Curiosity

La Mars Science Laboratory (abreviada MSL), conocida como Curiosity, del inglés ‘curiosidad’, es una misión espacial que incluye un astromóvil de exploración marciana dirigida por la NASA. Programada en un principio para ser lanzada el 8 de octubre de 2009 y efectuar un descenso de precisión sobre la superficie del planeta en 2010 entre los meses de julio y septiembre, fue finalmente lanzado el 26 de noviembre de 2011 a las 10:02 am EST, y aterrizó en Marte exitosamente en el cráter Gale el 6 de agosto de 2012, aproximadamente a las 05:31 UTC enviando sus primeras imágenes a la Tierra.

La misión se centra en situar sobre la superficie marciana un vehículo explorador (tipo rover). Este vehículo es tres veces más pesado y dos veces más grande que los vehículos utilizados en la misión Mars Exploration Rover, que aterrizaron en el año 2004. Este vehículo lleva instrumentos científicos más avanzados que los de las otras misiones anteriores dirigidas a Marte, algunos de ellos proporcionados por la comunidad internacional. El vehículo se lanzó mediante un cohete Atlas V 541. Una vez en el planeta, el rover tomó fotos para mostrar que aterrizó con éxito. En el transcurso de su misión tomará docenas de muestras de suelo y polvo rocoso marciano para su análisis. La duración prevista de la misión es de 1 año marciano (1,88 años terrestres). Con un radio de exploración mayor a los de los vehículos enviados anteriormente, investigará la capacidad pasada y presente de Marte para alojar vida.

Autorretrato de octubre de 2012 hecho por el Curiosity en Marte de sí mismo. La imagen es una serie de 55 fotografías de alta resolución posteriormente unidas

Objetivos

El MSL tiene cuatro objetivos: Determinar si existió vida alguna vez en Marte, caracterizar el clima de Marte, determinar su geología y prepararse para la exploración humana de Marte. Para contribuir a estos cuatro objetivos científicos y conocer el objetivo principal (establecer la habitabilidad de Marte) el MSL tiene ocho cometidos:

Evaluación de los procesos biológicos:

• 1.º Determinar la naturaleza y clasificación de los componentes orgánicos del carbono.
• 2.º Hacer un inventario de los principales componentes que permiten la vida: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
• 3.º Identificar las características que representan los efectos de los procesos biológicos.

Diagrama esquemático del rover con sus componentes planeados.

Diagrama esquemático del rover con sus componentes planeados.

Objetivos geológicos y geoquímicos:

• 4.º Investigar la composición química, isotópica y mineral de la superficie marciana.
• 5.º Interpretar el proceso de formación y erosión de las rocas y del suelo.

Evaluación de los procesos planetarios:

• 6.º Evaluar la escala de tiempo de los procesos de evolución atmosféricos.
• 7.º Determinar el estado presente, los ciclos y distribución del agua y del dióxido de carbono.

Evaluación de la radiación en superficie:

• 8.º Caracterizar el espectro de radiación de la superficie, incluyendo radiación cósmica, erupciones solares y neutrones secundarios.

Especificaciones

Se esperaba que el vehículo rover tuviera un peso de 899 kilogramos incluyendo 80 kilogramos en instrumentos y equipo de análisis científico, en comparación a los usados en la Mars Exploration Rover cuyo peso es de 185 kg, incluyendo 5 kg de equipo en instrumental científico. Con una longitud de 2,7 m la misión MSL será capaz de superar obstáculos de una altura de 75 cm y la velocidad máxima de desplazamiento sobre terreno está estimada en 90 metros/hora con navegación automática, sin embargo se espera que la velocidad promedio de desplazamiento sea de 30 metros/hora considerando variables como dificultad del terreno, deslizamiento y visibilidad. Las expectativas contemplan que el vehículo recorra un mínimo de 19 km durante dos años terrestres.

Fuente de energía

El Mars Science Laboratory utiliza un «Generador termoeléctrico de radioisótopos» (RTG) fabricado por Boeing; este generador consiste en una cápsula que contiene radioisótopos de plutonio-238 y el calor generado por éste es convertido en electricidad por medio de un termopar, produciendo así 2.5 kilovatios-hora por día. Aunque la misión está programada para durar aproximadamente dos años, el generador RTG tendrá una vida mínima de catorce años.

Carga útil de instrumentos propuesta

Actualmente se han elegido 12 instrumentos para el desarrollo de la misión:

Cámaras (MastCam, MAHLI, MARDI, Hazcams, Navcams)

Todas las cámaras han sido desarrolladas por Malin Space Science Systems; todas comparten un diseño común en cuanto a componentes tales como dispositivos para el procesamiento instantáneo de imágenes, y sensores CCD de 1600 X 1200

• MastCam: Este sistema proporciona imágenes en múltiples espectros y en color real a través de cámaras con visión estereoscópica (tridimensional). Las tomas en color real son de 1200 x 1200 pixeles y a una velocidad de 10 cuadros por segundo, en un formato de video de alta definición de 1280 x 720. En contraste con la cámara panorámica usada en la misión MER la cual solo puede generar imágenes de 1024 x 1024 en blanco y negro. La rueda con los filtros, diseñada para la toma de imágenes en distintos espectros, usada en la misión MER, también será utilizada en la MastCam.

• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Este sistema consiste en una cámara montada en un brazo robótico del rover, y se usará para obtener tomas microscópicas de las rocas y suelo marciano, del mismo modo que el MI usado en la MER, aunque a diferencia de este, será capaz de tomar imágenes en color verdadero de 1600 x 1200 pixeles y con una resolución de 12.5 micrómetros por pixel. MAHLI tiene iluminación a base de leds en luz blanca y ultravioleta para la toma de imágenes en la oscuridad o fluorescentes. MAHLI tiene enfoque mecánico en un rango de infinito a distancias milimétricas.

• MSL Mars Descent Imager (MARDI): Durante el descenso a la superficie marciana MARDI será capaz de lograr tomas de imágenes en color de 1600 x 1200 pixeles comenzando a una distancia de 3.7 kilómetros hasta los 5 metros de altura respecto del suelo. El manejo de imágenes a través de MARDI permitirá hacer un mapeo del terreno circundante y del sitio de aterrizaje. El 16 de septiembre del 2007 la NASA anunció que MARDI no sería incluido en la misión debido a problemas de fondos económicos. MARDI fue subsecuentemente reafirmado, después de que la Malin Space Science Systems aceptó que no habría costos adicionales a la NASA para su inclusión. MARDI tomará imágenes a razón de 5 cuadros por segundo durante cerca de 2 minutos, en el descenso.

• Hazard Avoidance Cameras (Hazcams): En el MSL se utilizarán cuatro pares de cámaras de navegación en blanco y negro situadas en la parte delantera, izquierda, derecha y trasera del vehículo. Las cámaras de evasión de riesgos (también llamado Hazcams) se utilizan para la prevención de riesgos en las unidades del rover y para la colocación segura del brazo robótico en las rocas y en los suelos. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de las imágenes. Las cámaras tienen unos 120 grados de campo de visión y un mapa del terreno de hasta 3 metros (10 pies) en frente del vehículo. Estas imágenes de salvaguarda sirven para que el vehículo no choque inadvertidamente contra obstáculos inesperados, y trabaja en conjunto con el software que permite que el rover se desplace con seguridad.

• Navigation Cameras (Navcams): El MSL utiliza dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro montadas sobre el mástil de apoyo para la navegación del suelo. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de imágenes. Las cámaras tienen unos 45 grados de campo de visión.

