Investigadores de Glenn estudian un nuevo proyecto para explorar Titán

Los avances en la ciencia y la tecnología surgen a partir de grandes ideas y creatividad. Investigadores del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, han imaginado las bases de un nuevo diseño para desarrollar un módulo de aterrizaje en la luna de Saturno, Titán. El equipo está explorando tecnologías que permitan recolectar muestras de la superficie y devolverlas a la Tierra para analizarlas en el laboratorio.

La idea futurista del equipo, fue seleccionada por el programa Innovative Advanced Concepts (NIAC) de la NASA, con una subvención de 125.000 dólares para comenzar a estudiar la viabilidad del proyecto.

“El NIAC es una forma en la que la agencia fomenta ideas ‘locas’ que requieren más de una década de desarrollo, pero que podrían conducir a innovaciones revolucionarias que contribuyan a nuevas y emocionantes misiones”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Science Mission Directorate de la agencia. “Las misiones de hoy eran las ideas ‘locas’ de hace años”.

Los científicos e ingenieros que trabajan en el proyecto de devolución de muestras de Titan son parte del Compass Lab de Glenn. Anteriormente, el grupo imaginó un submarino que explorara las costas y las profundidades de los mares de metano de Titán.

¿Por qué Titán? Titán puede ayudarnos a comprender los orígenes del sistema solar.

“Titán es un mundo asombroso”, dijo Geoffrey Landis, el investigador científico principal de Compass. “Está cubierto de compuestos orgánicos protegidos por una atmósfera espesa de nitrógeno y tiene mares de gas natural líquido, del tamaño y profundidad de los Grandes Lagos de la superficie de la Tierra. Debajo de su corteza, Titán es un mundo oceánico, con un segundo océano de agua líquida escondido en las profundidades de la superficie”.

Los compuestos orgánicos de la superficie y de la atmósfera, llamados tholins, solo se encuentran en el sistema solar exterior y probablemente sean algunos de los componentes básicos del sistema solar que podrían ayudarnos a comprender el origen de la vida en nuestro planeta. Landis agregó que si bien es posible realizar algunos análisis limitados de estos compuestos utilizando instrumentos livianos en una sonda, se podría obtener una comprensión más detallada, trayendo muestras para analizarlas en los laboratorios sofisticados de los que disponmos en la Tierra.

Viajar a Titán lleva tiempo; se trata de un viaje de siete años desde la Tierra. La primera misión de la NASA para estudiar a Titán de cerca es un helicóptero de 8 palas llamado Dragonfly. Programado para su lanzamiento en 2026, Dragonfly explorará la atmósfera y la superficie del satélite durante dos años.

La emocionante perspectiva de traer muestras de Titán a la Tierra otorgaría a los científicos más información sobre esta misteriosa luna.

“Esperamos que el aterrizaje en Titán sea relativamente fácil”, dijo Steven Oleson, líder del Laboratorio Compass e investigador principal del estudio NIAC. “Titán tiene una atmósfera espesa de nitrógeno (1,5 veces la presión atmosférica de la Tierra) que puede ralentizar la velocidad del módulo de aterrizaje con un aeroshell y un paracaídas, al igual que los astronautas que regresan a la Tierra”.

A diferencia de los módulos de aterrizaje de Marte, una misión a Titán no necesita una etapa final de descenso propulsada por cohetes.

Titán también es rico en materiales que podrían permitir una misión de retorno a la Tierra. El equipo de Compass investigará tecnologías que sean capaces de encontrar los recursos para producir un propulsor apto para impulsar el viaje de vuelta a casa.

“Nuestro objetivo es diseñar un proyecto de misión moderno y rentable que pueda encontrar y utilizar recursos en el lugar de destino”, explica Landis.

“La producción de combustible para cohetes en Titán no requeriría procesamiento químico, solo necesitaría una tubería y una bomba”, explicó Oleson. “El metano ya está en estado líquido, por lo que está listo para usar”.

La parte más complicada es crear oxígeno líquido. Las rocas de Titán están hechas de hielo de agua que podría derretirse usando el calor de una fuente nuclear y luego electrolizarse para producir oxígeno.

Como todos los estudios de NIAC, financiados por la Science Mission Directorate de la agencia, este proyecto se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y no es una misión oficial de la NASA. Sin embargo, al respaldar ideas de investigación visionarias mediante múltiples fases de estudio, la agencia desarrolla nuevas tecnologías transversales, necesarias para las misiones actuales y futuras.

Edición: R. Castro.

Comunicaciones láser: desarrollando un gran potencial

Ilustración del satélite-6 con el Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) del programa de pruebas espaciales del Departamento de Defensa de E.E.U.U. (STPSat-6) c. Crédito: NASA.

Este verano tendrá lugar el lanzamiento de la Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) de la NASA, que demostrará la dinámica capacidad de las comunicaciones con tecnologías láser. Teniendo cada vez más presencia humana y robótica de la NASA en el espacio, las misiones pueden beneficiarse de una nueva forma de “hablar” con la Tierra.

Desde el comienzo de los vuelos espaciales en la década de 1950, las misiones de la NASA han aprovechado las comunicaciones por radiofrecuencia para enviar datos desde y hacia el espacio. Las comunicaciones láser, también conocidas como comunicaciones ópticas, optimizarán aún más las misiones con capacidades de datos sin precedentes.

Representación gráfica de la diferencia en las velocidades de datos entre las comunicaciones por radio y láser.
Créditos: NASA.
¿Por qué láser?

A medida que los instrumentos científicos evolucionan para capturar datos de alta definición como vídeos 4K, las misiones necesitarán formas rápidas de transmitir información a la Tierra. Con las comunicaciones láser, la NASA puede acelerar significativamente el proceso de transferencia de datos y potenciar más descubrimientos.

Las comunicaciones láser permitirán que se transmitan de 10 a 100 veces más datos a la Tierra que los sistemas de radiofrecuencia actuales. Se necesitarían aproximadamente nueve semanas para transmitir un mapa completo de Marte a la Tierra con los sistemas de radiofrecuencia actuales. Con láseres, llevaría unos nueve días.

