Los preparativos para el lanzamiento de Artemis I se están acumulando.

Los propulsores de cohetes sólidos son los primeros componentes del cohete SLS que se apilan y ayudarán a soportar las piezas restantes del cohete y la nave espacial Orion.
Créditos: NASA / Kim Shiflett.
Los segmentos de popa de los propulsores de cohetes sólidos del SLS para la misión Artemis I se preparan para moverse desde la bahía alta 4 dentro del Edificio de Ensamblaje de Vehículos para apilarse en el lanzador móvil dentro de la bahía alta 3 en el Centro Espacial Kennedy en Florida.
Créditos: NASA / Cory Huston.

La NASA ha apilado la primera pieza del cohete Space Launch System (SLS) en el lanzador móvil en preparación para el lanzamiento de Artemis I el próximo año. En el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, el 21 de noviembre, los ingenieros colocaron el primero de 10 segmentos en su lugar para los propulsores gemelos de cohetes sólidos que impulsarán el primer vuelo del nuevo cohete de espacio profundo de la agencia. Artemis I será un vuelo sin tripulación para probar el cohete SLS y la nave espacial Orion como un sistema integrado antes de los vuelos tripulados a la Luna con el programa Artemis.

Los segmentos impulsores llegaron en tren al puerto espacial de Florida en junio, desde las instalaciones de fabricación de Northrop Grumman en Utah, para someterse a los preparativos finales de lanzamiento. Las operaciones de apilamiento comenzaron el 19 de noviembre con ingenieros que transportaron un segmento de refuerzo desde la Instalación de Rotación, Procesamiento y Sobretensión hasta el Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VAB) de 160 metros de altura.

Cada propulsor consta de cinco segmentos y proporcionará 7 millones de libras de empuje para el despegue desde la plataforma de lanzamiento 39B. Una vez ensamblados, cada propulsor tendrá aproximadamente la mitad de la longitud de un campo de fútbol, ​​y juntos generarán más empuje que 14 aviones comerciales jumbo de cuatro motores. Una vez apilado, el cohete SLS será más alto que la Estatua de la Libertad y tendrá aproximadamente un 15% más de empuje en el despegue que el cohete Saturno V del programa Apolo, lo que lo convierte en el cohete más poderoso jamás construido.

“Apilar la primera pieza del cohete SLS en el lanzador móvil marca un hito” importante para el Programa Artemis”, dijo Andrew Shroble, gerente de flujo de operaciones integrado de Jacobs. “Demuestra que la misión realmente está tomando forma y pronto se dirigirá a la plataforma de lanzamiento”.

Los propulsores de cohetes sólidos son los primeros componentes del cohete SLS que se apilan y ayudarán a soportar las piezas restantes del cohete y la nave espacial Orion. Durante las próximas semanas, los trabajadores utilizarán una grúa aérea que puede contener hasta 325 toneladas (el peso de unos 50 elefantes), para levantar los segmentos restantes uno por uno y colocarlos con cuidado en el lanzador móvil de 115 metros de altura, la estructura utilizada para procesar, ensamblar y lanzar el cohete SLS. Las grúas son lo suficientemente precisas para bajar un objeto sobre un huevo sin romperlo.

Los primeros segmentos de refuerzo que se apilan son las secciones inferiores conocidas como conjuntos de popa. Estos albergan el sistema que controla el 70% de la dirección durante el ascenso inicial del cohete. Esta sección incluye el segmento y faldón del motor de popa, y la boquilla que dirige el gas caliente que sale del motor. Después de apilar los otros cuatro segmentos, las piezas finales de los impulsores son los conjuntos delanteros, que incluyen el cono que sirve como borde de avance aerodinámico de los impulsores. Los siguientes ensamblajes se unirán a la etapa central cuando llegue el próximo año.

El Sistema de Lanzamiento Espacial es administrado por Marshall Space Flight Center en Huntsville, Alabama.

En el marco del programa Artemis, la NASA tiene como objetivo llevar a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna en 2024 y establecer una exploración lunar sostenible para finales de la década. SLS y Orion, junto con el sistema de aterrizaje humano y el Gateway en órbita alrededor de la Luna, son la columna vertebral de la NASA para la exploración del espacio profundo.

El polvo cósmico en tus huesos: el telescopio Webb de la NASA investigará los orígenes entrelazados del polvo y la vida.

Descubrir demasiado dinero en su cuenta bancaria puede no ser lo que usted llamaría una “crisis”, pero aún así sería inesperado y debería averiguar cómo llegó allí. Los astrónomos se encuentran en una posición similar al calcular la cantidad de polvo que deberían tener las galaxias; hay más polvo de lo esperado y no saben de dónde viene. Esto es importante porque el polvo cósmico es esencial para la función del Universo: alberga estrellas en formación, se convierte en parte de los planetas y puede contener los compuestos orgánicos que conducen a la vida tal como la conocemos. El polvo nos constituye.

La evidencia indica que se producen grandes cantidades de polvo cósmico cuando los vientos estelares de estrellas masivas chocan en los sistemas binarios o de estrellas múltiples Wolf-Rayet. A medida que las estrellas se orbitan entre sí y se produce polvo, se forma un patrón de molinete distintivo, como se muestra en esta imagen del Observatorio Europeo Austral. El polvo cálido como este brilla en las longitudes de onda de luz del infrarrojo medio detectables por el telescopio espacial James Webb de la NASA. Confirmar el origen del polvo ayudará a explicar la misteriosa sobreabundancia que se encuentra en las galaxias, lo que es crucial para el desarrollo posterior de estrellas, planetas y la vida tal como la conocemos.
Créditos: ESO / VLT / Callingham et al.

“A lo que nos referimos como la ‘crisis del presupuesto de polvo’ es el principal problema en astronomía de no poder dar cuenta de todo el polvo que se observa en las galaxias, tanto en el universo temprano cercano como en el distante”, dice Ryan Lau de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. Lau dirige el Director’s Discretionary Early Release Science Program con el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA para estudiar las estrellas binarias Wolf-Rayet productoras de polvo.

Las estrellas Wolf-Rayet son muy calientes y muy brillantes. Existe evidencia de que las estrellas Wolf-Rayet, a través de interacciones con una estrella compañera, producen grandes cantidades de polvo en un patrón de molinete distintivo cuando las dos estrellas se orbitan entre sí y sus vientos estelares chocan. Es posible que estos sistemas de estrellas binarias representen un gran porcentaje del “presupuesto de polvo” de una galaxia. Sin embargo, la intensa luminosidad y el calor provenientes de las estrellas Wolf-Rayet han dificultado el estudio del polvo más tenue y difuso de estos sistemas. Aquí es donde entra Webb.

“La luz del infrarrojo medio que Webb puede detectar es exactamente la longitud de onda de la luz que queremos observar para estudiar el polvo y su composición química”, explica Lau. Las longitudes de onda infrarrojas son más largas que las longitudes de onda de la luz visible, por lo que pueden deslizarse entre los granos de polvo para alcanzar el telescopio, en lugar de quedar atrapados rebotando en la nube de polvo. Webb detectará esta luz y permitirá a los astrónomos leer la información que contiene, incluida la firma de sustancias químicas en el ambiente polvoriento, algunas de las cuales pueden ser las mismas sustancias químicas que forman los componentes básicos de la vida en la Tierra.