Espectrómetros

• ChemCam: ChemCam es un sistema de espectroscopia de colapso inducida por rayo láser (LIBS -siglas en inglés), el cual puede apuntar a una roca a una distancia de 13 metros, vaporizando una pequeña cantidad de los minerales subyacentes en ella y recogiendo el espectro de luz emitida por la roca vaporizada usando una cámara con una resolución angular de 80 microradianes. Está siendo desarrollada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el laboratorio francés CESR (a cargo del rayo láser). Utiliza un rayo láser infrarrojo con una longitud de onda de 1067 nanómetros y un pulso de 5 nanosegundos, que enfocará en un punto de 1 GW/cm², depositando 30 mJ (milijulios) de energía. La detección se logrará entre los 240 y los 800 nanómetros. En octubre del 2007 la NASA anunció que se detenía el desarrollo del dispositivo debido a que el costo había llegado a un 70 % del costo proyectado y se terminaría solo con el dinero ya proporcionado. El Laboratorio Nacional de Los Álamos afirmó que el sobrecosto se debió a los requerimientos impuestos por la misión del rover y el ahorro en costos era mínimo debido a que el dinero provenía de la CNES francesa.

• Espectrómetro de rayos X por radiación alfa (APXS): Este dispositivo irradiará muestras con partículas alfa y permitirá su análisis a partir del espectro generado por los rayos X reemitidos. Está siendo desarrollado por La Agencia Espacial Canadiense, para determinar la composición elemental de muestras. El sistema APXS es una forma de PIXE. Instrumentos similares fueron incluidos en la misión Mars Pathfinder y en la Mars Exploration Rovers.

• CheMin: Chemin es la abreviación usada para el Instrumento de análisis químico y mineralógico a través de la difracción y fluorescencia de rayos X, el cual cuantifica y analiza la estructura de los minerales contenidos en una muestra. Es desarrollado por el doctor David Blake en el NASA Ames Research Center y el NASA Jet Propulsion Laboratory

• Análisis de muestras en Marte (SAM): El instrumento así denominado, analizará muestras sólidas y gaseosas en búsqueda de compuestos orgánicos. Está siendo desarrollado por el Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA y el Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) (Laboratorio Inter-Universitario de Sistemas Atmosféricos). SAM consiste en un sistema de manipulación de muestras con 74 copas las cuales pueden ser calentadas a una temperatura de 1000 °C para enriquecer y derivar moléculas orgánicas de la muestra misma. El espectrómetro de cromatografía de gases es un espectrómetro cuadripolar con una rango de masa Dalton de 2-235 el cual obtiene información a través de las seis columnas cromatográficas de gases. El espectrómetro láser ajustable es capaz de medir radios de isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono.

Detectores de radiación

• Detector por evaluación de radiación (RAD): Este instrumento analizará toda la gama e intensidad de radiación espacial y radiación solar que recibe la superficie de Marte, con el objetivo de diseñar protección contra la radiación para exploradores humanos. Este instrumento está financiado por la NASA y desarrollado por la universidad Southwest Research Institute (SwRI) en EE.UU. y la universidad alemana Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.

• Albedo dinámico de neutrones (DAN): DAN es una fuente pulsante de neutrones, la cual será utilizada para medir la concentración de hidrógeno o agua bajo la superficie cercana. Este instrumento es proporcionado por la Agencia Espacial Federal Rusa.

Sensores medioambientales

• Estación de supervisión ambiental rover (REMS): Esta es una estación meteorológica que medirá la presión atmosférica, humedad, dirección y fuerza del viento, así como la temperatura ambiental y los niveles de radiación ultravioleta. El desarrollo del equipo ha sido liderado por el Centro de Astrobiología con el apoyo del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial y el Ministerio de Educación y Ciencia, el Ministerio de Defensa a través del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial de España y con la colaboración de Finnish Metereological Institute (Vídeo oficial del aparato REMS).

Instrumentación para el ingreso, descenso y aterrizaje (MEDLI)

El objetivo del módulo MEDLI es medir la densidad de la atmósfera exterior, así como la temperatura y función del escudo térmico de la sonda durante su ingreso a la atmósfera marciana. Los datos obtenidos serán utilizados para entender y describir mejor la atmósfera marciana y ajustar los márgenes de diseño y procedimientos de entrada requeridos para las sondas futuras.

Sistema de aterrizaje

Etapas del ingreso, descenso y aterrizaje del MSL.

Se utilizó una técnica de guiado atmosférico, que es la misma que utilizó el Apolo 11 en su visita a la Luna. La nave entró por guiado balístico al planeta. Luego, con retrocohetes, se cambió el ángulo de trayectoria se modificó la entrada atmosférica. Se produjo entonces una fuerza de sustentación para el guiado final del vehículo que permitió controlar la dirección de la nave y así achicar la zona de descenso. Es entonces que se pasó a la etapa del paracaídas.

La última etapa de descenso comenzó a los 1800 metros, a una velocidad de 300 kilómetros por hora. Se encendieron los retrocohetes de la estructura del robot después de que el sistema de navegación detectase que éste se separó del paracaídas. No se optó la técnica de las bolsas de aire utilizadas en 2004 con Spirit y Opportunity pues hubiera rebotado unos dos kilómetros, muy lejos del lugar ideal que se había planificado aterrizar. Se pensó en aterrizar con patas, como hicieron los astronautas en la Luna, pero se hubiese quedado a un metro de altura, lo que hubiese hecho difícil bajar de allí. Por otra parte las rampas metálicas o de aire no hubiesen tenido lugar dentro de la nave espacial. Además las patas pueden apoyarse sobre rocas o depresiones profundas y puede ser difícil salir luego de allí.

Se buscó entonces la alternativa innovadora del descenso con paracaídas y una grúa con retrocohetes. Este sistema de descenso es llamado Skycrane. A los 23 metros de altura la grúa descendió el vehículo con cables lo que permitió aterrizar en terrenos accidentados, con las ruedas ya en el terreno listo para moverse.

Sitios de aterrizaje propuestos

• Delts Eberswalde (24° S, 327° E)
• Cráter Holden (26.4° S, 325.3° E)
• Cráter Gale (4.6° S, 137.2° E) (elegido)
• Mawrth Vallis (24° N, 341° E)
• Nili Vallis (21° N, 74° E)
• Cráter Miyamoto (2.9° S, 7° W)
• South Meridiani Planum (3.0° S, 5.4° W)

Mars Science Laboratory (MSL)
Organización	NASA
Tipo de misión	Vehículo explorador tipo rover
Lanzamiento	26 de noviembre 16:02, 2011
Cohete	Atlas V 541
Reingreso	6 de agosto 2012, 20:12 EDT (7 de agosto 2012, 02:12 CEST)
Duración	1 año marciano (1,88 años terrestres; 686 días)
Masa	899 kg
Energía	Generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG)
Web	Sitio de la NASA para la misión MSL

Mariner 9

La sonda Mariner 9 fue utilizada como parte del programa Mariner para la exploración de Marte. Mariner 9 fue lanzada hacia su destino el 30 de mayo de 1971, llegando a Marte el 13 de noviembre del mismo año, convirtiéndose en la primera nave espacial que orbitó otro planeta. Científicamente constituyó una continuación de las observaciones de Marte adquiridas por las sondas Mariner 6 y 7 mostrando claras fotografías de la superficie marciana oculta al inicio de la misión por grandes tormentas de arena.

Introducción

El proyecto Mariner Mars 71 fue una misión formada por dos naves que debían orbitar Marte en misiones complementarias, pero debido al fallo del Mariner 8 en el lanzamiento, solo se pudo realizar con una sonda. La nave Mariner 9 recogió los objetivos de la fallida misión (mapear el 70% de la superficie marciana) y sus propios objetivos (estudiar los cambios temporales en la atmósfera y la superficie). La Mariner 9 fue la primera sonda en orbitar con éxito otro planeta.