Además, los sistemas de comunicaciones láser son ideales para misiones porque necesitan menos volumen, peso y potencia. Menos masa significa más espacio para los instrumentos científicos, y menos energía significa menos drenaje de los sistemas de energía de las naves espaciales. Todas estas son consideraciones de gran importancia para la NASA a la hora de diseñar y desarrollar proyectos de misiones.

“LCRD demostrará todas las ventajas de usar sistemas láser y nos permitirá aprender cómo usarlos mejor a nivel operativo”, dijo el investigador principal David Israel en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Con esta capacidad más desarrollada, podemos comenzar a implementar comunicaciones láser en más misiones, convirtiéndola finalmente en una forma estandarizada de enviar y recibir datos”.

Cómo funciona

Tanto las ondas de radio como la luz infrarroja son radiación electromagnética con diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético. Al igual que las ondas de radio, la luz infrarroja es invisible para el ojo humano, pero disponemos de ella todos los días con cosas como controles remotos de televisión y lámparas de calor.

Las misiones modulan sus datos en las señales electromagnéticas para atravesar las distancias entre las naves espaciales y las estaciones terrestres de la Tierra. A medida que viaja la comunicación, las ondas se extienden.

La luz infrarroja utilizada para las comunicaciones láser se diferencia de las ondas de radio porque la luz infrarroja empaqueta los datos en ondas significativamente más estrechas, lo que significa que las estaciones terrestres pueden recibir más datos a la vez. Si bien las comunicaciones láser no son necesariamente más rápidas, se pueden recibir más datos.

Los terminales de comunicaciones láser en el espacio utilizan anchos de haz más estrechos que los sistemas de radiofrecuencia, proporcionando “huellas” más pequeñas que pueden minimizar la interferencia o mejorar la seguridad al reducir drásticamente el área geográfica donde alguien podría interceptar una señal de comunicaciones. Sin embargo, un telescopio de comunicaciones láser que apunta a una estación terrestre, debe ser preciso hasta la exactitud cuando se transmite desde miles o millones de kilómetros de distancia. Una desviación de incluso una fracción de grado, puede hacer que el láser pierda su objetivo por completo. Los ingenieros de comunicaciones láser de la NASA han diseñado intrincadamente misiones láser para garantizar que esta conexión pueda ser posible.

Laser Communications Relay Demonstration

Ubicado en órbita geosincrónica, a unos 35.000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, la LCRD podrá dar soporte a misiones de Espacio Cercano a la Tierra. LCRD pasará sus primeros dos años probando las capacidades de comunicaciones láser con numerosos experimentos para refinar aún más la tecnología láser, aumentando nuestro conocimiento sobre posibles aplicaciones futuras.

La fase de experimento inicial de LCRD aprovechará las estaciones terrestres de la misión en California y Hawai, las Estaciones Terrestres Ópticas 1 y 2, como simulación de usuarios. Esto permitirá a la NASA evaluar las perturbaciones atmosféricas en los láseres y practicar el cambio de soporte de un usuario a otro. Después de la fase de experimento, LCRD pasará a apoyar misiones espaciales, enviando y recibiendo datos hacia y desde satélites, a través de láseres infrarrojos para demostrar los beneficios de un sistema de retransmisión de comunicaciones por láser.

El primer usuario en el espacio de LCRD será el Integrated LCRD Low-Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) de la NASA, que se lanzará a la Estación Espacial Internacional en 2022. El terminal recibirá datos científicos de alta calidad de experimentos e instrumentos a bordo de la estación espacial y luego transferirá estos datos a LCRD a 1,2 gigabits por segundo. Después, LCRD lo transmitirá a las estaciones terrestres a la misma velocidad.

LCRD e ILLUMA-T siguen la innovadora Lunar Laser Communications Demonstration de 2013, que transmitió datos a través de una señal láser a 622 megabits por segundo, lo que demuestró las capacidades de los sistemas láser en la Luna. La NASA tiene muchas otras misiones de comunicaciones láser actualmente en diferentes etapas de desarrollo. Cada una de estas misiones aumentará nuestro conocimiento sobre los beneficios y desafíos de las comunicaciones láser y estandarizará aún más la tecnología.

Está previsto que LCRD se lance como carga útil en una nave espacial del Departamento de Defensa el 23 de junio de 2021.

Edición: R. Castro.

Un nuevo vídeo en 3D muestra al helicóptero Ingenuity Mars de la NASA volando en Marte

Un nuevo video en 3D confiere la sensación de estar en el Planeta Rojo presenciando el trabajo de Mars 2020.

Después de que el generador de imágenes Mastcam-Z a bordo del rover Perseverance de la NASA capturara el tercer vuelo de Ingenuity del 25 de abril, los fotogramas del vídeo que se unieron, fueron reproyectados para optimizar la visualización en 3D mediante gafas con filtros de color.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS.

Cuando el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA surcó los cielos marcianos en su tercer vuelo el día 25 de abril, el rover Perseverance estaba allí para capturar ese momento histórico. Ahora, los ingenieros de la NASA han renderizado el vuelo en 3D, dándole una profundidad espectacular al vídeo. Ver la secuencia es un poco como pararse en la superficie marciana junto a Perseverance y observar el vuelo de primera mano.

Ubicado en el mástil o “cabeza” del rover, el generador de imágenes Mastcam-Z con zoom de doble cámara proporcionó la vista. Además de producir imágenes que permiten al público seguir los descubrimientos diarios del rover, las cámaras proporcionan datos clave para ayudar a los ingenieros a navegar y a los científicos a elegir rocas interesantes para estudiar.

Justin Maki, un científico de imágenes del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, dirigió el equipo que unió las imágenes en un video. Los fotogramas del video fueron reproyectados para optimizar la visualización en una imagen vista en 3D cuando se ve con lentes con filtro de color (puedes crear tus propias gafas 3D en unos minutos).

