Transporte de tripulación con Orión

Guía del educador

Guía del educador

Educadores y estudiantes Grados 6 a 8

Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  iii 

Contenido

Prefacio ..........................................................................................................................................................................................1

Estándares de educación STEM..................................................................................................................................................1

Proceso de diseño de ingeniería .................................................................................................................................................2

Introducción y antecedentes........................................................................................................................................................3

Misiones Artemisa....................................................................................................................................................................3

Orión: aprender del pasado con Apolo.....................................................................................................................................4

El proceso de creación del módulo de tripulación Orión ..........................................................................................................6

¿Cómo funciona la soldadura por fricción y agitación?............................................................................................................6

Capacidades de acoplamiento de Orión ..................................................................................................................................7

Actividad uno: Analizar la geometría de una nave espacial ......................................................................................................8

Notas para el educador............................................................................................................................................................8

Folleto para el estudiante .......................................................................................................................................................12

Actividad dos: Diseñar un módulo de tripulación ....................................................................................................................14

Notas para el educador ..........................................................................................................................................................14

Folleto para el estudiante .......................................................................................................................................................17

Actividad tres: Representar un sistema de acoplamiento de una nave espacial ..................................................................18

Notas para el educador ..........................................................................................................................................................18

Folleto para el estudiante .......................................................................................................................................................21

Actividad cuatro: Construir un escudo térmico .......................................................................................................................29

Notas para el educador ..........................................................................................................................................................29

Folleto para el estudiante .......................................................................................................................................................33

Anexo: Estándares y prácticas de STEM ..................................................................................................................................35

Estándares de ciencias de próxima generación (NGSS, por sus siglas en inglés) ................................................................35

Prácticas de ciencia e ingeniería de los NGSS ......................................................................................................................36

Estándares para estudiantes de la Sociedad Internacional para la Tecnología en la Educación (ISTE, por sus siglas

en inglés) .........................................................................................................................................................................36

Estándares estatales básicos comunes (CCSS, por sus siglas en inglés) para matemáticas ...............................................37

Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 

Prefacio

La Oficina de Compromiso STEM de la NASA publicó Transporte de tripulación con Orión como parte de una serie de guías 

educativas para ayudar a los estudiantes de secundaria a alcanzar su potencial para unirse a la fuerza laboral STEM de próxima 

generación. Las actividades se pueden utilizar tanto en entornos de educación formal como informal, así como por familias para uso 

individual. Cada actividad está alineada con los estándares nacionales de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM, por 

sus siglas en inglés), y los mensajes de la NASA están actualizados a septiembre de 2019. 

Estándares de educación STEM

La matriz de disciplinas STEM que se muestra a continuación alinea cada actividad de este módulo con los estándares para enseñar 

STEM de acuerdo con cuatro áreas de enfoque principales dentro de cada disciplina. Las cuatro áreas de enfoque para ciencias se 

adaptaron de las ideas básicas disciplinarias de la escuela intermedia de los Estándares de ciencias de próxima generación (NGSS, 

por sus siglas en inglés). Las cuatro áreas de enfoque para la tecnología se adaptaron de los estándares para estudiantes de la 

Sociedad Internacional para la Tecnología en la Educación (ISTE, por sus siglas en inglés). Las cuatro áreas de enfoque para la 

ingeniería se adaptaron de las prácticas científicas y de ingeniería de la Asociación Nacional de Enseñanza de Ciencias (NSTA, por 

sus siglas en inglés) y los NGSS. Las cuatro áreas de enfoque para matemáticas se adaptaron de los estándares por dominio del 

contenido de la escuela secundaria de los Estándares estatales básicos comunes (CCSS, por sus siglas en inglés) para matemáticas. 

Encuentre matrices adicionales en el Anexo: Estándares y prácticas de STEM.

Actividad

Disciplinas STEM 

Ciencias Tecnología Ingeniería Matemáticas

Ideas básicas

disciplinarias de los NGSS

Normas ISTE

para estudiantes

Prácticas de la NSTA

y los NGSS

Estándares de contenido por 

dominio de los CCSS

Ciencias físicasCiencias de la vidaCiencias de la Tierra y el espacioIngeniería, Tecnología y Aplicación de las CienciasConstructor de conocimientoDiseñador de innovaciónPensador computacionalColaborador mundialHacer preguntas y definir problemasDesarrollar y usar modelosPlanificar y llevar a cabo investigacionesExplicaciones de construcción y soluciones de diseñoProporciones y relaciones proporcionalesEl sistema numéricoEstadística y probabilidadGeometría

Analizar la geometría de una 

nave espacial

  

Diseñar un módulo de 

tripulación       

Representar un sistema de 

acoplamiento de una nave 

espacial

      

Construir un escudo térmico         
Transporte de tripulación con Orión

 2  STEM de próxima generación

Proceso de diseño de ingeniería

El proceso de diseño de ingeniería (EDP, por sus siglas en inglés) es crucial para el éxito de la misión en la NASA. El proceso de 

diseño de ingeniería es un proceso iterativo que involucra una serie de pasos que los ingenieros usan para guiarse en la resolución 

de problemas. Los equipos de estudiantes pueden utilizar los pasos que se describen a continuación para resolver los desafíos de 

esta guía de actividades. Obtenga más información sobre el proceso de diseño de ingeniería con el sistema Educator Professional 

Development Collaborative de la NASA en https://www.txstate-epdc.net/models-of-the-engineering-design-process/. 

1. PREGUNTAR: Identificar el problema, los requisitos que se deben cumplir y las restricciones que se deben considerar.

2. IMAGINAR: Hacer una lluvia de ideas sobre soluciones e investigar lo que otros han hecho en el pasado.

3. PLANIFICAR: Seleccionar y dibujar un diseño.

4. CREAR: Construir un modelo o un prototipo.

5. PROBAR: Evaluar soluciones probando y recopilando datos.

6. MEJORAR: Perfeccionar el diseño.

7. COMPARTIR: Comunicar y analizar el proceso y las soluciones en grupo.

Consejo: para administrar la dinámica dentro de cada equipo, puede ser útil asignar a cada estudiante dentro del grupo una tarea 

específica, como gerente de materiales, ingeniero de diseño, ingeniero de fabricación, especialista en comunicaciones o gerente de 

equipo. Tener a cada miembro del equipo a cargo de un elemento diferente de la tarea puede reducir los conflictos internos dentro 

de los equipos. 
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  3 

Introducción y antecedentes 

Orión es la nave espacial de la NASA que llevará a los astronautas a la Luna en las próximas misiones Artemisa. Se lanzará en el 

nuevo vehículo de lanzamiento de carga pesada de la NASA, el Sistema de lanzamiento espacial (SLS, por sus siglas en inglés).

Orión servirá como el vehículo que llevará a los astronautas al espacio, proporcionará la capacidad de cancelación de emergencia, 

sostendrá a la tripulación durante sus misiones y proporcionará velocidades seguras de reingreso desde el espacio profundo cuando 

los astronautas regresen a la Tierra. 

Para proteger a los astronautas en estas misiones de larga duración y devolverlos a salvo a la Tierra, los ingenieros de Orión han 

entretejido tecnología innovadora, sistemas avanzados y protección térmica de última generación en la estructura de la nave 

espacial. El equipo detrás de Orión se ha basado en los últimos 50 años de experiencia en exploración espacial en vuelos espaciales 

tripulados, operaciones de lanzamiento, misiones precursoras robóticas, -construcción espacial y gestión de misiones.

Recuperación del módulo de prueba Orión en el Océano Pacífico. (NASA)

Misiones Artemisa

Artemisa era la hermana gemela de Apolo y la diosa de la Luna en la mitología 

griega. También se la conocía como la “portadora de la antorcha”. Artemisa 

ahora personifica el camino de la NASA hacia la Luna. Como parte del objetivo 

más amplio de exploración de la Luna a Marte, el nombre de este programa es 

el escudo bajo el cual se marcarán los planes lunares de la NASA. Para 2024, 

la tercera misión Artemisa llevará a la primera mujer y al próximo hombre a la 

Luna.

Logotipo de la misión Artemisa

Artemisa I

Artemisa I es la primera prueba de vuelo integrada de la nave espacial Orión de 

la NASA y el cohete SLS. Esta misión no tripulada será la primera de una serie 

planificada de misiones de exploración en las cercanías de la Luna y viajará 

64 000 km (40 000 millas) más allá de la superficie lunar. Esta primera misión 

de exploración permitirá a la NASA usar el área del espacio cerca de la Luna 

como campo de pruebas para probar tecnologías más alejadas de la Tierra y 

demostrar que Orión puede llegar a una órbita estable en la vecindad lunar para 

apoyar el envío de humanos al espacio profundo.
Transporte de tripulación con Orión

 4  STEM de próxima generación

Artemisa II

El segundo vuelo llevará a la tripulación en una trayectoria ligeramente diferente y probará los sistemas críticos de Orión con 

humanos a bordo. El SLS evolucionará desde una configuración inicial capaz de enviar un mínimo de 70 toneladas métricas a la 

Luna a una configuración nueva y más poderosa que puede enviar al menos 105 toneladas métricas. Las futuras misiones de 

exploración incluirán visitas a Gateway, un hábitat espacial en órbita alrededor de la Luna. La NASA y sus socios utilizarán Gateway 

para crear una presencia permanente en el espacio cislunar que impulsará la actividad con socios comerciales e internacionales, 

ayudará a explorar la Luna y sus recursos, y aprovechará esa experiencia para las misiones humanas a Marte.

Artemisa III

El tercer vuelo llevará a la primera tripulación a la superficie de la Luna desde 1972. Este vuelo llevará a la tripulación al polo sur de 

la Luna a través de un sistema de aterrizaje humano que partirá del Gateway en órbita lunar. 

Orión: aprender del pasado con Apolo

Orión utilizará un módulo mejorado, más grande y de cuerpo romo, muy parecido a la forma de la cápsula Apolo. Con un diámetro 

de 16,5 pies (5 m), el módulo de tripulación Orión tendrá 1,5 veces el volumen habitable de la cápsula Apolo. Apolo, que cuenta con 

un volumen habitable de unos 217,9 pies3 (6,17 m3), podría transportar una tripulación de tres miembros. El módulo de tripulación 

Orión tiene un volumen habitable de 316 pies3 (9 m3) y podrá transportar una tripulación de cuatro miembros. Durante el proceso de 

planificación de Orión, la NASA estudió varios tipos diferentes de vehículos de entrada y cohetes. Aunque se consultó a los 

investigadores de la era Apolo, la NASA no se propuso hacer que la nave espacial Orión fuera idéntica a la nave espacial Apolo. 

En última instancia, el diseño del módulo elegido cumplió con los requisitos de la misión de la NASA y, al mismo tiempo, fue el más 

seguro y efectivo. 

Recurso

Hoja de datos de Orión: https://www.nasa.gov/sites/default/files/fs-2014-08-004-jsc-Orión_quickfacts-web.pdf

 

Cápsula Apolo (izquierda) y módulo Orión (derecha).
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  5 

Orión: vista ampliada

Sistema de cancelación de lanzamiento 

El sistema de cancelación de lanzamiento, ubicado en una torre sobre el 

módulo de la tripulación, puede activarse en milisegundos para impulsar 

el vehículo a un lugar seguro y posicionar el módulo de la tripulación para 

un aterrizaje seguro. Esto se demostró durante la prueba de vuelo Ascent 

Abort–2 (AA–2). 

Módulo de tripulación 

El módulo de tripulación es capaz de transportar a cuatro tripulantes más 

allá de la Luna, y proporciona un hábitat seguro desde el lanzamiento 

hasta el aterrizaje y la recuperación. Dentro de la forma familiar de la 

cápsula para espacio profundo hay avances en soporte vital, aviónica, 

sistemas de energía y técnicas de fabricación avanzadas. 

Módulo de servicio 

El módulo de servicio brinda apoyo al módulo de tripulación desde el 

lanzamiento hasta la separación antes del reingreso. Proporciona 

propulsión en el espacio para transferencia orbital, control térmico y de 

potencia, control de actitud y cancelaciones de ascenso a gran altitud. 

Mientras se acopla con el módulo de la tripulación, también proporciona 

agua y aire para apoyar a la tripulación. 
Transporte de tripulación con Orión

 6  STEM de próxima generación

El proceso de creación del módulo de tripulación Orión 

El módulo de tripulación Orión, o recipiente a presión, es la 

estructura principal que crea la atmósfera en la que los 

astronautas respirarán y trabajarán mientras se encuentran en 

el vacío del espacio profundo. Orión está diseñado 

específicamente para resistir el duro y exigente ambiente de 

los viajes al espacio exterior, al tiempo que mantiene a la 

tripulación segura y cómoda.