La superficie planetaria de Marte debía ser mapeada con la misma resolución prevista para la misión inicial, a pesar de que la resolución de las imágenes de las regiones polares debía descender debido a la mayor distancia a la superficie de esta sonda respecto a la Mariner 8.

La nave

La sonda Mariner 9 fue construida sobre una estructura octogonal de magnesio, de 45,7 cm de altura y 138,4 cm en diagonal. Montados en la parte superior de la estructura se encontraban dos tanques de propulsión con el combustible, el motor de maniobras orbitales, una antena de baja ganancia de 1,44 m de largo y una antena parabólica para las comunicaciones con la Tierra.

Una plataforma móvil estaba montada en la parte baja de la estructura, donde estaban acoplados los instrumentos científicos (cámaras de TV de ángulo ancho y estrecho, radiómetro infrarrojo, espectrómetro ultravioleta y espectrómetro interferómetro infrarrojo).

La altura total de la nave era de 2,28 m y la masa en el momento del lanzamiento fue de 974 kg, de los que 415 kg eran de combustible. La instrumentación científica tenía un peso total de 63,1 kg. La electrónica para las comunicaciones, comandos y control de la sonda estaban dentro de la estructura principal.

Para obtener electricidad la sonda tenía 4 paneles solares con unas dimensiones de 90 x 215 cm, extendidos desde la parte superior de la estructura. Cada grupo de dos paneles solares media 6,89 m de lado a lado. La energía de la nave la proporcionaban un total de 14.742 células solares en los 4 paneles con una superficie total de 7,7 m². La producción de electricidad llegaba a los 800 W en la Tierra y a 500 W en la órbita marciana. La energía era almacenada en baterías de níquel-cadmio con una capacidad de 20 A/h.

La propulsión se obtenía por medio de un motor con un empuje máximo de 1340 N y que podía reencenderse más de 5 veces. El propelente era monometil hidracina y tetróxido de nitrógeno. Dos conjuntos de seis toberas de orientación de gas nitrógeno estaban colocadas al final de los paneles solares.

La orientación se obtenía con la localización realizada por un sensor solar, un seguidor de estrellas, giroscopios y una unidad de referencia inercial junto a un acelerómetro. La sonda tenía un sistema de control termal pasivo basado en el uso de paneles móviles en las ocho caras de la nave y de aislantes térmicos.

El control de la sonda lo llevaba un ordenador central y un secuenciador que tenía una memoria de hasta 512 palabras. El sistema de comandos estaba programado con 86 comandos directos, 4 comandos cuantitativos y 5 comandos de control. Los datos eran almacenados en un grabador de cinta digital reel to reel. La cinta de 168 m y 8 pistas podía almacenar 180 millones de bits grabados a una velocidad de 132 kbits/s. El envío de los datos a la Tierra podía ser realizado a 16, 8, 4, 2 y 1 kbit/s, usando dos pistas al mismo tiempo.

Las telecomunicaciones se llevan a cabo por dos transmisores en banda S de 10 y 20 W y se recibían por un receptor a través de la antena parabólica de alta ganancia, la antena de cuerno de media ganancia o la antena de baja ganancia omnidireccional.

La misión

La sonda fue lanzada en una trayectoria directa a Marte de 398 millones de km por un cohete Atlas-Centaur SLV-3C (AC-23). La separación del cohete ocurrió a las 22:36 GMT, unos 13 min después del despegue. Los cuatro paneles solares se desplegaron a las 22:40 GMT y los sensores encontraron el Sol hacia las 23:16 GMT, poco después de que la sonda abandonara la sombra de la Tierra. La adquisición de la estrella Canopus ocurrió a las 02:26 GMT el 31 de mayo.

La primera maniobra de corrección de la trayectoria tuvo lugar el 5 de junio. La nave Mariner 9 llegó a Marte el 13 de noviembre de 1971 tras 166 días de vuelo. Un encendido del motor principal de 15 min y 23 s colocó a la nave en órbita marciana, convirtiendo de esta manera a esta sonda en la primera en orbitar otro planeta. La nave quedó colocada con una órbita que tenía un periapsis de 1.398 km y un periodo de 12 h y 34 min. Dos días después, un encendido del motor de 6 s cambió el periodo orbital a 12 h con un periapsis de 1.387 km. Se realizó una maniobra de corrección de la trayectoria el 30 de diciembre durante la órbita 94 que elevó el periapsis hasta los 1.650 km y dejó el periodo orbital en 11 h, 59 min y 28 s de manera que se pudieran realizar transmisiones de datos sincronizadas con la antena de 64 m de Goldstone.

La realización de fotografías de la superficie de Marte fue retrasada indefinidamente debido a una gran tormenta marciana que había comenzado el 22 de septiembre de 1971 en la región de Noachis. La tormenta creció rápidamente hasta convertirse en la mayor tormenta de arena jamás observada en Marte. Cuando la nave llegó al planeta no se podía apreciar ningún detalle de la superficie, excepto las cimas de Olympus Mons y los tres volcanes de Tharsis. La tormenta fue desapareciendo durante noviembre y diciembre por lo que pudieron comenzar las operaciones normales de la sonda.

Los instrumentos de la nave obtuvieron numerosos datos sobre presiones, densidades y composición de la atmósfera, así como de la composición, temperatura, gravedad y topografía de la superficie. En total se enviaron a la Tierra 54 mil millones de bits de datos científicos, incluyendo 7.329 fotografías que cubrieron al planeta por completo. Tras agotar el gas para controlar la orientación de la nave, la nave fue apagada el 27 de octubre de 1972, tras casi un año de operaciones. Mariner 9 fue dejada en órbita marciana, la cual no decaerá hasta al cabo de 50 años, cuando la sonda penetrará en la atmósfera del planeta rojo.

La misión Mariner 9 fue un éxito rotundo ya que se consiguió el primer mapa global de Marte, incluyendo las primeras vistas detalladas de los volcanes, el Valle Marineris, los casquetes polares y los satélites Fobos y Deimos. Además proporcionó información sobre las tormentas de polvo globales, el campo gravitatorio variable por zonas y evidencias de actividad erosiva por parte del viento.

Instrumentos

Fotografía por televisión

Consistía en una cámara de televisión vidicon de 5 cm que transmitía fotografías desde Marte. Era capaz de transmitir fotografías filtradas de baja resolución y fotografías sin filtrar de alta resolución. Cada imagen tenía un total de 700 por 380 píxeles y su resolución variaba entre las 500 m/línea TV a los 50 m/línea TV si eran tomadas a unos 2.000 km de altura. En total obtuvo más de 7.300 fotografías de la superficie marciana, sus satélites, Saturno y algunas estrellas.

Radiómetro Infrarrojo (IRR)

El radiómetro infrarrojo del Mariner 9 estaba diseñado para estudiar la superficie de Marte, las temperaturas del suelo en función de la hora local midiendo la energía radiada entre las 8-12 micras y las 18-25 micras, lo que permitía conocer los flujos de energía y las posibles ‘zonas calientes’ debidas a fuentes termales y las zonas frías de los polos. Operó con normalidad durante toda la misión.

Ocultación en Banda-S

El desplazamiento Doppler de la señal de telemetría en banda-S ocurrido durante la ocultación de la sonda por Marte proporcionaba información sobre la distribución vertical del índice de refracción de la atmósfera marciana, lo que permitía conocer la distribución vertical de los iones y las moléculas neutras.

Mecánica celestial

Se realizó un experimento de mecánica celeste para el análisis de la trayectoria orbital a través de los datos de seguimiento. Ello permitía obtener las características del campo de gravedad de Marte y las efemérides con alta precisión.