En este vídeo capturado el 25 de abril de 2021, se puede observar gracias al instrumento Mastcam-Z (un generador de imágenes a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA) al helicóptero Ingenuity Mars de la NASA despegando y aterrizando. Como se esperaba, el helicóptero salió volando del campo de visión mientras completaba un plan de vuelo que lo llevó a 50 metros del lugar de aterrizaje.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS.

Maki ha estado creando imágenes 3D de Marte desde sus días como estudiante de posgrado procesando imágenes del Sojourner de la NASA, el primer rover en Marte de 1997. Pero esta es la primera vez que crea un video 3D real de un helicóptero volando en Marte. “La capacidad de video Mastcam-Z fue heredada de la cámara MARDI (Mars Descent Imager) del Mars Science Laboratory”, dijo Maki. “Reutilizar esta capacidad en una nueva misión para adquirir un video en 3D de un helicóptero que vuela sobre la superficie de Marte es simplemente espectacular”.

Los conductores del rover y los operadores del brazo robótico utilizan un sistema 3D más sofisticado para comprender exactamente cómo se ubican las cosas en Marte, antes de planificar los movimientos del rover. Según Maki, los miembros del equipo también han estado viendo imágenes en 3D para planificar la conducción del vehículo. “Un helicóptero que vuela sobre Marte abre una nueva era para la exploración de Marte. Es una gran demostración de una nueva tecnología para la exploración ”, agregó. “Con cada vuelo abrimos más posibilidades”.

El vuelo del 25 de abril trajo consigo varias otras primicias, como la elevación de Ingenuity a 5 metros y el desplazamiento de 50 metros. Ese fue un récord hasta que ocurrió el cuarto vuelo, que sucedió el 30 de abril, en el que Ingenuity viajó 266 metros. Para su quinto vuelo, el 7 de mayo, Ingenuity consiguió otro hito al realizar su primer viaje sin regreso a la base de despegue, desplazándose 129 metros y alcanzando una altura de 10 metros sobre su nuevo campo de aterrizaje.

Los vuelos comenzaron como una demostración de tecnología destinada a comprobar que es posible un vuelo controlado y motorizado en Marte. Ahora servirán como demostración de operaciones, investigando cómo la exploración aérea y otras funciones podrían beneficiar la exploración futura de Marte.

El quinto vuelo del helicóptero Ingenuity Mars de la NASA fue capturado el 7 de mayo de 2021 por una de las cámaras de navegación a bordo del rover Perseverance de la agencia. Esta fue la primera vez que voló a un nuevo lugar de aterrizaje.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.


Edición: R. Castro.

Los paneles del espejo dorado de Webb se abren por última vez en la Tierra

El proceso de desplegar, mover y expandir todas las piezas móviles de Webb después de que hayan sido expuestas a un lanzamiento simulado es la mejor manera de garantizar que funcionen según lo previsto una vez que estén en el espacio.
Créditos: NASA / Chris Gunn.

El telescopio de ciencia espacial más grande y poderoso del mundo abrió por última vez estando en la Tierra su icónico espejo primario. Este evento marcó un hito clave en la preparación del observatorio para su lanzamiento a finales de este año.

Como parte de las pruebas finales del telescopio espacial James Webb de la NASA, se ordenó al espejo de 6,5 metros que se expandiera por completo y se plegara, tal como lo hará en el espacio. Esta prueba representa el último examen del equipo en una larga serie de pruebas diseñadas para garantizar que los 18 espejos hexagonales de Webb estén preparados para su largo viaje en el espacio y para una vida de profundos descubrimientos. Después de estar expuestas al entorno de lanzamiento esperado, todas las muchas partes móviles de Webb habrán confirmado que pueden realizar en el espacio las operaciones previstas.

“El espejo principal es una maravilla tecnológica. Los espejos livianos, revestimientos, actuadores y mecanismos, electrónica y mantas térmicas cuando están completamente desplegados, forman un solo espejo preciso que es verdaderamente sensible”, dijo Lee Feinberg, gerente de elementos del telescopio óptico para Webb en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Esta no es solo la secuencia de prueba de implementación final que el equipo ha llevado a cabo para preparar a Webb para una vida en el espacio, sino que significa que cuando terminemos, el espejo principal se plegará en su lugar para el lanzamiento”.

Hacer que las condiciones de prueba sean similares a las que experimentará Webb en el espacio, ayuda a garantizar que el observatorio esté completamente preparado para su misión científica a un millón y medio de kilómetros de la Tierra.

Los comandos para desbloquear y desplegar los paneles laterales del espejo se transmitieron desde la sala de control de pruebas de Webb en Northrop Grumman, en Redondo Beach, California. Las instrucciones de software enviadas y los mecanismos que operaron son los mismos que se usan en el espacio. Se conectó un equipo especial de compensación de gravedad a Webb para simular el entorno de gravedad cero en el que operarán sus complejos mecanismos. Durante la prueba se colocó todo el revestimiento térmico final y el blindaje innovador diseñado para proteger a sus espejos e instrumentos de interferencias.

La conclusión de esta prueba representa la final de una larga serie de puntos de control diseñados para garantizar que los 18 espejos hexagonales de Webb estén preparados para una larga vida de descubrimientos importantes.
Créditos: NASA / Chris Gunn.

Para observar objetos en el cosmos distante y hacer ciencia que nunca antes se había hecho, el espejo de Webb debía ser tan grande que no puede caber dentro de ningún cohete disponible en su forma completamente extendida. Como una obra de arte de origami, Webb contiene muchas partes móviles que han sido diseñadas específicamente para plegarse a sí mismas en una formación compacta que es considerablemente más pequeña que cuando el observatorio está completamente desplegado. Esto le permite caber dentro de un carenado de cohete de 5 metros, con poco espacio de sobra.