La estructura principal del recipiente a presión se compone 

de siete piezas grandes de aleación de aluminio 

mecanizadas que se sueldan entre sí para producir un 

módulo hermético que es fuerte pero liviano. El módulo se 

suelda mediante un proceso de última generación llamado 

soldadura por fricción y agitación. La soldadura por fricción y 

agitación produce una unión extremadamente fuerte de los 

dos componentes de aluminio con una junta soldada 

uniforme.

Diagrama que muestra los siete componentes de la estructura primaria de 

Orión y el orden en que se sueldan entre sí. (NASA)

¿Cómo funciona la soldadura por 

fricción y agitación?

Una herramienta de pasador gira entre 180 y 300 revoluciones 

(movimientos circulares) por minuto, según el grosor del 

material. La punta del pasador se introduce a presión en el 

material. El pasador sigue girando y, a medida que gira, la 

fricción calienta el material circundante y produce rápidamente 

un área blanda alrededor del pasador, que puede describirse 

como plastificada. Este proceso bajo presión crea una unión 

entre las dos piezas de material sin derretir el material. Esto da 

como resultado una unión uniforme entre las dos piezas de 

metal que crea una unión fuerte y aumenta la seguridad. 

Usando un proceso llamado inspección ultrasónica no 

destructiva, los científicos pueden evaluar la soldadura de la 

unión para asegurarse de que la soldadura sea estable y capaz 

de resistir las fuerzas dinámicas del lanzamiento.

El mamparo y el cabezal cónico de Orión se unen mediante soldadura por 

fricción y agitación en la Michoud Assembly Facility de la NASA. (NASA)
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  7 

Capacidades de acoplamiento de Orión 

Incluso antes del primer vuelo espacial exitoso, los científicos y los ingenieros imaginaron el 

acoplamiento de naves espaciales con estaciones espaciales y otras naves espaciales para 

transferir personas y suministros. Esto se logró con éxito por primera vez en 1966, cuando el 

astronauta estadounidense Neil Armstrong piloteó la nave espacial Gemini VIII de la NASA y 

se acopló a un vehículo destino Agena. Esta importante prueba demostró que dos naves 

espaciales podrían unirse en el espacio, un paso importante en la carrera para llevar a un 

hombre a la Luna. (¡Tres años después, Neil Armstrong sería ese hombre!)

Sin embargo, los primeros sistemas de acoplamiento tenían limitaciones. Utilizaban un 

sistema llamado sonda y embudo. Una nave espacial tenía una varilla larga (la sonda), que 

se insertaba en un embudo en la nave espacial destino. Este sistema funcionaba bien para 

dos naves espaciales diseñadas para ir juntas, una con una sonda y la otra con un embudo. 

Sin embargo, si ambas naves espaciales tenían sondas, o ambas tenían embudos, no podían 

acoplarse entre sí. Sistema de acoplamiento con sonda 

(abajo) y embudo en forma de cono 

(arriba). (NASA) Luego, los ingenieros diseñaron sistemas de acoplamiento que eran andróginos, lo que 

significa que los dos sistemas de acoplamiento idénticos podían acoplarse entre sí. Esto hizo 

que las naves espaciales, los vehículos de reabastecimiento y el acoplamiento de la estación espacial fueran más versátiles. Pero 

con las agencias espaciales de diferentes países y las empresas privadas que utilizan diferentes sistemas, muchas naves aún no 

podían acoplarse entre sí sin la adición de adaptadores pesados y costosos.

El aumento de la cooperación entre las agencias espaciales internacionales y las empresas privadas condujo al diseño del Sistema 

de acoplamiento estándar internacional (IDSS, por sus siglas en inglés). Cualquier nave que use este nuevo sistema podrá acoplarse 

con cualquier otra nave con el mismo sistema. Las dos naves también podrán compartir aire, agua, energía, comunicaciones e 

incluso combustible. La NASA ha adoptado este sistema, y sus adaptadores de acoplamiento compatibles con IDSS se denominan 

NASA Docking System (NDS). Ya se han instalado dos adaptadores NDS en la Estación Espacial Internacional. 

La nave espacial más nueva de la NASA, Orión, incorpora un NDS como parte de su diseño. Orión tendrá que acoplarse con muchos 

tipos diferentes de naves espaciales para cumplir con sus múltiples funciones, como acoplarse con la plataforma Gateway planificada 

en órbita alrededor de la Luna, acoplarse con módulos de aterrizaje y otras naves de apoyo, e incluso acoplarse con una nave de 

hábitat más grande para una misión a Marte.

Esta representación por computadora muestra a un astronauta de la Estación Espacial Internacional realizando 

una caminata espacial para instalar el adaptador de acoplamiento internacional. (NASA Johnson YouTube) 
Transporte de tripulación con Orión

 8  STEM de próxima generación

Actividad uno: Analizar la geometría de una nave espacial

Notas para el educador

Desafío

Los estudiantes (individualmente o en pequeños grupos) usarán geometría para calcular el área de 

las secciones transversales horizontales y verticales de un módulo de tripulación.

Tiempo sugerido

45 a 60 minutos

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Descompondrán una forma geométrica compleja en formas geométricas más básicas.

• Calcularán el área total de una forma geométrica compleja usando medidas y fórmulas geométricas para determinar la suma de 

las áreas de las formas geométricas más básicas.

• Se informarán sobre carreras en la NASA.

Conexión curricular

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Conceptos transversales

• Interdependencia de ciencias, ingeniería y tecnología: los avances de la ingeniería han 

llevado a importantes descubrimientos en prácticamente todos los campos de la ciencia, y 

los descubrimientos científicos han llevado al desarrollo de industrias enteras y sistemas 

de ingeniería.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Análisis e interpretación de datos: las investigaciones científicas producen datos que 

deben analizarse para obtener significado. Debido a que los patrones y las tendencias de 

los datos no siempre son obvios, los científicos utilizan una variedad de herramientas, 

que incluyen la tabulación, la interpretación gráfica, la visualización y el análisis 

estadístico, para identificar las características y los patrones significativos en los datos. 

Los científicos identifican las fuentes de error en las investigaciones y calculan el grado 

de certeza de los resultados. La tecnología moderna facilita mucho la recopilación de 

grandes conjuntos de datos, y proporcionan fuentes secundarias para el análisis.

Prácticas de ciencia e ingeniería (continuación)

• Uso de las matemáticas y el pensamiento computacional: tanto en ciencia como en 

ingeniería, las matemáticas y la computación son herramientas fundamentales para 

representar variables físicas y sus relaciones. Se utilizan para una variedad de tareas, 

como la construcción de simulaciones; análisis estadístico de datos; y reconocer, 

expresar y aplicar relaciones cuantitativas.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Pensador computacional: los estudiantes desarrollan y emplean estrategias para comprender y resolver problemas de manera que aprovechen el poder de los métodos tecnológicos para 

desarrollar y probar soluciones.

– 5c: los estudiantes dividen los problemas en partes, extraen información clave y desarrollan modelos descriptivos para comprender sistemas complejos o facilitar la resolución de 

problemas.

Matemáticas (CCSS)

Estándares de contenido por dominio

• CCSS.MATH.CONTENT.6.NS.B.3: sumar, restar, multiplicar y dividir con fluidez 

decimales de varios dígitos utilizando el algoritmo estándar para cada operación.

• CCSS.MATH.CONTENT.6.G.A.1: calcular el área de triángulos rectángulos, otros 

triángulos, cuadriláteros especiales y polígonos componiéndolos en rectángulos o 

descomponiéndolos en triángulos y otras formas; aplicar estas técnicas en el contexto de 

la resolución de problemas matemáticos y del mundo real.

• CCSS.MATH.CONTENT.7.NS.A.3: resolver problemas matemáticos y del mundo real que 

involucren las cuatro operaciones con números racionales.

• CCSS.MATH.CONTENT.7.G.A.3: describir las figuras bidimensionales que resultan del 

corte de figuras tridimensionales, como en secciones planas de prismas rectangulares 

rectos y pirámides rectangulares rectas.

Estándares de contenido por dominio (continuación)

• CCSS.MATH.CONTENT.7.G.B.6: resolver problemas matemáticos y del mundo real 

relacionados con el área, el volumen y el área de la superficie de objetos de dos y tres 

dimensiones compuestos por triángulos, cuadriláteros, polígonos, cubos y prismas rectos.

• CCSS.MATH.CONTENT.8.G.C.9: conocer las fórmulas para los volúmenes de conos, 

cilindros y esferas y utilizarlas para resolver problemas matemáticos y del mundo real.

Prácticas matemáticas:

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP2: razonar de forma abstracta y cuantitativa.

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP4: demostrar con matemáticas.

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP5: utilizar las herramientas apropiadas estratégicamente.

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP6: prestar atención a la precisión.

Tiempo de preparación

15 minutos

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas para el educador y el Folleto para el estudiante para familiarizarse con la 

actividad.

• Determine si los estudiantes trabajarán de forma independiente o en pequeños grupos.

• Reúna y prepare todos los suministros enumerados en la lista de materiales.

• Si presenta videos o recursos basados en la web, pruebe los enlaces y la tecnología del aula con anticipación.
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  9 

Materiales

 Copias del Folleto para el estudiante y papel en blanco

 Reglas métricas con borde recto

 Lápices de colores o rotuladores finos

 Papel cuadriculado (opcional)

Presente el desafío

• Muestre a los estudiantes el diagrama “Orión: vista ampliada” y explique el propósito del 

módulo de tripulación. 

• Defina secciones transversales verticales y horizontales y pida a los estudiantes que 

dibujen cómo creen que se verían las secciones transversales verticales y horizontales 

del módulo de tripulación.

• Muestre a los estudiantes el diagrama que representa los siete componentes 

estructurales del módulo de tripulación Orión. Analice cómo la NASA usa la soldadura por 

fricción y agitación para ensamblar esta forma geométrica compleja a partir de múltiples 

componentes compuestos de formas simples.

• Explique cómo las formas geométricas complejas se pueden descomponer o dividir en 

múltiples formas simples. Identifique ejemplos en el aula.

• Analice cómo aproximar el área total de una forma compleja al calcular la suma de las 

áreas de cada una de las formas simples.

• Repase las fórmulas matemáticas para calcular el área de formas geométricas básicas.

• Distribuya el Folleto para el estudiante y explique el desafío. 

Facilitar el desafío

Preguntar e imaginar

• Proporcione ejemplos de formas en el aula que sean simétricas y demuestre cómo la 

simetría puede ayudar a descomponer una forma compleja.

• Analice diferentes enfoques para calcular el área de superficies curvas en una forma 

compleja. Una opción es que los estudiantes tracen la forma en papel cuadriculado para 

aproximar el área. Pregunte cómo el tamaño de los cuadrados en el papel cuadriculado 

afecta la estimación.

• Recuerde a los estudiantes que, si la forma ya es simple, no es necesario descomponerla.

Crear

• Los estudiantes trabajarán individualmente o en pequeños grupos para calcular el área 

de las secciones transversales verticales y horizontales más grandes de un módulo de 

tripulación. Los estudiantes registrarán su trabajo en las tablas provistas.

• Anime a los estudiantes a usar lápices o resaltadores de diferentes colores para cada 

forma geométrica para mostrar cómo están descomponiendo la figura en partes más 

pequeñas. Por ejemplo, al usar el diagrama de sección transversal vertical más grande 

del módulo de la tripulación, los estudiantes probablemente verán la parte superior de la 

figura como un trapezoide. La siguiente área es rectangular, pero los estudiantes pueden 

seleccionar diferentes segmentos para su estimación de longitud. La parte inferior del 

diagrama podría descomponerse en un triángulo.

• La sección transversal horizontal más grande será un círculo, por lo que los estudiantes 

no necesitarán descomponer más esta forma.

Comparta con los 

estudiantes

Estimulante cerebral

Comenzando con la formación de la 

NASA en octubre de 1958, se 

realizaron intensos esfuerzos para 

crear un vehículo espacial tripulado 

que pudiera llevar a un ser humano 

en órbita alrededor de la Tierra. Los 

planes para este vehículo se 

basaron en la carrocería de 

reingreso roma propuesta 

anteriormente por Harvey Allen y 

Max Faget. Estos esfuerzos 

finalmente dieron como resultado la 

nave espacial Mercury.

Obtenga más información: 

https://history.nasa.gov/SP-350/ch-2-

2.html

En el lugar

Los modelos matemáticos y físicos 

deben expresarse y traducirse a un 

lenguaje que las computadoras 

puedan entender y trabajar, lo que a 

menudo requiere miles de líneas de 

código de computadora. El Centro 

de Investigación Ames de la NASA 

en Mountain View, California, ofrece 

capacidades de supercomputación 

para más de 1500 usuarios en los 

Estados Unidos que confían en la 

computación de alto nivel para 

ayudarlos a visualizar y resolver 

problemas matemáticos todos los 

días. 

