centímetros, y la altura, un mínimo de un metro sesenta. Todavía tengo que decidir si hacer esto, una simple cabina o algo intermedio, modular, que permita agregar componentes más adelante, pero la posibilidad de poder hincar un vuelo espacial, ir a dormir por un par de horas, y despertarse dentro del simulador pare efectuar una maniobra parece un tanto extravagante, pero al mismo tiempo, con un potencial de realismo muy elevado.

¿Quién dijo que la vida es lo único que puede evolucionar?

Estaba por escribir otra cosa, pero de repente me vio esta idea: el universo es complejo - basta leer un poco acerca de la teoría M como para constatarlo - pero al parecer no lo era tanto en sus inicios. ¿No será esto una muestra de que las cosas no vivas también pueden evolucionar?

Obviamente se trata de conceptos relativos puesto que la aparente simplicidad anterior del universo era de por sí extraordinariamente intrincada llena de detalles minúsculos que entonces hicieron la diferencia para que se desarrollara uno de tantos futuros posibles - ahora quizás realidades paralelas a la nuestra. O sea que uno de los futuros del pasado es el presente del presente gracias a esas pequeñeces que entretienen al diablo. Pero lo mismo puede decirse de las formas de viuda y su evolución a lo largo de millones de años; el efecto mariposa siempre estuvo vigente.

Convencionalmente hemos asumido que los conceptos actuales sobre la evolución de la vida que le debemos a personajes tales como Darwin y Galton se "deben" aplicar - verbigracia - a los seres vivos, biológicos, aquellos que consideramos "convencionalmente vivos" pero ¿qué tal si a cierta escala de tamaño o complejidad de cualquier estructura, como ocurre en el caso del universo mismo, fenómenos similares o análogos a los biológicos, aunque si implicar vida de ninguna clase necesariamente, ocurren?

¿Qué pasaría si un microorganismo tuviera la conciencia suficiente como para construir un telescopio con el cual ver nuestro "macro mundo"? ¿Lo entendería o la combinación de escala y organización estructural que nos caracteriza constituirían un límite, un horizonte para su comprensión simplemente porque no podría "ver" cosas más grandes de las que su mente podría concebir?

En términos de percepción, lo "grande" y lo "pequeño" no son cosas tangibles, sino que la dimensión "apropiada" de las cosas se la otorga siempre a los entes el observador de acuerdo a los filtros de proporciones y escala que posee en su mente. ¿Podemos asumir entonces que la escala de lo que observamos en cualquier entorno micro o macro respecto de nuestra proporción es en realidad igual a nuestra realidad escalar pero que simplemente está en nosotros caer en el "autoengaño" que significa ver las cosas como más grandes o pequeñas? Tal vez nos estemos engañando realmente acerca del tamaño - y por lo tanto sobre la sinergia de las cosas - del mismo modo que cuando se piensa que para los habitantes de una esfera el camino más corto entre dos puntos consiste en lo que se percibe como una "línea recta" entre dos puntos pero que en realidad es un arco trazado sobre la superficie de dicha esfera en vez de una verdadera línea recta trazada entre esos dos puntos a modo de túnel, a través del cuerpo de la esfera.

¿Y qué tal si hubiera algo más que un simple caso de engaño a la percepción, sino un fenómeno físico que como una lente, afecta la forma en que vemos las cosas ¿Es un horizonte de eventos un límite de percepción tal para nosotros?


La Luna e instanaciones espaciales.





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