Para implementar, operar y enfocar sus espejos dorados, se requieren 132 actuadores y motores individuales, además de un complejo software que lo respalde. Un despliegue adecuado en el espacio es de vital importancia para el proceso de ajuste de los espejos individuales de Webb en un reflector funcional y masivo. Una vez que los paneles están completamente extendidos y en su lugar, los actuadores extremadamente precisos de los espejos, posicionarán y doblarán o flexionarán cada espejo en una disposición específica. La prueba de cada actuador y sus movimientos esperados se completó en la última prueba funcional a principios de este año.

Este video muestra los espejos del telescopio espacial James Webb durante su larga serie de pruebas, desde segmentos individuales hasta las pruebas finales del ensamblado del espejo.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA Michael P. Menzel (AIMM); Michael McClare (KBRwyle); Sophia Roberts (AIMM).

“Los observatorios espaciales pioneros como Webb solo se materializan cuando las personas dedicadas trabajan juntas para superar el desafío de construir algo que nunca antes se había hecho. Estoy especialmente orgulloso de nuestros equipos que crearon los espejos de Webb y de la compleja electrónica y el software de back-end que le permitirán ver el espacio profundo con extrema precisión. Ha sido muy interesante y extremadamente gratificante ver cómo todo se ha unido. La finalización de esta última prueba en sus espejos es especialmente emocionante debido a lo cerca que estamos del lanzamiento a finales de este año ”, dijo Ritva Keski-Kuha, subdirectora de elementos del telescopio óptico de Webb en Goddard.

Después de este hito, los ingenieros pasarán inmediatamente a abordar las últimas pruebas de Webb, que incluyen extender y luego restaurar dos conjuntos de radiadores que ayudan a que el observatorio se enfríe, y una extensión completa y la restauración de su torre desplegable.

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.

Edición: R. Castro.

La nave espacial OSIRIS-REx de la NASA se dirige a la Tierra con una muestra de asteroide

Después de casi cinco años en el espacio, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA está de camino de vuelta a la Tierra con una gran cantidad de rocas y polvo del asteroide Bennu.

El lunes 10 de mayo a las 4:23 p.m. EDT, la nave espacial encendió sus motores principales a toda velocidad durante siete minutos, para realizar su maniobra más significativa desde que llegó a Bennu en 2018. Este encendido propulsó a la nave espacial a casi 1.000 kilómetros por hora, colocándola en un viaje de 2,5 años hacia la Tierra.

Cuando haya orbitado dos veces el Sol, la nave espacial OSIRIS-REx llegará a la Tierra el 24 de septiembre de 2023. A su regreso, la cápsula que contiene material de Bennu se separará del resto de la nave espacial y entrará en la atmósfera terrestre. La cápsula descenderá en paracaídas al campo de pruebas y entrenamiento de Utah, en el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recuperarla.

“Los muchos logros de OSIRIS-REx han demostrado la forma audaz e innovadora en la que se desarrolla la exploración en tiempo real”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la sede de la NASA. “El equipo aceptó el desafío, y ahora tenemos una pieza primordial de nuestro sistema solar regresando a la Tierra, donde muchas generaciones de investigadores podrán descubrir sus secretos”.

Para realizar el plan plurianual de la misión, una docena de ingenieros de navegación hicieron cálculos y escribieron un código de ordenador para instruir a la nave espacial sobre cuándo y cómo alejarse de Bennu. Después de partir desde Bennu, llevar la muestra a la Tierra de manera segura, es el próximo objetivo crítico del equipo. Esto incluye una planificación de maniobras futuras para mantener la nave espacial en curso a lo largo de su viaje.

“Durante este tiempo nuestra mentalidad ha sido, “¿Dónde estamos en el espacio en relación con Bennu?””, Dijo Mike Moreau, subdirector del proyecto OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Ahora nuestra mentalidad ha cambiado a “¿Dónde está la nave espacial en relación con la Tierra?””

Las cámaras de navegación que ayudaron a orientar la nave espacial en relación con Bennu se apagaron el 9 de abril, después de tomar sus últimas imágenes del asteroide. Con Bennu ya en el espejo retrovisor, los ingenieros están utilizando las instalaciones de la red de espacio profundo de la NASA para dirigir a OSIRIS-REx, comunicándose con la nave a través de señales de radio. Al medir la frecuencia de las ondas devueltas por el transpondedor de la nave espacial, los ingenieros pueden saber la velocidad a la que se mueve OSIRIS-REx. Los ingenieros miden cuánto tardan las señales de radio en llegar de la nave espacial a la Tierra para determinar su ubicación.

Superadas con creces las expectativas de la misión

La fecha de salida del 10 de mayo fue programada en función de la alineación de Bennu con la Tierra. El objetivo de la maniobra de retorno es llevar a la nave espacial a unos 10.000 kilómetros de la Tierra para septiembre de 2023. Aunque OSIRIS-REx todavía tiene mucha energía restante, el equipo está tratando de preservar tanto como sea posible para posibilitar una potencial misión extendida a otro asteroide, después de devolver la cápsula de muestra a la Tierra. El equipo investigará la viabilidad de esa misión este verano.

El rumbo de la nave espacial está principalmente determinado por la atracción gravitatoria del Sol, pero los ingenieros necesitarán ocasionalmente hacer pequeños ajustes del rumbo mediante encendidos del motor.

“Necesitamos hacer correcciones regulares para acercar la trayectoria cada vez más a la atmósfera de la Tierra para conseguir la liberación de la muestra y para subsanar los pequeños errores que podrían haberse acumulado desde el último encendido”, dijo Peter Antreasian, líder de navegación de OSIRIS-REx en KinetX Aerospace. que tiene su sede en Simi Valley, California.

El equipo realizará ajustes de rumbo unas semanas antes del reingreso a la Tierra para apuntar con precisión la ubicación y el ángulo para la liberación de la cápsula de muestra en la atmósfera de nuestro planeta. Si llegara demasiado baja, la cápsula podría rebotar en la atmósfera como un guijarro que salta en un lago y si llegara demasiado alta, la cápsula podría quemarse debido a la fricción y al calor de la atmósfera. Si OSIRIS-REx no liberase la cápsula en ese momento, el equipo tiene un plan B para desviarla de la Tierra y volver a intentarlo en 2025.