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/centers/ames/

areas-of-ames-ingenuitysupercomputing

Compartir

• Una vez que se complete el ejercicio, haga que los estudiantes formen parejas o grupos 

pequeños para analizar y evaluar los diversos enfoques adoptados para descomponer el 
Transporte de tripulación con Orión

10  STEM de próxima generación

módulo de tripulación en formas más pequeñas, y cómo se utilizó la simetría en sus enfoques.

• Pida a los estudiantes que identifiquen los tipos de formas geométricas que se encontraron dentro del módulo de tripulación.

• Analice por qué diferentes enfoques dieron como resultado diferentes áreas.

• Dé a los estudiantes la oportunidad de ver una solución para la descomposición del módulo de tripulación. 

• Comparta fotos de secciones transversales horizontales y verticales que muestren a los astronautas dentro de los módulos de 

tripulación.

Una solución para la descomposición del módulo de tripulación (sección transversal vertical).

(a) (b) 

Cuatro astronautas en el módulo Orión. (a) Sección transversal horizontal (vista panorámica). (b) Sección transversal vertical (vista lateral). (NASA)
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 1 

Sección transversal vertical más grande del módulo de tripulación Orión. Todas las medidas en metros a menos que se indique lo contrario.

Extensiones

• Utilice las medidas del diagrama anterior para calcular el factor de escala del diagrama en comparación con el módulo de 

tripulación de tamaño real. 

• Compare el tamaño del módulo de tripulación real con el tamaño de su aula. 

• Identifique las formas tridimensionales que componen el módulo de la tripulación real (por ejemplo, un cono truncado sobre un

disco o un cilindro con una cúpula invertida). Consulte el diagrama en la sección Introducción y antecedentes que muestra los 

siete componentes de la estructura principal de Orión.

Referencia

Modificado de Exploring Space through Algebra. https://er.jsc.nasa.gov/seh/264011main_Algebra_Stu_Orion.pdf

Recursos adicionales

• Video: Final Friction Stir Weld Completed on Orion. https://www.youtube.com/watch?v=m3pOe8gk0Jo

• Video. NASA Now: Engineering. Friction Stir Welding (presenta a un ingeniero en soldadura en el Centro Marshall de vuelos 

espaciales). https://www.youtube.com/watch?v=XM825iLaPvU

• Insignia digital: aprendizaje STEM de la NASA en línea. https://www.txstate-epdc.net/digital-badging/
Transporte de tripulación con Orión

12  STEM de próxima generación

Actividad uno: Analizar la geometría de una 

nave espacial

Folleto para el estudiante

Su Desafío

Use la geometría para calcular el área de las secciones transversales verticales y horizontales 

de un módulo de tripulación.

Preguntar e imaginar

• ¿Cómo lo ayuda a calcular el área la descomposición de una forma geométrica compleja?

• ¿Cómo ayuda la simetría a descomponer una forma geométrica compleja en formas 

simples?

• Al descomponer el módulo de tripulación en múltiples formas simples, eventualmente 

tendrá superficies curvas que no encajarán con las formas que dibuje. ¿Qué puede hacer 

para minimizar esto y mantener su cálculo del área del módulo de tripulación lo más 

preciso posible?

Crear

1. Usando un lápiz de color diferente para cada forma geométrica, comience a descomponer 

la sección transversal vertical del módulo de tripulación en la página siguiente en formas 

simples individuales. Cree tantas formas como sea necesario para completar la mayor 

parte posible de la sección transversal del módulo de tripulación.

2. Mida y anote las dimensiones de cada forma en el gráfico adjunto. 

3. Calcule el área de cada forma que creó y anótela en el gráfico.

4. Sume todas las medidas de área para la sección transversal del módulo para determinar 

su área total. 

5. Calcule el área de la sección transversal horizontal del módulo de tripulación.

Compartir

Cuando termine de calcular las áreas, responda cada una de las siguientes preguntas con un 

compañero o un grupo pequeño:

• ¿Qué pasos tomó para descomponer el módulo de tripulación en formas más pequeñas? 

¿Cómo se usó la simetría?

• ¿Qué tipos de formas geométricas se encontraron dentro del módulo de tripulación?

• ¿Cada persona o grupo calculó la misma área? ¿Por qué sí o por qué no?

 

Dato curioso

El escudo térmico de Orión está 

compuesto por un esqueleto de 

titanio y una piel de fibra de 

carbono que le da al módulo de 

tripulación su forma redondeada en 

la parte inferior. La capa más 

externa se carboniza durante el 

intenso calor de la reentrada y se 

retira y reemplaza por 180 bloques 

individuales para cada 

lanzamiento.

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/feature/nas

a-applies-insights-formanufacturing-of-orionspacecraft-heat-shield

Esquina profesional

Katherine Johnson es una 

matemática jubilada que trabajó 

para la NASA desde 1953 hasta 

1986. Johnson y otras mujeres 

fueron contratadas como 

“computadoras humanas” para 

calcular la trayectoria, o ruta de 

vuelo, del cohete que llevaría al 

primer estadounidense al espacio 

en 1961. La NASA siempre está 

buscando a los matemáticos más 

brillantes, y hay muchas otras 

carreras gratificantes que 

involucran números, resolución de 

problemas y modelos matemáticos.

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/audience/for

students/5-8/features/nasaknows/who-is-katherine-johnson-5-

8
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 3

Sección transversal vertical

Sección transversal vertical (vista lateral) de un módulo de 

tripulación.

Nombre de la 

forma

Dimensiones, 

cm 

(largo, ancho, 

alto, diámetro, 

etc.)

Fórmula para 

el área de la 

forma

Área de la 

forma,

cm2

Área total, cm2 __________

Sección transversal horizontal

Sección transversal horizontal (vista panorámica) de 

un módulo de tripulación

Nombre de la 

forma

Dimensiones, 

cm 

(largo, ancho, 

alto, diámetro, 

etc.)

Fórmula para 

el área de la 

forma

Área de la 

forma,

cm2

Área total, cm2 __________
Transporte de tripulación con Orión

14  STEM de próxima generación

Actividad dos: Diseñar un módulo de tripulación

Notas para el educador

Desafío

Los estudiantes trabajarán juntos como equipo para diseñar y construir un modelo de módulo de 

tripulación que asegurará dos figuras de astronautas de 2 cm de tamaño durante una prueba de caída. 

Tiempo sugerido

60 minutos

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Aplicar los pasos del proceso de diseño de ingeniería para completar con éxito un desafío de equipo:

• Diseñarán, construirán y probarán su módulo de tripulación.

• Recopilarán datos después de cada prueba de caída para analizarlos y compararlos con otros grupos.

• Mejorarán su modelo en función de los resultados de las pruebas de caída.

Conexión curricular

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-ETS1-1 Diseño de ingeniería: definir los criterios y las restricciones de un problema de 

diseño con suficiente precisión para asegurar una solución exitosa, teniendo en cuenta los 

principios científicos relevantes y los posibles efectos en las personas y el medio natural 

que pueden limitar las posibles soluciones.

• MS-ETS1-3 Diseño de ingeniería: analizar los datos de las pruebas para determinar 

similitudes y diferencias entre varias soluciones de diseño para identificar las mejores 

características de cada una que se puedan combinar en una nueva solución para cumplir 

mejor con los criterios de éxito.

• MS-ETS1-4 Diseño de ingeniería: desarrollar un modelo para generar datos para la prueba 

iterativa y la modificación de un objeto, una herramienta o un proceso propuestos de modo 

que se pueda lograr un diseño óptimo.

Conceptos transversales

• Sistemas y modelos de sistemas: los modelos pueden utilizarse para representar sistemas 

y sus interacciones, como entradas, procesos y salidas, y flujos de energía y materia dentro 

de los sistemas.

• Estructura y función: la forma en que se forma o estructura un objeto determina muchas de 

sus propiedades y funciones.

Conceptos transversales (continuación)

• Interdependencia de ciencias, ingeniería y tecnología: los avances de la ingeniería han 

llevado a importantes descubrimientos en prácticamente todos los campos de la ciencia, y 

los descubrimientos científicos han llevado al desarrollo de industrias enteras y sistemas de 

ingeniería.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Formular preguntas y definir problemas: una práctica de la ciencia es formular y 

perfeccionar preguntas que conduzcan a descripciones y explicaciones de cómo funcionan 

el mundo natural y el diseñado y que puedan probarse empíricamente.

• Desarrollo y uso de modelos: una práctica tanto de la ciencia como de la ingeniería es usar 

y construir modelos como herramientas útiles para representar ideas y explicaciones. Estas

herramientas incluyen diagramas, dibujos, réplicas físicas, representaciones matemáticas, 

analogías y simulaciones por computadora. 

• Planificación y realización de investigaciones: los científicos y los ingenieros planifican y 

llevan a cabo investigaciones en campo o en laboratorio, y trabajan tanto en colaboración 

como individualmente. Sus investigaciones son sistemáticas y requieren aclarar qué cuenta 

como datos e identificar variables o parámetros.

• Construir explicaciones y diseñar soluciones: los productos de la ciencia son explicaciones

y los productos de la ingeniería son soluciones.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Diseñador de innovación: los estudiantes usan una variedad de tecnologías dentro de un 

proceso de diseño para identificar y resolver problemas mediante la creación de soluciones

nuevas, útiles o imaginativas.

– 4a: los estudiantes conocen y usan un proceso de diseño deliberado para generar 

ideas, probar teorías, crear artefactos innovadores o resolver problemas auténticos.

Estándares para estudiantes (continuación)

– 4c: los estudiantes desarrollan, prueban y perfeccionan prototipos como parte de un 

proceso cíclico de diseño.

– 4d: los estudiantes exhiben tolerancia a la ambigüedad, la perseverancia y la capacidad 

de trabajar con problemas abiertos.

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP1: dar sentido a los problemas y perseverar en resolverlos. 

Prácticas matemáticas (continuación)

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP3: construir argumentos viables y criticar el razonamiento de 

los demás.

Tiempo de preparación

15 minutos

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas para el educador y el Folleto para el estudiante para familiarizarse con la

actividad.

• Reúna y prepare todos los suministros enumerados en la lista de materiales.

• Determine la restricción de tamaño para el módulo de tripulación antes de la lección. Seleccione un tubo de envío, un recipiente

de avena o una lata de café.

• Si presenta videos o recursos basados en la web, pruebe los enlaces y la tecnología del aula con anticipación.
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 5

Materiales

 Suministros generales de construcción:

 Vasos de papel o espuma

 Platos de papel o espuma

 Fichas

 Papel de aluminio o envoltura de plástico

 Tubo de envío, recipiente de avena o una pequeña lata de café (se utilizan como 

restricción de tamaño)

 Figuritas de plástico de 2 cm, 2 por equipo (por ejemplo, minifiguras LEGO) 

 Cinta adhesiva

 Tijeras

 Escala métrica

 Regla

 Papel y lápiz para lluvia de ideas

 Copias del Folleto para el estudiante y papel en blanco

Presente el desafío

• Proporcione el contexto para esta actividad utilizando la información en la sección

Introducción y antecedentes de esta guía. Muestre a los estudiantes el diagrama de un

módulo de tripulación (Orión: vista ampliada) y explique su propósito. Analice la

importancia de probar cualquier nave espacial, pero en especial un vehículo con

tripulación. Pregunte a los estudiantes por qué es importante probar sus propios diseños.

• Explique la función de los ingenieros en el diseño de tecnología para resolver problemas. 

Comparta el video Intro to Engineering de NASA for Kids y presente el proceso de diseño 

de ingeniería.

• Analice la importancia de la masa en los viajes espaciales. Cuanto más grande sea el

módulo de tripulación, más caro será construirlo y lanzarlo. Los estudiantes deben tener

esto en cuenta durante la construcción. Enfatice que la NASA está buscando un módulo

de tripulación liviano, pero resistente.

• Divida la clase en equipos (de tres a cinco estudiantes) y distribuya el Folleto para el

estudiante a cada equipo. Explique los detalles del desafío, incluso las restricciones de

diseño y sus expectativas para el trabajo en equipo y la gestión del aula.

Restricciones de diseño 

1. El módulo de tripulación debe transportar con seguridad a dos astronautas. Cada equipo

debe diseñar y construir asientos seguros para los astronautas, sin pegar ni sujetar con

cinta adhesiva a los astronautas en su lugar. Los astronautas deben permanecer en sus

asientos durante cada prueba de caída.

2. El módulo de tripulación debe caber en el contenedor de restricciones de tamaño

provisto. Este artículo es simplemente una restricción de tamaño; el módulo de

tripulación no se caerá mientras esté dentro del contenedor.

3. El módulo de tripulación debe tener al menos una escotilla que se abra y se cierre

fácilmente. La escotilla debe permanecer cerrada durante todas las pruebas de caída.