Espectrómetro Interferómetro Infrarrojo (IRIS)

Estaba diseñado para proporcionar información sobre la estructura vertical, la composición y la dinámica de la atmósfera y de las propiedades de la superficie del planeta. Las medidas se realizaron entre las 6 y las 50 micras, usando un interferómetro de Michelson modificado. El instrumento iba montado en la parte inferior de la nave en una plataforma móvil. El instrumento obtuvo unos datos excelentes durante la misión.

Espectrómetro Ultravioleta (UVS)

Este experimento fue diseñado para recibir la radiación ultravioleta entre los 1100 y los 3520 A de la superficie y la atmósfera marciana, observando bandas seleccionadas de esta radiación y dando información sobre la presión atmosférica local, las concentraciones de ozono, variaciones en la estructuras de la superficie y variaciones en el oxígeno y el ozono como posibles señales de actividad biológica.

Además permitía detectar el ritmo de escape del hidrógeno atómico de la exosfera y la presencia de las auroras en el UV inducidas por el campo magnético del planeta. Operó con normalidad durante toda la misión.

Mariner 9

Características técnicas
Otros nombres:	1971-051A, Mariner Mars ’71, Mariner-I, 05261
Fecha de lanzamiento:	30 de mayo de 1971
Hora de lanzamiento:	22:23:00 GMT
Masa seca en órbita:	558,8 kg
Potencia paneles solares:	800 W en la Tierra500 W en la órbita marciana

Mariner 10

Mariner 10 fue la última sonda espacial dentro del programa Mariner de la NASA. Fue lanzada el 3 de noviembre de 1973, dos años después de la Mariner 9. Su misión era probar un transmisor experimental en banda X, explorar la atmósfera, superficie y características físicas de Venus y Mercurio y validar la asistencia gravitatoria, usando en este caso a Venus para acelerarse en su trayecto final hacia Mercurio.

En Venus fotografió la atmósfera de este planeta en el espectro ultravioleta, además de realizar otros estudios atmosféricos.

Visitó Mercurio en tres ocasiones, el 29 de marzo y el 21 de septiembre de 1974 y el 16 de marzo de 1975. En total cartografió entre el 40 y el 45% del planeta, aunque sólo del lado iluminado por el Sol durante los sobrevuelos.

La nave

La estructura de la nave era de forma octogonal, con marcos de magnesio y ocho compartimentos para la electrónica. Medía 1,39 m en diagonal y 0,457 m de profundidad. Dos paneles solares, cada uno de 2,69 m de largo y 0,97 m de ancho, se extendían desde los laterales, con un total de 5,1 m² de superficie. La longitud total de la nave, con los paneles extendidos, era de 8 metros. La sonda disponía de una plataforma móvil con dos grados de libertad y un mástil de 5,8 m de largo donde se alojaba el magnetómetro. La masa total en el lanzamiento era de 502,9 kg. La masa total de los instrumentos de a bordo era de 79,4 kg.

El empuje del motor, alimentado por hidracina alojada en un tanque esférico situado en el centro de la nave, era de 222 newton. La estabilización de la nave en los tres ejes se conseguía con dos juegos de tres pares de propulsores alimentados por nitrógeno situados ortogonalmente entre ellos y montados en los extremos de los paneles solares. El control estaba bajo el ordenador de a bordo, con una memoria de 512 palabras aumentada por los comandos terrestres. La electricidad era obtenida por 2 paneles solares con una superficie total de 5,1 m² y generaban 540 vatios de potencia que se almacenaba en una batería de NiCd con capacidad de 20 A/hora.

La antena de alta ganancia tenía un diámetro de 1,37 m y tenía una estructura con forma de panel de abeja hecha de aluminio. También llevaba una antena de baja ganancia montada al final de un mástil de 2,85 m. Las antenas permitían a la nave transmitir en banda S y banda X, y la velocidad de transmisión máxima estaba en 117,6 kilobits por segundo. La nave espacial llevaba un rastreador de estrella con el que seguía a Canopus y sensores solares y de adquisición en las puntas de los paneles solares. El interior de la nave fue aislado con múltiples mantas térmicas en la parte superior e inferior. La nave portaba un escudo térmico que se desplegó después de su lanzamiento para proteger a la nave en el lado orientado hacia el Sol. Cinco de los ocho compartimentos de la electrónica llevaban también cortinillas regulables para controlar la temperatura interior.

Los instrumentos a bordo de la nave espacial midieron la superficie de la atmósfera y las características físicas de Mercurio y Venus. Los experimentos incluyeron la fotografía de televisión, campo magnético, el plasma, radiometría infrarroja, espectroscopia ultravioleta, y detectores de ciencia de radio. Un transmisor experimental en banda X, de alta frecuencia, fue trasladado por primera vez en esta nave espacial.

Asistencia de vela solar

En 1974, luego de detectarse una falla en el sistema de control de actitud, se utilizó propelente adicional para realizar las maniobras, por lo que corría peligro el correcto acercamiento a Mercurio y la posición de la antena apuntando hacia la Tierra, ante un inminente agotamiento del propelente. Como medida desesperada, se decidió direccionar adecuadamente los paneles solares para que pudieran ser utilizados a manera de vela solar, lo que proporcionaría el empuje necesario para reemplazar algunas de las maniobras que requerirían gasto adicional de propelente.

De esta manera, aunque en forma accidental, se utilizó por primera vez la presión de la luz (en las cercanías del Sol) a manera de vela solar, lo que en este caso produjo que se salvara la continuidad de los objetivos de la misión.

En la actualidad

Debido a que la nave espacial consumió la totalidad de su combustible, ya no puede corregir su dirección para apuntar a la Tierra, por lo que se ha perdido contacto con la misma y simplemente ha quedado a la deriva, orbitando alrededor del Sol.

El número 23.5, la cifra que explica por qué hay estaciones

ABC.es

• Esa es la inclinación del eje de la Tierra y la causa de que los dos hemisferios del planeta solo reciban la misma cantidad de energía del Sol dos días al año, durante los equinoccios

Si el eje de la Tierra no estuviera inclinado no habría estaciones. Esto ocurre por ejemplo en el planeta Mercurio – NASA

¿Por qué hay estaciones? Muchas personas dirán que su causa está relacionada con la distancia que hay entre la Tierra y el Sol: cuando el planeta está más cerca de la estrella, el globo está más caliente. Cuando está más lejos, más frío. Pero, ¿eso explicaría que cuando es invierno en el hemisferio norte sea verano en el sur? Si esta fuera la explicación, ambos hemisferios deberían tener las estaciones sincronizadas, pero cualquiera que haya viajado en avión entre ambos verá que no es así. Además, resulta que la órbita de la Tierra es casi circular: solo se aleja del círculo en un 3 por ciento, tal como explicaron en este artículo de National Geographic, por lo que la distancia es siempre bastante similar. De hecho, el momento en que más cerca está la Tierra del Sol (el perihelio), ocurre en enero, en pleno invierno, y solo se distingue del punto más alejado (el afelio) en unos 4,8 millones de kilómetros.

Hay que buscar la causa de las estaciones en otro lugar. Su origen está en una sencilla cifra: 23.5. Estos son los grados de inclinación del eje de la Tierra en relación con el plano de órbita. ¿Qué significa esto? Si el planeta fuera una pelota girando en círculos por el canto de un plato llano, además habría que hacer rotar esta bola. Pero la Tierra no lo hace de forma perpendicular al plato. Está inclinada 23.5 grados, como si fuera una peonza, pero además su eje siempre apunta en la misma dirección.

Las estaciones dependen de las diferencias

Nadie ha visto ni verá nunca ningún eje atravesando la Tierra. El eje es un polo imaginario que atraviesa el globo de polo a polo y sobre el que gira toda la esfera del planeta (este movimiento se llama rotación). Gracias a la rotación hay días y noches y diferencia horaria.