“Hay mucha emoción en el equipo por este viaje”, dijo Moreau. “Creo que todo el mundo tiene una gran senación de éxito, porque superamos todas estas tareas abrumadoras y pudimos lograr todos los objetivos que se nos plantearon. Pero también hay algo de nostalgia y tristeza por el final de esta parte de la misión “.

OSIRIS-REx superó muchas expectativas. Más recientemente, en medio de una pandemia mundial, el equipo ejecutó sin problemas la operación más crítica de la misión, recolectando más de 60 gramos de suelo de la superficie de Bennu.

Antes de la recolección de muestras, hubo una serie de sorpresas que mantuvieron al equipo alerta. Por ejemplo, una semana después de que la nave espacial entrara en su primera órbita alrededor de Bennu, el 31 de diciembre de 2018, el equipo se dio cuenta de que el asteroide estaba lanzando pequeños trozos de roca al espacio.

“Tuvimos que esforzarnos para verificar que las pequeñas partículas expulsadas de la superficie no representaran un peligro para la nave espacial”, dijo Moreau.

Al llegar al asteroide, los miembros del equipo también se sorprendieron al descubrir que Bennu está lleno de rocas.

Para superar la dureza extrema e inesperada de la superficie de Bennu, los ingenieros tuvieron que desarrollar rápidamente una técnica de navegación más precisa para localizar sitios más pequeños de lo esperado inicialmente para la recolección de muestras.

La misión OSIRIS-REx fue fundamental tanto para confirmar como para refutar varios hallazgos científicos. Entre los confirmados se encontraba una técnica que utilizaba observaciones de la Tierra para predecir los minerales del asteroide que podrían ser ricos en carbono y mostrarían signos de agua antigua. Un hallazgo que resultó infructuoso fue que Bennu tendría una superficie lisa, lo que los científicos predijeron midiendo la cantidad de calor que irradiaba su superficie.

Los científicos utilizarán la información obtenida de Bennu para perfeccionar los modelos teóricos y mejorar las predicciones futuras.

“Esta misión enfatiza por qué tenemos que hacer ciencia y exploración de múltiples formas, tanto desde la Tierra como desde el espacio en sí, porque las suposiciones y modelos son solo eso”, dijo Enos.

Goddard proporciona la gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y garantía de seguridad y misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal. La universidad dirige el equipo científico y la planificación de la observación científica y el procesamiento de datos. Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado, construyó la nave espacial y proporciona operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de la navegación de la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.

Edición: R. Castro.

El brazo robótico de Perseverance comienza a hacer ciencia

El 29 de abril de 2021 el rover Perseverance Mars de la NASA usó su generador de imágenes Mastcam-Z de doble cámara, para capturar esta imagen de Santa Cruz, una colina dentro del cráter Jezero.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS.

El nuevo vehículo explorador de Marte de la NASA está comenzando a estudiar el suelo de un antiguo cráter que contuvo un lago en el pasado.

El rover Perseverance de la NASA ha estado ocupado sirviendo como estación base de comunicaciones para el helicóptero Ingenuity Mars y documentando los vuelos históricos de la aeronave. A la vez, el rover también ha estado ocupado enfocando sus instrumentos científicos a las rocas que se encuentran en el suelo del cráter Jezero.

Los conocimientos que obtengan ayudarán a los científicos a crear un histórico de cuándo se formó allí un lago, cuándo se secó y cuándo comenzaron a acumularse sedimentos en el delta que se formó en el cráter. Comprender esta línea de tiempo debería ayudar a fechar las muestras de rocas que se recolectarán más adelante y que podrían preservar un registro de microbios antiguos.

La cámara (llamada WATSON) ubicada en el extremo del brazo robótico del rover, ha tomado fotografías detalladas de las rocas. Además, un par de cámaras con zoom que componen el generador de imágenes Mastcam-Z localizado en la “cabeza” del rover, también han examinado el terreno. El instrumento láser SuperCam ha disparado algunas de las rocas para estudiar su composición química. Estos y otros instrumentos permiten a los científicos estudiar significativamente el cráter Jezero y poder ubicarse en áreas que les gustaría estudiar con mayor precisión.

El rover Perseverance de la NASA observó estas rocas con su generador de imágenes Mastcam-Z el 27 de abril de 2021.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS.

Una pregunta importante que los científicos quieren responder es si estas rocas son sedimentarias (como la arenisca) o ígneas (formadas por la actividad volcánica). Cada tipo de roca cuenta una historia diferente. Algunas rocas sedimentarias, formadas en presencia de agua a partir de rocas y fragmentos minerales como arena, limo y arcilla, son más adecuadas para preservar biofirmas o signos de vida pasada. Las rocas ígneas, por otro lado, son relojes geológicos más precisos, que permiten a los científicos crear la cronología precisa de cómo se formó un área.

Un factor que complica las cosas es que las rocas alrededor de Perseverance han sido erosionadas por el viento con el tiempo y cubiertas con arena y polvo más jóvenes. En la Tierra, un geólogo puede obtener una muestra de roca, fragmentarla y analizar el núcleo del material para conocer de sus orígenes. “Cuando miras dentro de una roca, ahí es donde ves la historia”, dijo Ken Farley de Caltech, científico del proyecto Perseverance.

Aunque Perseverance no tienga un martillo para romper piedras, tiene otros mecanismos de estudiar más allá del polvo superficial. Cuando los científicos encuentren un lugar particularmente atractivo, pueden extender el brazo del rover y usar un raspador para despejar la superficie de una roca, revelando así su estructura y composición internas. Posteriormente, el equipo recopilará información química y mineralógica más detallada utilizando los instrumentos de su brazo robótico: PIXL y SHERLOC.