4. El diseño del módulo de tripulación debe considerar tanto la masa como la fuerza. La

masa es importante en los viajes espaciales. Cuanto más grande sea el módulo de

tripulación, más caro será construirlo y, en última instancia, lanzarlo. Tenga eso en

cuenta durante la construcción. La NASA está buscando un módulo de tripulación liviano, 

pero resistente.

Comparta con los 

estudiantes

Estimulante cerebral

Los ingenieros de materiales de la 

NASA seleccionan y prueban 

materiales compuestos, pinturas, 

revestimientos, espumas y otras 

tecnologías para construir naves 

espaciales. El objetivo de esta 

profesión es estirar los materiales 

hasta sus límites e incluso usarlos de 

formas para las que no fueron 

diseñados originalmente. Estos 

materiales finalmente construirán la 

próxima generación de vehículos para 

llevar a los exploradores a la Luna y 

más allá. El ingeniero de materiales es 

una profesión a la vanguardia de la 

tecnología.

Obtenga más información: 

https://www.youtube.com/watch?time_

continue=28&v=61wd30JO7fk

En el lugar

El Centro de Investigación Langley de 

la NASA utiliza maniquíes, o 

“maniquíes de prueba”, durante las 

pruebas de impacto para estudiar el 

efecto que pueden tener los 

amerizajes o los aterrizajes bruscos en 

el cuerpo humano. Los maniquíes de 

prueba están equipados con una 

variedad de sensores que recopilan 

datos para ayudar a los investigadores 

a comprender cómo un cuerpo 

humano real experimentaría la 

simulación de choque. La recopilación 

de datos ayuda a la NASA a mejorar 

las políticas de aviación, diseñar 

ajustes de trajes y cascos, y realizar 

mejoras en naves espaciales y 

aeronaves para garantizar el éxito de 

la misión tanto para los pasajeros de 

vuelos comerciales como para los 

astronautas.

Obtenga más información: 

https://www.youtube.com/watch?v=D

E2wxVrrQ4w

Facilitar el desafío

Preguntar, imaginar y planificar

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• ¿Qué partes de una nave espacial son esenciales para transportar astronautas?

• ¿Qué elementos son necesarios para la seguridad de la tripulación?
Transporte de tripulación con Orión

16  STEM de próxima generación

• ¿Qué tipos de dispositivos de seguridad protegen a los pasajeros en vehículos en o cerca de la Tierra? ¿Funcionarán estas 

mismas características en el espacio?

• ¿Qué tipos de materiales protegerán a los astronautas?

• ¿Cómo se puede reducir la fuerza del impacto en el módulo de tripulación y los astronautas?

• ¿Qué características de diseño permitirán una escotilla que pueda abrirse y cerrarse después del amerizaje?

Crear

• Cada equipo construirá su módulo de tripulación utilizando únicamente los materiales suministrados.

Probar y mejorar

• Cada equipo realizará dos pruebas de caída desde una altura de 1 a 2 metros. Los estudiantes también pueden simplemente 

sostener el módulo de tripulación sobre sus cabezas y dejarlo caer, pero la altura de caída debe ser constante para controlar

las variables de prueba. Demuestre el método adecuado para realizar una prueba de caída.

• Después de cada prueba de caída, los estudiantes mejorarán su módulo de tripulación según los resultados del experimento y 

su comprensión de los conceptos científicos, que incluyen la transferencia de energía, las fuerzas y el movimiento.

Compartir

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• ¿Cuál fue el mayor desafío para su equipo hoy?

• ¿Por qué era importante que la escotilla permaneciera cerrada durante las pruebas de caída?

• ¿A qué procesos se someterá su módulo de tripulación que hacen que sea importante que los astronautas permanezcan seguros 

en sus asientos?

• ¿Cómo se relaciona su experimento con las leyes de Newton?

Extensión

• Agregue una restricción de costos al desafío y cree un presupuesto para que los estudiantes “compren” materiales. Asigne 

costos a todos los materiales según la masa, el área o el tipo de material.

Referencia

Modificado de Design a Crew Exploration Vehicle. https://www.nasa.gov/pdf/630754main_NASAsBESTActivityGuide6-8.pdf

Recursos adicionales

• Sitio web: obtenga más información sobre la nave espacial Orión. https://www.nasa.gov/exploration/systems/Orión/index.html

• Video. NASA Edge: artículo de prueba de vuelo de Orión. https://www.youtube.com/watch?v=uiocMUA-zbU

• Video. Career Connection—NASA Orion Engineer. https://www.youtube.com/watch?v=nNzskBHGgYo

• Extended Engineering Design Challenge Educator Guide. https://www.nasa.gov/glenn-edcs-spacecraft-safety

• Insignia digital: aprendizaje STEM de la NASA en línea. https://www.txstate-epdc.net/digital-badging/

Prueba de amerizaje de Orión. (NASA)
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 7 

Actividad dos: Diseñar un módulo 

de tripulación

Folleto para el estudiante

Su Desafío 

Diseñar y construir un modelo de módulo de tripulación que asegurará dos figuras de 

astronautas de 2 cm de tamaño durante una prueba de caída.

Restricciones de diseño 

1. El módulo de tripulación debe transportar con seguridad a dos astronautas. Debe diseñar 

y construir un asiento seguro para los astronautas, sin pegarlos ni sujetarlos con cinta 

adhesiva en su lugar. Los astronautas deben permanecer en sus asientos durante cada 

prueba de caída.

2. El módulo de tripulación debe caber en el contenedor que le ha proporcionado su maestro. 

Este artículo es simplemente una restricción de tamaño. El módulo de tripulación no se 

caerá mientras esté dentro del contenedor.

3. El módulo de tripulación debe tener una escotilla que se abra y se cierre fácilmente. 

La escotilla debe permanecer cerrada durante todas las pruebas de caída.

4. El diseño del módulo de tripulación debe considerar tanto la masa como la fuerza. 

La masa es importante en los viajes espaciales. Cuanto más grande sea el módulo de 

tripulación, más caro será construirlo y, en última instancia, lanzarlo. Tenga eso en cuenta 

durante la construcción. La NASA está buscando un módulo de tripulación liviano, 

pero resistente.

Preguntar e imaginar

Analice formas de asegurar sin peligro a dos astronautas dentro del módulo de tripulación.

• ¿Qué tipos de materiales protegerán a los astronautas?

• ¿Cómo se puede reducir la fuerza del impacto en el módulo de tripulación y los 

astronautas?

• ¿Qué elementos esenciales son necesarios para la seguridad de la tripulación?

Planificar

Dibuje el diseño de su módulo de tripulación en el papel en blanco que le proporcionó su 

maestro. Asegúrese de rotular su diseño con los materiales que utilizará.

Crear

Su equipo construirá un módulo de tripulación que cumpla con todas las restricciones de

diseño utilizando solo los materiales proporcionados por su maestro.

Probar y mejorar

• Su equipo realizará dos pruebas de caída desde una altura de 1 metro. 

• Después de cada serie de pruebas de caída, mejore el módulo de tripulación en función 

de los resultados y vuelva a realizar la prueba.

• Una vez que una caída desde 1 metro sea exitosa, su equipo dejará caer el módulo de 

tripulación desde al menos 2 metros de altura.

Compartir

• Analice los resultados de su experimento y comparta los detalles con la clase.

• ¿Qué técnicas utilizó para reducir la masa de su módulo de tripulación?

• ¿Qué mejoras le hizo a su módulo de tripulación en base a su primera prueba? 

• ¿Qué equipo tuvo el módulo de tripulación más exitoso y menos voluminoso? Según su 

éxito, ¿qué cambios haría en su módulo de tripulación? 

Dato curioso

¿Sabía que la espuma templada 

diseñada para la NASA se ha 

utilizado para proteger los autos de 

carreras y los cascos de los 

jugadores de fútbol? Este 

acolchado de espuma se 

desarrolló originalmente en 1966 

para absorber los golpes y brindar 

comodidad y protección en los 

asientos de los aviones de la 

NASA. ¡Incluso hoy en día, la 

espuma templada se ha abierto 

camino en las plantillas de los 

zapatos para que las personas de 

todo el mundo no tengan que 

sacrificar el estilo por la 

comodidad! 

Obtenga más información: 

https://spinoff.nasa.gov/database/?k=

temper%20foam

Esquina profesional

¿Está interesado en convertirse en 

astronauta? Puede unirse al 

cuerpo de astronautas como piloto 

o especialista en misiones. La 

mayoría de los astronautas tienen 

un título en STEM y han tenido 

carreras como científicos, 

ingenieros o incluso médicos. 

¡Algunos astronautas también han 

sido maestros! 

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/astronauts
Transporte de tripulación con Orión

18  STEM de próxima generación

Actividad tres: Representar un sistema de acoplamiento de una 

nave espacial

Notas para el educador

Desafío

Los estudiantes trabajarán juntos como equipo para construir y probar un modelo de un sistema de 

acoplamiento destino y un módulo de tripulación.

Tiempo sugerido

60 minutos

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Realizarán mediciones de longitud métrica con una precisión de 0,1 cm.

• Usarán proporciones dadas para calcular las dimensiones de un modelo a escala.

• Demostrarán su conocimiento de viajar y girar alrededor de los tres ejes de movimiento.

• Demostrar habilidades de comunicación y trabajo en equipo para realizar una tarea.

Conexión curricular

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-PS2-2 Movimiento y Estabilidad: Fuerzas e interacciones: Planificar una investigación 

para proporcionar evidencia de que el cambio en el movimiento de un objeto depende de la 

suma de las fuerzas sobre el objeto y la masa del objeto.

– PS2.A: Fuerzas y movimiento. El movimiento de un objeto está determinado por la suma 

de las fuerzas que actúan sobre él; si la fuerza total sobre el objeto no es cero, su 

movimiento cambiará. Cuanto mayor sea la masa del objeto, mayor será la fuerza 

necesaria para lograr el mismo cambio de movimiento. Para cualquier objeto dado, una 

fuerza mayor provoca un cambio mayor en el movimiento. Todas las posiciones de los 

objetos y las direcciones de las fuerzas y los movimientos deben describirse en un marco 

de referencia elegido arbitrariamente y en unidades de tamaño elegidas arbitrariamente. 

Para compartir información con otras personas, estas opciones también deben 

compartirse. 

Conceptos transversales

• Sistema y modelos de sistemas: un sistema es un grupo organizado de objetos o 

componentes relacionados. Se pueden usar modelos para comprender y predecir el 

comportamiento de los sistemas.

Conceptos transversales (continuación)

• Estructura y función: la forma en que se forma o estructura un objeto determina muchas de 

sus propiedades y funciones.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Desarrollo y uso de modelos: una práctica tanto de la ciencia como de la ingeniería es usar 

y construir modelos como herramientas útiles para representar ideas y explicaciones. 

Estas herramientas incluyen diagramas, dibujos, réplicas físicas, representaciones 

matemáticas, analogías y simulaciones por computadora.

• Uso de las matemáticas y el pensamiento computacional: tanto en ciencia como en 

ingeniería, las matemáticas y la computación son herramientas fundamentales para 

representar variables físicas y sus relaciones. Se utilizan para una variedad de tareas, 

como la construcción de simulaciones; análisis estadístico de datos; y reconocer, expresar 

y aplicar relaciones cuantitativas.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Pensador computacional: los estudiantes desarrollan y emplean estrategias para 

comprender y resolver problemas de manera que aprovechen el poder de los métodos 

tecnológicos para desarrollar y probar soluciones.

– 5c: los estudiantes dividen los problemas en partes, extraen información clave y 

desarrollan modelos descriptivos para comprender sistemas complejos o facilitar la 

resolución de problemas.

Estándares para estudiantes (continuación)

• Colaborador mundial: los estudiantes usan herramientas digitales para ampliar sus 

perspectivas y enriquecer su aprendizaje al colaborar con otros y trabajar de manera 

efectiva en equipos a nivel local y global.

– 7c: los estudiantes contribuyen constructivamente a los equipos de proyectos, 

asumiendo varias funciones y responsabilidades para trabajar de manera efectiva hacia 

un objetivo común.

Matemáticas (CCSS)

Estándares de contenido por dominio

• CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1: comprender el concepto de proporción y usar el 

lenguaje de proporción para describir una relación de proporción entre dos cantidades. 

• CCSS.MATH.CONTENT.6.NS.B.3: sumar, restar, multiplicar y dividir con fluidez decimales 

de varios dígitos utilizando el algoritmo estándar para cada operación.

• CCSS.MATH.CONTENT.7.NS.A.3: usar relaciones proporcionales para resolver problemas 

de proporciones y porcentajes de varios pasos.

Estándares de contenido por dominio (continuación)

• CCSS.MATH.CONTENT.7.G.A.1: resolver problemas relacionados con dibujos a escala de 

figuras geométricas, incluido el cálculo de longitudes y áreas reales a partir de un dibujo a 

escala y la reproducción de un dibujo a escala a una escala diferente.

