La alineación del telescopio espacial James Webb de la NASA ya se ha completado. Después de una revisión total, se ha confirmado que el observatorio es capaz de capturar imágenes nítidas y bien enfocadas con cada uno de sus cuatro potentes instrumentos científicos que lleva a bordo.
Al completar la séptima y última etapa de la alineación del telescopio, el equipo mantuvo una serie de reuniones decisivas y acordó por unanimidad que el Webb está listo para continuar con su próxima y última serie de preparativos, conocida como puesta en marcha de instrumentos científicos. Este proceso durará alrededor de dos meses, antes de que comiencen las operaciones científicas este verano.
La alineación del telescopio se puede ver en una serie de imágenes que capturan el campo de visión completo del observatorio.
“Estas notables imágenes de prueba del telescopio alineado demuestran lo que las personas de todos los países y continentes pueden lograr cuando hay una visión científica audaz para explorar el universo”, dijo Lee Feinberg, gerente de elementos ópticos del telescopio Webb en el Goddard Space Flight Center de la NASA.
El rendimiento óptico del telescopio sigue siendo mejor que las predicciones más optimistas del equipo de ingeniería. Los espejos del Webb ahora están dirigiendo la luz recolectada completamente enfocada desde el espacio hacia cada instrumento, y cada instrumento está captando imágenes con la luz que se les llega. La calidad de imagen “limitada por difracción”, lo que significa que la finura de los detalles que se pueden ver es tan buena como es físicamente posible dado el tamaño del telescopio. A partir de este momento, los únicos cambios en los espejos serán ajustes periódicos muy pequeños en los segmentos del espejo principal.
“Con la finalización de la alineación del telescopio y el esfuerzo de media vida, mi papel en la misión del telescopio espacial James Webb ha llegado a su fin”, dijo Scott Acton, científico de control y detección de frente de onda de Webb, de Ball Aerospace. “Estas imágenes han cambiado profundamente mi forma de ver el universo. Estamos rodeados por una sinfonía de creación; ¡hay galaxias por todas partes! Espero que todo el mundo pueda verlas”.
Las imágenes de estrellas nítidamente enfocadas en el campo de visión de cada instrumento, demuestran que el telescopio está completamente alineado y enfocado. Para esta prueba, el Webb apuntó a parte de la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia satélite de la Vía Láctea, que proporciona un denso campo de cientos de miles de estrellas en todos los sensores del observatorio. Los tamaños y posiciones de las imágenes que se muestran aquí representan la disposición relativa de cada uno de los instrumentos del Webb en el plano focal del telescopio, cada uno apuntando a una parte del cielo ligeramente desplazada entre sí. Los tres instrumentos de imágenes del Webb son NIRCam (las imágenes que se muestran aquí en una longitud de onda de 2 micrones), NIRISS (la imagen que se muestra aquí en 1,5 micrones) y MIRI (que se muestra en 7,7 micrones, una longitud de onda más larga que revela la emisión de nubes interestelares y la luz de las estrellas). NIRSpec es un espectrógrafo en lugar de un generador de imágenes, pero puede tomar imágenes, como la imagen de 1,1 micras (que se puede observar en la imagen) para calibraciones y adquisición de objetivos. Las regiones oscuras visibles en partes de los datos de NIRSpec se deben a las estructuras de su conjunto de microobturadores, que tiene varios cientos de miles de obturadores controlables que se pueden abrir o cerrar para seleccionar qué luz se envía al espectrógrafo. Por último, el sensor de orientación fina del Webb rastrea las estrellas guía para señalar el observatorio con gran precisión; sus dos sensores generalmente no se usan para imágenes científicas, pero pueden tomar imágenes de calibración como las que se muestran aquí. Estos datos de imagen se utilizan no solo para evaluar la nitidez de la imagen, sino también para medir y calibrar con precisión las distorsiones sutiles de la imagen y las alineaciones entre los sensores como parte del proceso general de calibración del instrumento del Webb. Crédito: NASA/STScI.
Ahora, el equipo del Webb centrará su atención en la puesta en marcha de instrumentos científicos. Cada instrumento es un conjunto altamente sofisticado de detectores equipados con lentes, máscaras, filtros y equipos personalizados únicos que lo ayudarán a realizar los estudios científicos para los que fue diseñado. Las características especializadas de estos instrumentos se configurarán y operarán en varias combinaciones durante la fase de puesta en servicio del instrumento, para confirmar completamente su puesta en marcha para realizar ciencia. Con la conclusión formal de la alineación del telescopio, el personal clave involucrado en la puesta en marcha de cada instrumento llegó al Mission Operations Center en Space Telescope Science Institute, en Baltimore, y parte esas personas involucradas en la alineación del telescopio, han concluido sus funciones.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.
Aunque la alineación del telescopio está completa, quedan algunas actividades de calibración del telescopio: como parte de la puesta en marcha del instrumento científico, se ordenará al telescopio que apunte a diferentes áreas del cielo donde la cantidad total de radiación solar que incide en el observatorio variará, para confirmar de esta manera, la estabilidad térmica al cambiar de objetivo. Además, las observaciones de mantenimiento continuo cada dos días controlarán la alineación de los espejos y, cuando sea necesario, aplicarán correcciones para mantener los espejos en sus ubicaciones alineadas.
En solo minutos, una llamarada en el Sol puede liberar suficiente energía para alimentar al mundo entero durante 20.000 años. Un proceso explosivo llamado reconexión magnética, desencadena estas erupciones solares y los científicos han pasado el último medio siglo tratando de entender cómo ocurre el proceso.
No es solo una curiosidad científica: una comprensión más completa de la reconexión magnética podría permitir entender mejor la fusión nuclear y optimizar las predicciones de las tormentas de partículas del Sol que pueden afectar a la tecnología que orbita a la Tierra.
