Las estaciones de investigación son instalaciones donde se lleva a cabo la investigación científica, la recolección , el análisis y la experimentación . [1] Una estación de investigación es una instalación que se construye con el propósito de realizar investigaciones científicas . También hay muchos tipos de estaciones de investigación, entre ellas: estaciones de campo biológicas, estaciones espaciales , etc. [2] Los sitios de las estaciones de investigación pueden incluir áreas remotas del mundo, océanos y el espacio exterior , como la Estación Espacial Internacional . Las estaciones de investigación biológica se desarrollaron durante una época de colonización e imperialismo europeo donde se empleaba a naturalistas para realizar observaciones sobre la fauna y la flora . [3] Hoy en día, la disciplina está representada por varias organizaciones que abarcan varios continentes. Algunos ejemplos incluyen: la Organización de Estaciones Biológicas de Campo y la Organización de Estudios Tropicales . [4]
Las estaciones espaciales también se desarrollaron a lo largo de varias décadas a través del análisis y la escritura científica , y los primeros aspectos de diseño de las primeras estaciones espaciales fueron introducidos por Herman Potocnik en 1928. [5] Desde entonces, la construcción y el lanzamiento de estaciones espaciales han sido esfuerzos de colaboración tanto nacionales como internacionales que han permitido que diferentes filosofías de diseño formen estaciones espaciales clave como la Estación Espacial Internacional (ISS) . [6] De manera similar, las estaciones en la Antártida se construyen para garantizar que estén bien aisladas contra las temperaturas bajo cero del paisaje exterior y se requieren muchas reurbanizaciones a lo largo de los años para superar los problemas asociados con los ventisqueros , la accesibilidad y la oxidación . [7]
Algunas estaciones de investigación se encuentran en el Ártico , como la Estación Científica del Noreste , [8] la Estación de Investigación Ártica McGill [2] y la Estación Himadri . [9] Algunas estaciones en el Ártico son estaciones de hielo a la deriva con personal , construidas sobre el hielo de las altas latitudes del Océano Ártico . [10] Muchas naciones también tienen estaciones de investigación ubicadas en la Antártida ; la Estación Showa , Halley y Troll son ejemplos. También hay varias estaciones de investigación que realizan investigación ecológica de campo, como la Estación de Biodiversidad Tiputini en la Amazonía ecuatoriana , la Estación de Investigación del Parque Nacional Comoé en las sabanas del noreste de Costa de Marfil o la Estación de Investigación Gombe en Tanzania , donde Jane Goodall realizó una famosa investigación con chimpancés .
Las estaciones de campo biológicas o estaciones de investigación ecológica son instalaciones donde se pueden realizar investigaciones sobre diferentes aspectos de la vida ambiental y biológica . Cubre una amplia gama de estaciones de campo que incluyen: estaciones de investigación marina, estaciones de investigación tropical, etc. Durante el siglo XVIII y principios del XIX, las estaciones de campo aún no estaban establecidas formalmente, y los naturalistas y biólogos europeos realizarían sus investigaciones a través de exploraciones científicas imperiales . [11] Este período de tiempo ocurrió dentro de la época del imperialismo y la expansión colonial que comenzó a mediados del siglo XVIII, que fue donde los países europeos, que se estaban industrializando , estaban en proceso de buscar invadir y conquistar territorios en todo el mundo. [12] Los naturalistas a menudo se alistaban en campañas imperiales a territorios "no descubiertos" para ayudar en la catalogación y cartografía de especímenes extranjeros. [3] Por ejemplo, en 1813, Charles Darwin fue designado naturalista en el barco de la Marina Real, HMS Beagle , y sus diarios de ese viaje contribuyeron significativamente a sus teorías científicas posteriores sobre la evolución y la selección natural . [13] De manera similar, Joseph Banks también fue un naturalista inglés que fue designado botánico de la colaboración imperial durante la expedición científica de la Royal Navy Society en 1768 a bordo del HMS Endeavour al Pacífico Sur, que fue anunciada como el descubrimiento de Australia o Terra Nullius , como se la conocía en ese momento. [14]