Prácticas matemáticas:

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP5: utilizar las herramientas apropiadas estratégicamente. 

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP6: prestar atención a la precisión.

Tiempo de preparación 

30 minutos

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas para el educador y el Folleto para el estudiante para familiarizarse con la 

actividad.

• Reúna y prepare todos los suministros enumerados en la lista de materiales.

• Si presenta videos o recursos basados en la web, pruebe los enlaces y la tecnología del aula con anticipación.

• Determine si los estudiantes trabajarán de forma independiente o en pequeños grupos para construir los modelos. Se 

recomiendan equipos de tres para probar el sistema de acoplamiento.
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  1 9 

Materiales

 Vasos pequeños de espuma (2 por equipo)

 Sorbetes flexibles de plástico (6 por equipo)

 Cartulina

 Bolígrafos/lápices

 Cinta adhesiva

 Tijeras

 Regla métrica

 Cuerda

 Copias del Folleto para el estudiante y papel en blanco

 Cuchillo de plástico (opcional)

 Compás para dibujar círculos (opcional)

 Calculadora (opcional)

 Vendas para los ojos (opcional)

Presente el desafío

• Proporcione el contexto para esta actividad utilizando la información en la sección 

Introducción y antecedentes de esta guía. Use la imagen “Orión: vista ampliada” para 

identificar y analizar los tres componentes funcionales de un vehículo de tripulación: 

– Módulo de tripulación

– Módulo de servicio

– Sistema de cancelación de lanzamiento

• Analice cómo el módulo de tripulación tiene la capacidad de acoplarse a los 

adaptadores de acoplamiento presurizados de la Estación Espacial Internacional y las 

futuras naves espaciales del espacio profundo. El puerto de acoplamiento sirve como 

lugar de estacionamiento para el vehículo y como entrada a la nave espacial.

• Distribuya el Folleto para el estudiante y explique el desafío. Enfatice la importancia de

tomar medidas cuidadosas y hacer cálculos precisos.

• Explique la función de los modelos y las simulaciones en el diseño de tecnología para 

resolver problemas.

• Presente cualquier terminología nueva (por ejemplo, sistema de acoplamiento, maqueta 

y modelo a escala).

Facilitar el desafío

Preguntar e imaginar

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• ¿Por qué se entrena a los astronautas en el sistema de acoplamiento con simulaciones 

por computadora antes de viajar al espacio? (Consulte “Recursos adicionales” para ver 

una aplicación del Programa de tripulación comercial de la NASA con un componente 

de acoplamiento simulado).

• ¿Qué medidas de seguridad deben tenerse en cuenta al diseñar un puerto de 

acoplamiento espacial?

• ¿Por qué los ingenieros de la NASA construyen modelos a menor escala o maquetas 

de naves espaciales de la NASA antes de comprometerse con un diseño de ingeniería? 

Crear 

• Cada estudiante o equipo construirá un modelo de un sistema de acoplamiento destino 

y un módulo de tripulación utilizando los suministros provistos.

Comparta con los 

estudiantes

Estimulante cerebral

Rendez-vous significa reunirse en 

un lugar y una hora específicos. El 

encuentro de una nave espacial es 

un proceso complicado. Se 

requiere una cuidadosa serie de 

maniobras para ajustar la 

alineación horizontal y vertical de 

cada nave espacial. La nave 

espacial también debe mantener 

una velocidad adecuada para 

acercarse de manera segura para 

el acoplamiento. 

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/mission_pag

es/station/research/news/b4h3rd/it-automating-better-spacerendezvous/

En el lugar

El Sistema de prueba dinámica de 

seis grados de libertad (SDTS, por 

sus siglas en inglés) en el Centro 

Espacial Johnson en Houston, 

Texas, es una plataforma basada en 

movimiento capaz de seis grados de 

libertad. El SDTS se utiliza 

principalmente para la simulación y 

la evaluación del Sistema de 

acoplamiento de la NASA (NDS, por 

sus siglas en inglés) que se utiliza en 

Orión para acoplarse con otras 

naves.

Obtenga más información: 

https://er.jsc.nasa.gov/ER5/
Transporte de tripulación con Orión

20  STEM de próxima generación

Planificar, probar y mejorar

• Cada equipo utilizará sus módulos de tripulación completos y adaptadores de acoplamiento para practicar las maniobras 

e intentar acoplar.

• Cada equipo planificará maniobras para “acoplar” el módulo de tripulación con el sistema de acoplamiento destino.

• Después de cada intento de maniobra, los estudiantes volverán a planificar o mejorarán sus tácticas basándose en 

experiencias previas.

Compartir

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• ¿Cuál fue el mayor desafío para su equipo hoy?

• ¿Por qué era importante que sus medidas y cálculos fueran precisos?

• El diámetro del escudo térmico de la nave espacial es de 5,03 metros. ¿Cuál es la escala de su modelo?

• ¿Su equipo tuvo éxito al maniobrar el modelo del módulo de tripulación en el puerto de acoplamiento? ¿Por qué sí o por qué no?

• Cuando las naves espaciales acoplan, no solo comparten un sello hermético físico. También se pueden realizar conexiones 

eléctricas y de fontanería. ¿Qué recursos podrían compartirse entre dos naves espaciales acopladas?

• Si volviera a participar en esta actividad, ¿qué haría diferente?

Extensiones

• Hay múltiples misiones de entrenamiento en el Folleto para el estudiante para diferenciar esta actividad y hacerla más o menos difícil.

• Pida a los equipos que creen un modelo de un nuevo sistema de acoplamiento de su propio diseño y demuestren cómo funciona.

Recursos adicionales

• Aplicación: Rocket Science—Ride to Station. https://www.nasa.gov/stem-ed-resources/rocket-science-ride-to-station.html

• Insignia digital: Aprendizaje STEM de la NASA en línea. https://www.txstate-epdc.net/digital-badging/

Representación artística de la cápsula Orión de la NASA sobrevolando la Luna. (NASA) 
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  2 1 

Actividad tres: Representar un sistema de acoplamiento de una 

nave espacial

Folleto para el estudiante

Su Desafío

Construir y probar un modelo de un sistema de acoplamiento destino y un módulo de tripulación.

Preguntar e imaginar

• ¿Por qué se entrena a los astronautas en el sistema de acoplamiento con simulaciones por computadora antes de viajar al espacio?

• ¿Qué medidas de seguridad deben tenerse en cuenta al diseñar un sistema de acoplamiento espacial?

• ¿Por qué los ingenieros de la NASA construyen modelos a menor escala o maquetas de naves espaciales de la NASA antes 

de comprometerse con un diseño de ingeniería? 

Crear

• Siga cuidadosamente las instrucciones utilizando los materiales proporcionados por su maestro. 

• Usando medidas y proporciones matemáticas, construirá un par de mecanismos de sistema de acoplamiento, así como un 

modelo a escala de un módulo de tripulación. Un adaptador de acoplamiento se conectará a su módulo de tripulación y el otro 

se conectará a una superficie para simular un adaptador de acoplamiento destino. 

• Una vez completado, se coordinará con su equipo para maniobrar con cuidado el módulo de la tripulación a fin de “acoplarse” 

con éxito al adaptador de acoplamiento destino. 

• En el espacio, el módulo de tripulación estaría unido al módulo de servicio hasta que la nave espacial esté lista para volver a 

entrar en la atmósfera terrestre. Para este desafío, se eliminó el módulo de servicio para brindarle una vista más clara del 

adaptador de acoplamiento destino.

Construcción de los adaptadores de acoplamiento 

1. Coloque un vaso de espuma boca abajo sobre 

una mesa. Usando una regla métrica y un 

bolígrafo, dibuje una línea de 3 cm de altura 

alrededor del vaso. Puede hacer esto 

sosteniendo un bolígrafo contra el vaso en la 

marca de 3 cm y haciendo que un compañero 

gire el vaso mientras sostiene el bolígrafo en su 

lugar. Repita con el segundo vaso de espuma. 

2. Use sus marcas como guía y corte con cuidado la parte superior de ambos vasos. Los anillos de 3 cm de alto se convertirán en 

las bases de sus dos adaptadores de acoplamiento. 

Para el resto del desafío, medirá las partes que ha creado y usará proporciones para calcular los tamaños de otras partes que

necesitará. Hará seis “pétalos” para sus adaptadores de acoplamiento (tres para cada adaptador), todo a partir de un solo anillo 

cortado de un vaso de espuma. Estas estructuras trapezoidales isósceles ayudarán a alinear los dos adaptadores de 

acoplamiento durante el acoplamiento. Asegúrese de tomar medidas cuidadosas y registrarlas en sus tablas.

3. La altura del anillo se basará en el diámetro de la parte superior de las 

bases del adaptador de acoplamiento creadas en el Paso 1. La relación 

entre el diámetro del adaptador de acoplamiento y la altura del pétalo 

es de 1 a 0,3. Primero, mida el diámetro de la parte superior del anillo 

del adaptador de acoplamiento al 0,1 cm más cercano (el mm más 

cercano). Copie la siguiente tabla en el papel provisto por su maestro 

y anote el diámetro. Luego, multiplique la medida por 0,3 para calcular 

la altura de los pétalos. Redondee este número al 0,1 cm más cercano 

y anótelo en su tabla. 

Diámetro de la base del adaptador de acoplamiento, 

cm 

Proporción Altura de los pétalos, 

cm 

1:0,3

1 2

3
Transporte de tripulación con Orión

22  STEM de próxima generación

4. Tome uno de los dos vasos 

que cortó previamente y 

colóquelo boca abajo sobre la 

mesa. Como en el Paso 1, use 

una regla métrica para marcar 

un anillo alrededor del vaso, 

esta vez a la altura del pétalo 

que acaba de calcular. Corte 

con cuidado la parte superior 

del vaso para crear un anillo, tal como lo hizo en el 

Paso 2 para hacer las bases del adaptador de 

acoplamiento. Este nuevo anillo se convertirá en 

sus seis pétalos. 

5. En la última página de esta actividad hay una 

plantilla de un círculo dividido en sextos. Para 

dividir su anillo en seis partes iguales, 

colóquelo sobre la plantilla, 

asegurándose de que esté centrado 

en el círculo. Pídale a un miembro del 

equipo que sostenga el anillo en su 

lugar mientras otro dibuja una línea 

vertical donde cada marca se 

encuentra con el anillo.

6. Con unas tijeras, corte con cuidado a lo largo de cada 

línea vertical y divida el anillo en seis partes iguales. 

Mientras las corta, manténgalas organizadas con el 

lado derecho hacia afuera y el lado más largo hacia 

abajo.

7. Debido a que cada pétalo tiene forma de trapezoide, la 

parte superior de cada pétalo deberá ser más corta que 

su base. La parte superior de cada pétalo mide aproximadamente la mitad de la longitud 

de su base, o una proporción de 1 a 0,5. Para mantener el pétalo en la forma de un 

trapezoide isósceles, recorte la mitad restante de la parte superior en cuartos iguales (o

una proporción de 1 a 0,25) de cada lado. 

8. Mida cuidadosamente la longitud de la base de uno de los pétalos. Copie la siguiente 

tabla en el papel provisto y registre la longitud de la base. Luego use las proporciones 

para calcular la longitud de la parte superior de cada pétalo y cuánto debe recortarse de 

cada lado.

Longitud de la base del 

pétalo, cm

Proporción de la base del pétalo

con la parte superior del pétalo

Longitud de la parte superior del 

pétalo, cm

1:0,5

Longitud de la base del 

pétalo, cm

Proporción de la base del pétalo

con la longitud del recorte

Longitud a recortar en cada lado, 

cm

1:0,25

Dato curioso

La NASA colaboró con agencias 

espaciales internacionales y 

empresas aeroespaciales privadas 

para establecer el Sistema de 

acoplamiento estándar 

internacional (IDSS, por sus siglas 

en inglés). El Sistema de 

acoplamiento de la NASA (NDS) 

es la implementación del IDSS. 

Las naves espaciales que utilizan 

el NDS pueden acoplarse con 

otras naves espaciales 

presurizadas que utilizan el mismo 

sistema y compartir recursos de 

aire, agua, energía, 

comunicaciones e incluso 

combustible.

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iHomPzdPcH4

Esquina profesional

¿Le apasiona hacer modelos a 

escala en su tiempo libre? ¡Lleve 

su hobby y sus habilidades a 

nuevas alturas en la NASA! Puede 

convertirse en ingeniero en el 

Laboratorio de investigación de 

subescala de la NASA y construir 

modelos para probar prototipos 

nuevos e innovadores de la 

próxima generación de naves 

espaciales o aeronaves.