Ahora, los científicos de la Magnetospheric Multiscale Mission de la NASA, o MMS, creen que lo han descubierto. Han desarrollado una teoría que explica cómo ocurre el tipo más explosivo de reconexión magnética, llamada reconexión rápida, y por qué ocurre a una velocidad constante. La nueva teoría utiliza un efecto magnético común que se usa en dispositivos domésticos, como por ejemplo los sensores que cronometran los sistemas antibloqueo de los frenos del coche, o los que detectan cuándo está cerrada la tapa de un teléfono móvil.
“Finalmente entendemos qué hace que este tipo de reconexión magnética sea tan rápida”, dijo el autor principal del nuevo estudio, Yi-Hsin Liu, profesor de física en Dartmouth College, en New Hampshire, y subdirector del equipo de teoría y modelado de MMS. “Ahora tenemos una teoría para explicarlo completamente”.
La reconexión magnética es un proceso que ocurre en el plasma, a veces llamado el cuarto estado de la materia. El plasma se forma cuando un gas se ha energizado lo suficiente como para romper sus átomos, dejando una variedad de electrones cargados negativamente e iones cargados positivamente que coexisten uno al lado del otro. Este material energético, similar a un fluido, es extremadamente sensible a los campos magnéticos.
Desde las erupciones en el Sol hasta el espacio cercano a la Tierra y hasta los agujeros negros, los plasmas de todo el universo experimentan una reconexión magnética, que convierte rápidamente la energía magnética en calor y aceleración. Si bien existen varios tipos de reconexión magnética, una variante particularmente desconcertante se conoce como reconexión rápida, que ocurre a un ritmo predecible.
“Sabemos desde hace un tiempo que la reconexión rápida ocurre a un cierto ritmo que parece ser bastante constante”, dijo Barbara Giles, científica del proyecto MMS y científica investigadora en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Pero lo que realmente impulsa ese ritmo ha sido un misterio, hasta ahora”.
La nueva investigación, publicada en un artículo en la revista Nature’s Communications Physics y financiada en parte por la National Science Foundation, explica la velocidad a la que ocurre la reconexión específicamente en plasmas sin colisión, un tipo de plasma cuyas partículas están lo suficientemente dispersas como para que las partículas individuales no choquen entre sí. En la reconexión que sucede en el espacio, la mayor parte del plasma se encuentra en este estado sin colisiones, incluido el plasma en las erupciones solares y en el espacio alrededor de la Tierra.
La nueva teoría muestra cómo y por qué es probable que el efecto Hall (que describe la interacción entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas) acelere la reconexión rápida. El efecto Hall es un fenómeno magnético común que se usa en la tecnología cotidiana, como los sensores de velocidad de las ruedas de los vehículos y las impresoras 3D, donde los sensores miden la velocidad, la proximidad, el posicionamiento o las corrientes eléctricas.
Durante la reconexión magnética rápida, las partículas cargadas en un plasma, iones y electrones, dejan de moverse como grupo. A medida que los iones y los electrones comienzan a moverse por separado, dan lugar al efecto Hall, creando un vacío de energía inestable donde ocurre la reconexión. La presión de los campos magnéticos alrededor del vacío de energía hace que el vacío implosione, lo que libera rápidamente inmensas cantidades de energía a un ritmo predecible.
Este gráfico muestra el efecto Hall, que ocurre cuando el movimiento de los iones más pesados (azul) se desacopla de los electrones más livianos (rojo), cuando entran a la región con fuertes corrientes eléctricas (región dorada). Créditos: Scientific Visualization Studio de NASA/ Tom Bridgman.
La nueva teoría se probará en los próximos años con el MMS, que utiliza cuatro naves espaciales que vuelan alrededor de la Tierra en una formación piramidal para estudiar la reconexión magnética en plasmas sin colisiones. En este laboratorio espacial único, el MMS puede estudiar la reconexión magnética a una resolución mayor que la que sería posible en la Tierra.
“En última instancia, si podemos entender cómo funciona la reconexión magnética, entonces podemos predecir mejor los eventos que pueden impactarnos en la Tierra, como tormentas geomagnéticas y erupciones solares”, dijo Giles. “Y si podemos entender cómo se inicia la reconexión, también ayudará a la investigación energética porque los investigadores podrían controlar mejor los campos magnéticos en los dispositivos de fusión”.
La NASA y sus socios de la Agencia Espacial Alemana en el Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) concluirán la misión Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), después de ocho años exitosos en la obtención de datos científicos. SOFIA finalizará sus operaciones a más tardar el 30 de septiembre de 2022, al terminar la extensión actual de la misión.
SOFIA es un avión Boeing 747SP modificado para llevar un telescopio reflector. SOFIA completó su misión principal de cinco años en 2019 y actualmente está completando una prolongación de misión de tres años.
Como parte de la revisión del estado de la investigación astronómica, la National Academies’ Decadal Survey on Astronomy and Astrophysics 2020 evaluó la misión SOFIA. El informe, que proporciona recomendaciones a la NASA para el futuro de la astrofísica de E.E.U.U., concluyó que la productividad científica de SOFIA no justifica sus costos operativos. El informe también encontró que las capacidades de SOFIA no coinciden significativamente con las prioridades científicas que la Decadal Survey ha definido para la próxima década y un futuro más lejano.
Por lo tanto, la Decadal Survey recomendó a la NASA que finalice la misión SOFIA una vez concluida la actual extensión de su misión. La NASA y DLR han aceptado esta recomendación. SOFIA terminará sus operaciones programadas para el año fiscal 2022, seguido de un apagado programado.
Cientos de personas en Estados Unidos y Alemania han contribuido a la misión SOFIA a lo largo de su actividad. Comenzó a desarrollarse en 1996, vio la luz por primera vez en 2010 y alcanzó su plena capacidad operativa en 2014. En los ocho años transcurridos desde entonces, las observaciones de SOFIA de la Luna, los planetas, las estrellas, las regiones de formación estelar y las galaxias cercanas, incluyeron el descubrimiento de agua en la superficie de la Luna iluminada por el sol, en 2020.