Pero la Tierra no solo rota, también gira alrededor del Sol. Este movimiento se conoce como traslación y es el que determina la duración de los años. Este movimiento, junto a la inclinación del eje de rotación, determinan que haya estaciones.

¿Por qué? A medida que la Tierra gira alrededor del Sol, su eje inclinado siempre señala en la misma dirección (por ejemplo, el extremo norte del eje de la tierra apunta a un punto muy cercano a la estrella polar). Sin embargo, la posición de la Tierra respecto al Sol va cambiando todo el año. La consecuencia es que a veces el polo Norte está inclinado hasta el Sol pero otras veces está inclinado hacia fuera, mientras que en el Sur ocurre lo contrario. Por eso, los dos hemisferios no suelen recibir la misma cantidad de radiación solar y uno acaba calentándose más que el otro.

De hecho, las cuatro estaciones están determinadas por cuatro posiciones principales en la órbita terrestre. Están opuestas dos a dos y reciben el nombre de solsticios y equinoccios.

Solsticios y equinoccios

A partir del solsticio de verano, en el 21 o 22 de junio, es verano en el hemisferio norte e invierno en el sur. En ese momento, es la parte norte del eje de la Tierra la que está inclinada hacia el Sol. Esto provoca que la cantidad de luz y calor que incide sobre el planeta sea máxima en el hemisferio norte y mínima en el sur.

Desde entonces, a medida que avanza el año y la Tierra se mueve en su órbita, los días se van acortando en el norte y la cantidad de luz y calor incidente se va reduciendo en este hemisferio. Un importante cambio ocurre en el equinoccio de otoño, alrededor del 22 o 23 de septiembre. En ese momento, la duración de los días prácticamente se iguala en el hemisferio norte y en el sur.

A partir de ese momento, el sur vence al norte y se lleva cada día más tiempo de luz (unos tres minutos más cada día). En el norte comienza el otoño y en el sur la primavera.

El sur llega a su auge de luz diurna en el solsticio de invierno. En torno al 21 o 22 de diciembre la cantidad de luz incidente es máxima en el sur y mínima en el norte. Por eso el invierno azota el mundo al norte del ecuador y el verano bendice lo que queda al sur. Sin embargo, a partir de ese día se invierte el ciclo. Los días comienzan a acortarse en el sur y a alargarse en el norte.

El 21 o 22 de marzo llega el equinoccio de primavera. La duración de los días es casi igual al norte y al sur, pero a partir de ese momento, el sur comienza a perder horas diurnas e favor del norte.

El terminador en acción

En el siguiente vídeo puede verse el terminador, la línea difusa (a causa del grosor de la atmósfera) que marca la transición entre el día y la noche. Durante los equinoccios, la línea atraviesa la Tierra de polo a polo. En los solsticios, la inclinación se invierte. En el vídeo, cada mes se resume en un segundo. La película comienza en septiembre de 2010 y acaba en marzo de 2011, en la fecha de los equinoccios.

¿Y si el eje no estuviera inclinado?

Si el eje no estuviera inclinado, el terminador siempre estaría vertical y no habría estaciones. Algo así ocurre en Mercurio, que siempre está en un equinoccio de días idénticos. Si el eje estuviera más inclinado de 23.5 grados, las diferencias estacionales serían más drásticas. Esto ocurre por ejemplo en Marte, cuyo eje está un grado y medio más inclinado que el terrestre. Por último, si el eje de rotación del planeta estuviera inclinado 90 grados, cada hemisferio estaría caliente la mitad del año y frío la otra mitad. En Urano ocurre algo muy parecido, puesto que tiene 98 grados de inclinación. Pero como su año dura 84 años terrestres, los veranos y los inviernos se alargan 42 años en cada hemisferio.

El origen de la inclinación

Se supone que después de la formación de la Tierra su eje de rotación era perpendicular al plano de órbita definido por su movimiento de traslación. Pero algo inesperado ocurrió. Un gran cuerpo, conocido como Theia, impactó contra su superficie a gran velocidad. El choque produjo un cataclismo global que destruyó la superficie y liberó al espacio una gran cantidad de escombros. Con el tiempo, estos residuos se agregaron y formaron un cuerpo muy familiar en el cielo: la Luna.

¿Por qué las cosas no ocurren con exactitud?

En realidad, el panorama es más complicado de lo explicado hasta aquí. La atmósfera alarga ligeramente los días (a causa de la refracción, la misma «ilusión óptica» que dobla la imagen de un lápiz bajo el agua), porque hace aparecer al Sol por encima del horizonte durante unos instantes cuando ya en realidad está bajo él. Además, la duración de los días no es la misma en todos los lugares de la Tierra, sino que depende de la latitud o distancia al ecuador (por eso en invierno los días son más largos en España, más cortos en Londres e inexistentes más al norte del círculo polar).

Los colonos «marcianos» acaban su misión tras ocho meses de aislamiento

ABC.es

• Seis investigadores abandonaron el hábitat donde han estado viviendo para simular la vida en Marte. En todo ese tiempo, se ha analizado los conflictos sociales y los efectos psicológicos de la experiencia

Los colonos han vivido con algunas de las incomodidaes típicas de los astronautas – HI-SEAS.ORG

Ocho meses después de su comienzo, la simulación de la misión humana a Marte ha finalizado este domingo, tal como ha informado Phys.org. Seis investigadores, cuyo trabajo ha sido apoyado por la NASA, han salido de su aislamiento en una remota base construida en un volcán de Hawái. Su principal tarea ha sido ayudar a la agencia espacial estadounidense a comprender los efectos psicológicos a largo plazo y los conflictos sociales que aparecerían al enviar una misión tripulada a Marte, que al menos debería de extenderse dos o tres años.

Los colonos, cuatro hombres y dos mujeres, han vivido este tiempo en un hábitat parecido al que se podría usar en el planeta rojo, y construido sobre una desértica planicie, con un paisaje similar al marciano. Durante ocho meses han sufrido algunas de las incomodidades típicas de los astronautas, como la falta de espacio o la comida deshidratada. Por eso, en cuanto salieron del aislamiento disfrutaron de un banquete con verduras, fruta fresca y tortilla acompañados por periodistas e investigadores.

«Hemos aprendido, por encima de todo, que el conflicto, incluso en el mejor de los equipos, va a aparecer», ha dicho en un comunicado Kim Binsted, profesor de la Universidad de Hawái y director de la investigación. «Por eso, es muy importante tener una tripulación realmente resiliente, que sea capaz de ver el conflicto y responder a él»

Estos ocho meses, los colonos «marcianos» han vivido en un refugio recubierto de vinilo del tamaño de una casa de tres habitaciones, con cerca de 111 metros cuadrados. En su interior hay un pequeño habitáculo personal para dormir, una cocina, un laboratorio y un baño compartido, con una ducha y dos inodoros. La comida y los suministros se lanzaban a distancia y los colonos los recogían con un robot.La comida era deshidratada o enlatada, y las comunicaciones con el exterior sufrieron siempre un retraso de 20 minutos, condición que aparecería en Marte a causa de la distancia que le separa de la Tierra. Aunque los colonos no han estado confinados en el hábitat, cuando salían al exterior para hacer sus tareas debían vestir un equipo que recuerda a un traje espacial.

Esta ha sido la quinta misión de un total de seis estudios financiados por la NASA y hechos en cooperación con la Universidad de Hawái para estudiar la viabilidad de una misión tripulada a Marte. El programa, que recibe el nombre de «Hawaii Space Exploration Analog and Simulation», o «HI-SEAS». En estos momentos, la universidad de Hawái ya está preparando los planes para la sexta y última misión en el hábitat.