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H7Olxa8NQrg

4

5

6

7
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  2 3 

9. Usando la longitud que calculó para recortar en cada lado de la parte superior de cada 

pétalo, mide hacia adentro desde el borde exterior de cada lado y haga una marca.

10. Usando su regla como un borde recto, dibuje líneas diagonales desde las marcas que 

hizo hasta el borde exterior de la base en cada lado del pétalo.

11. Finalmente, con unas tijeras, corte con cuidado a lo largo de las líneas diagonales 

para completar cada pétalo.

12. Para unir los pétalos a su adaptador de acoplamiento, deben estar correctamente 

alineados. Tome una de las bases del adaptador de acoplamiento que completó 

anteriormente y colóquela boca abajo en la plantilla circular que usó en el Paso 5. 

Mientras una persona de su equipo lo sostiene en el centro, haga una marca en la 

parte inferior de la base del adaptador de acoplamiento donde cada línea de la plantilla 

se encuentra con la base del adaptador de acoplamiento. Repita esto para la segunda 

base del adaptador de acoplamiento.

13. Voltee una de las bases de su adaptador de acoplamiento. Sostenga uno de los 

pétalos encima de la base como se muestra en la foto (13), asegurándose de que esté 

centrado entre dos de las marcas que hizo. Asegure el pétalo a la base con cinta 

adhesiva.

14. Repita este paso dos veces más para este adaptador de acoplamiento, 

dejando un espacio entre cada pétalo. Cuando esté completo, su adaptador 

de acoplamiento debería verse como en la foto (14). Verifique que sus 

pétalos se doblen hacia adentro cuando los presione suavemente y salten 

hacia afuera cuando los suelte. Repita este proceso (pasos 4 a 14) para 

completar su otro adaptador de acoplamiento.

15. ¡Felicitaciones! Ha completado un par de mecanismos adaptadores de 

acoplamiento coincidentes. Ahora verifique si se acoplarán. Coloque un 

adaptador de acoplamiento boca arriba sobre la mesa, sostenga el otro boca 

abajo y gírelo 180 grados. Baje lentamente un adaptador de acoplamiento 

sobre el otro hasta que sus bases se toquen. Los pétalos deben doblarse 

ligeramente hacia adentro a medida que se acoplan los dos adaptadores de 

acoplamiento.

9

10

11

12 13 14

15

Dos prototipos de adaptador de acoplamiento de la 

NASA que se están probando (NASA)
Transporte de tripulación con Orión

24  STEM de próxima generación

Construcción del modelo a escala del módulo de tripulación

Ahora que ha completado sus dos adaptadores de acoplamiento, es hora de construir un modelo a 

escala del módulo de tripulación para probar el acoplamiento del vehículo. Su módulo de tripulación 

utilizará uno de los adaptadores de acoplamiento que ya ha construido. También necesitará hacer una 

placa base y seis montantes. 

1. Para fabricar estos componentes, deberá medir el diámetro de la parte inferior de su adaptador de 

acoplamiento. Copie la siguiente tabla en el papel provisto y registre el diámetro.

Diámetro de la parte inferior del adaptador 

de acoplamiento, cm

Proporción del diámetro del adaptador de 

acoplamiento 

con el diámetro del escudo térmico

Diámetro del escudo térmico, 

cm

1:2,7

Diámetro 

del escudo térmico, cm

Proporción del diámetro del escudo térmico 

con el radio del escudo térmico

Radio del escudo térmico, 

cm

1:0,5

Diámetro de la parte inferior del adaptador 

de acoplamiento, cm

Proporción del diámetro del adaptador de 

acoplamiento con la longitud del montante

Longitud del montante, 

cm

1:1,6

Escudo térmico

2. El diámetro del escudo térmico será 2,7 veces el diámetro de la parte 

inferior del adaptador de acoplamiento, o una proporción de 1 a 2,7. 

Una vez que haya calculado el diámetro del escudo térmico y lo haya 

registrado en su tabla, haga un círculo de ese diámetro en su cartulina. 

Primero, deberá calcular el radio del círculo, que es la mitad del 

diámetro, o una proporción de 1 a 0,5. Registre eso en su tabla. 

3. A continuación, use el radio del escudo térmico que calculó para hacer 

un círculo en su cartulina. Puede usar un compás para hacer el círculo 

o puede usar el método de la cuerda que se muestra en las fotos (3 y 

4). Método de la cuerda: haga un pequeño punto en el centro de la 

cartulina. Ate una cuerda cerca del extremo de un lápiz y mida la 

longitud del radio del escudo térmico a lo largo de la cuerda, 

comenzando en la punta del lápiz. Haga una pequeña marca en la 

cuerda para que no pierda su lugar.

4. Coloque la marca que hizo en la cuerda en el punto que hizo en el 

centro del papel y estire el lápiz en toda su longitud. Mientras un 

miembro de su equipo sostiene la cartulina con firmeza, mantenga la 

marca que hizo en la cuerda en su lugar mientras gira el lápiz en un 

círculo completo.

5. Después de completar el círculo del escudo térmico, córtelo y coloque 

uno de los adaptadores de acoplamiento directamente en el medio. 

Pídale a una persona del equipo que sostenga el adaptador de 

acoplamiento en su lugar mientras otra traza un círculo en el escudo 

térmico alrededor del adaptador de acoplamiento.

6. Cuando haya terminado, corte con cuidado el círculo. El orificio en el escudo térmico le 

permitirá ver a través del módulo de tripulación desde atrás, lo que lo ayudará a acoplar.

1

6

3

4

5
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  2 5 

Montantes

7. A continuación, mida los seis montantes que actuarán como soporte esquelético de su módulo de tripulación. Su longitud se 

basa en la medida del diámetro de la parte inferior del adaptador de acoplamiento que registró anteriormente. La proporción 

entre el diámetro de la parte inferior del adaptador de acoplamiento y la longitud de los montantes es de 1 a 6. Calcule esta 

longitud y anótela en su tabla del Paso 2.

8. Una vez que haya calculado y registrado la longitud de los 

montantes, mida la longitud en cada sorbete, comenzando en el 

borde de la articulación y hacia el extremo largo, como se muestra 

en la imagen (8). ¡No mida desde el final del sorbete! Después de 

marcar cada sorbete, córtelos en su marca.

9. Después de cortar cada sorbete, déjelos a un lado y recupere la 

plantilla circular utilizada en los Pasos 5 y 12 de la sección Construcción de los 

adaptadores de acoplamiento. La usará para alinear sus montantes por igual 

alrededor del escudo térmico. Coloque el escudo térmico sobre la plantilla, 

asegurándose de que esté centrado. Recupere uno de sus montantes y ubique el 

extremo que tiene la distancia más corta a la articulación. Coloque este extremo en 

el escudo térmico con la articulación en el borde del círculo y el extremo del sorbete 

en línea con una de las líneas de la plantilla. Pegue los sorbetes en su lugar.

10. Repita este proceso hasta que todos los montantes estén pegados con cinta 

adhesiva en un patrón circular. Después de completar esto, puede eliminar la plantilla. Luego, extienda la articulación en cada 

sorbete y doble los sorbetes verticalmente. 

11. Ahora es el momento de conectar uno de sus adaptadores de acoplamiento al módulo de tripulación. Recupere uno de los 

adaptadores de acoplamiento y colóquelo detrás de uno de los montantes para que la parte superior del montante se superponga 

al borde del vaso y esté alineado con una de las marcas que hizo anteriormente para alinear los pétalos.

12. Pegue con cinta adhesiva el montante en su lugar y repita el proceso con el montante en el lado opuesto del módulo de 

tripulación. Centre el adaptador de acoplamiento en la parte superior del módulo de tripulación. Es posible que deba reajustar 

la cinta adhesiva para que quede centrada.

13. Fije los cuatro montantes de la misma manera para completar su módulo de tripulación.

8

9

10 11 12 13
Transporte de tripulación con Orión

26  STEM de próxima generación

Sistema de control

14. Ahora deberá crear un sistema de control para que el módulo de 

tripulación sea maniobrable para el acoplamiento. Corte cuatro trozos 

de cuerda de aproximadamente 1 metro de largo cada uno. Ate el 

extremo de la primera cuerda a la articulación de uno de los 

montantes. Ate el extremo de la segunda cuerda a la articulación del 

montante en el lado opuesto del módulo de tripulación. Ate los 

extremos de las cuerdas tercera y cuarta a estos mismos montantes, 

pero en la parte superior, cerca del adaptador de acoplamiento. 

Puede ser útil pegar con cinta adhesiva las dos cuerdas superiores para evitar que se 

deslicen hacia abajo.

15. En la página de la plantilla, recorte la imagen de vista superior redonda del adaptador de 

acoplamiento. La forma en el medio es un destino de acoplamiento que está montado en la 

escotilla exterior dentro del adaptador de acoplamiento. Ayuda a los astronautas a alinear 

correctamente la nave espacial para el acoplamiento. Después de recortar la imagen, 

colóquela en la parte inferior de su segundo adaptador de acoplamiento con la imagen hacia 

la abertura. Alinee los pétalos de la imagen con los pétalos de su adaptador de acoplamiento 

y pegue la imagen con cinta adhesiva en su lugar.

¡Felicitaciones! Ha completado su modelo a escala del módulo de 

tripulación, así como un adaptador de acoplamiento destino. Ahora 

está listo para comenzar su entrenamiento y misiones de 

acoplamiento.

Destino de acoplamiento dentro de uno de los adaptadores de 

acoplamiento a bordo de la Estación Espacial Internacional

Planificar, probar y mejorar

Ahora que ha completado su módulo de tripulación con el adaptador 

de acoplamiento conectado, así como un segundo adaptador de 

acoplamiento con el destino de acoplamiento instalado, es hora de 

aprender a maniobrar su módulo de tripulación y acoplarse con otro 

objeto. Probablemente ya sepa que las naves espaciales pueden 

moverse en tres dimensiones en la dirección de cada eje. Pueden 

moverse hacia adelante y hacia atrás, hacia arriba y hacia abajo, 

hacia la izquierda y hacia la derecha. Para orientarse en línea con la 

escotilla de acoplamiento de otra embarcación, también deben 

poder girar en tres ejes de rotación diferentes. Estos tres giros se 

denominan cabeceo, al girar la punta de la nave hacia arriba o hacia 

abajo; alabeo, al girar la punta de la nave hacia la izquierda y hacia 

la derecha; y guiñada, al girar la punta de la nave en sentido horario 

o antihorario. Estudie estas maniobras en el diagrama que se 

muestra aquí e imagine su módulo de tripulación moviéndose de la 

misma manera.

14

Representación de cabeceo, alabeo y guiñada en una nave espacial 

de carga sin tripulación. (ESA-I/Baroncini)

15

Simulación de acoplamiento

Dos copilotos maniobrarán su módulo de tripulación. Uno frente al 

otro, cada piloto sostendrá dos cuerdas en lados opuestos del 

módulo de tripulación. Los pilotos tirarán de las cuerdas, pero no lo 

suficiente como para soltarlas. Un tercer miembro de su equipo 

actuará como comandante y dará órdenes verbales sobre cómo 

maniobrar el módulo de tripulación hasta la posición de 

acoplamiento. Su módulo de tripulación se “acoplará” con éxito 

cuando los pétalos de su sistema de acoplamiento estén 

entrelazados con los del sistema de acoplamiento destino. Estas 

misiones requerirán trabajo en equipo y comunicación. ¡Buena 

suerte!
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  2 7 

Misiones de entrenamiento

• Los copilotos practican manteniendo firme el módulo de 

tripulación en el aire con la punta hacia adelante, hacia abajo y 

boca abajo.

• Los copilotos mantienen firme el módulo de tripulación mientras 

el comandante presiona el otro sistema de acoplamiento en el 

módulo de tripulación para que los pilotos puedan sentir cuánta 

presión se debe aplicar para un acoplamiento exitoso.

• Los copilotos practican las siguientes doce maniobras dadas por 

su comandante: moverse hacia arriba, moverse hacia abajo, 

moverse hacia la izquierda, moverse hacia la derecha, moverse 

hacia adelante, moverse hacia atrás, cabecear hacia arriba, cabecear hacia abajo, girar a la izquierda, girar a la derecha, girar 

en el sentido de las agujas del reloj, girar en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Misiones de novato

• Coloque su sistema de acoplamiento destino mirando hacia arriba sobre 

una superficie plana (puede ser útil pegarlo con cinta adhesiva). Los 

copilotos maniobran el módulo de tripulación siguiendo las órdenes del 

comandante y realizan un acoplamiento exitoso.

• Usando cinta adhesiva, coloque el sistema de acoplamiento destino en una 

pared u otra superficie vertical. Los copilotos maniobran el módulo de 

tripulación siguiendo las órdenes del comandante y realizan un 

acoplamiento exitoso.