En el futuro, los datos de SOFIA estarán disponibles en los archivos públicos de la NASA para que los utilicen los astrónomos de todo el mundo. La NASA continuará avanzando en el descubrimiento científico en astrofísica infrarroja, comenzando con el Telescopio Espacial James Webb, recientemente lanzado, así como otras oportunidades recomendadas por Decadal Survey.
Observar algunos de los componentes que permitieron que el rover llegara de forma segura a la superficie marciana, podría proporcionar información muy valiosa para futuras misiones.
El Ingenuity Mars Helicopter de la NASA inspeccionó, recientemente, tanto el paracaídas que ayudó al rover Perseverance de la agencia a aterrizar en Marte como la carcasa trasera en forma de cono, que protegió al rover en el espacio profundo y durante su ardiente descenso hacia la superficie marciana, el 18 de febrero de 2021. Un equipo de ingenieros del programa Mars Sample Return preguntó si Ingenuity podría proporcionar esta perspectiva. El resultado fueron 10 imágenes aéreas en color, tomadas el 19 de abril durante el vuelo 26 de Ingenuity.
“La NASA amplió las operaciones de vuelo de Ingenuity para realizar vuelos pioneros como este”, dijo Teddy Tzanetos, líder del equipo de Ingenuity en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en el sur de California. “Cada vez que estamos en el aire, Ingenuity cubre un nuevo terreno y ofrece una perspectiva que ninguna misión planetaria anterior podría haber logrado. La solicitud de exploración formulada por el equipo del Mars Sample Return, es un ejemplo perfecto de la utilidad de las plataformas aéreas en Marte”.
La entrada, el descenso y el aterrizaje en Marte son rápidos y estresantes, no solo para los ingenieros en la Tierra, sino también para el vehículo que soporta las fuerzas gravitatorias, las altas temperaturas y otros extremos que se presentan al entrar a la atmósfera de Marte a casi 20.000 km/h. El paracaídas y la carcasa trasera fueron fotografiados previamente a distancia por el rover Perseverance.
Pero las imágenes tomadas por el helicóptero (desde una perspectiva aérea y más cercana) aportan más detalles. Estas imágenes tienen el potencial de ayudar a garantizar aterrizajes más seguros para futuras naves espaciales, como el Mars Sample Return Lander, que forma parte de una campaña multimisión que traerá a la Tierra (para realizar un análisis detallado) muestras obtenidas a través de Perseverance, de rocas, atmósfera y sedimentos marcianos.
Esta imagen de la carcasa trasera y el paracaídas supersónico del rover Perseverance de la NASA, fue capturada por el helicóptero Ingenuity Mars Helicopter de la agencia, durante su vuelo número 26 en Marte, el 19 de abril de 2022. Créditos: NASA/JPL-Caltech.
“Perseverance tuvo el aterrizaje en Marte mejor documentado de la historia, con cámaras que mostraron todo, desde el inflado del paracaídas hasta el aterrizaje”, dijo Ian Clark del JPL, ex ingeniero de sistemas de Perseverance y ahora líder de la fase de ascenso de Mars Sample Return. “Pero las imágenes de Ingenuity ofrecen un punto de vista diferente. Si respaldan que nuestros sistemas funcionaron como creemos que funcionaron, o brindan incluso un conjunto de datos de información de ingeniería que podemos usar para la planificación del retorno de muestras de Marte, será increíble. Y si no, las imágenes siguen siendo fenomenales e inspiradoras”.
En las imágenes de la carcasa trasera vertical y el campo de escombros que resultó de su impacto en la superficie a, aproximadamente, 130 km/h, la capa protectora de la carcasa trasera parece haber permanecido intacta durante la entrada a la atmósfera de Marte. Muchas de las 80 líneas de suspensión de alta resistencia que conectan la carcasa trasera con el paracaídas son visibles y también parecen intactas. Extendido y cubierto de polvo, solo se puede ver alrededor de un tercio del paracaídas naranja y blanco, de 21,5 metros de ancho, que fue el más grande que se ha desplegado en Marte, pero el dosel no muestra signos de daño del flujo de aire supersónico durante el inflado. Se necesitarán varias semanas de análisis para un veredicto más definitivo.
Maniobras del Vuelo 26
El vuelo de 159 segundos de Ingenuity comenzó a las 11:37 a. m., hora local de Marte, el 19 de abril, en el primer aniversario de su primer vuelo. Volando a 8 metros sobre la superficie, Ingenuity viajó 192 metros hacia el sureste y tomó su primera fotografía. El helicóptero luego se dirigió al suroeste y luego al noroeste, tomando imágenes a lo largo de la ruta, en lugares previamente planificados. Una vez que almacenó 10 imágenes en su memoria flash, Ingenuity se dirigió hacia el oeste 75 metros y aterrizó. La distancia total recorrida fue de 360 metros. Con la finalización del Vuelo 26, el helicóptero ha completado más de 49 minutos en el aire y ha viajado 6,2 kilómetros.
“Para obtener las tomas que necesitábamos, Ingenuity hizo muchas maniobras, pero estábamos tranquilos porque hubo maniobras complicadas en los vuelos 10, 12 y 13”, dijo Håvard Grip, piloto jefe de Ingenuity en el JPL. “Nuestro lugar de aterrizaje nos preparó muy bien para obtener imágenes de un área de interés para el equipo científico de Perseverance en el vuelo 27, cerca de la cresta ‘Séítah'”.