“Cuantas más rocas estudias, más conocimiento obtienes”, dijo Farley.

Y cuanto más sepa el equipo, mejores muestras podrán recolectar con el taladro en el brazo del rover. Las mejores se almacenarán en tubos especiales y se depositarán en la superficie del planeta para su futuro envío a la Tierra.

Edición: R. Castro.

La Voyager 1 de la NASA inspecciona el espacio interestelar y los nuevos datos pueden cambiar nuestro concepto del cosmos

Esta ilustración muestra una de las naves espaciales gemelas Voyager de la NASA. Ambas Voyager han entrado en el espacio interestelar o han salido de la heliosfera de nuestro Sol. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

En la escasa cantidad de átomos que llena el espacio interestelar, la Voyager 1 ha medido una serie de ondas de larga duración en las que anteriormente solo se detectaban explosiones esporádicas.

Hasta hace poco, todas las naves espaciales de la historia habían realizado sus mediciones dentro de nuestra heliosfera, la burbuja magnética influenciada por nuestro Sol, hasta el 25 de agosto de 2012, cuando la Voyager 1 cruzó el límite de la heliosfera, convirtiéndose en el primer objeto creado por humanos en entrar y medir el espacio interestelar. Ahora, ocho años después, un análisis exahustivota de los datos de la Voyager 1, está generando nuevos conocimientos sobre cómo es esa frontera.

Si nuestra heliosfera fuese un barco que navega por aguas interestelares, la Voyager 1 sería una balsa salvavidas que acaba de caer desde la cubierta, decidida a estudiar las corrientes. Por ahora, las aguas turbulentas detectadas provienen principalmente de la estela de nuestra heliosfera. Pero cuando se vaya alejando, percibirá los movimientos de fuentes más profundas en el cosmos. Progresivamente, la presencia de nuestra heliosfera desaparecerá por completo de sus mediciones.

“Tenemos algunas ideas sobre la distancia a la que necesitará llegar la Voyager para comenzar a navegar en aguas interestelares más puras, por así decirlo”, dijo Stella Ocker, doctoranda en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y el miembro más nuevo del equipo Voyager. “Pero no estamos del todo seguros de cuándo llegaremos a ese punto”.

El nuevo estudio de Ocker, publicado el lunes en Nature Astronomy, informa de lo que podría ser la primera medición continua de la densidad de material en el espacio interestelar. “Esta detección nos ofrece una nueva forma de medir la densidad del espacio interestelar y abre una nueva vía para que exploremos la estructura del medio interestelar muy cercano”, dijo Ocker.

Cuando imaginamos el material entre las estrellas (los astrónomos lo llaman el “medio interestelar”, una sopa de partículas y radiación), suponemos un ambiente tranquilo, silencioso y sereno. Sería un error.

“He usado la frase ‘el medio interestelar inactivo’, pero puedes encontrar muchos lugares que no están particularmente inactivos”, dijo Jim Cordes, físico espacial de Cornell y coautor del artículo.

Como el océano, el medio interestelar está lleno de olas turbulentas. Las más grandes provienen de la rotación de nuestra galaxia, ya que el espacio se difumina contra sí mismo y presenta ondulaciones de decenas de años luz de diámetro. Olas más pequeñas (aunque aún así, gigantes) surgen de las explosiones de supernovas, que se extienden a lo largo de miles de millones de kilómetros de cresta a cresta. Las olas más pequeñas suelen ser de nuestro propio Sol, ya que las erupciones solares envían ondas de choque a través del espacio que impregnan los límites de nuestra heliosfera.

Estas olas que chocan revelan pistas sobre la densidad del medio interestelar, un valor que afecta a nuestra comprensión de la forma de nuestra heliosfera, a cómo se forman las estrellas e incluso a nuestra propia ubicación en la galaxia. A medida que estas ondas reverberan a través del espacio, hacen vibrar los electrones de su alrededor, que resuenan a frecuencias características dependiendo de la densidad en la que se encuentren. Cuanto mayor sea el tono de ese timbre, mayor será la densidad de electrones. El Plasma Wave Subsystem de la Voyager 1, que incluye dos antenas que sobresalen 10 metros por detrás de la nave espacial, fue diseñado para detectar ese timbre.

Esta ilustración de la nave espacial Voyager de la NASA muestra las antenas utilizadas por el Plasma Wave Subsystem y otros instrumentos. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

En noviembre de 2012, tres meses después de salir de la heliosfera, la Voyager 1 “escuchó sonidos interestelares” por primera vez. Seis meses después, apareció otro “silbido”, esta vez más fuerte y aún más agudo. El medio interestelar parecía volverse más grueso y rápido.

La nave espacial Voyager 1 de la NASA capturó estos “sonidos” del espacio interestelar. El instrumento de ondas de plasma de la Voyager 1 detectó las vibraciones del denso plasma interestelar, o gas ionizado, de octubre a noviembre de 2012 y de abril a mayo de 2013.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Estos silbidos momentáneos continúan detectándose en intervalos irregulares en los datos de la Voyager hoy en día. Son una forma excelente de estudiar la densidad del medio interestelar, pero se necesita algo de paciencia.

“Solo se han visto una vez al año, por lo que confiar en este tipo de eventos fortuitos significaba que nuestro mapa de la densidad del espacio interestelar sería un poco escaso”, dijo Ocker.

Ocker se propuso encontrar una forma para poder medir la densidad media interestelar y así, llenar los vacíos, una que no dependa de las ondas de choque ocasionales que se propagan desde el Sol. Después de filtrar los datos de la Voyager 1, buscando señales débiles pero consistentes, encontró un candidato prometedor. Comenzó a repuntar a mediados de 2017, justo en el momento de otro silbido.

“Es prácticamente un único tono”, dijo Ocker. “Y con el tiempo, lo escuchamos cambiar, la forma en que varía la frecuencia nos indica cómo está cambiando la densidad”.