Esta animación muestra la producción de polvo en el sistema estelar binario WR 140 cuando la órbita de la estrella Wolf-Rayet se acerca a la estrella de tipo O y sus vientos estelares chocan. Los vientos más fuertes de la estrella Wolf-Rayet soplan detrás de la estrella O y, a su paso, se crea polvo a medida que se enfría el material estelar mixto. Según el proceso se repite una y otra vez, el polvo formará una forma distintiva de molinete.
Créditos: NASA, ESA y J. Olmsted (STScI).

“Webb tiene una combinación sin precedentes de resolución espacial y sensibilidad en longitudes de onda del infrarrojo medio que es realmente lo que nos permite realizar estas interesantes observaciones”, dice Lau. “Podemos lograr la resolución espacial de los telescopios terrestres, pero carecemos de la sensibilidad que Webb puede lograr desde su ubicación de observación en el espacio, sin la interferencia de la atmósfera terrestre. Por el contrario, con los telescopios espaciales infrarrojos anteriores como la misión Spitzer de la NASA, podíamos lograr la sensibilidad pero carecíamos de la resolución espacial “

Lau y el equipo del Director de Ciencia de Liberación Temprana Discrecional (DD-ERS) usarán Webb para estudiar dos sistemas binarios Wolf-Rayet, utilizando el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del telescopio y el Generador de Imágenes de Infrarrojo Cercano y el Espectrógrafo sin rendijas (NIRISS). El sistema binario WR140 se ha estudiado ampliamente en muchas longitudes de onda de luz y, por lo tanto, proporcionará una buena base para medir los mejores modos de observación de Webb para este tipo de sujeto cósmico. Otro binario Wolf-Rayet, WR137, experimentará el mayor acercamiento de sus estrellas entre sí, cuando se cree que se produce la mayor cantidad de polvo, al principio de la misión de Webb, cuando se programen las observaciones del programa DD-ERS.

Más allá de los nuevos descubrimientos sobre la formación y la composición química del polvo, el programa DD-ERS también será una de las primeras oportunidades que tendrán los astrónomos para probar las mejores prácticas para los instrumentos de Webb y procesar los datos que ofrece.

“Este programa DD-ERS buscará las mejores formas de maximizar el rango dinámico de Webb, la diferencia entre los objetos más brillantes y más tenues que observa, y eso será útil para la comunidad astronómica de muchas maneras en el futuro; por ejemplo, al estudiar el disco polvoriento que rodea el centro brillante de una galaxia activa, o al encontrar un planeta orbitando una estrella brillante ”, dice Mansi Kasliwal, otro astrónomo del equipo DD-ERS. Kasliwal dirigió el laboratorio en el Instituto de Tecnología de California donde Lau realizó su investigación postdoctoral sobre los binarios Wolf-Rayet y desarrolló la propuesta para el programa DD-ERS.

Tanto Lau como Kasliwal están de acuerdo en que, si bien la pregunta abierta de cómo se crea y disemina el polvo cósmico por todo el Universo es fascinante, en realidad es un trampolín hacia la respuesta a una de las preguntas más importantes jamás planteadas: ¿Cómo llegamos aquí? Hasta donde sabemos, la Tierra es una isla de vida en el Universo, y al buscar comprender algo aparentemente remoto como el polvo cósmico, Lau dice que, en última instancia, buscamos comprendernos a nosotros mismos. “Comprender la formación del polvo es fundamental para que podamos rastrear nuestros propios orígenes cósmicos”, dice Lau. “Webb es una de las herramientas científicas más poderosas jamás desarrolladas en la búsqueda de respuestas a estas preguntas fundamentales”.

El telescopio espacial James Webb será el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo cuando se lance en 2021. Webb resolverá misterios en nuestro Sistema Solar, verá más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro Universo y nuestro lugar en el. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

MOXIE podría ayudar a futuros cohetes a despegar desde Marte.

Los ingenieros bajan el MOXIE al interior del vehículo Perseverance de la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

El rover Perseverance de la NASA lleva un dispositivo para convertir el aire marciano en oxígeno que, si se produce a mayor escala, podría usarse no solo para respirar, sino también como combustible.

Una de las cosas más difíciles de enviar astronautas a Marte será llevarlos de vuelta a casa. El lanzamiento de un cohete desde la superficie del Planeta Rojo requerirá cantidades industriales de oxígeno, una parte crucial del propulsor: una tripulación de cuatro personas necesitaría alrededor de 25 toneladas para producir un empuje de 7 toneladas de combustible para cohetes.

Eso es mucho propulsor. Pero en lugar de enviar todo ese oxígeno, ¿qué pasaría si la tripulación pudiera obtenerlo de la fina atmósfera marciana? Un generador de oxígeno de primera generación a bordo del rover Perseverance de la NASA probará la tecnología para hacer exactamente eso.

El Experimento de utilización de recursos de oxígeno in situ de Marte, o MOXIE, es un instrumento experimental que se distingue de la ciencia primaria de Perseverance. Uno de los propósitos principales del rover es capturar muestras de rocas para su retorno a la Tierra que podrían tener signos de vida microbiana antigua. Si bien Perseverance tiene un conjunto de instrumentos orientados a ayudar a lograr ese objetivo, MOXIE se enfoca únicamente en la ingeniería requerida para futuros esfuerzos de exploración humana.

Desde los albores de la era espacial, los investigadores han hablado sobre la utilización de recursos in situ, o ISRU. Piense en ello como vivir de la tierra y utilizar lo que está disponible en el entorno local. Eso incluye cosas como encontrar hielo de agua que podría derretirse para usar o refugiarse en cuevas, pero también generar oxígeno para combustible de cohetes y, por supuesto, respirar.

“Respirar es solo un beneficio secundario del verdadero objetivo de MOXIE”, dijo Michael Hecht del Instituto de Tecnología de Massachusetts, el investigador principal del instrumento. El propulsor de cohetes es el recurso consumible más pesado que necesitarán los astronautas, por lo que poder producir oxígeno en su destino haría que el primer viaje con tripulación a Marte sea más fácil, seguro y económico.

“Lo que la gente normalmente me pregunta es si MOXIE se está desarrollando para que los astronautas tengan algo para respirar”, dijo Hecht. “Pero los cohetes respiran cientos de veces más oxígeno que las personas”.

Hacer oxígeno requiere calor

La atmósfera de Marte plantea un gran desafío para la vida humana y la producción de propulsores de cohetes. Tiene solo un 1% del espesor de la atmósfera de la Tierra y un 95% de dióxido de carbono.

MOXIE aspira ese aire con una bomba, luego utiliza un proceso electroquímico para separar dos átomos de oxígeno de cada molécula de dióxido de carbono o CO2. A medida que los gases fluyen a través del sistema, se analizan para verificar cuánto oxígeno se ha producido, qué pureza tiene y con qué eficacia está funcionando el sistema. Todos los gases volverán a la atmósfera después de que se realice cada experimento.

Alimentar esta conversión electroquímica requiere mucho calor, alrededor de 800 grados Celsius. Debido a esas altas temperaturas, MOXIE, que es un poco más grande que una tostadora, presenta una variedad de materiales tolerantes al calor. Las piezas especiales de aleación de níquel impresas en 3D ayudan a distribuir el calor dentro del instrumento, mientras que el aislamiento superligero llamado aerogel minimiza la potencia necesaria para mantenerlo a las temperaturas de funcionamiento. El exterior de MOXIE está recubierto de una fina capa de oro, que es un excelente reflector del calor infrarrojo y evita que esas abrasadoras temperaturas se irradien a otras partes de Perseverance.