• Coloque su sistema de acoplamiento destino mirando hacia arriba sobre 

una superficie plana (puede ser útil pegarlo con cinta adhesiva). Los copilotos con los ojos vendados maniobran el módulo de 

tripulación siguiendo las órdenes del comandante y acoplan con éxito.

Misiones de veterano

• Usando cinta adhesiva, coloque el sistema de acoplamiento destino en una pared u otra 

superficie vertical. Los copilotos con los ojos vendados maniobran el módulo de tripulación 

siguiendo las órdenes del comandante y acoplan con éxito.

• Con cinta adhesiva, coloque el sistema de acoplamiento destino en ángulo en la esquina 

de una mesa u otra superficie. Los copilotos maniobran el módulo de tripulación siguiendo 

las órdenes del comandante y realizan un acoplamiento exitoso.

• Asóciese con otro equipo y acople con éxito sus dos módulos de tripulación en el aire.

Misiones de experto

• Con cinta adhesiva, coloque el sistema de acoplamiento destino en ángulo en la esquina de una mesa u otra superficie. Los 

copilotos con los ojos vendados maniobran el módulo de tripulación siguiendo las órdenes del comandante y acoplan con éxito.

• Asóciese con otro equipo y acople con éxito sus dos módulos de tripulación en el aire con copilotos con los ojos vendados.

• Asóciese con otro equipo. Coloque el sistema de acoplamiento destino en varios lugares de la sala y desafíense unos a otros a

acoplarse con el destino, con copilotos con los ojos vendados, en el menor tiempo posible o con la menor cantidad de comandos 

dados por el comandante.

Compartir

• ¿Cuál fue el mayor desafío para su equipo hoy?

• ¿Por qué era importante que sus medidas y cálculos fueran precisos?

• El diámetro del escudo térmico de la nave espacial es de 5,03 metros. ¿Cuál es la escala de su modelo?

• ¿Su equipo tuvo éxito al maniobrar su modelo del módulo de tripulación en el puerto de acoplamiento? ¿Por qué sí o por qué no?

• Cuando las naves espaciales acoplan, no solo comparten un sello hermético físico. También se pueden realizar conexiones 

eléctricas y de fontanería. ¿Qué recursos podrían compartirse entre dos naves espaciales acopladas?

• Si volviera a participar en esta actividad, ¿qué haría diferente?
Transporte de tripulación con Orión

28  STEM de próxima generación

Plantillas de la actividad tres
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  2 9 

Actividad cuatro: Construir un escudo térmico

Notas para el educador

Desafío

Los estudiantes trabajarán juntos como equipo para diseñar y construir un escudo térmico que 

protegerá el contenido (barra de dulce) de un módulo de tripulación (vaso de papel) de un reingreso 

atmosférico simulado (secador de cabello). 

Tiempo sugerido

60 minutos

Objetivos de aprendizaje

Los estudiantes podrán hacer lo siguiente:

• Aplicar los pasos del proceso de diseño de ingeniería para completar con éxito un desafío de equipo:

• Diseñarán, construirán y probarán el escudo térmico de un módulo de tripulación.

• Explorarán conceptos relacionados con la transferencia de calor, la carga de calor, la resistencia térmica y la turbulencia.

• Harán una lluvia de ideas sobre qué características del material protegerán mejor el contenido (barra de dulce) del módulo de 

tripulación simulado.

• Realizarán observaciones y recopilarán datos para mejorar su diseño.

Conexión curricular

Ciencias e Ingeniería (NGSS)

Ideas básicas disciplinarias

• MS-PS3-3 Energía: aplicar principios científicos para diseñar, construir y probar un 

dispositivo que minimice o maximice la transferencia de energía térmica.

• MS-PS3-4 Energía: planificar una investigación para determinar las relaciones entre la 

energía transferida, el tipo de materia, la masa y el cambio en la energía cinética promedio 

de las partículas medida por la temperatura de la muestra.

• MS-ETS1-1 Diseño de ingeniería: definir los criterios y las restricciones de un problema de 

diseño con suficiente precisión para asegurar una solución exitosa, teniendo en cuenta los 

principios científicos relevantes y los posibles efectos en las personas y el medio natural 

que pueden limitar las posibles soluciones.

• MS-ETS1-3 Diseño de ingeniería: analizar los datos de las pruebas para determinar 

similitudes y diferencias entre varias soluciones de diseño para identificar las mejores 

características de cada una que se puedan combinar en una nueva solución para cumplir 

mejor con los criterios de éxito.

Conceptos transversales

• Sistema y modelos de sistemas: un sistema es un grupo organizado de objetos o 

componentes relacionados. Se pueden usar modelos para comprender y predecir el 

comportamiento de los sistemas.

• Energía y materia: el seguimiento de los flujos de energía y materia dentro, fuera y dentro 

de los sistemas ayuda a comprender el comportamiento de su sistema.

• Interdependencia de ciencias, ingeniería y tecnología: los avances de la ingeniería han 

llevado a importantes descubrimientos en prácticamente todos los campos de la ciencia, y 

los descubrimientos científicos han llevado al desarrollo de industrias enteras y sistemas de 

ingeniería.

Prácticas de ciencia e ingeniería

• Formular preguntas y definir problemas: una práctica de la ciencia es formular y 

perfeccionar preguntas que conduzcan a descripciones y explicaciones de cómo funcionan 

el mundo natural y el diseñado y que puedan probarse empíricamente.

• Desarrollo y uso de modelos: una práctica tanto de la ciencia como de la ingeniería es usar 

y construir modelos como herramientas útiles para representar ideas y explicaciones. Estas 

herramientas incluyen diagramas, dibujos, réplicas físicas, representaciones matemáticas, 

analogías y simulaciones por computadora.

• Planificación y realización de investigaciones: los científicos y los ingenieros planifican y 

llevan a cabo investigaciones en campo o en laboratorio, y trabajan tanto en colaboración 

como individualmente. Sus investigaciones son sistemáticas y requieren aclarar qué cuenta 

como datos e identificar variables o parámetros.

• Análisis e interpretación de datos: las investigaciones científicas producen datos que deben 

analizarse para obtener significado. Debido a que los patrones y las tendencias de los 

datos no siempre son obvios, los científicos utilizan una variedad de herramientas, que 

incluyen la tabulación, la interpretación gráfica, la visualización y el análisis estadístico, 

para identificar las características y los patrones significativos en los datos. Los científicos 

identifican las fuentes de error en las investigaciones y calculan el grado de certeza de los 

resultados. La tecnología moderna facilita mucho la recopilación de grandes conjuntos de 

datos, y proporcionan fuentes secundarias para el análisis.

Tecnología (ISTE)

Estándares para estudiantes 

• Constructor de conocimiento: los estudiantes seleccionan críticamente una variedad de 

recursos utilizando herramientas digitales para construir conocimiento, producir artefactos 

creativos y crear experiencias de aprendizaje significativas para ellos mismos y para otros.

– 3d: los estudiantes desarrollan conocimientos explorando activamente problemas y 

cuestiones del mundo real, desarrollando ideas y teorías y buscando respuestas y 

soluciones.

• Diseñador de innovación: los estudiantes usan una variedad de tecnologías dentro de un 

proceso de diseño para identificar y resolver problemas mediante la creación de soluciones 

nuevas, útiles o imaginativas.

– 4a: los estudiantes conocen y usan un proceso de diseño deliberado para generar ideas, 

probar teorías, crear artefactos innovadores o resolver problemas auténticos.

Estándares para estudiantes (continuación)

– 4c: los estudiantes desarrollan, prueban y perfeccionan prototipos como parte de un 

proceso cíclico de diseño.

– 4d: los estudiantes exhiben tolerancia a la ambigüedad, la perseverancia y la capacidad 

de trabajar con problemas abiertos.

• Colaborador mundial: los estudiantes usan herramientas digitales para ampliar sus 

perspectivas y enriquecer su aprendizaje al colaborar con otros y trabajar de manera 

efectiva en equipos a nivel local y global.

– 7c: los estudiantes contribuyen constructivamente a los equipos de proyectos, asumiendo 

varias funciones y responsabilidades para trabajar de manera efectiva hacia un objetivo 

común.

Matemáticas (CCSS)

Prácticas matemáticas

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP1: dar sentido a los problemas y perseverar en resolverlos.

Prácticas matemáticas (continuación)

• CCSS.MATH.PRACTICE.MP3: construir argumentos viables y criticar el razonamiento de 

los demás.
Transporte de tripulación con Orión

30  STEM de próxima generación

Tiempo de preparación

15 minutos

• Lea la sección Introducción y antecedentes, las Notas para el educador y el Folleto para 

el estudiante para familiarizarse con la actividad.

• Imprima copias del Folleto para el estudiante. 

• Reúna y prepare todos los suministros enumerados en la lista de materiales. 

• La malla de alambre o tela metálica (a menudo denominada “malla metálica”) se puede 

encontrar en línea o en ferreterías locales. Se puede utilizar cualquier tipo, pero 

idealmente podrá dar estructura al dispositivo de protección y no conducir el calor. Este 

es un elemento de diseño importante. Si el presupuesto de la actividad lo permite, ofrezca 

una variedad de materiales de malla de alambre o tela metálica, y los estudiantes podrán 

probar para determinar qué material funciona mejor.

• Instale estaciones de prueba con equipo de seguridad, secador de pelo, pinzas, 

termómetro infrarrojo (recomendado), balanza y una regla métrica. Se recomienda una 

estación por cada dos o tres equipos.

Materiales

 Copias del Folleto para el estudiante y papel en blanco

 Papel y lápiz

 Tijeras 

 Cinta adhesiva 

 Reglas métricas 

 Vasos de papel de 5 oz (1 por equipo) 

 Balanza digital 

 Secador de pelo (1 por estación de prueba) 

 Pinzas (1 por estación de prueba) 

 Cronómetro (1 por estación de prueba) 

 Termómetros (2 por estación de prueba; se recomienda infrarrojos) 

 Manoplas o guantes para horno (2 por estación de prueba)

 Protección ocular (para todos los estudiantes) 

 Barras de dulce sin envoltorio y sin frutos secos (de tamaño pequeño, al menos 2 por 

equipo); para mantener la coherencia, use el mismo tipo para toda la clase. Los frutos 

secos interfieren con las sondas de temperatura).

Suministros generales de construcción (elija una selección de materiales para probar):

 Malla de alambre o tela metálica (ver Tiempo de preparación)

 Fichas, periódico, cartulina

 Bolas de algodón

 Envoltorio plástico de burbujas

 Cinta aislante

 Lana de acero

 Compuesto de relleno

 Pegamento blanco

 Restos de StyrofoamTM (bolitas de poliestireno, bandejas de comida, platos)

 Restos de cartón (cartones de leche, cajas de zapatos, vasos para café, cajas)

Comparta con los 

estudiantes

Estimulante cerebral

Avcoat, un material ablativo 

instalado en la base del escudo 

térmico, está diseñado para 

erosionar y alejar el calor del 

módulo de tripulación, protegiendo 

a los astronautas del interior de las 

temperaturas abrasadoras que 

experimentan al volver a entrar en 

la atmósfera terrestre. 

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/content/par

tnerships-make-missionspossible

En el lugar

Dentro de la cámara de vacío más 

grande del mundo y de las 

principales instalaciones de prueba 

de ambientes espaciales en la 

estación Plum Brook de la NASA en 

Sandusky, Ohio, las naves 

espaciales están sujetas a 

temperaturas extremas, que van 

desde –160 a 150 °C (–250 a 

300 °F), para simular condiciones 

extremas en el espacio. La 

instalación también tiene la 

capacidad de realizar pruebas de 

compatibilidad e interferencia 

electromagnética.

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/feature/orio

n-to-face-simulated-rigors-ofspace-in-last-major-testingbefore-artemis-i Presente el desafío

• Proporcione el contexto para esta actividad utilizando la información en la sección 

Introducción y antecedentes de esta guía. Utilice los recursos adicionales enumerados al 

final de las Notas para el educador para involucrar e informar a los estudiantes sobre este 
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  3 1 

desafío. Enfatice por qué un escudo térmico es un elemento crucial de una nave espacial, especialmente para una que transporta 

personas.

• Explique la función de los ingenieros en el diseño de tecnología para resolver problemas. Comparta el video Intro to Engineering

de NASA for Kids y presente el proceso de diseño de ingeniería. 

• Explique que los ingenieros no solo buscan resolver problemas, sino que también buscan diseños que sean rentables y que 

puedan desarrollarse en un período razonable. 

• Divida la clase en equipos (de tres a cinco estudiantes) y distribuya el Folleto para el estudiante a cada equipo. Explique los 

detalles del desafío, incluso las restricciones de diseño y sus expectativas para el trabajo en equipo y la gestión del aula. 