A mediados y finales del siglo XIX, se formalizaron y comenzaron a construirse estaciones biológicas en todo el mundo. En Europa, algunas de las primeras estaciones de campo (que todavía están en funcionamiento en la actualidad) incluyeron la Estación Biológica Marina de Concarneau (Station de biologie marine de Concarneau), que se fundó en 1859 en Concarneau , Francia . [15] La Estación Biológica Marina de Concarneau es una estación de biología marina que fue fundada por Victor Coste con el propósito de realizar investigaciones sobre pesca costera a pedido de Napoleón III . [15] En Asia, un ejemplo de una estación de campo temprana incluye la Estación Biológica Marina Misaki, fundada en Japón en 1886 con el propósito de investigar la abundante fauna de la Bahía de Sagami , que estaba situada frente a ella. [15]
El creciente interés en la construcción de estaciones de campo biológicas creció con la era conocida como la Era Heroica de la Exploración Antártica , que fue un período que comenzó a fines del siglo XIX en el que los exploradores europeos competían por explorar y establecer una presencia científica en el continente antártico . Sin embargo, la formación de estaciones de campo biológicas se estancó durante las disrupciones internacionales de la Primera y la Segunda Guerra Mundial . [16] Después de la Segunda Guerra Mundial, el número de estaciones de investigación biológica en todo el mundo aumentó significativamente y se establecieron 92 estaciones solo en la década de 1950. [15] Fue durante el período de posguerra que se formaron múltiples organizaciones multinacionales y regionales en torno a las estaciones de campo biológicas. [15] La más destacada es la organización sin fines de lucro conocida como la Organización de Estaciones de Campo Biológicas , fundada en 1963. [17] Esta organización se formó con el objetivo de representar y unificar el trabajo de los centros de investigación de América del Norte , América Central y Canadá . Actualmente cuenta con 180 estaciones miembro. [17] Otra organización biológica sin fines de lucro es la Organización para Estudios Tropicales , fundada en 1963 y compuesta por aproximadamente 50 instituciones en todo el mundo. Sus tres objetivos consisten en 1) promover el descubrimiento y el conocimiento científicos , 2) ampliar el alcance educativo de los recursos naturales tropicales y 3) ayudar a dar forma a las políticas que tendrán un impacto en estas regiones. [4] Ofrece programas de pregrado y posgrado a estudiantes en los campos de la biología de campo , la ecología , la salud global y la conservación y permite a los estudiantes realizar trabajo práctico en los continentes africano y sudamericano . [4] También hay muchas otras organizaciones e institutos, tanto públicos como privados, en todo el mundo que apoyan la financiación, la aprobación y el mantenimiento de las estaciones de investigación biológica. Las estaciones de investigación tropicales y subtropicales tienen un alto retorno de la inversión en conservación; por ejemplo, en África, la deforestación es un 22% menor cerca de las estaciones de campo en comparación con los sitios coincidentes a distancia [18]
Las estaciones espaciales no son edificios estacionarios a diferencia de las estaciones de investigación normales en la Tierra, son naves espaciales móviles especialmente creadas que se construyen para permitir que un grupo de investigadores humanos y tripulación habiten durante un lapso de meses e incluso un año. [19] Las estaciones espaciales están destinadas a operar permanentemente en el espacio a diferencia de otros tipos de naves espaciales como los satélites . Sin embargo, es posible que no estén habitadas permanentemente por investigadores humanos que pueden ir y venir a medida que realizan diferentes exploraciones. [20] Las estaciones espaciales suelen estar controladas por su propia agencia espacial y país respectivos. [19] El diseño de las estaciones espaciales evolucionó a lo largo de varias décadas. Los aspectos de ingeniería y diseño de una estación espacial fueron introducidos por primera vez por Herman Potocnik en 1928. [21] Su "Wohnrad", también conocida como "Rueda viviente", consistía en una estación espacial giratoria con forma de rueda que constaba de tres partes: una rueda de rotación del hábitat, un observatorio