“MOXIE está diseñado para producir entre 6 y 10 gramos de oxígeno por hora, lo suficiente para que un perro pequeño respire”, dijo Asad Aboobaker, ingeniero de sistemas MOXIE del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Un sistema a gran escala diseñado para fabricar el propulsor para el vuelo a casa, necesitaría aumentar la producción de oxígeno en unas 200 veces lo que creará MOXIE”.

El ingeniero de MOXIE Asad Aboobaker de JPL, explica cómo funciona el instrumento en esta entrevista en video. Crédito: NASA / JPL-Caltech.
Los futuros marcianos

Hecht estima que un sistema MOXIE a gran escala en Marte podría ser un poco más grande que una estufa doméstica y pesar alrededor de 1.000 kilogramos, casi tanto como el propio Perseverance. Se está trabajando para desarrollar un prototipo para uno en un futuro próximo.

El equipo espera ejecutar MOXIE unas 10 veces en el transcurso de un año en Marte (dos años terrestres), lo que les permitirá ver cómo funciona en diferentes estaciones. Los resultados aportarán información en el diseño de futuros generadores de oxígeno.

“El compromiso de desarrollar MOXIE muestra que la NASA se toma esto en serio”, dijo Hecht. “MOXIE no es la respuesta completa, pero es una pieza fundamental. Si tiene éxito, demostrará que los futuros astronautas pueden confiar en esta tecnología para ayudarlos a regresar a casa a salvo desde Marte”.

Más sobre la misión

Un objetivo clave de la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).

Las misiones posteriores, actualmente bajo consideración por la NASA en cooperación con la ESA (la Agencia Espacial Europea), enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en caché de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

La misión Mars 2020 es parte de un programa más amplio que incluye misiones a la Luna como una forma de prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo. Encargada de devolver astronautas a la Luna para el 2024, la NASA establecerá una presencia humana sostenida en la Luna y sus alrededores para el 2028 a través de los planes de exploración lunar Artemis de la NASA.

JPL, que es administrado por la NASA por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.

Los ingenieros de la NASA ensayan el combustible de cohetes para Artemis I.

Charlie Blackwell-Thompson, a la izquierda, director de lanzamiento de Artemis de la NASA; y Wes Mosedale, asistente técnico del director de lanzamiento, monitorean una simulación de carga de propulsor criogénico dentro de la Sala de Tiro 1 en el Centro de Control de Lanzamiento el 2 de noviembre de 2020, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida. Un equipo de ingenieros de Exploration Ground Systems y Jacobs, miembros del equipo de lanzamiento de criogenia, están ensayando los pasos para cargar el hidrógeno líquido y el oxígeno líquido superenfriados en el núcleo y las segundas etapas del Space Launch System (SLS) para prepararse para Artemis I .
Créditos: NASA / Kim Shiflett.

El cohete Space Launch System (SLS) de la NASA impulsará a la nave espacial Orion en un viaje más allá de la Luna y de regreso a la Tierra durante una prueba de vuelo sin tripulación conocida como Artemis I. Mucho antes del despegue, un grupo de ingenieros estará dentro del Centro de Control de Lanzamiento en la NASA. Kennedy Space Center en Florida, donde monitorearán la carga de hidrógeno líquido criogénico y oxígeno líquido (combustibles súper enfriados) en el cohete.

Para probar este importante proceso, los ingenieros de Exploration Ground Systems de la NASA y el contratista Jacobs ocuparon recientemente sus asientos en las consolas de la Sala de Propulsión 1 de Kennedy. Durante un lanzamiento simulado, abordaron los desafíos que surgieron y monitorearon el rendimiento del sistema.

“El equipo (de criogenia) siempre trae su juego ‘A’”, dijo Charlie Blackwell-Thompson, director de lanzamiento de Artemis de la NASA en Kennedy. “Durante estas simulaciones de carga, demuestran que estarán listos el día del lanzamiento”.

Diane Stees, ingeniera y exjefa de la consola de propulsión criogénica durante el programa del transbordador, se desempeña como líder de la NASA para el equipo de Ground and Flight Application Software Team. El equipo de software tiene 20 miembros con una mezcla de ingenieros nuevos y experimentados.

Challyn Pfifer, líder técnico del software de hidrógeno líquido criogénico de Jacobs, es una de las ingenieras más nuevas. Ella se sienta en la consola del equipo de hidrógeno líquido, que supervisa la carga del cohete y monitorea continuamente el sistema durante el lanzamiento.

“Es un honor y una experiencia asombrosos ser parte de la próxima generación de lanzamientos espaciales con el programa Artemis; para allanar el camino para los futuros ingenieros aeroespaciales que sueñan con lanzar cohetes ”, dijo Pfifer. “También es una experiencia constructiva ver a más y más mujeres involucrarse en el programa espacial. Me enorgullece saber que soy parte de algo más grande que yo ”.

Agregó que el programa Artemis se beneficia de tener ingenieros experimentados que lanzaron transbordadores espaciales, así como nuevos ingenieros que ofrecen una perspectiva diferente y una forma de abordar las tareas en cuestión.

Amanda Arrieta, miembro del equipo de lanzamiento de criogenia, participa en una simulación de carga de propelente criogénico dentro de la Sala de Tiro 1 en el Centro de Control de Lanzamiento el 2 de noviembre de 2020, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
Créditos: NASA / Kim Shiflett.
Theo Henderson, izquierda, y Phillip Youmans, miembros del equipo de lanzamiento de criogenia, participan en una simulación de carga de propelente criogénico dentro de la Sala de Tiro 1 en el Centro de Control de Lanzamiento el 2 de noviembre de 2020, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
Créditos: NASA / Kim Shiflett.

Uno de los ingenieros experimentados es John Sterritt. Comenzó su carrera en Rockwell International en octubre de 1979 como ingeniero principal de sistemas de propulsión y trabajó en todos los lanzamientos de transbordadores espaciales. Ahora, ingeniero senior y especialista en sistemas de lanzamiento de propulsión criogénica con Jacobs, hizo la transición al cohete SLS en marzo de 2013 y trabaja en estrecha colaboración con los ingenieros del sistema de detección de gases peligrosos.

“Siempre es emocionante traer un nuevo cohete y hacer avanzar parte de ese conocimiento del transbordador”, dijo Sterritt.

Sterritt monitorea los volúmenes internos del núcleo y las etapas de propulsión criogénica provisionales, incluidos los motores, los sistemas de propulsión y las interfaces de los tanques, para verificar que los niveles detectados de hidrógeno, oxígeno y helio no representen una amenaza para el cohete o la nave espacial. Además, Sterritt garantiza que el equipo tome las medidas adecuadas si los niveles superan los límites prescritos para el lanzamiento.

Ed Sikora, especialista en propulsión del equipo de Jacobs, también aporta su conocimiento del Programa de Transbordadores Espaciales al equipo de SLS. Sikora llegó a Kennedy en mayo de 1982 y apoyó 132 vuelos de transbordadores espaciales. En 2015, comenzó a escribir requisitos de sistemas terrestres, a trabajar en el software y a participar en simulaciones de lanzamiento en las salas de tiro.

Con más equipo de apoyo terrestre para Artemis que para el Programa del Transbordador Espacial, Sikora dijo que ayuda a los ingenieros que trabajan en las salas de tiro a saber cómo interactúa el hardware con el software cuando se presiona el botón.