La nueva área de operaciones en el delta del río seco del cráter Jezero, supone un cambio drástico con respecto al terreno moderado y relativamente plano sobre el que Ingenuity había estado volando desde su primer vuelo. El delta en forma de abanico de varios kilómetros de ancho, se formó en el lugar en el que un antiguo río se desbordó en el lago que una vez llenó el cráter Jezero. Elevándose a más de 40 metros sobre la superficie del cráter y lleno de acantilados irregulares, superficies en ángulo, cantos rodados salientes y bolsas llenas de arena, el delta promete albergar numerosas revelaciones geológicas, tal vez incluso una prueba de que existió vida microscópica en Marte hace miles de millones de años.
Al llegar al delta, las primeras órdenes de Ingenuity pueden ser ayudar a determinar cuál de los dos canales de río seco debe escalar Perseverance para llegar a la cima del delta. Junto con la asistencia para la planificación de rutas, los datos proporcionados por el helicóptero ayudarán al equipo de Perseverance a evaluar posibles objetivos científicos. Incluso se puede recurrir a Ingenuity para obtener imágenes de características geológicas demasiado lejanas para que el rover las alcance, o para explorar zonas de aterrizaje y sitios en la superficie donde se podrían depositar muestras para el programa Mars Sample Return.
En esta imagen capturada por el helicóptero Ingenuity Mars Helicopter de la NASA durante su vuelo número 26, el 19 de abril de 2022, se aprecia la carcasa trasera de Perseverance, el paracaídas supersónico y el campo de escombros asociado esparcidos por la superficie marciana. Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Más información sobre Ingenuity
El Ingenuity Mars Helicopter fue construido por el JPL, que también gestiona el proyecto para la sede de la NASA. Cuenta con el apoyo de la Science Mission Directorate de la NASA. El Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley, California, y el Langley Research Center de la NASA en Hampton, Virginia, proporcionaron un importante análisis de rendimiento de vuelo y asistencia técnica durante el desarrollo de Ingenuity. AeroVironment Inc., Qualcomm y SolAero también brindaron asistencia en el diseño y los principales componentes del vehículo. Lockheed Space diseñó y fabricó el Mars Helicopter Delivery System.
En la sede de la NASA, Dave Lavery es el ejecutivo del programa Ingenuity Mars Helicopter.
Más información sobre Perseverance
Un objetivo clave para 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, abrirá el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolito marcianos (roca rota y polvo).
Misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la ESA (Agencia Espacial Europea), enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y traerlas a la Tierra para realizar un análisis en profundidad.
La misión Mars 2020 Perseverance es parte del enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye misiones Artemis a la Luna, que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.
El JPL, que Caltech administra para la NASA en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.
Tras una evaluación exhaustiva, la NASA ha ampliado las misiones científicas planetarias de ocho de sus naves espaciales, debido a su productividad científica y a su potencial para aumentar nuestro conocimiento y comprensión del sistema solar y más allá.
Las misiones (Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Science Laboratory (rover Curiosity), el aterrizador InSight, Lunar Reconnaissance Orbiter, OSIRIS-REx y New Horizons) han sido seleccionadas para continuar, siempre y cuando su nave espacial se mantenga en buen estado. La mayoría de las misiones se extenderán durante tres años, excepto OSIRIS-REx, que continuará durante nueve años para llegar a un nuevo destino, e InSight que continuará hasta finales de 2022, a no ser que la energía eléctrica de la nave permita operaciones más prolongadas.
Las propuestas para prolongar las misiones fueron revisadas por un conjunto de expertos independientes provenientes de la academia, la industria y la NASA. En total, más de 50 revisores evaluaron el retorno científico de las respectivas propuestas. Dos presidentes de revisión independientes supervisaron el proceso y, en base a las evaluaciones del equipo, validaron que estas ocho misiones científicas tienen un potencial sustancial para continuar brindando nuevos descubrimientos y abordar nuevas preguntas científicas.
Más allá de reportar un beneficio importante de programación para la NASA, varias de estas misiones prometen beneficios científicos multidivisionales en toda la Science Mission Directorate (SMD) de la NASA, incluido su uso como retransmisiones de datos para los vehículos de aterrizaje y vehículos de superficie de Marte, así como para apoyar otras iniciativas de la NASA, como como los Commercial Lunar Payload Services (CLPS).
“Las misiones extendidas nos brindan la oportunidad de aprovechar las grandes inversiones de la NASA en exploración, lo que permite operaciones científicas continuas a un coste mucho menor que desarrollar una nueva misión”, dijo Lori Glaze, directora de la Planetary Science Division en la sede de la NASA en Washington. “Maximizar el dinero de los contribuyentes de esta manera permite que las misiones obtengan nuevos datos científicos valiosos y, en algunos casos, permite a la NASA explorar nuevos objetivos con metas científicas totalmente nuevas”.
Dos de las misiones extendidas, MAVEN y OSIRIS-REx, dan la bienvenida a nuevos investigadores principales (IP).
OSIRIS-APEX (Investigadora principal: Dra. Daniella DellaGiustina, Universidad de Arizona): la misión The Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) se encuentra actualmente camino de regreso a la Tierra para traer las muestras del asteroide Bennu, que recogió en 2020. Dante Lauretta, IP de OSIRIS-REx, permanecerá para la misión principal, mientras que DellaGiustina comienza su función como IP para OSIRIS-APophis EXPlorer (OSIRIS-APEX). Con un nuevo nombre para reflejar los nuevos objetivos de la prolongación de la misión, el equipo OSIRIS-APEX redirigirá la nave espacial para encontrarse con Apophis, un asteroide de aproximadamente 370 metros de diámetro que se acercará a 32.000 kilómetros de la Tierra en 2029. OSIRIS-APEX entrará en órbita alrededor del asteroide Apophis poco después del sobrevuelo a la Tierra, proporcionando una mirada de cerca, sin precedentes, a este asteroide de tipo S. Estudiará los cambios en el asteroide causados por su sobrevuelo cercano a la Tierra y usará los propulsores de gas de la nave espacial para intentar desalojar y estudiar el polvo y las rocas pequeñas sobre y debajo de la superficie de Apophis.