y una sala de máquinas. [5] La rueda de hábitat de la estación espacial constaba de unidades habitacionales, laboratorios y observatorios que medirían 30 metros de diámetro y cuya fuerza centrífuga generaría una sensación de gravedad para los miembros de la tripulación. [5] El tema de la gravedad producida artificialmente a través de la rotación de la estación espacial fue detallado por primera vez por Wernher Von Braun en la década de 1950, que mantuvo un concepto similar de una rueda giratoria. [22] La Estación Espacial Internacional (ISS) es una de las estaciones espaciales más grandes del mundo y está habitada permanentemente. Las primeras partes de las estaciones se lanzaron en 1998. [19] Opera en una órbita terrestre baja , lo que significa que está relativamente más cerca de la superficie de la Tierra. Esto puede estar en cualquier lugar desde 1000 km hasta solo 160 km sobre la superficie de la Tierra. [20]
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La ISS es un esfuerzo colaborativo de múltiples agencias espaciales de todo el mundo. Los países involucrados en la financiación de las estaciones incluyen Europa , Japón , Canadá , Rusia y Estados Unidos . Las respectivas agencias espaciales de estos países son ESA , JAXA , CSA , Roscosmos y NASA . [19] La modularidad y el tamaño de los componentes de la estación de investigación fueron dictados por el uso del transbordador espacial como vehículo de lanzamiento principal. Los componentes también debían ser duraderos y fáciles de mantener. En los primeros años del desarrollo de la ISS en la década de 1990, diferentes países aportaron diferentes filosofías y enfoques a la construcción, el diseño y el transporte de las estaciones de investigación. [6] Los ingenieros rusos enfatizaron el uso automatizado y el control remoto en sus diseños. [6] Estados Unidos, Japón y las naciones europeas se guiaron por cuatro principios principales consistentes: accesibilidad , mantenibilidad , modularidad y reconfigurabilidad . [23] Esto afectó a la construcción de bastidores de hardware interiores que se construyeron para ser reemplazables. También se tuvieron en cuenta las preferencias de los miembros de la tripulación, que indicaron en gran medida que el diseño interior de la estación se construiría con pisos, techos y paredes diferenciados. [23] Está previsto que la ISS se retire a finales de la década de 2020. [24] La única otra estación espacial ocupada en órbita terrestre baja es la estación espacial china, Tiangong . Tiangong se lanzó en 2021 y sigue a sus predecesoras Tiangong-1 y Tiangong-2, que se lanzaron por primera vez en 2011 y 2016 respectivamente. [25] Esta estación espacial fue la nave espacial más grande construida por China , con un peso de 22,5 toneladas o 49604,01 libras. [26]
La Antártida tiene alrededor de 50 estaciones de investigación y de alrededor de 1000 a 5000 personas que residen en esas estaciones durante todo el año. [27] El continente en sí es un desierto polar que consiste en un entorno inhabitable lleno de hielo. [27] Está gobernado por alrededor de 30 países facilitados a través del Sistema del Tratado Antártico (STA) . [28] Desde 1959, cuando se promulgó este tratado, 42 países se han convertido en signatarios y han establecido estaciones de investigación en la Antártida . [28] Las estaciones de investigación en la Antártida operan de forma estacional de acuerdo con su verano e invierno. Esto se debe a que las temperaturas tienen una gran variación entre las dos estaciones, con temperaturas que superan los +10 °C en verano y caen por debajo de los -40 °C en invierno en las partes costeras del continente. [29] La mayoría de las operaciones se llevan a cabo en verano, cuando las temperaturas son más altas. La mayoría de las estaciones de investigación en la Antártida se encuentran en estas regiones costeras y una gran cantidad se agrupan a lo largo de la península del continente. [29]