“Me hace sentir humilde”, dijo Sikora. “Estamos contribuyendo a que los astronautas regresen a la Luna y nos preparemos para la exploración humana de Marte”.

Declaración de la NASA sobre la clausura controlada y planificada del radiotelescopio de Arecibo por NSF.

La Fundación Nacional de Ciencias (NSF) informó a la NASA que, después de una cuidadosa evaluación y consideración, han decidido desmantelar el radiotelescopio de 305 m en el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, que recientemente sostuvo Daños estructurales por cables defectuosos. La capacidad de radar planetario en Arecibo, financiada por el Programa de Observaciones de Objetos Cercanos a la Tierra (NEO) de la NASA, ha servido como una de las dos principales capacidades de radar planetario. El radiotelescopio de Arecibo ha permitido a la NASA caracterizar completamente las órbitas, tamaños y formas precisas de algunos NEO que pasan dentro del alcance del radar después de que son descubiertos por proyectos de estudios de telescopios ópticos de campo amplio.

El radiotelescopio de Arecibo se ha utilizado para muchos proyectos de investigación astronómica, incluidas búsquedas y estudios de púlsares y mapeo de gases atómicos y moleculares en la galaxia y el Universo. La National Science Foundation anunció planes para el desmantelamiento controlado del radiotelescopio de 305 metros el 19 de noviembre para proteger la salud y la seguridad de quienes trabajan y visitan el observatorio.
Créditos: Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera, Cornell U., NSF.

Durante décadas, la instalación ha sido un emblema importante del compromiso de Puerto Rico con la investigación y la educación científica internacional, y los descubrimientos posibilitados por el radiotelescopio de 305 m de Arecibo continuarán inspirando a la próxima generación de exploradores. Mientras se desmantela el radiotelescopio de 305 m, la instalación de Arecibo y su educación STEM y otros activos continuarán.

Si bien la NASA no participó directamente en la investigación de lo que provocó el daño del observatorio en agosto, la NSF se comunicó con las partes interesadas, incluida la NASA, a medida que avanzaba la investigación. La NASA respeta la decisión de la National Science Foundation de anteponer la seguridad de quienes trabajan, visitan y estudian en el histórico observatorio. La NASA ha facilitado alguna asistencia de ingeniería de los Centros propios a solicitud de NSF.

El Observatorio Goldstone de la NASA en California, otro radar planetario, regresó recientemente a pleno funcionamiento después de la entrega y prueba con éxito de un nuevo tubo klystron para su transmisor de alta potencia. Los radares como los de Goldstone y Arecibo se utilizan solo para caracterizar NEO conocidos, no para descubrir asteroides y cometas previamente desconocidos, por lo que los esfuerzos de búsqueda de NEO de la NASA no se ven afectados por el desmantelamiento planificado del radiotelescopio 305m de Arecibo.

Instrumentos para mejorar el pronóstico del tiempo para los astronautas de Artemis.

Una de las primeras cosas que la gente quiere saber antes de emprender un viaje es cómo estará el tiempo dondequiera que se dirijan. Para los astronautas de Artemis que viajan en misiones a la Luna, dos suites de instrumentos meteorológicos espaciales, HERMES de la NASA y ERSA de la ESA, proporcionarán un pronóstico temprano. El tiempo en este caso significa partículas subatómicas energizadas y campos electromagnéticos que se precipitan a través del sistema solar.

Los conjuntos de instrumentos, que llevan el nombre de dos de los medios hermanos de Artemisa en la mitología griega, Ersa, la diosa del rocío, y Hermes, el mensajero de los dioses olímpicos, estarán precargados en el Gateway antes de que se lancen los dos primeros componentes: el Elemento de Potencia y Propulsión y Puesto Avanzado de Vivienda y Logística. Los dos conjuntos de instrumentos comenzarán a monitorear el entorno de radiación lunar y devolverán datos antes de que comiencen a llegar las tripulaciones.

Concepto artístico del elemento de propulsión y potencia de la puerta de enlace, o PPE, y el puesto avanzado de vivienda y logística, o HALO, en órbita alrededor de la Luna. El cuadro dorado en el lado derecho de la imagen muestra la carga útil de HERMES. La carga útil de ERSA es la caja plateada que se encuentra justo debajo.
Créditos: NASA.

Reforzando décadas de colaboración de agencias en el espacio, la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) están construyendo cada una de las suites de instrumentos para monitorear el clima del espacio profundo e informar datos a la Tierra. Cada agencia pudo aprovechar esta oportunidad temprana para realizar ciencia desde Gateway, que se realizó por primera vez a finales de 2019, al capitalizar tecnologías que eran lo suficientemente maduras como para ser entregadas a mediados de 2022. Las dos mini estaciones meteorológicas complementarias dividirán el trabajo, con ERSA monitoreando la radiación espacial a energías más altas con un enfoque en la protección de los astronautas, mientras que HERMES monitorea las energías más bajas críticas para las investigaciones científicas.

Nadando en un mar solar
La interpretación del artista muestra el aleteo de la magnetosfera (región oscura), que deja a la Luna expuesta a partículas energizadas en el viento solar (amarillo anaranjado). La trayectoria de Gateway alrededor de la Luna, la órbita del halo casi rectilínea, pasará brevemente a través de la cola alargada de la magnetosfera de la Tierra.
Créditos: E. Masongsong, UCLA EPSS.

El cielo nocturno puede parecer oscuro y vacío, pero estamos nadando a través de un mar abierto de partículas de alta energía que se retuercen con campos eléctricos y magnéticos. Los electrones y los iones se acercan a más de un millón de kilómetros por hora, con explosiones ocasionales de tormentas solares que los empujan casi a la velocidad de la luz. Esta corriente de partículas, o pequeños trozos de Sol, es el viento solar.

El campo magnético de la Tierra, que se extiende aproximadamente 100.000 kilómetros en el espacio, nos protege a nosotros y a nuestra tripulación de astronautas más cerca de casa a bordo de la Estación Espacial Internacional. A medida que la Luna orbita la Tierra, entra y sale de la larga cola magnética de la Tierra, la parte del campo magnético de la Tierra que el viento solar devuelve como una manga de viento. Gateway, sin embargo, pasará solo una cuarta parte de su tiempo dentro de este campo magnético, por lo que brinda una oportunidad de investigación para medir directamente el viento solar y la radiación del sol.

HERMES

HERMES, abreviatura de Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite, vislumbrará lo que está sucediendo en las profundidades de la cola magnética, lo que permitirá a la NASA comparar sus observaciones con dos de las cinco naves espaciales THEMIS, un par de orbitadores lunares que llevan algunos instrumentos similares a HERMES. La capacidad de recopilar datos simultáneamente de los tres conjuntos de instrumentos en diferentes ubicaciones brindará una oportunidad única para reconstruir el comportamiento del viento solar a medida que cambia con el tiempo.

HERMES medirá la radiación de menor energía que se considerará para la seguridad de los astronautas cuando corresponda, pero su objetivo principal es científico.

“El entorno del espacio profundo es severo, pero al comprender el clima espacial y la actividad solar podemos mitigar adecuadamente los riesgos para nuestros astronautas y hardware”, dijo Jacob Bleacher, científico jefe de exploración en la Dirección de Misión de Operaciones y Exploración Humana en la sede de la NASA en Washington. “HERMES y ERSA son un ejemplo perfecto de la sinergia entre ciencia y exploración”.