Ocker identifica la nueva señal como una emisión de ondas de plasma que también parecía rastrear la densidad del espacio interestelar. Cuando aparecían picos abruptos en los datos, el tono de la emisión subía y bajaba a su vez. La señal también se asemeja a una observada en la atmósfera superior de la Tierra que sigue la densidad de los electrones en ella.

“Esto es muy emocionante, porque podemos estudiar regularmente la densidad en un tramo de espacio muy largo, el tramo de espacio más largo que tenemos hasta ahora”, dijo Ocker. “Esto nos proporciona el mapa más completo de la densidad y el medio interestelar captado por la Voyager”.

Según la señal, la densidad de electrones alrededor de la Voyager 1 comenzó a aumentar en 2013 y alcanzó sus niveles actuales a mediados de 2015, un aumento de aproximadamente 40 veces. La nave espacial parece estar en un rango de densidad similar, con algunas fluctuaciones, según todo el conjunto de datos que se analizaron y que terminó a principios de 2020.

Ocker y sus colegas actualmente están tratando de desarrollar un modelo físico de cómo se produce la emisión de ondas de plasma que será clave para su interpretación. Mientras tanto, el Plasma Wave Subsystem de la Voyager 1 sigue enviando datos estando cada vez más lejos de casa, donde cada nuevo descubrimiento tiene el potencial de hacernos reimaginar nuestro hogar en el cosmos.

La nave espacial Voyager fue construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que continúa operando ambas naves. JPL es una división de Caltech en Pasadena. Las misiones Voyager son parte del Observatorio del Sistema de Heliofísica de la NASA, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas en Washington.

Edición: R. Castro.

El Hubble observa un cúmulo lleno de pistas cósmicas

Crédito: ESA/Hubble & NASA, R. Massey.

Esta imagen detallada muestra a Abell 3827, un cúmulo de galaxias que ofrece una gran cantidad de interesantes posibilidades de estudio. Hubble lo observó para estudiar la materia oscura, que es uno de los mayores enigmas a los que se enfrentan los cosmólogos en la actualidad. El equipo científico utilizó la Advanced Camera for Surveys and Wide Field Camera del Hubble para completar sus observaciones. Las dos cámaras tienen especificaciones diferentes y pueden observar distintas partes del espectro electromagnético, por lo que su uso permitió a los astrónomos recopilar información más completa. Hubble también observó Abell 3827 anteriormente debido a la interesante lente gravitacional de su núcleo.

Al observar este cúmulo de cientos de galaxias, es sorprendente recordar que hace menos de 100 años, muchos astrónomos pensaban que la Vía Láctea era la única galaxia del universo. Aunque los astrónomos debatieron la existencia de otras galaxias, fueron necesarias las observaciones de Edwin Hubble de la Gran Nebulosa de Andrómeda, para confirmar que, de hecho, estaba demasiado lejos para formar parte de la Vía Láctea. La Gran Nebulosa de Andrómeda se convirtió en la Galaxia de Andrómeda, y los astrónomos reconocieron que nuestro universo era mucho, mucho más grande de lo que la humanidad podía plantearse. Solo podemos imaginar cómo se habría sentido Edwin Hubble, que da nombre al telescopio espacial Hubble, si hubiera visto esta espectacular imagen de Abell 3827.

Edición: R. Castro.

El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA completa su primer viaje de ida

El quinto vuelo del helicóptero Ingenuity Mars de la NASA fue capturado el 7 de mayo de 2021 por una de las cámaras de navegación a bordo del rover Perseverance de la agencia. Esta fue la primera vez que voló a un nuevo lugar de aterrizaje. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

El helicóptero se dirigió hacia el sur para investigar y analizar el uso de exploradores aéreos en Marte para nuevas misiones en el futuro.

El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA completó el 7 de mayo su quinto vuelo en el Planeta Rojo, realizó su primer desplazamiento sin retorno al aeródromo Wright Brothers Field y aterrizó a 129 metros al sur de este. Después de llegar a su nuevo aeródromo, Ingenuity alcanzó un nuevo record de altura, ascendiendo a 10 metros sobre la superficie y capturó imágenes en color de alta resolución de su nuevo vecindario antes de aterrizar.

El vuelo representa la transición del helicóptero a su nueva fase de demostración de operaciones. Esta fase se centrará en investigar qué tipo de capacidades puede proporcionar un helicóptero que opera desde Marte. Los ejemplos incluyen exploración, observaciones aéreas de áreas no accesibles por un rover e imágenes estéreo detalladas de altitudes atmosféricas. Estas operaciones y la información obtenida de ellas, podrían beneficiar significativamente la exploración aérea futura de Marte y otros mundos.

El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA completó su quinto vuelo con un viaje de ida desde Wright Brothers Field a un nuevo aeródromo a 129 metros al sur, el 7 de mayo de 2021.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

“El quinto vuelo del Mars Helicopter es otro gran logro para la agencia”, dijo Bob Pearce, administrador asociado de la Dirección de Misiones de Investigación Aeronáutica de la NASA. “El éxito continuo de Ingenuity demuestra el valor de reunir las fortalezas de diversos conjuntos de habilidades de toda la agencia para crear el futuro, ¡como volar un helicóptero en otro planeta!”

El vuelo comenzó a las 3:26 p.m. EDT (12:26 p.m. PDT, 12:33 p.m. hora local de Marte) y duró 108 segundos. El equipo de Ingenuity eligió el nuevo lugar de aterrizaje basándose en la información recopilada durante el vuelo anterior, la primera operación de “exploración aérea” en otro mundo, que les permitió generar mapas de elevación digitales que indicaban un terreno casi completamente plano y casi sin obstrucciones.

“Nos despedimos de nuestro primer hogar marciano, Wright Brothers Field, agradecidos por el apoyo que brindó a los primeros vuelos históricos de un helicóptero en otro planeta”, dijo Bob Balaram, ingeniero jefe de Ingenuity Mars Helicopter en JPL. “No importa a dónde vayamos desde aquí, siempre llevaremos con nosotros un recordatorio de lo mucho que esos dos constructores de bicicletas de Dayton significaron para nosotros durante nuestro empeño en realizar el primer vuelo en otro mundo”.