Estas estaciones de investigación se construyen para adaptarse a las condiciones climáticas bajo cero de la región, así como para considerar la ubicación y la construcción del edificio en sí. [30] Las estaciones de investigación antárticas deben construirse de manera que se minimicen problemas como el aislamiento, la congelación del hormigón durante el proceso de construcción y la posibilidad de acumulación de nieve a la deriva . [7] El proceso de construcción de estaciones de investigación en el continente evolucionó con el tiempo para abordar estos problemas. Las primeras bases de investigación en la Antártida utilizadas por exploradores destacados como Ernest Shackleton y Roald Amundsen durante la Era Heroica de la Exploración Antártica consistían en cabañas y tiendas de madera. [31] No fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial cuando se empezaron a construir estaciones de investigación a una escala más amplia y comercial. Estas estaciones de investigación de posguerra se hicieron con el objetivo de ser erigidas rápidamente y, a menudo, las construían personas con poca experiencia y conocimientos en construcción. [32] Las estaciones de investigación durante esta época estaban formadas por paneles de cámara frigorífica estándar y utilizaban aislamiento de baquelita expandida. [33] Este modelo evolucionó más tarde para convertirse en edificios elevados sostenidos por andamios de acero . [33] Esto se hizo en un intento de abordar el problema de la acumulación de nieve a la deriva para que las estaciones no quedaran "atrapadas por la nieve". Esto ocurrió en 1968, cuando la Estación de Investigación Halley I operada por el British Antarctic Survey (BAS) tuvo que cerrarse porque estaba cubierta de nieve. [34] Sin embargo, este diseño no tuvo en cuenta el vapor de agua que se movía a través del aislamiento del panel, lo que provocó la oxidación del panel desde el interior. Otro problema con este diseño fue que limitaba la función y las dimensiones del edificio. [34] Esto dificultaba el acceso a los edificios.
A partir de este período (aproximadamente a fines de la década de 1960 en adelante), se probaron múltiples diseños para resolver los problemas de los cables tensores que obstruían la movilidad y para mejorar la calidad de la seguridad y los servicios, además de reducir los costos. [7] Algunos ejemplos de elementos de diseño durante este período incluyeron estaciones con paneles de fibra de vidrio , marcos de ventanas de aluminio y paneles de madera . [7] Sin embargo, estos diseños no fueron muy efectivos para superar el desafío de acumular nieve acumulada, escarcha o mantener un aislamiento efectivo. Si bien hubo desafíos significativos para construir estaciones de investigación durante este tiempo, también hubo algunas innovaciones de construcción que se desarrollaron a partir de este período de experimentación arquitectónica en la región. Los ingenieros descubrieron que los edificios podían construirse paralelos a la dirección del viento para evitar la acumulación de nieve acumulada . [32] Otro descubrimiento que hicieron los ingenieros fue que los cimientos estructurales de las estaciones de investigación se pueden hacer directamente en el lecho de roca de los sitios de las estaciones en sitios que eran sedimentos y rocas dominantes sobre el hielo. [32] Después de este período de prueba y error, a principios de la década de 2000, comenzó un movimiento para crear estructuras comercializadas más consistentes que enfatizaran la durabilidad. Un ejemplo notable de esto fue la formación del diseño de Halley VI en 2005, que implicó un concurso de diseño para crear la estación de investigación más efectiva y duradera adecuada para su ubicación en una plataforma de hielo flotante. [34] El diseño resultante consiste en una estación elevada colocada sobre pilotes hidráulicos que permitieron a los operadores moverla o reubicarla físicamente fuera de los bancos de nieve. Bert Buecking, un arquitecto que trabaja en diseños para la nueva estación de investigación del Centro Nacional de Investigación Antártica y Oceánica de la India , enfatizó la importancia de este rediseño para cambiar el enfoque de la construcción de estaciones de investigación antárticas: "Cuando el Reino Unido construyó Halley VI , muchas naciones se dieron cuenta de la importancia de hacer algo especial, y no solo hacer algo". [35] De manera similar, el Sistema Australiano de Construcción Antártica (AANBUS) ha afirmado establecer el estándar para el diseño en la Antártida al utilizar estructuras con marcos de acero reforzado, paneles aislantes y barreras de vapor para superar problemas previos de diseño y practicidad. [33]
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