HERMES está dirigido por el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland. Consiste en cuatro instrumentos montados juntos en una plataforma: un magnetómetro, que mide los campos magnéticos alrededor de Gateway, el telescopio pRoton de electrones miniaturizados, o MERiT, que mide iones y electrones; el Analizador Electrostático Electrostático, o EEA, que mide los electrones de menor energía que componen la mayor parte del viento solar, y el Analizador de Sonda Solar para Iones, o SPAN-I, que mide protones e iones, incluido el oxígeno. Goddard proporciona el magnetómetro, MERiT y EEA; SPAN-I se construye en la Universidad de California, Berkeley.

Un diagrama modelo del conjunto de instrumentos HERMES de la NASA. Los cuatro instrumentos se muestran junto con la ICE BOX, o la Caja de Electrónica de Control de Instrumentos, y el SWEM, o el Módulo Electrónico de Electrones y Protones de Viento Solar.
Créditos: NASA
ERSA

ERSA, o European Radiation Sensors Array, estudiará los efectos del viento solar en los astronautas y sus equipos. Equipado con cinco instrumentos, ERSA mide partículas energéticas del Sol, rayos cósmicos galácticos, neutrones, iones y campos magnéticos alrededor del Portal. La medición de estas partículas puede informarnos sobre la física de la radiación en el Sistema Solar y comprender los riesgos que plantea la radiación para los viajeros espaciales humanos y su hardware.

“Comprender el entorno de radiación cambiante alrededor de la Luna y en el Gateway es importante si queremos comprender los peligros potenciales que enfrentarán los astronautas y cómo abordarlos. También nos ayuda a comprender y predecir el clima espacial en todo el sistema Tierra-Luna ”, dijo James Carpenter, Coordinador de Ciencias de la Exploración de la ESA.

El camino de Gateway seguirá una órbita de halo casi rectilínea, también conocida como órbita de halo angelical, alrededor de la Luna.
Créditos: ESA.

En la suite se incluye el instrumento Influence sur les Composants Avancés des Radiations de l’Espace, o ICARE-NG, que mide la radiación ionizante que puede crear breves picos de voltaje que pueden provocar un cortocircuito en la electrónica. Otro instrumento, el Dosímetro Activo Europeo, mide la energía que la radiación depositaría en los tejidos vivos para comprender la exposición humana a la radiación.

Las mediciones tanto de HERMES como de ERSA se realizan en el momento del impacto, una vez que la radiación ya ha llegado. Pero a largo plazo, las mediciones ayudarán a la NASA y la ESA a mejorar sus modelos de clima espacial para predecir mejor cuándo esa radiación podría estar en camino desde el Sol, permitiendo mejores pronósticos avanzados en el futuro.

Gateway es una parte vital del programa Artemis. A través de Artemis, la NASA y sus socios aprenderán a vivir, trabajar y realizar ciencia en la Luna y sus alrededores, creando una presencia robótica y humana sostenida en el vecino más cercano de la Tierra. En la Luna, aprenderemos cómo prosperar en otros mundos, preparando a la humanidad para el próximo gran viaje a Marte.

Las simulaciones de la NASA validan los modelos de seguridad de Orion para los astronautas de Artemis.

Crédito de la imagen: NASA / Francois Cadieux / Timothy Sandstrom.

Como parte del programa Artemis, la nave espacial Orion de la NASA llevará a la primera mujer y al próximo hombre a la órbita lunar antes de aterrizar en la Luna en 2024, y permitirá una presencia sostenida en la Luna y sus alrededores para finales de la década. Una parte integral para garantizar un vuelo espacial seguro es el sistema de aborto de lanzamiento de Orion, o LAS, que se muestra aquí en gris. Este sistema de escape de la tripulación de última generación está conectado a la parte superior de la nave espacial, que se encuentra sobre el poderoso cohete Space Launch System de la agencia. En caso de emergencia durante el despegue, puede separarse rápidamente del cohete y llevar a los astronautas a un lugar seguro.

Para impulsar a Orion a un lugar seguro, el LAS utiliza un motor de aborto que produce cuatro columnas de escape grandes y de alta velocidad que fluyen a lo largo de los lados de Orion, generando vibraciones extremadamente fuertes.

Esta imagen se calcula utilizando 5.000 instantáneas de la simulación LAS más larga hasta el momento y es renderizada por los expertos en visualización de la División de Supercomputación Avanzada de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. Proporciona una mirada en profundidad a las fluctuaciones promedio pronosticadas en la presión que causan vibraciones en la nave espacial.

Los altos niveles de vibración se muestran en blanco; los niveles bajos están en azul. Un arco azul claro arriba de las boquillas del motor de interrupción muestra una onda de choque creada por las boquillas del motor de interrupción del vehículo y las columnas de escape cuando el vehículo viaja más rápido que la velocidad del sonido. Las curvas blancas abajo de las boquillas se deben a interacciones entre otro choque y las plumas.

Para comprender mejor los efectos de la altitud y la velocidad en la fuerza y ​​distribución de estas vibraciones, un equipo de Ames produjo múltiples simulaciones en una amplia gama de escenarios de aborto de lanzamiento utilizando los recursos de supercomputación de la NASA. Están trabajando para simular la prueba de esfuerzo total del LAS, llamada prueba de vuelo Ascent Abort-2, que la NASA completó con éxito en 2019. Usando un software de vanguardia desarrollado por Ames, los ingenieros validaron la precisión de las predicciones con datos reales de pruebas de vuelo. En colaboración con el equipo de Orion Loads and Dynamics en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, las predicciones se utilizarán para aumentar los datos del túnel de viento, las pruebas en tierra y las pruebas de vuelo para ayudar a reducir la incertidumbre de las vibraciones en la nave espacial y, en última instancia, mejorar la seguridad de los astronautas durante un posible aborto de lanzamiento.

Misterio cósmico de 16 años resuelto, revelando el eslabón estelar perdido.

La Nebulosa del Anillo Azul consta de dos conos de gas en expansión expulsados ​​al espacio por una fusión estelar. A medida que el gas se enfría, forma moléculas de hidrógeno que chocan con partículas en el espacio interestelar, provocando que irradien luz ultravioleta lejana. Invisible para el ojo humano, se muestra aquí como azul.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / M. Seibert (Carnegie Institution for Science) / K. Equipo Hoadley (Caltech) / GALEX.

La Nebulosa del Anillo Azul, que dejó perplejos a los científicos durante más de una década, parece ser el ejemplo conocido mas joven de dos estrellas fusionadas en una.

En 2004, los científicos del Explorador de Evolución de la Galaxia (GALEX) de la NASA, con base en el espacio, detectaron un objeto diferente a todos los que habían visto antes en nuestra galaxia, la Vía Láctea: una gota de gas grande y débil con una estrella en el centro. En las imágenes de GALEX, la mancha parecía azul, aunque en realidad no emite luz visible para el ojo humano, y las observaciones posteriores revelaron una estructura de anillo grueso dentro de ella. Así que el equipo la apodó Nebulosa del Anillo Azul. Durante los siguientes 16 años, lo estudiaron con múltiples telescopios terrestres y espaciales, pero cuanto más aprendían, más misterioso parecía.