Durante estos ocho meses, los científicos han usado sensores para analizar el estado de ánimo de los colonos. Por ejemplo, vigilaron el volumen de las voces, intentaron averiguar si los habitantes estaban tratando de evitar a alguien o si estaban discutiendo. Aparte de esto, propios colonos registraron sus pensamientos en un diario y participaron en juegos para medir su compatibilidad y sus niveles de estrés. Cuando la tensión era alta, pudieron usar dispositivos de realidad virtual como válvula de escape, en los que se desplazaban a paisajes familiares o a playas tropicales, y que podrían ser usados en una misión espacial.

Binsted ha explicado que las misiones anteriores, que duraron ocho y 12 meses, se centraron en la cohesión y el rendimiento del equipo, pero que en este caso el objetivo era distinto: «Hemos dado un paso adelante y estamos analizando la selección y la composición de las tripulaciones».

El fracaso de «Biosfera 2»

En la mente de todos estaba el gran fiasco de «Biosfera 2», un proyecto lanzado en 1990 y de dos años de duración en el que una tripulación de cuatro hombres y cuatro mujeres debían vivir en un invernadero con varios ecosistemas, cultivar plantas, criar animales y reciclar su propio aire. Los niveles de dióxido de carbono se dispararon y muchas plantas y animales murieron, por lo que los participantes pasaron hambre y salieron de la esfera sin hablarse con alguno de sus compañeros.

En esta ocasión, los resultados parecen ser mejores. Laura Lark, especialista en tecnología de la misión, ha dicho que el objetivo de la NASA de ir a Marte es razonable: «El viaje espacial es absolutamente posible a largo plazo», ha dicho en un vídeo desde el interior del hábitat. «Eso sí, aún hay retos técnicos que solucionar. Y también factores humanos en los que hay que pensar».

Detectan por primera vez el «asesinato» termonuclear de una estrella

ABC.es

• Sorprenden «in fraganti» a una supernova engullendo a una estrella compañera. Esto permitirá comprender mejor la cuasa de las supernovas de tipo Ia

Remanente generado tras una explosión de supernova de tipo Ia – NASA/CXC/U.Texas

Los astrónomos han logrado observar un evento cósmico del que hasta ahora apenas se tenían indicios. Por primera vez, han observado las etapas más iniciales de una explosión de supernova, en las que una gran ola de gas y energía engullen a una estrella vecina. Las observaciones, que han sido logradas gracias al telescopio robótico PROMPT (Chile), han sido publicadas recientemente en The Astrophysical Journal Letters, tal como ha informado la Universidad de Arizona.

«Ha sido una de las «capturas» más tempranas logradas. La explosión –de supernova– comenzó apenas un día o unas horas antes», ha explicado David Sand, astrónomo de la Universidad de Arizona y coautor de la investigación.

El fenómeno detectado es una supernova de tipo Ia, una explosión termonuclear ocurrida en el núcleo abandonado de una estrella muerta, y que se llama enana blanca. Estas gigantescas explosiones, que pueden hacer que en el cielo aparezca un nuevo punto de luz, se producen cuando una enana blanca atrapa el gas de una estrella compañera en un sistema binario (formado, efectivamente, por dos estrellas). Llegado cierto momento, la temperatura de la enana blanca sube tanto como para iniciar reacciones de fusión nuclear. Estas pueden activar una gran explosión termonuclear capaz de destruir a ambas.

Aunque los astrónomos han obtenido una inquietante diapositiva del momento preciso en que la supernova comienza a engullir a su estrella compañera, este «crimen» ocurrió hace millones de años. El evento, al que han designado como SN 2017cbv, tuvo lugar en la galaxia NGC 5643, y a una distancia de 55 millones de años luz. Por eso no ha sido hasta ahora, en concreto hasta el 10 marzo, cuando los astrónomos han podido observar el comienzo de la explosión de la supernova. A pesar de la increíble distancia a la que se encuentra el estallido, este fenómeno se ha convertido en una de las supernovas más cercanas detectadas en los últimos años.

La premura de los astrónomos ha sido clave. En primer lugar fue detectada por el proyecto del sondeo DLT 40, que en inglés quiere decir «distancias inferiores a los 40 Megaparsecs», y que se especializa en distancias inferiores a 120 millones de años luz. Este sondeo usa una red de telescopios que cada noche sigue de cerca el comportamiento de 500 galaxias.

Entre todos ellos, el PROMPT fue el primero en detectar el evento. En respuesta y en apenas cuestión de minutos, el astrónomo David Sand activó otra red de telescopios, la LCO («Las Cumbres Observatory»), para vigilar de cerca la evolución de la explosión SN 2017cbv.

La causa de las explosiones de estrellas

Estas observaciones pueden ayudar a comprender mejor cuál es el origen de las supernovas de tipo Ia, un fenómeno cuya naturaleza se ha debatido durante 50 años. «Para convertirse en una supernova de tipo Ia, una enana blanca no puede lograrlo por sí sola. Necesita algún tipo de compañera, y estamos tratando de averiguar cómo es esta», ha dicho David Sand.

Una teoría dice que estas supernovas ocurren cuando una enana blanca atrapa el gas de una estrella vecina. Otras que pueden ocurrir cuando dos enanas blancas giran una en torno a la otra y finalmente chocan y se fusionan.

Gracias a la rápida reacción de los telescopios, los astrónomos han podido detectar una curva de luz azulada que, según los científicos, solo puede haber sido causada si la supernova se originó a partir del primer mecanismo. «Creemos que lo que pasó fue el primer escenario», ha explicado Sand. «El aumento de la curva de luz se podría haber generado cuando el material de la enana blanca golpeó a su estrella compañera».

La muerte de una gran estrella

Los datos sugieren que esta vecina es una gran estrella, que mide al menos 20 radios solares. Cuando la enana blanca estalló, el gas creó una onda de choque que chocó con su compañera y emitió un pico de luz azulado y muy rico en luz ultravioleta, que no podría haber sido causado si las dos estrellas fueran enanas blancas.

«Hemos estado buscando este efecto, una supernova chocando con su estrella compañera, desde que se predijo en 2010», ha dicho Griffin Hosseinzadeh, investigador en la Universidad de California, Santa Bárbara, y primer autor del estudio. «Habíamos visto indicios antes, pero esta vez la evidencia es sobrecogedora. ¡Los datos son muy hermosos!».

Según Sand, es probable que las supernovas de tipo Ia sean causadas por los dos mecanismos: el choque de enanas blancas, o el «robo» del gas de una estrella grande por parte de una de estas.

«Observar una supernova como SN 2017cbv es un importante paso en la dirección de entender cuál es la causa más frecuente de estas supernovas», ha dicho David sand. «Si las capturamos cuando son realmente jóvenes, podemos entender mejor estos procesos, y esto nos permitirá comprender mejor el cosmos, incluyendo el misterio de la energía oscura».

Las supernovas de tipo Ia son uno de los «faros» más usados por los astrónomos para estimar distancias en el Universo. Por término medio, solo se produce una de estas explosiones cada siglo en una galaxia como la Vía Láctea. Por eso es muy importante rastrear un número alto de galaxias y además seguir de cerca a cada una de estas supernovas, especialmente al comienzo de la explosión.

 

Una nave de la NASA descubre diez nuevos asteroides que pueden ser peligrosos para la Tierra

ABC.es

• La misión ha localizado durante el último año un centenar de objetos celestes hasta ahora desconocidos, una treintena en el vecindario de nuestro planeta

Los objetos seguidos por Neowise en tres años de misión. Los círculos verdes representan los objetos cercanos a la Tierra (asteroides y cometas que vienen dentro de 1,3 unidades astronómicas del Sol; una unidad astronómica es la distancia de la Tierra al Sol). Los cuadrados amarillos son cometas. y los puntos grises representan todos los otros asteroides, que están en su mayoría en el cinturón principal entre Marte y Júpiter. Se muestran las órbitas de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. – NASA/JPL-Caltech/UCLA/JHU

La misión Neowise (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer) de la NASA, dedicada a localizar, caracterizar y rastrear asteroides y cometas que se acercan a la Tierra, ha descubierto en su tercer año en funcionamiento nueve asteroides potencialmente peligrosos para nuestro planeta. En total, durante este último año la nave espacial ha identificado 97 objetos celestes hasta ahora desconocidos. De ellos, 28 eran objetos cercanos a la Tierra; 64, asteroides del cinturón principal y cinco, cometas.