MAVEN (Investigadora principal: Dra. Shannon Curry, Universidad de California, Berkeley): la misión Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) planea estudiar la interacción entre la atmósfera de Marte y el campo magnético durante el próximo máximo solar. Las observaciones de MAVEN a medida que el nivel de actividad del Sol aumenta hacia el máximo de su ciclo de 11 años, aumentarán nuestra comprensión de cómo la atmósfera superior y el campo magnético de Marte interactúan con el Sol.
InSight (Investigador principal: Dr. Bruce Banerdt, JPL): desde que aterrizó en Marte en 2018, la misión Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) ha sido la única estación sísmica activa fuera de la Tierra. Su monitorización sísmica de “martemotos” ha proporcionado acotaciones sobre el interior, la formación y la actividad actual de Marte. La prolongación de la misión continuará con la monitorización sísmica y meteorológica de InSight si la nave espacial se mantiene operativa. Sin embargo, debido a la acumulación de polvo en sus paneles solares, la producción de energía eléctrica de InSight es baja, y es poco probable que la misión continúe operando el tiempo de prolongación de la misión, a menos que sus paneles solares sean limpiados por un “remolino de polvo”, que puede suceder en la atmósfera de Marte.
LRO (Científico del proyecto: Dr. Noah Petro, GSFC): Lunar Reconnaissance Orbiter continuará estudiando la superficie y la geología de la Luna. La evolución de la órbita de LRO le permitirá estudiar nuevas regiones alejadas de los polos con un detalle sin precedentes, incluidas las regiones permanentemente sombreadas (PSR) cerca de los polos donde se puede encontrar hielo de agua. LRO también proporcionará un importante apoyo en la programación para el objetivo de la NASA de regresar a la Luna.
MSL (Científico del proyecto: Dr. Ashwin Vasavada, JPL): el Mars Science Laboratory y su rover Curiosity han recorrido más de 27 km en la superficie de Marte, explorando la historia de la habitabilidad en el cráter Gale. En su cuarta prolongación de la misión, el MSL alcanzará elevaciones más altas, explorando las capas críticas que contienen sulfato y que brindan información única sobre la historia del agua en Marte.
New Horizons (Investigador principal: Dr. Alan Stern, SwRI): New Horizons sobrevoló Plutón en 2015 y el objeto del cinturón de Kuiper (KBO), Arrokoth, en 2019. En su segunda prolongación de misión, New Horizons continuará explorando el sistema solar distante a 63 unidades astronómicas (UA) de la Tierra. La nave espacial New Horizons puede realizar observaciones multidisciplinarias de relevancia para el sistema solar y las Heliophysics and Astrophysics Divisions de la NASA. Más adelante se proporcionarán más detalles sobre el plan científico de esta misión.
Mars Odyssey (Científico del proyecto: Dr. Jeffrey Plaut, JPL): la misión extendida de Mars Odyssey realizará nuevos estudios térmicos de rocas y hielo debajo de la superficie de Marte, monitorizará el entorno de radiación y continuará su programa de monitorización climática de larga duración. El orbitador Odyssey también continúa brindando un soporte único para la transmisión de datos, en tiempo real, de otras naves espaciales de Marte. La duración de la misión extendida de Odyssey puede estar limitada por la cantidad de propulsor que queda a bordo de la nave espacial.
MRO (Científico del proyecto: Dr. Rich Zurek, JPL): el Mars Reconnaissance Orbiter ha proporcionado una gran cantidad de datos sobre los procesos en la superficie de Marte. En su sexta prolongación de misión, el MRO estudiará la evolución de la superficie, los hielos, la geología activa, la atmósfera y el clima de Marte. Además, el MRO continuará brindando un importante servicio de transmisión de datos a otras misiones en Marte. El instrumento CRISM de MRO se apagará por completo, después de que la pérdida de su enfriador criogénico haya terminado con el uso de uno de sus dos espectrómetros.
La Planetary Science Division de la NASA actualmente opera 14 naves espaciales en todo el sistema solar, tiene 12 misiones en formulación e implementación y se asocia con agencias espaciales internacionales en otras siete.
Los informes detallados de la Revisión Senior de Ciencias Planetarias de 2022 se pueden encontrar aquí.
Las crestas de hielo paralelas son una característica común en Europa, la luna de Júpiter, que también se encuentran en la capa de hielo de Groenlandia, lo que podría suponer un buen augurio para el potencial de habitabilidad de Europa.
Las crestas de hielo paralelas en Groenlandia tienen un parecido sorprendente a las crestas de Europa, la luna cubierta de hielo de Júpiter, lo que sugiere que la capa helada de la luna podría estar plagada de bolsas de agua.
Esta similitud podría mejorar en gran medida las probabilidades de que la misión Europa Clipper de la NASA detecte entornos potencialmente habitables en la luna joviana. El instrumento de la nave espacial, REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface), será ideal para realizar dicha búsqueda.
“Si hay bolsas de agua debajo de las crestas, tenemos los instrumentos adecuados para detectarlas”, dijo Dustin Schroeder, profesor asociado de la Universidad de Stanford y coautor de un nuevo estudio que compara las “dobles crestas” de Groenlandia con las de Europa.
Los científicos dicen que las pruebas recopiladas hasta ahora revelan que Europa alberga un océano líquido profundo, sumergido bajo una capa de hielo que podría tener entre 15 y 25 kilómetros de espesor. Debido a que el hielo es tan sustancial, lo que aún se desconoce es si algo del océano profundo hará contacto con la superficie, o si el contacto es a la inversa, el material de la superficie se filtra hacia el agua del océano.