Un nuevo estudio publicado en línea el 18 de noviembre en la revista Nature puede haber resuelto el caso. Al aplicar modelos teóricos de vanguardia a la gran cantidad de datos que se han recopilado sobre este objeto, los autores postulan que la nebulosa, una nube de gas en el espacio, probablemente esté compuesta por escombros de dos estrellas que chocaron y se fusionaron en una sola estrella.

La Nebulosa del Anillo Azul consta de dos nubes huecas de escombros en forma de cono que se mueven en direcciones opuestas alejándose de la estrella central. La base de un cono viaja casi directamente hacia la Tierra. Como resultado, los astrónomos que observan la nebulosa ven dos círculos que se superponen parcialmente.
Créditos: Mark Seibert.

Si bien se cree que los sistemas estelares fusionados son bastante comunes, es casi imposible estudiarlos inmediatamente después de su formación porque están oscurecidos por los escombros que provoca la colisión. Una vez que los escombros se han despejado, al menos cientos de miles de años después, son difíciles de identificar porque se asemejan a estrellas no fusionadas. La Nebulosa del Anillo Azul parece ser el eslabón perdido: los astrónomos están viendo el sistema estelar solo unos pocos miles de años después de la fusión, cuando la evidencia de la unión todavía es abundante. Parece ser el primer ejemplo conocido de un sistema estelar fusionado en esta etapa.

Operado entre 2003 y 2013 y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, GALEX fue diseñado para ayudar a estudiar la historia de la formación de estrellas en la mayor parte del Universo mediante la realización de un censo de poblaciones de estrellas jóvenes en otras galaxias. Para hacer esto, la misión observó tanto la luz ultravioleta cercana (longitudes de onda ligeramente más cortas que la luz visible) como la luz ultravioleta lejana. La mayoría de los objetos vistos por GALEX irradiaban tanto UV cercano (representado como amarillo en las imágenes GALEX) como UV lejano (representado como azul), pero la Nebulosa del Anillo Azul se destacó porque solo emitía luz ultravioleta lejana.

El tamaño del objeto era similar al de un remanente de supernova, que se forma cuando una estrella masiva se queda sin combustible y explota, o una nebulosa planetaria, los restos hinchados de una estrella del tamaño de nuestro Sol. Pero la Nebulosa del Anillo Azul tenía una estrella viviente en su centro. Además, los remanentes de supernova y las nebulosas planetarias irradian en múltiples longitudes de onda de luz fuera del rango de los rayos ultravioleta, mientras que investigaciones posteriores mostraron que la Nebulosa del Anillo Azul no lo hizo.

Planeta fantasma

En 2006, el equipo GALEX observó la nebulosa con el telescopio Hale de 5,1 metros en el Observatorio Palomar en el condado de San Diego, California, y luego con los telescopios aún más potentes de 10 metros en el WM Observatorio Keck en Hawaii. Encontraron evidencia de una onda de choque en la nebulosa, lo que sugiere que el gas que compone la Nebulosa del Anillo Azul había sido efectivamente expulsado por algún tipo de evento violento alrededor de la estrella central. Los datos de Keck también sugirieron que la estrella estaba tirando una gran cantidad de material hacia su superficie. Pero, ¿de dónde venía el material?

“Durante bastante tiempo pensamos que tal vez había un planeta varias veces la masa de Júpiter siendo desgarrado por la estrella, y eso estaba arrojando todo ese gas fuera del sistema”, dijo Mark Seibert, astrofísico de la Carnegie Institution for Science y miembro del equipo GALEX de Caltech, que gestiona JPL.

Pero el equipo quería más datos. En 2012, utilizando el primer estudio de cielo completo del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA, un telescopio espacial que estudió el cielo en luz infrarroja, el equipo de GALEX identificó un disco de polvo que orbita cerca de la estrella. (WISE se reactivó en 2013 como la misión NEOWISE de búsqueda de asteroides). Los datos de archivo de otros tres observatorios infrarrojos, incluido el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, también detectaron el disco. El hallazgo no descartó la posibilidad de que un planeta también estuviera orbitando la estrella, pero eventualmente el equipo demostraría que el disco y el material expulsado al espacio provenían de algo más grande que incluso un planeta gigante. Luego, en 2017, el Buscador de planetas de la zona habitable en el Telescopio Hobby-Eberly en Texas confirmó que no había ningún objeto compacto orbitando la estrella.

Más de una década después de descubrir la Nebulosa del Anillo Azul, el equipo había recopilado datos sobre el sistema de cuatro telescopios espaciales, cuatro telescopios terrestres, observaciones históricas de la estrella que se remontan a 1895 (para buscar cambios en su brillo en tiempo), y con la ayuda de científicos independientes a través de la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO). Pero todavía se les escapaba una explicación de lo que había creado la nebulosa.

Se cree que la Nebulosa del Anillo Azul es el producto de dos estrellas que se fusionan en una. La colisión de los cuerpos expulsó una nube de escombros calientes al espacio. Un disco de gas que orbita alrededor de la estrella más grande corta la nube por la mitad, creando dos conos que se alejan de la estrella en direcciones opuestas.
Detectives estelares

Para cuando Keri Hoadley comenzó a trabajar con el equipo científico de GALEX en 2017, “el grupo había chocado contra una pared” con la Nebulosa del Anillo Azul, dijo. Pero Hoadley, una astrofísica de Caltech, estaba fascinada por el objeto y sus extrañas características, por lo que aceptó el desafío de intentar resolver el misterio. Parecía probable que la solución no viniera de más observaciones del sistema, sino de teorías de vanguardia que pudieran dar sentido a los datos existentes. Entonces Chris Martin, investigador principal de GALEX en Caltech, se acercó a Brian Metzger de la Universidad de Columbia en busca de ayuda.

Como astrofísico teórico, Metzger hace modelos matemáticos y computacionales de fenómenos cósmicos, que pueden usarse para predecir cómo se verán y se comportarán esos fenómenos. Se especializa en fusiones cósmicas: colisiones entre una variedad de objetos, ya sean planetas y estrellas o dos agujeros negros. Con Metzger a bordo y Hoadley guiando el trabajo, las cosas progresaron rápidamente.

“No era solo que Brian pudiera explicar los datos que estábamos viendo; esencialmente estaba prediciendo lo que habíamos observado antes de que él lo viera”, dijo Hoadley. “Él decía, ‘Si esta es una fusión estelar, entonces deberías ver X’, y era como, ‘¡Sí! ¡Vemos eso!'”

El equipo concluyó que la nebulosa era el producto de una fusión estelar relativamente reciente que probablemente ocurrió entre una estrella similar a nuestro Sol y otra estrella de solo una décima parte de ese tamaño (o aproximadamente 100 veces la masa de Júpiter). Cerca del final de su vida, la estrella similar al Sol comenzó a hincharse, acercándose más a su compañera. Finalmente, la estrella más pequeña cayó en una espiral descendente hacia su compañera más grande. En el camino, la estrella más grande rompió a la estrella más pequeña, envolviéndose en un anillo de escombros antes de tragarse la estrella más pequeña por completo.

Este fue el evento violento que llevó a la formación de la Nebulosa del Anillo Azul. La fusión lanzó una nube de escombros calientes al espacio que fue cortado en dos por el disco de gas. Esto creó dos nubes de escombros en forma de cono, sus bases se alejan de la estrella en direcciones opuestas y se ensanchan a medida que viajan hacia afuera. La base de un cono viene casi directamente hacia la Tierra y el otro casi directamente de forma opuesta. Son demasiado débiles para ver solos, pero el área donde los conos se superponen (como se ve desde la Tierra) forma el anillo azul central que GALEX observó.