La nave espacial ha caracterizado un total de 693 objetos cercanos a la Tierra desde que la misión fue reiniciada en diciembre de 2013. De ellos, 114 son nuevos (Puedes ver un vídeo aquí). «Neowise no sólo descubre asteroides y cometas previamente desconocidos, sino que proporciona excelentes datos sobre muchos de los que ya están en el catálogo», dice Amy Mainzer, investigadora principal de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California.

Los objetos cercanos a la Tierra (llamados NEOs, por sus siglas en inglés) son cometas y asteroides que han sido empujados por la atracción gravitatoria de los planetas de nuestro sistema solar en órbitas que les permiten entrar en la vecindad de la Tierra. Diez de los objetos descubiertos por Neowise en el último año han sido clasificados como asteroides potencialmente peligrosos, en función de su tamaño y sus órbitas. El pasado año, fueron ocho las rocas de este tipo localizadas. Su seguimiento resulta fundamental para poder prevenir futuros impactos, ya que el golpe contra la atmósfera de, por ejemplo, una roca de apenas diez metros puede causar una explosión equivalente a tres bombas atómicas.

Un cometa raro

La capacidad de Neowise para recoger información es magnífica. También durante su tercer año, la nave captó más de 2,6 millones de imágenes de infrarrojo del cielo. Unidas a las conseguidas en los dos primeros años de la misión, completan un solo archivo que contiene aproximadamente 7,7 millones de conjuntos de imágenes y una base de datos de más de 57.700 millones de detecciones de código extraídas de esas imágenes.

Las imágenes también contienen atisbos de objetos raros, como el cometa C/2010 L5 WISE. Una nueva técnica para conocer el comportamiento de los cometas mostró que este en particular experimentó una breve explosión a su paso por el sistema solar interior.

«Los cometas que tienen arranques bruscos no se encuentran comúnmente, pero esto puede deberse más a la naturaleza repentina de la actividad que a su rareza inherente», dice Emily Kramer, autora principal del artículo sobre el estudio de Neowise. «Es muy bueno para los astrónomos ver y recoger datos de cometas cuando sucede un estallido, pero dado que la actividad es tan efímera, simplemente les podría pasar por alto la mayor parte del tiempo».

La nueva técnica identifica el tamaño y cantidad de partículas de polvo en el entorno del cometa, y cuándo fueron expulsadas de su núcleo, revelando la historia de su actividad. De esta forma, futuros estudios de todo el cielo podrán ser capaces de encontrar y recoger datos sobre más estallidos de cometas cuando sucedan.

Originalmente llamada WISE, la nave espacial de la NASA fue lanzada en diciembre de 2009. Entró en estado de hibernación en 2011 después de completar su misión astrofísica primaria. En septiembre de 2013, se reactivó, se le renombró Neowise y se le asignó una nueva misión: identificar la población de objetos potencialmente peligrosos cercanos a la Tierra. Neowise también caracteriza las poblaciones más distantes de asteroides y cometas para proporcionar información sobre sus tamaños y composiciones. Es nuestro vigilante en el espacio.

Hallan, por primera vez, una atmósfera rica en agua y metano en un mundo similar a la Tierra

ABC.es

• El descubrimiento es un paso importante en la búsqueda de vida en otros mundos

La ciencia acaba de dar un nuevo e importante paso en la búsqueda de vida fuera de la Tierra. Se trata de la detección de una atmósfera en un mundo muy similar al nuestro, una Super Tierra llamada GJ 1132b con apenas 1,6 veces la masa terrestre y un tamaño solo 1,4 veces mayor. De hecho, se trata del exoplaneta más parecido al nuestro en el que se ha podido detectar hasta ahora la presencia de una atmósfera. El trabajo acaba de publicarse en The Astronomical Journal.

El equipo, que incluye investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía, utilizó para su hallazgo el telescopio de 2,2 metros ESO/MPG, en Chile, para obtener imágenes de la estrella anfitriona (GJ 1132) y medir los sutiles cambios de brillo causados por la absorción de luz tanto del planeta como de su atmósfera cada vez que pasa frente a ella.

Aunque no estamos hablando aún de una detección directa de vida en otro mundo, se trata de un importante paso en esa dirección. En efecto, la detección de una atmósfera alrededor de GJ 1132b marca todo un hito: es la primera vez que se consigue detectar una atmósfera en un planeta de masa y radio similares a los de la Tierra.

Precisamente, la estrategia que siguen actualmente los astrónomos para detectar signos de vida extraterrestre pasa por estudiar la composición química de las atmósferas planetarias, en busca de ciertos desequilibrios químicos que, para producirse, requieren de la presencia de organismos vivos. En la Tierra, la pista la da la presencia de grandes cantidades de oxígeno.

Aún estamos lejos de lograr una detección así, aunque este estudio nos coloca un poco más cerca del objetivo. Hasta ahora, en efecto, las escasas observaciones de atmósferas en exoplanetas se llevaron a cabo en mundos mucho más grandes y muy diferentes a la Tierra: gigantes gaseosos similares a Júpiter o mundos rocosos, pero muchas veces mayores que el nuestro. Por lo tanto, esta será la primera vez que se pueda analizar con detalle la atmósfera de un planeta similar en masa y tamaño al que nosotros habitamos.

GJ 1132b orbita alrededor de una enana roja en la constelación de Vela, a 39 años luz de distancia. Los científicos se fijaron en él precisamente porque, desde la perspectiva de la Tierra, pasa regularmente por delante de su estrella (cada 1,6 días), bloqueando una pequeña parte de su luz. Es decir, que lleva a cabo un tránsito cada poco más de día y medio.

A partir de la cantidad de luz bloqueada por el planeta cada vez que cruza por delante de su estrella, los investigadores pueden deducir su tamaño, que en este caso es de 1,4 veces el de la Tierra. Las observaciones, además, mostraron que el planeta parecía ser más grande en una de las longitudes de onda del infrarrojo que en las demás. Lo cual sugiere la presencia de una atmósfera opaca a esa luz infrarroja específica (lo que hace que el planeta parezca mayor), pero transparente en todas las demás longitudes de onda.

Los diferentes modelos atmosféricos llevados a cabo a partir de estos datos sugieren que la atmósfera de GJ 1132b es rica en agua y metano, lo cual encaja a la perfección con las observaciones realizadas.

A pesar de que aún no tenemos suficiente información para determinar si estamos, o no, ante un mundo con vida, sí que bastan para que los astrónomos se sientan optimistas. Las enanas rojas son la clase de estrellas más comunes y abundantes de nuestra galaxia (cerca del 75%) y si bien es cierto que suelen ser mucho más activas que el Sol, lo que significa que son capaces de «barrer» las atmósferas de sus mundos, los que consiguen conservarlas durante el tiempo suficiente se convierten en excelentes candidatos para albergar alguna forma de vida.

Los planes, ahora, son seguir muy de cerca las evoluciones de GJ 1132b con los mejores telescopios disponibles, como el Hubble y, a partir del año próximo, el James Webb, cien veces más potente y que permitirá analizar esa esperanzadora atmósfera con un detalle sin precedentes. Hasta ese momento, no queda más que mantener los dedos cruzados.