“Es emocionante lo que significaría si hubiera mucha agua dentro de la capa de hielo”, dijo el coautor Gregor Steinbrügge, ex investigador de Stanford que ahora es científico planetario en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en el sur de California. “Significaría que la capa de hielo en Europa es extremadamente dinámica. Podría facilitar los procesos de intercambio entre la superficie y el subsuelo del océano. Podría ir en ambas direcciones”.
“Los potenciales nutrientes que sustentarían la vida en la superficie de Europa (tal vez depositados allí por otra luna de Júpiter, la volcánica Ío) podrían encontrar vías hacia el océano subterráneo”, dijo. “Y los productos químicos u otros materiales del subsuelo que indiquen un entorno oceánico habitable, podrían terminar en la superficie.”
Cómo se pueden haber formado las crestas
Durante una presentación sobre las cordilleras de Europa, el autor principal del estudio, el estudiante graduado de Stanford, Riley Culberg, dijo que detectó accidentes geográficos similares en Groenlandia. Los datos del radar de penetración de hielo recopilados entre 2015 y 2017 por la Operation IceBridge de la NASA, una campaña de observación aérea, mostraron no solo la existencia de una doble cresta en el noroeste de Groenlandia, sino también detalles de cómo evolucionó.
Las crestas dobles observadas en la superficie de la capa de hielo de Groenlandia se formaron cuando el agua de los lagos superficiales cercanos se drenó en una capa de hielo impermeable dentro de la capa de hielo. Una vez allí, la bolsa de agua se volvió a congelar y fracturó el hielo que la cubría, lo que obligó a que se elevaran picos a ambos lados.
Algo similar podría estar sucediendo en Europa, pero a la inversa, con agua fluyendo hacia la superficie desde el océano subterráneo. Las características de las crestas en Europa, aunque similares a las crestas de Groenlandia, son mucho más grandes y con picos más altos, quizás debido en parte a la menor gravedad de Europa.
En este mosaico de dos imágenes tomadas por Galileo de la NASA, durante el sobrevuelo de la nave espacial el 20 de febrero de 1997, se aprecia una doble cresta que atraviesa la superficie de Europa. El análisis de una característica similar en Groenlandia sugiere que el agua líquida poco profunda puede ser omnipresente en toda la capa helada de la luna joviana. Créditos: NASA/JPL/ASU.
El instrumento de Europa Clipper, REASON, está diseñado para realizar el mismo tipo de mediciones en Europa que el radar IceBridge realizó en Groenlandia. Ambos usan ondas de radio que pueden penetrar profundamente en el hielo. Sin embargo, esas ondas no pueden penetrar el agua líquida, y lo que ocurre es que se reflejan de vuelta al instrumento de radar. El agua aparece como una mancha brillante en las imágenes de radar. Por lo tanto, estos radargramas pueden proporcionar un perfil vertical del agua y el hielo en las profundidades debajo de la superficie.
“Obtienes reflejos que son mil veces más brillantes para el agua que para el hielo”, dijo Schroeder.
Schroeder, co-investigador de REASON y parte de un grupo que estudia el interior de Europa, dijo que el nuevo estudio podría ayudar al equipo de Europa Clipper a diseñar observaciones que determinen si las crestas en la luna y en Groenlandia surgieron de las mismas causas subyacentes, y si las bolsas de agua son comunes dentro de la capa helada de Europa.
El estudio también destaca la creciente sinergia entre los científicos que estudian a nuestros vecinos planetarios del sistema solar y los que se centran en la Tierra.
“Esta investigación nos ayudará a usar la Tierra para comprender lo que veremos en Europa o, cuando lleguemos a Europa, nos ayudará a interpretar lo que veamos allí”, dijo Schroeder.
Más información sobre la misión Europa Clipper
Las misiones como Europa Clipper contribuyen al campo de la astrobiología, la investigación interdisciplinaria sobre las variables y las condiciones de cuerpos distantes que podrían albergar vida tal como la conocemos. Si bien Europa Clipper no es una misión de detección de vida, realizará un reconocimiento detallado de Europa e investigará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene la capacidad de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a conocer mejor cómo se desarrolló la vida en la Tierra y el potencial para encontrar vida más allá de nuestro planeta.
Administrado por Caltech en Pasadena, California, el JPL lidera el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con APL para la Science Mission Directorate de la NASA, en Washington. La Planetary Missions Program Office en el Marshall Space Flight Center de la NASA, en Huntsville, Alabama, gestiona el programa de la misión Europa Clipper.
El 25 de febrero de 2022, la nave espacial Juno de la NASA capturó esta imagen de Júpiter, durante la aproximación al planeta gigante número 40 de la misión. La gran sombra oscura en el lado izquierdo de la imagen fue proyectada por la luna de Júpiter, Ganímedes.
El científico aficionado Thomas Thomopoulos creó esta imagen mejorada en color, utilizando datos sin procesar del instrumento JunoCam. En el momento en que se tomó la imagen sin procesar, la nave espacial Juno se encontraba a unos 71.000 kilómetros por encima de la parte superior de las nubes de Júpiter, a una latitud de 55 grados sur, y 15 veces más cerca que Ganímedes, que orbita a más o menos 1,1 millones de kilómetros de distancia de Júpiter.
Un observador en las cimas de las nubes de Júpiter dentro del perímetro de la sombra ovalada proyectada, experimentaría un eclipse total de Sol. Los eclipses totales son más comunes en Júpiter que en la Tierra por varias razones. Júpiter tiene cuatro lunas principales (satélites galileanos) que a menudo pasan entre Júpiter y el Sol: en solo siete días, Ganímedes transita una vez; Europa, dos veces; e Ío lo hace cuatro veces. Y dado que las lunas de Júpiter orbitan en un plano cercano al plano orbital de Júpiter, las sombras de las lunas a menudo se proyectan sobre el planeta.