Los hermanos Wright pasaron de demostrar que era posible el vuelo controlado y con motor a intentar comprender mejor cómo se podría emplear la nueva tecnología. De manera similar, la NASA busca aprender más con Ingenuity sobre cómo las operaciones con helicópteros de próxima generación, podrían beneficiar la exploración futura del Planeta Rojo. Esta nueva fase traerá un riesgo adicional para Ingenuity, con más vuelos de ida y maniobras más precisas.

Habiendo aterrizado con éxito en su nuevo aeródromo, Ingenuity esperará instrucciones futuras, de los controladores de la misión, transmitidas a través de Perseverance. El quinto rover de la agencia al cuarto planeta en distancia al Sol también se dirige hacia el sur, a una región donde comenzará las operaciones científicas y la recolección de muestras. La estrategia a corto plazo del equipo del rover no requiere viajes largos que dejen al helicóptero muy atrás, lo que permitirá que Ingenuity continúe con esta demostración de operaciones.

“El plan a seguir es hacer volar a Ingenuity de una manera que no reduzca el ritmo de las operaciones científicas de Perseverance”, dijo Balaram. “Es posible que consigamos un par de vuelos más en las próximas semanas y luego la agencia evaluará cómo lo estamos haciendo. Ya hemos podido recopilar todos los datos de rendimiento de vuelo que originalmente fuimos a recopilar allí. Ahora, esta nueva demostración de operaciones nos brinda la oportunidad de ampliar aún más nuestro conocimiento de las máquinas voladoras en otros planetas “.

Edición: R. Castro.

Perseverance captura en vídeo, el audio del cuarto vuelo de Ingenuity

Los sonidos de los rotores del helicóptero, Mars Helicopter, suman una nueva dimensión a este proyecto histórico.

Por primera vez, una nave espacial ha grabado en otro planeta los sonidos de otra nave espacial. El rover Perseverance Mars de la NASA usó uno de sus dos micrófonos mientras el helicóptero Ingenuity voló por cuarta vez el 30 de abril de 2021. Un nuevo video combina imágenes del helicóptero obtenidas a través del generador de imágenes Mastcam-Z de Perseverance, con audio de un micrófono perteneciente al instrumento láser SuperCam del rover.

El láser golpea las rocas a distancia, estudiando su vapor con un espectrómetro para revelar su composición química. El micrófono del instrumento registra los sonidos de esos rayos láser, que proporcionan información sobre las propiedades físicas de los objetivos, como su dureza relativa. El micrófono también puede grabar ruido ambiental, como el viento marciano.

Con Perseverance estacionado a 80 metros del lugar de despegue y aterrizaje del helicóptero, la misión del rover no estaba segura de si el micrófono captaría algún sonido del vuelo. Incluso durante el vuelo, mientras las palas del helicóptero giran a 2.537 rpm, el sonido queda muy amortiguado por la fina atmósfera marciana. Además las ráfagas de viento marciano lo difuminan durante los momentos iniciales del vuelo. A pesar de estos inconvenientes, el zumbido del helicóptero se puede escuchar, aunque débilmente.

El 30 de abril de 2021, el rover Perseverance de la NASA hizo historia como la primera nave espacial en grabar sonidos de otra nave espacial en otro planeta. Durante el cuarto vuelo de Ingenuity, un micrófono incluido con el instrumento SuperCam a bordo del Perseverance, capturó el zumbido de las palas y el estruendo del viento.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS / LANL / CNES / CNRS / ISAE-SUPAERO.

“Es una muy buena sorpresa”, dijo David Mimoun, profesor de ciencia planetaria en el Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO) en Toulouse, Francia, y director científico del micrófono SuperCam Mars. “Habíamos realizado pruebas y simulaciones que nos indicaron que el micrófono apenas podría captar los sonidos del helicóptero, ya que la atmósfera de Marte amortigua fuertemente la propagación del sonido. Hemos tenido la suerte de grabar el helicóptero a tanta distancia. Esta grabación será una mina de oro para nuestra comprensión de la atmósfera marciana “.

Los científicos hicieron que el audio, que está grabado en mono, sea más fácil de escuchar al aislar el sonido de la pala del helicóptero de 84 hercios, reducir las frecuencias por debajo de 80 hercios y por encima de 90 hercios, y aumentar el volumen de la señal restante. Algunas frecuencias se recortaron para resaltar el zumbido del helicóptero, que es más fuerte cuando el helicóptero pasa por el campo de visión de la cámara.

“Este es un ejemplo de cómo los diferentes conjuntos de instrumentos de carga útil se complementan entre sí, lo que da como resultado una sinergia de información”, dijo Soren Madsen, gerente de desarrollo de carga útil de Perseverance en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. JPL construyó y opera a Perseverance e Ingenuity. “En este caso particular, el micrófono y el video nos permiten observar el helicóptero como si estuviéramos allí, e información adicional, como el efecto Doppler, confirma detalles de la trayectoria de vuelo”.

SuperCam está dirigida por el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, donde se desarrolló el cuerpo del instrumento. Esa parte del instrumento incluye varios espectrómetros, electrónica de control y software. La unidad del mástil, incluido el micrófono, fue desarrollada y construida por varios laboratorios del CNRS (centro de investigación francés), ISAE-Supaéro y universidades francesas bajo la autoridad contratante del Centre National d’Etudes Spatiales (la agencia espacial francesa). Los objetivos de calibración en la cubierta del rover son proporcionados por la Universidad de Valladolid de España.

La Universidad Estatal de Arizona lidera las operaciones del instrumento Mastcam-Z, trabajando en colaboración con Malin Space Science Systems en San Diego. El equipo de Mastcam-Z incluye decenas de científicos, ingenieros, especialistas en operaciones, gerentes y estudiantes de una variedad de instituciones.

Edición: R. Castro.