Un asteroide de 650 metros se aproximará a la Tierra el 19 de abril

El Mundo

• Pasará a 4,6 distancias lunares, unos 1,8 millones de kilómetros
• El asteroide que ‘rozó’ la Tierra a 43.000 kilómetros por hora
• ‘Se busca plan para salvar la Tierra de un asteroide. Razón: la NASA’

Recreación de un asteroide acercándose a la Tierra. NASA

Fue bautizado como 2014 JO25, tiene 650 metros de diámetro y fue descubierto por el Mount Lemmon Survey en mayo de 2014.

Se trata del asteroide de este tamaño que más se acerca al planeta Tierra en los últimos 13 años ya que se aproximará a la Tierra a una distancia aproximada de 4,6 distancias lunares el próximo 19 de abril. Cada distancia lunar corresponde a algo más de 384.000 kilómetros, la distancia entre la Tierra y su satélite, por lo que el asteroide pasará a unos 1,8 millones de kilómetros del planeta azul.

Este acercamiento es el más próximo de un asteroide, al menos de este tamaño o similar, desde el encuentro con 4179 Toutatis, que pasó a cuatro distancias lunares en septiembre de 2004, según el radar Goldstone de la NASA. El siguiente acercamiento previsto de un objeto con un diámetro mayor o igual a éste tendrá lugar cuando el asteroide 1999 AN10, de 800 metros de diámetro, se aproxime a una distancia lunar en agosto de este año.

El asteroide 2014 JO25 estará cerca del Sol hasta el próximo 19 de abril, momento en que se encontrará en una situación favorable para las observaciones y, a partir de entonces, se convertirá en uno de los principales objetivos del radar de asteroides durante este año. Debido a su cercanía al Sol, no se espera conocer su periodo de rotación antes de las observaciones del radar.

Los astrónomos calculan que este asteroide no se ha aproximado tanto a la Tierra desde hace, al menos, 400 años. Y no hay conocimiento de futuras aproximaciones tan cercanas como ésta hasta el año 2500.

A pesar de haber sido clasificado como un «Asteroide Potencialmente Peligroso» por el Minor Planet Center, no hay motivos para la alarma porque no hay riesgo de choque con la Tierra. Y es que este centro estadounidense califica bajo este nombre a todos los cometas o asteroides cercanos a la Tierra con una órbita tal que tiene potencial para acercarse a ésta y un tamaño suficiente como para causar daños significativos en caso de impacto. Además, se considera que los asteroides pertenecientes a esta lista no suponen una amenaza para la Tierra en los próximos 100 años o más. La última actualización de esta lista, en marzo de 2017, incluye a 1.786 asteroides.

Otra misteriosa señal cósmica vuelve a sorprender a los astrónomos

ABC.es

• Un misterioso y potentísimo «flashazo» de rayos X acaba de ser detectado por el equipo de investigadores que opera el observatorio Chandra

Localización de la enigmática fuente de rayos X – NASA/CXC/F. Bauer et al

El Universo está lleno de señales que los científicos, sencillamente, no alcanzan a comprender. Señales tan energéticas y potentes que pueden ser captadas desde la Tierra incluso a distancias de miles de millones de años luz, pero cuyo origen, naturaleza y localización exacta se desconocen. Pueden llegar en las más diversas longitudes de onda, desde los rayos gamma a los rayos X o incluso en las frecuencias de radio, pero con una intensidad tal que resulta imposible atribuirlas a fenómenos naturales conocidos.

Astrónomos del mundo entero intentan captar estos repentinos estallidos que a menudo liberan, en menos de un segundo, más energía que el Sol en varios millones de años. Para ello se han construido poderosos telescopios que peinan el cielo cada uno en una longitud de onda concreta. Los brotes de rayos gamma, por ejemplo (GRBs por sus siglas en ingles), son los eventos más luminosos de todo el Universo y se cree, aunque no se sabe con certeza, que podrían estar producidos por la explosión de supernovas muy lejanas, o deberse quizá a fenómenos extremadamente violentos que aún no hemos sido capaces de identificar. Lo que sí sabemos es que es tal el brillo que producen que, por un instante, eclipsan a los miles de millones de estrellas que forman la galaxia a la que pertenecen.

Hace pocos días (otro ejemplo diferente) astrónomos del Instituto Harvard-Smithsonian se declaraban incapaces de explicar otro tipo de señal, esta vez un destello rápido de radio (FRB o Fast Radio Burst), de apenas unos nanosegundos de duración pero con una intensidad tal que los investigadores llegaron a preguntarse si no estaríamos ante el alarde tecnológico de una civilización extragaláctica muy avanzada. El primer FRB se descubrió en 2007, y hasta ahora solo se han detectado 18, sin que nadie haya logrado ofrecer una explicación lógica o coherente que justifique su existencia.

Y ahora le ha tocado el turno a los rayos X. Un misterioso, y también potentísimo «flashazo» de rayos X, en efecto, acaba de ser detectado por el equipo de investigadores que opera el Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA. Y lo han localizado mientras estudiaban la que es, hasta ahora, la imagen más profunda del Universo obtenida en esa longitud de onda. En un artículo que se publicará en junio en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, los científicos sostienen que es posible que la fuente de esta emisión sea algún tipo de evento sumamente destructivo, aunque de un tipo que nunca se había visto antes.

Una «fuente en llamas»

Esta misteriosa emisión de rayos X fue descubierta en octubre de 2014, y desde entonces el equipo de científicos trata de buscarle, sin éxito, una explicación. «Esta fuente en llamas -afirma Niel Brandt, uno de los autores del estudio- fue una maravillosa sorpresa que descubrimos de forma accidental durante un trabajo en el que tratábamos de explorar el Universo en el mal comprendido ámbito de los rayos X. Definitivamente, tuvimos suerte con este hallazgo, y ahora disponemos de un nuevo fenómeno transitorio que tendremos que tratar de explicar durante los próximos años».

Localizada en una región del cielo conocida como »Campo profundo Sur de Chandra» (Chandra Deep Field-South, o CDF-S), la fuente de rayos X tiene toda una serie de propiedades únicas. Por ejemplo, antes de octubre de 2014 no había ni rastro de ella en esa región de cielo estudiada por Chandra, pero de pronto apareció y en apenas unas horas multiplicó su brillo más de mil veces. La emisión duró todo un día, para ir debilitándose después hasta caer por debajo de la sensibilidad de los instrumentos del Chandra y desaparecer por completo.

Fueron necesarias miles de horas de trabajo de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer para determinar que el suceso provenía de una débil y pequeña galaxia situada a unos 10.700 millones de años luz de la Tierra. Durante unos minutos, la fuente de rayos X produjo mil veces más energía que todas las estrellas de esa lejana galaxia.

«Desde que descubrimos esa fuente -explica por su parte Franz Bauer, otro de los firmantes del artículo- hemos estado luchando por entender su origen. Es como si tuviéramos delante un rompecabezas, pero sin disponer de todas las piezas».

¿Qué es lo que han visto?

Durante los más de dos meses y medio que el Observatorio espacial Chandra estuvo observando la región CDF-S, la misteriosa fuente de rayos X no volvió a aparecer. Y tampoco se han encontrado señales similares en otras partes del cielo, que Chandra lleva observando desde hace ya 17 años. Y si bien es cierto que se han observado fuentes de rayos X en otras ocasiones, ninguna de ellas se aproxima siquiera a las características y propiedades de esta señal en concreto.

Para Kevin Schawinski, otro de los autores del artículo, »es posible que hayamos sido testigos de un tipo completamente nuevo de evento cataclísmico. Pero sea lo que sea, necesitaremos llevar a cabo muchas más observaciones para poder comprender qué es exactamente lo que hemos visto».