JunoCam capturó esta imagen desde muy cerca de Júpiter, haciendo que la sombra de Ganímedes pareciera especialmente grande.
La siguiente imagen, creada por el científico aficionado Brian Swift utilizando datos de JunoCam, ilustra la geometría aproximada del área visible, proyectada sobre Júpiter.
La cámara Mastcam-Z grabó un vídeo de Fobos, una de las dos lunas del Planeta Rojo, para estudiar cómo cambia su órbita con el tiempo.
El rover Perseverance Mars de la NASA ha capturado imágenes impresionantes de Fobos, la luna con forma de patata de Marte, cruzando la cara del Sol. Estas observaciones pueden ayudar a los científicos a comprender mejor la órbita de la luna y cómo su gravedad atrae la superficie marciana, lo que finalmente da forma a la corteza y el manto del Planeta Rojo.
Capturado con la cámara Mastcam-Z de Perseverance el 2 de abril, el día marciano 397, o sol, de la misión, el eclipse duró poco más de 40 segundos, mucho menos que un eclipse solar típico que involucre a la Luna (Fobos es, aproximadamente, 157 veces más pequeño que la Luna. El otro satélite de Marte, Deimos, es aún más pequeño).
Estas son las últimas imágenes obtenidas de eclipses solares en Marte, pero no las únicas, ya que existe una larga historia de naves espaciales de la NASA que capturan estos eventos. En 2004, los rovers gemelos de la NASA, Spirit y Opportunity, tomaron las primeras fotografías en time-lapse de Fobos durante un eclipse solar. También Curiosity continuó la tendencia con vídeos tomados por su sistema de cámara Mastcam.
Pero Perseverance, que aterrizó en febrero de 2021, ha proporcionado el vídeo más amplio de un eclipse solar de Fobos hasta el momento, y con la velocidad de fotogramas más alta de la historia. Eso ha sido posible gracias al sistema de cámara Mastcam-Z de última generación de Perseverance, que supuso una actualización con zoom de la Mastcam de Curiosity.
El rover Perseverance Mars de la NASA usó su cámara Mastcam-Z para grabar un vídeo de Fobos, una de las dos lunas de Marte, eclipsando al Sol. Es la observación más ampliada y con mayor velocidad de fotogramas de un eclipse solar de Fobos jamás tomada desde la superficie marciana. Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS/SSI.
“Sabía que iba a ser bueno, pero no esperaba que fuera tan increíble”, dijo Rachel Howson, de Malin Space Science Systems en San Diego, una de los miembros del equipo de Mastcam-Z que opera la cámara.
Howson señaló que, aunque Perseverance primero envía miniaturas de resolución más baja que ofrecen un vistazo de las imágenes que llegarán, quedó sorprendida por las versiones de resolución completa: “Se siente como cuando se acerca un cumpleaños o unas vacaciones. Sabes lo que viene, pero todavía hay un elemento de sorpresa cuando ves el producto final”.
El color también distingue a esta versión de un eclipse solar de Fobos. Mastcam-Z tiene un filtro solar que actúa como unas gafas de sol para reducir la intensidad de la luz. “Puedes ver detalles en la forma de la sombra de Fobos, como crestas y protuberancias en el paisaje de la luna”, dijo Mark Lemmon, astrónomo planetario del Space Science Institute en Boulder, Colorado, quien ha orquestado la mayoría de las observaciones de los rovers de Marte a Fobos. “También puedes ver las manchas solares. Y es genial que puedas ver este eclipse exactamente como lo vio el rover desde Marte”.
A medida que Fobos gira alrededor de Marte, su gravedad ejerce pequeñas fuerzas de marea en el interior del planeta rojo, deformando ligeramente la roca en la corteza y el manto del planeta. Estas fuerzas también cambian lentamente la órbita de Fobos. Como resultado, los geofísicos pueden usar esos cambios para comprender mejor la flexibilidad del interior de Marte, revelando más información sobre los materiales existentes dentro de la corteza y el manto.
Los científicos ya saben que Fobos está condenado: la luna se está acercando a la superficie marciana y está destinada a estrellarse contra el planeta en decenas de millones de años. Pero las observaciones de eclipses desde la superficie de Marte durante las últimas dos décadas también han permitido a los científicos perfeccionar su comprensión de la lenta espiral de muerte de Fobos.
Más información de la misión
Un objetivo clave para 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, abrirá el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolito (roca rota y polvo) marcianos.
Las misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la ESA (Agencia Espacial Europea), enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y traerlas a la Tierra para un análisis en profundidad.
La misión Mars 2020 Perseverance es parte del enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye las misiones Artemisa a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.
El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, administrado para la agencia por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance. La Universidad Estatal de Arizona lidera las operaciones del instrumento Mastcam-Z, trabajando en colaboración con Malin Space Science Systems en San Diego.
Un nuevo estudio de más de 100 galaxias, realizado por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, ha descubierto indicios de que los agujeros negros están demoliendo miles de estrellas para colectar materia que aumente sus tamaños.
Las cuatro galaxias que se observan en este gráfico se encuentran entre las 29 galaxias del estudio que mostraron evidencia de agujeros negros en crecimiento cerca de sus núcleos. Los rayos X de Chandra (azul) se han superpuesto a las imágenes ópticas del Telescopio Espacial Hubble de la NASA de las galaxias NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 y NGC 6503.
Estos nuevos resultados sugieren un camino algo violento para que al menos algunos de estos agujeros negros alcance su tamaño actual: destrucción estelar en una escala que rara vez se ha visto antes.
Los astrónomos han realizado estudios detallados de dos clases distintas de agujeros negros. La variedad más pequeña son los agujeros negros de “masa estelar” que, normalmente, poseen entre 5 y 30 veces la masa del Sol. En el otro extremo del espectro están los agujeros negros supermasivos, que viven en medio de la mayoría de las galaxias grandes que cuentan con millones o incluso miles de millones de masas solares. En los últimos años, también ha habido evidencia de que existe una clase intermedia llamada ” intermediate-mass black holes” (IMBH, agujeros negros de masa intermedia). El nuevo estudio con Chandra podría explicar cómo se crean tales IMBH a través del crecimiento descontrolado de los agujeros negros de masa estelar.