Pasaron milenios. La nube de escombros en expansión se enfrió y formó moléculas y polvo, incluidas moléculas de hidrógeno que colisionaron con el medio interestelar, la escasa colección de átomos y partículas energéticas que llenan el espacio entre las estrellas. Las colisiones excitaron las moléculas de hidrógeno, lo que hizo que se irradiaran en una longitud de onda específica de luz ultravioleta lejana. Con el tiempo, el resplandor se volvió lo suficientemente brillante para que GALEX lo viera.

Las fusiones estelares pueden ocurrir hasta una vez cada 10 años en nuestra galaxia, la Vía Láctea, lo que significa que es posible que una población considerable de las estrellas que vemos en el cielo fueran dos.

“Vemos muchos sistemas de dos estrellas que podrían fusionarse algún día, y creemos que hemos identificado estrellas que se fusionaron hace quizás millones de años. Pero casi no tenemos datos sobre lo que sucede en el medio”, dijo Metzger. “Creemos que probablemente haya muchos remanentes jóvenes de fusiones estelares en nuestra galaxia, y la Nebulosa del Anillo Azul podría mostrarnos cómo se ven para que podamos identificar más”.

Si bien es probable que esta sea la conclusión de un misterio de hace 16 años, también puede ser el comienzo de un nuevo capítulo en el estudio de las fusiones estelares.

“Es sorprendente que GALEX haya podido encontrar este objeto realmente débil que no estábamos buscando, pero que resulta ser algo realmente interesante para los astrónomos”, dijo Seibert. “Simplemente reitera que cuando miras el Universo en una nueva longitud de onda o en una nueva forma, encuentras cosas que nunca imaginaste que encontrarías”.

JPL, una división de Caltech, gestionó la misión GALEX para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. La misión fue desarrollada por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, bajo el Programa de Exploradores. JPL también gestionó las misiones Spitzer y WISE, y gestiona la misión NEOWISE.

Sonidos de Perseverance mientras viaja por el espacio profundo.

En esta ilustración anotada, se muestra la ubicación del micrófono de entrada, descenso y aterrizaje del rover Perseverance. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech.

El primero en estar equipado con micrófonos, el último rover de Marte de la agencia, recogió los sutiles sonidos de su propio funcionamiento interno durante el vuelo interplanetario.

Un micrófono a bordo del rover Perseverance Mars 2020 de la NASA ha grabado los sonidos de la nave espacial mientras atraviesa el espacio interplanetario. Mientras que otro micrófono a bordo del rover está diseñado específicamente para escuchar los golpes láser del instrumento SuperCam, este está dedicado a capturar parte o la totalidad de la secuencia de entrada, descenso y aterrizaje (EDL), desde el disparo del mortero que libera el paracaídas a los motores de aterrizaje de Marte empujando las ruedas del rover para discurrir por la superficie.

Los datos para el archivo de audio de 60 segundos se recopilaron el 19 de octubre durante una verificación del sistema de cámara y micrófono en vuelo que captará parte del aterrizaje en el cráter Jezero de Marte a principios del próximo año.

El zumbido suave que se oye proviene de la bomba de fluido de rechazo de calor del vehículo. Ubicada en el lado trasero de estribor del Perseverance, la bomba es parte del sistema térmico del rover, que ayudará a mantener las temperaturas operativas de los componentes del vehículo incluso en las noches de invierno más frías. Hace su trabajo haciendo circular fluido a través de un intercambiador de calor montado junto al Generador Termoeléctrico de Radioisótopos Multi-Misión y luego en una red de tubos repartidos por todo el chasis del rover.

“Con disculpas para la persona que ideó el eslogan de ‘Alien’, supongo que se podría decir que en el espacio nadie podrá escucharte gritar, pero pueden escuchar tu bomba de fluido de rechazo de calor”, dijo Dave Gruel, ingeniero principal del subsistema de cámara y micrófono EDL de Mars 2020. “El micrófono que incluimos para escuchar cómo es aterrizar en Marte fue capaz de captar el sistema térmico de Perseverance que opera en el vacío del espacio a través de vibraciones mecánicas”.

En esta ilustración anotada, se muestra la ubicación del micrófono de entrada, descenso y aterrizaje del rover Perseverance. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech.
Buenas vibraciones

Como sabe cualquier fanático de la ciencia ficción cinematográfica, el vacío del espacio es un entorno menos que óptimo para las transmisiones auditivas. Pero eso no significa que el sonido no pueda encontrar otra forma. Las ondas sonoras pueden viajar a través de objetos sólidos. Cuando estas vibraciones mecánicas son registradas por un componente eléctrico, a veces se convierten en una señal eléctrica. (Cualquiera que escuche música a través de auriculares internos puede haber encontrado este fenómeno como un crujido o golpeteo cuando el cable de los auriculares roza una superficie).

El archivo de sonido fue procesado por DPA Microphones de Alleroed, Dinamarca, que fabricó el hardware del micrófono EDL que vuela en Mars 2020.

“Por muy bueno que sea captar un poco de audio en las operaciones de la nave espacial en vuelo, el archivo de sonido tiene un significado más importante”, agregó Gruel. “Significa que nuestro sistema está funcionando y listo para intentar grabar parte del sonido y la furia de un aterrizaje en Marte”.

Se puede ver un cable eléctrico serpenteando a lo largo del material aislante en esta imagen en vuelo del interior de la nave espacial Mars 2020 en su camino hacia el Planeta Rojo. La imagen se ensambló usando tres imágenes tomadas por la parte trasera izquierda del Hazcam del rover Perseverance durante una verificación de sistemas el 19 de octubre de 2020. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech.

El micrófono EDL no fue hecho a medida para esta misión, o exploración espacial, y el equipo no sabe qué esperar de sus archivos de sonido del día del aterrizaje.

“Obtener sonido desde el aterrizaje es algo bueno, no una necesidad”, dijo Gruel. “Si no sucede, no impedirá ni un poco la misión de descubrimiento del rover en el cráter Jezero. Si incluso una parte de la secuencia de aterrizaje se captura en audio, sería asombroso”.

El rover más sofisticado de la humanidad viaja al Planeta Rojo con el Helicóptero Ingenuity Mars. Juntos, entrarán en la atmósfera marciana el 18 de febrero de 2021 a las 12:47 p.m. PST (3:47 p.m. EST) y aterrizará en el cráter Jezero 410 segundos después.

El rover Perseverance Mars 2020 de la NASA está a menos de 100 días del aterrizaje.

Experiencia interactiva completa en Eyes on the Solar System.

Más sobre la misión

Un objetivo clave de la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).

Las misiones subsiguientes, actualmente bajo consideración por la NASA en cooperación con la ESA (Agencia Espacial Europea), enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

La misión Mars 2020 es parte de un programa más amplio que incluye misiones a la Luna como una forma de prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo. Encargada de enviar astronautas a la Luna para 2024, la NASA establecerá una presencia humana sostenida en la Luna y sus alrededores para 2028 a través de los planes de exploración lunar Artemis de la NASA.

JPL, que es administrado por la NASA por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.

Las personas que persiguen las auroras ayudan a descubrir una nueva característica de STEVE.