Restricciones de diseño 

1. La superficie del escudo térmico no puede exceder los 40 cm2. 

2. El escudo térmico debe proteger el contenido interior del módulo de tripulación (barra de dulce) del calor y las turbulencias

durante el reingreso simulado (secador de cabello). 

3. El contenido debe sobrevivir durante 7 minutos sin derretirse.

Facilitar el desafío 

Preguntar, imaginar y planificar

• Analice los conceptos de transferencia de calor, carga de calor, resistencia térmica, fricción y turbulencia.

• Involucre a los equipos para que hagan una lluvia de ideas sobre qué características del material funcionarán mejor para proteger 

el contenido (barra de dulce) del módulo de tripulación simulado.

• Anime a los estudiantes a presentar ideas para un escudo térmico y planificar cómo realizarán las pruebas.

Crear, probar y mejorar

1. Cada equipo de estudiantes construirá el escudo térmico que diseñaron, utilizando los materiales proporcionados.

2. Una vez que se haya construido el escudo térmico, los estudiantes probarán el escudo sujetando un secador de pelo a no más 

de 10 cm de la parte inferior del escudo, exponiéndolo al calor directo y al aire durante 7 minutos. 

Seguridad

 Para evitar quemaduras, los estudiantes deben usar pinzas y manoplas o guantes para horno para sujetar el escudo 

térmico y el secador de pelo. 

 Tenga cuidado al operar secadores de pelo. No toque las partes calientes del secador de pelo ni el escudo térmico.

 Tenga cuidado con las alergias a los dulces y los frutos secos. Se podrían usar otros materiales como cera o hielo en 

lugar de barras de dulce.

3. Los estudiantes usarán un cronómetro y tomarán lecturas del termómetro en incrementos de 1 minuto. Realizarán un 

seguimiento de sus datos en el Folleto para el estudiante.

4. Después de completar la primera ronda de pruebas, los estudiantes harán modificaciones a sus diseños para mejorar la 

protección del contenido del módulo de tripulación (barra de dulce) según los resultados de las pruebas y su comprensión de 

los conceptos científicos, que incluyen la transferencia de energía, la resistencia térmica y la transferencia de calor. 

5. Los estudiantes repetirán las pruebas con su diseño modificado.

Compartir

Involucre a los estudiantes con las siguientes preguntas de discusión:

• ¿Qué características de diseño proporcionaron la mayor protección al módulo de tripulación?

• ¿De qué manera pudo administrar su tiempo para obtener los mejores resultados?

• ¿Qué información podrían obtener los ingenieros que trabajan en este proyecto de los resultados de su equipo?

• ¿Qué otras pruebas o cálculos podría hacer antes de hacer sus recomendaciones al equipo de ingeniería de la NASA?

Extensiones

• Repita la actividad usando diferentes tipos de materiales sensibles al calor, como cera o hielo, como su “carga” dentro del 

módulo de tripulación (en lugar de la barra de dulce). 
Transporte de tripulación con Orión

32  STEM de próxima generación

• Agregue una restricción de costos al desafío y cree un presupuesto para que los estudiantes “compren” materiales. Asigne 

costos a todos los materiales según la masa, el área o el tipo de material.

• Pida a los equipos que determinen bajo qué condiciones fallará su diseño, o la carga máxima de calor en su diseño.

Referencia

Modificado de la actividad Mars Science Laboratory Entry, Descent, and Landing Instrument (MEDLI): 

https://www.nasa.gov/sites/default/files/best_medli_workbook.pdf

Recursos adicionales

• Página web: nave espacial Orión. https://www.nasa.gov/exploration/systems/Orión/index.html 

• Foto: escudo térmico de Orión. https://www.nasa.gov/image-feature/heat-shield-for-first-artemis-mission-with-astronautsarrives-at-kennedy 

• Video. Orión: Heat Shield. https://www.youtube.com/watch?v=XH4VVpfr9Bs 

• Video. Career Connection: NASA Heat Shield Engineer. https://www.youtube.com/watch?v=qmDIp6FW2eE

• Insignia digital: Aprendizaje STEM de la NASA en línea. https://www.txstate-epdc.net/digital-badging/

Representación artística del reingreso de la nave espacial Orión. (NASA) 
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  3 3 

Actividad cuatro: Construir un escudo térmico

Folleto para el estudiante

Su Desafío

Diseñar un escudo térmico para proteger el contenido de un módulo de tripulación durante un 

reingreso atmosférico simulado. 

Restricciones de diseño

1. La superficie del escudo térmico no puede exceder los 40 cm2. 

2. El escudo térmico debe proteger el contenido interior del módulo de tripulación (barra de 

dulce) del calor y las turbulencias durante el reingreso simulado (secador de cabello). 

3. El contenido debe sobrevivir durante 7 minutos sin derretirse.

Preguntar, imaginar y planificar

• Se le dará un vaso de papel que sirva como módulo de tripulación y una pequeña barra 

de dulce para simular los contenidos sensibles dentro del módulo de tripulación.

• Después de construir el escudo térmico, debe sujetarse de forma segura al extremo 

abierto del vaso (la parte inferior de su módulo de tripulación) con la barra de dulce sin 

envolver adentro. 

• Su equipo será responsable de documentar las observaciones y las temperaturas 

(internas y externas) una vez por minuto. Incluya en su diseño una ventana o un agujero 

en la parte superior del módulo de tripulación para que pueda observar cualquier cambio.

• Haga una lluvia de ideas y dibuje su escudo térmico en el papel en blanco que le 

proporcionó su maestro. Asegúrese de rotularlo con los materiales que planea usar. ¿Cuál 

es la forma general de su escudo térmico? ¿Qué tipos de materiales protegerán mejor el 

contenido del interior?

Crear

• Construya su escudo térmico usando solo los materiales proporcionados.

Dato curioso

¿Sabía que Orión volvió a entrar en 

la atmósfera de la Tierra a una 

velocidad de más de 32 000 km/h 

(20 000 mph) antes del amerizaje 

durante la prueba de vuelo de 

exploración 1? El escudo térmico 

soportó temperaturas de casi 

2200 °C (4000 °F), que es casi el 

doble de caliente que la lava 

fundida.

Obtenga más información: 

https://www.youtube.com/watch?v=

KyZqSWWKmHQ

Esquina profesional

Si se convierte en científico o 

ingeniero en la rama de 

Tecnologías Térmicas Avanzadas 

de la NASA, puede investigar cómo 

se pueden usar varios materiales 

para regular y mantener 

temperaturas seguras dentro de 

una nave espacial, protegiendo a la 

tripulación y el equipo en el 

ambiente extremo del espacio. 

Obtenga más información: 

https://www.nasa.gov/careers/engin

eering

Probar y mejorar

1. Realizará una prueba de 7 minutos en el escudo térmico bajo la dirección y la supervisión 

de su maestro. Por seguridad, utilice pinzas cuando manipule el módulo de tripulación y 

el escudo térmico. La fuente de calor (secador de pelo) no debe estar a más de 10 cm de 

la parte inferior del escudo térmico.

2. En una hoja de papel, cree una tabla como el ejemplo que se muestra a continuación. A 

intervalos de 1 minuto, anote sus observaciones de lo que le sucede a la barra de dulce 

mientras se lleva a cabo la prueba. Use el termómetro para tomar lecturas de temperatura 

del interior del módulo y la parte inferior de su escudo térmico. Anote sus resultados y 

observaciones en su tabla.

Incrementos 

de tiempo 

(minutos)

Temperatura 

externa 

(°C o °F) 

Temperatura

interna

(°C o °F) 

Observaciones

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00
Transporte de tripulación con Orión

34  STEM de próxima generación

3. Mejore el diseño de su escudo térmico y repita el experimento. Haga otra tabla como la de arriba y registre sus nuevos resultados 

y observaciones.

Compartir

• ¿Qué características de diseño proporcionaron la mayor protección al contenido del módulo de tripulación?

• ¿De qué manera pudo administrar su tiempo para obtener los mejores resultados?

• Los ingenieros de la NASA también deben determinar bajo qué condiciones podrían fallar sus diseños. Al conocer la carga 

máxima de calor en su diseño, los ingenieros pueden identificar en qué otras condiciones se podría usar esta tecnología 

(temperaturas más altas, reingresos más prolongados, etc.). Según los datos que recopiló en las pruebas de 7 minutos, ¿cuánto 

tiempo más cree que su diseño podría manejar la turbulencia y el estrés térmico?

Instalación del escudo térmico en el módulo de tripulación de la nave espacial Orión de la 

NASA en el Centro Espacial Kennedy en Florida el 25 de julio de 2018. (NASA/Kim Shiflett)
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  3 5 

Anexo: Estándares y prácticas de STEM

Estándares de ciencias de próxima generación (NGSS, por sus siglas en inglés) 

https://www.nextgenscience.org/ 

Alineación de actividades con ideas básicas disciplinarias de los NGSS

Estándar de movimiento y 

estabilidad (MS, por sus siglas 

en inglés)

Analizar la geometría de 

una nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de una 

nave espacial

Construir un escudo 

térmico

Fuerzas e interacciones

MS-PS2-2 

Energía

MS-PS3-3 

MS-PS3-4  

Diseño de ingeniería

MS-ETS1-1  

MS-ETS1-2  

MS-ETS1-4 

Alineación de actividades con conceptos transversales de los NGSS

Concepto Analizar la geometría de una 

nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de una 

nave espacial

Construir un escudo 

térmico

Patrones

Causa y efecto

Escala, proporción y cantidad

Sistema y modelos de sistemas    

Energía y materia

Estructura y función    

Estabilidad y cambio

Interdependencia de ciencias, 

ingeniería y tecnología    

Influencia de la ingeniería, la 

tecnología y la ciencia en la sociedad y 

el mundo natural
Transporte de tripulación con Orión

36  STEM de próxima generación

Prácticas de ciencia e ingeniería de los NGSS 

https://ngss.nsta.org/PracticesFull.aspx

Alineación de las actividades con las prácticas de ciencias e ingeniería de los NGSS

Práctica Analizar la geometría de 

una nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de una 

nave espacial

Construir un escudo 

térmico

Hacer preguntas y definir problemas  

Desarrollo y uso de modelos   

Planificación y realización de 

investigaciones

 

Análisis e interpretación de datos  

Uso de las matemáticas y el 

pensamiento computacional  

Construir explicaciones y diseñar 

soluciones:



Participar en un argumento a partir de 

la evidencia

Obtener, evaluar y comunicar 

información

Estándares para estudiantes de la Sociedad Internacional para la Tecnología en la 

Educación (ISTE, por sus siglas en inglés) 

https://www.iste.org/standards/for-students

Alineación de actividades con los estándares para estudiantes de la ISTE

Estándar Analizar la geometría de 

una nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de una 

nave espacial

Construir un escudo 

térmico

Constructor de conocimiento

3d 

Diseñador de innovación

4a  

4c  

4d  

Pensador computacional

5c  

Colaborador mundial

7c    
Transporte de tripulación con Orión

STEM de próxima generación  3 7 

Estándares estatales básicos comunes (CCSS, por sus siglas en inglés) para 

matemáticas 

http://www.corestandards.org/Math/

Alineación de actividades con los estándares de contenido por dominio de nivel de grado de los CCSS

Estándar Analizar la geometría 

de una nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de 

una nave espacial

Construir un escudo 

térmico

6.° grado

CCSS.MATH.CONTENT.6.RP.A.1 

CCSS.MATH.CONTENT.6.NS.B.3  

CCSS.MATH.CONTENT.6.G.A.1 

7.o grado

CCSS.MATH.CONTENT.7.NS.A.3  

CCSS.MATH.CONTENT.7.G.A.1 

CCSS.MATH.CONTENT.7.G.A.3 

CCSS.MATH.CONTENT.7.G.B.6 

8.o grado

CCSS.MATH.CONTENT.8.G.C.9 

Alineación de actividades con los estándares de los CCSS para la práctica matemática

Práctica Analizar la geometría de 

una nave espacial

Diseñar un módulo de 

tripulación

Representar un sistema 

de acoplamiento de una 

nave espacial

Construir un escudo 

térmico

CCSS.MATH.PRACTICE.MP1  

CCSS.MATH.PRACTICE.MP2 

CCSS.MATH.PRACTICE.MP3  

CCSS.MATH.PRACTICE.MP4 

CCSS.MATH.PRACTICE.MP5  

CCSS.MATH.PRACTICE.MP6  

CCSS.MATH.PRACTICE.MP7

CCSS.MATH.PRACTICE.MP8
Transporte de tripulación con Orión

38  STEM de próxima generación
Contraportada: Representación artística del módulo de servicio construido en Europa para el vehículo de transporte de tripulación 

Orión de la NASA. (NASA)
Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio

Sede de la NASA

300 E Street Southwest

Washington DC 20024-3210

www.nasa.gov

NP-2020-02-2805-HQ