Una clave para desarrollar IMBHs puede ser su entorno. Esta última investigación analizó cúmulos muy densos de estrellas en los centros de las galaxias. Con estrellas tan próximas, muchas estrellas pasarán dentro de la atracción gravitacional de los agujeros negros en los centros de los cúmulos. El trabajo teórico del equipo implica que si la densidad de estrellas en un cúmulo (el número empaquetado en un volumen dado) está por encima de un valor umbral, un agujero negro de masa estelar en el centro del cúmulo experimentará un rápido crecimiento a medida que se acerca, tritura e ingiere las abundantes estrellas vecinas de las proximidades.
De los cúmulos del nuevo estudio de Chandra, los que tenían una densidad por encima de este umbral, tenían aproximadamente el doble de agujeros negros en crecimiento que los que estaban por debajo del umbral de densidad. El umbral de densidad depende también de la rapidez con la que se mueven las estrellas en los cúmulos.
El proceso sugerido por el último estudio de Chandra puede ocurrir en cualquier momento de la historia del universo, lo que implica que los agujeros negros de masa intermedia pueden formarse miles de millones de años después del Big Bang, hasta el día de hoy.
Un artículo que describe estos resultados aparece en The Astrophysical Journal. También está disponible online. Los autores del estudio son Vivienne Baldassare (Universidad Estatal de Washington), Nicolas C. Stone (Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel), Adi Foord (Universidad de Stanford), Elena Gallo (Universidad de Michigan) y Jeremiah Ostriker (Universidad de Princeton).
El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Chandra X-ray Center del Smithsonian Astrophysical Observatory controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
La NASA está celebrando el cumpleaños número 32 del Telescopio Espacial Hubble con una impresionante observación a una colección inusualmente unida de cinco galaxias, llamada The Hickson Compact Group 40.
Esta colección incluye tres galaxias en forma de espiral, una galaxia elíptica y una galaxia lenticular (como una lente). De alguna manera, estas galaxias se cruzaron en su evolución para crear una muestra de galaxias excepcionalmente poblada y ecléctica.
Atrapado en una pausada danza gravitatoria, todo el grupo está tan lleno que podría caber en una región del espacio que tiene menos del doble del diámetro del disco estelar de nuestra Vía Láctea.
Aunque se pueden encontrar agrupaciones de galaxias tan envolventes en el corazón de enormes cúmulos de galaxias, estas galaxias están notablemente aisladas en su propia porción del universo, en la dirección de la constelación de Hidra.
Una posible explicación es que hay mucha materia oscura (una forma de materia desconocida e invisible) asociada con estas galaxias. Si se acercan, la materia oscura puede formar una gran nube dentro de la cual orbitan las galaxias. A medida que las galaxias atraviesan la materia oscura, experimentan una fuerza resistiva debido a sus efectos gravitacionales. Esto ralentiza su movimiento y hace que las galaxias pierdan energía, por lo que se agrupan.
Por lo tanto, esta instantánea capta a las galaxias en un momento muy especial de sus vidas. En alrededor de mil millones de años, chocarán y se fusionarán para formar una galaxia elíptica gigante.
Los astrónomos han estudiado este grupo compacto de galaxias no solo en luz visible, sino también en longitudes de onda de radio, infrarrojo y rayos X. Casi todas ellas tienen una fuente de radio compacta en sus núcleos, lo que podría indicar la presencia de agujeros negros supermasivos. Las observaciones de rayos X muestran que las galaxias han estado interactuando gravitacionalmente debido a la presencia de una gran cantidad de gas caliente entre las galaxias. Las observaciones infrarrojas revelan pistas sobre la tasa de formación de nuevas estrellas.
Aunque se han catalogado más de 100 de estos grupos compactos de galaxias en estudios del cielo que se remontan a varias décadas, Hickson Compact Group 40, es uno de los más densamente poblados. Las observaciones sugieren que estos grupos compactos pueden haber sido más abundantes en el universo primitivo y que proporcionaron combustible para alimentar agujeros negros, conocidos como cuásares, cuya luz del material sobrecalentado que caía, brillaba en el espacio. Estudiar los detalles de las galaxias en grupos cercanos como este, ayuda a los astrónomos a determinar cuándo y dónde se ensamblaron las galaxias, y con qué se ensamblaron.
“Recuerdo haber visto esto en un estudio del cielo y decir, ‘¡vaya, mira eso!'”, dijo Paul Hickson, de la Universidad de Columbia Británica, Vancouver, Canadá. “Todo lo que estaba usando en ese momento era una regla de plástico grande y una lupa mientras miraba las impresiones del estudio del cielo”. Redescubrió al grupo hojeando una colección de galaxias peculiares publicada por primera vez por Halton Arp en 1966.
El Hubble fue puesto en órbita alrededor de la Tierra por los astronautas de la NASA a bordo del transbordador espacial Discovery, el 25 de abril de 1990. El telescopio ha hecho 1,5 millones de observaciones de, aproximadamente, 50.000 objetivos celestes hasta la fecha. Este tesoro de conocimiento sobre el universo está almacenado con acceso para el público en el Mikulski Archive for Space Telescopes, en el Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland.
Las capacidades únicas del Hubble para observar luz visible y ultravioleta son un complemento científico fundamental para las observaciones de luz infrarroja del Telescopio Espacial Webb lanzado recientemente, que comenzará las observaciones científicas este verano.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA. Productor principal: Paul Morris. Narradora: Dra. Jennifer Wiseman.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy, en Washington D.C, EE.UU.