Tomada el 17 de julio de 2018, en el lago Little Kenosee, Saskatchewan, Canadá, esta foto muestra las diminutas rayas verdes debajo de STEVE. Neil Zeller, fotógrafo y coautor del artículo, comentó: “STEVE estuvo brillante y poderoso durante una hora completa esa noche”. Crédito: Copyright Neil Zeller.

En 2018, un nuevo descubrimiento similar a una aurora golpeó el mundo. De 2015 a 2016, los ciudadanos informaron 30 casos de una cinta púrpura en el cielo, con una estructura de valla de estacas verde debajo. Ahora llamado STEVE, o Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, este fenómeno aún es nuevo para los científicos que están trabajando para comprender todos sus detalles. Lo que sí saben es que STEVE no es una aurora normal, algunos piensan que tal vez no sea una aurora en absoluto, y un nuevo hallazgo sobre la formación de rayas dentro de la estructura acerca a los científicos un paso más hacia la resolución del misterio.

“A menudo, en física, construimos nuestro conocimiento y luego probamos los casos extremos o probamos los casos en un entorno diferente”, explica Elizabeth MacDonald, científica espacial del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “STEVE es diferente a la aurora habitual, pero está hecha de luz y es impulsada por el sistema auroral. Al encontrar estas pequeñas rayas, podemos estar aprendiendo algo fundamentalmente nuevo sobre cómo se puede producir la luz verde de las auroras “.

Estas “pequeñas rayas” son características extraordinariamente pequeñas en forma de puntos dentro de la valla verde de STEVE. En un nuevo artículo para AGU Advances, los investigadores compartieron sus últimos hallazgos sobre estos puntos. Sugieren que las rayas podrían ser puntos de luz en movimiento, alargados en las imágenes debido al desenfoque de las cámaras. La punta de la racha en una imagen se alineará con el final de la cola en la siguiente imagen, contribuyendo a esta especulación de los científicos. Sin embargo, todavía quedan muchas preguntas por responder: determinar si la luz verde es un punto o, de hecho, una línea es una pista adicional para ayudar a los científicos a descubrir qué causa la luz verde.

“Todavía no estoy completamente seguro de nada con respecto a este fenómeno”, dijo Joshua Semeter, profesor de la Universidad de Boston y primer autor del artículo. “Tiene otras secuencias en las que parece que hay una estructura en forma de tubo que persiste de una imagen a otra y no parece ajustarse a una fuente puntual en movimiento, por lo que todavía no estamos muy seguros de eso”.

Dos ángulos diferentes de rayas verdes distintivas debajo de un evento de STEVE el 31 de agosto de 2016, cerca de Carstairs, Alberta, Canadá. La investigación reciente sobre la formación de estas rayas está permitiendo a los científicos aprender más sobre este fenómeno parecido a una aurora.
Créditos: Copyright Neil Zeller.

STEVE en su conjunto es algo en lo que los científicos todavía están trabajando para etiquetar. Los científicos tienden a clasificar las características ópticas del cielo en dos categorías: resplandor de aire y aurora. Cuando el resplandor del aire ocurre por la noche, los átomos en la atmósfera se recombinan y liberan parte de su energía almacenada en forma de luz, creando franjas brillantes de color. Al estudiar los patrones del resplandor del aire, los científicos pueden aprender más sobre esa área de la atmósfera, la ionosfera. Para ser clasificada como una aurora, por otro lado, esa liberación de luz debe ser causada por un bombardeo de electrones. Estas características se forman de manera diferente, pero también se ven diferentes: el resplandor del aire puede ocurrir en la Tierra, mientras que las auroras se forman en un anillo amplio alrededor de los polos magnéticos de la Tierra.

“STEVE en general parece no ajustarse bien a ninguna de esas categorías”, dijo Semeter. “Las emisiones provienen de mecanismos que aún no comprendemos completamente”.

Las emisiones púrpuras de STEVE son probablemente el resultado de iones que se mueven a una velocidad supersónica. Las emisiones verdes parecen estar relacionadas con los remolinos, como los que se pueden ver formarse en un río, moviéndose más lentamente que el resto del agua a su alrededor. Las características verdes también se mueven más lentamente que las estructuras en las emisiones púrpuras, y los científicos especulan que podrían ser causadas por turbulencias en las partículas espaciales, una mezcla de partículas cargadas y campo magnético, llamado plasma, en estas altitudes.

“Sabemos que ocurre este tipo de turbulencia. Hay personas que basan toda su carrera en el estudio de las turbulencias en el plasma ionosférico formado por flujos muy rápidos ”. Dijo Semeter. “La evidencia generalmente proviene de mediciones de radar. Nunca tenemos una firma óptica “. Semeter sugiere que cuando se trata de la aparición de STEVE, los flujos en estos casos son tan extremos que podemos verlos en la atmósfera.

“Este papel es la punta del iceberg en esta nueva área de estos diminutos pedazos de la valla. Algo que hacemos en física es tratar de socavar para aumentar nuestra comprensión ”, dijo MacDonald. “Este documento establece el rango de altitud y algunas de las técnicas que podemos usar para identificar estas características, luego se pueden resolver mejor en otras observaciones”.

Para establecer el rango de altitud e identificar estas características, los científicos utilizaron ampliamente fotos y videos capturados por científicos independientes.

“Los científicos independientes son los que llamaron la atención de los científicos sobre el fenómeno STEVE. Sus fotos suelen tener un lapso de tiempo más largo que nuestras observaciones científicas tradicionales ”, dijo MacDonald. “Los científicos independientes no se involucran en los patrones en los que se involucran los científicos. Hacen las cosas de manera diferente. Son libres de mover la cámara y tomar la exposición que quieran “. Sin embargo, para hacer este nuevo descubrimiento de los puntos dentro de STEVE, los fotógrafos tomaron fotografías de exposición más corta para capturar este movimiento.

Para obtener esas fotografías, los ciudadanos pasan horas en el frío helado, a altas horas de la noche, esperando que aparezca una aurora, o con suerte STEVE. Si bien los datos pueden indicar si aparecerá una aurora, los indicadores de STEVE aún no se han identificado. Sin embargo, los cazadores de auroras aparecen y toman fotografías de todos modos.

Neil Zeller, fotógrafo y coautor del artículo, dice que originalmente no planeaba ser un científico independiente. “Fue solo por la belleza”, explicó Zeller. Zeller ha estado involucrado en el descubrimiento de STEVE desde el principio. Mostró una foto que tomó de STEVE para MacDonald hace años, lo que provocó la primera investigación sobre el fenómeno. Ahora es coautor de este artículo.

“Es un honor, realmente lo es”, dijo Zeller sobre su contribución a esta investigación. “Tiendo a dar un paso atrás de los científicos que hacen el trabajo. Estoy ahí por la belleza y para capturar estos fenómenos en el cielo “.

Este documento también hizo uso de otra valiosa contribución de un científico independiente: una base de datos voluntaria de observaciones de STEVE. Michael Hunnekuhl, otro autor del artículo, mantiene esta base de datos y ha contribuido a los hallazgos de STEVE en el pasado. Hunnekuhl notó las rayas en las fotografías independientemente de los científicos en el papel, y su registro detallado y técnicas de triangulación fueron fundamentales en esta investigación.

Zeller y otros científicos ciudadanos planean seguir tomando y examinando esas fotografías, capturando la belleza de la atmósfera de la Tierra, y MacDonald, Semeter y otros científicos seguirán estudiándolas, descubriendo más sobre este nuevo fenómeno.