Mes: mayo 2022

Un nuevo estudio que utiliza datos del orbitador Mars Odyssey de la NASA puede explicar por qué la escarcha marciana puede ser invisible a simple vista y por qué aparecen avalanchas de polvo en algunas laderas.

Los científicos quedaron desconcertados el año pasado al estudiar imágenes de la superficie marciana tomadas al amanecer por el orbitador Mars Odyssey de la NASA. Cuando observaron la superficie con luz visible, pudieron apreciar una escarcha matutina fantasmal de color blanco azulado iluminada por el sol naciente. Pero usando la cámara sensible al calor del orbitador, la escarcha apareció más ampliamente, incluso en áreas donde no se veía nada.

Los científicos sabían que estaban observando la escarcha que se forma durante la noche, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono, esencialmente hielo seco que, a menudo, aparece como escarcha en el Planeta Rojo, en lugar de hielo de agua. Pero, ¿por qué esta escarcha de hielo seco era visible en algunos lugares y no en otros?

En un artículo publicado el mes pasado en el Journal of Geophysical Research: Planets, estos científicos propusieron una respuesta sorprendente que también puede explicar cómo se desencadenan las avalanchas de polvo, después del amanecer, que están remodelando el planeta.

De la escarcha al vapor

Lanzada en 2001, Odyssey es la misión a Marte de mayor duración de la NASA y lleva el Thermal Emission Imaging System (THEMIS), una cámara infrarroja que proporciona una vista única de la superficie marciana. La órbita actual de Odyssey ofrece una vista única del planeta a las 7 am, hora local de Marte.

“La órbita matutina de Odyssey produce imágenes espectaculares”, dijo Sylvain Piqueux del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en California, quien dirigió el artículo. “Podemos ver las largas sombras del amanecer a medida que se extienden por la superficie”.

Debido a que Marte tiene tan poca atmósfera (solo el 1% de la densidad de la atmósfera de la Tierra), el Sol calienta rápidamente la escarcha que se acumula durante la noche. En lugar de derretirse, el hielo seco se sublima en la atmósfera en cuestión de minutos.

Lucas Lange, un becario de JPL que trabaja con Piqueux, notó por primera vez la firma de la escarcha a baja temperatura en muchos lugares donde no se podía ver en la superficie. Estas temperaturas aparecían a solo decenas de micrones bajo tierra, menos que el ancho de un cabello humano por debajo de la superficie.

“Nuestro primer pensamiento fue que el hielo podría estar enterrado allí”, dijo Lange. “El hielo seco es abundante cerca de los polos de Marte, pero estábamos mirando más cerca del ecuador del planeta, donde generalmente hace demasiado calor para que se forme hielo seco”.

En su artículo, los autores proponen que estaban viendo “escarcha sucia”: escarcha de hielo seco mezclada con finos granos de polvo que la oscurecían en la luz visible, pero no en las imágenes infrarrojas.

Deshielo de heladas y avalanchas

El fenómeno llevó a los científicos a sospechar que la escarcha sucia también podría explicar algunas de las rayas oscuras que pueden extenderse 1000 metros o más por las laderas marcianas. Sabían que las vetas se debían, esencialmente, a las avalanchas de polvo que remodelan lentamente las laderas de las montañas en todo el planeta. Los científicos creen que estas avalanchas de polvo probablemente se parecen a un río de polvo que cubre el suelo y libera un rastro de material esponjoso. A medida que el polvo viaja cuesta abajo durante varias horas, expone vetas de material más oscuro debajo.

Estas vetas oscuras no son lo mismo que una variedad mejor documentada llamada línea de pendiente recurrente, que se repite en los mismos lugares, temporada tras temporada, durante semanas (en lugar de horas) a la vez. Una vez que se pensó que era el resultado del agua salada que se filtraba lentamente de las laderas de las montañas, ahora se cree que las líneas de pendiente recurrentes son el resultado de flujos de arena seca o polvo.

Al mapear las vetas de las pendientes para el nuevo estudio, los autores descubrieron que tienden a aparecer en lugares con heladas matutinas. Los investigadores proponen que las vetas fueron el resultado de la sublimación de la escarcha que creó la presión suficiente para aflojar los granos de polvo y provocar una avalancha.

Las hipótesis son una prueba más de lo sorprendente que puede ser el Planeta Rojo.

“Cada vez que enviamos una misión a Marte, descubrimos nuevos procesos exóticos”, dijo Chris Edwards, de la Universidad del Norte de Arizona en Flagstaff y coautor del artículo. “No tenemos nada exactamente igual en la Tierra. Tienes que pensar más allá de tus experiencias en la Tierra para entender Marte”.

Más información de la misión

El JPL gestiona la misión Mars Odyssey de 2001 para la Science Mission Directorate de la NASA, en Washington. El Thermal Emission Imaging System (THEMIS) fue desarrollado por la Universidad Estatal de Arizona. La investigación THEMIS está dirigida por el Dr. Philip Christensen en ASU. Lockheed Martin Space, en Denver, es el contratista principal del proyecto Odyssey y desarrolló y construyó el orbitador. Las operaciones de la misión se llevan a cabo conjuntamente desde Lockheed Martin y desde el JPL, una división de Caltech en Pasadena.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

El orbitador, cuyo destino es un asteroide con el mismo nombre, está realizando los preparativos finales para su lanzamiento en agosto.

Desde su llegada el 29 de abril, la nave espacial Psyche se ha trasladado a la Payload Hazardous Servicing Facility en el Kennedy Space Center de la NASA, en Florida, donde los técnicos la sacaron de su contenedor de envío protector, la giraron a la posición vertical y comenzaron los pasos finales para preparar la nave espacial para el lanzamiento. En los próximos meses, los equipos realizarán una variedad de trabajos que incluyen la reinstalación de paneles solares, la reintegración de una radio, la prueba del sistema de telecomunicaciones, la carga de propulsores y el encapsulado de la nave espacial dentro de los carenados de carga útil antes de que abandone las instalaciones y se traslade a la plataforma de lanzamiento.

La nave espacial Psyche explorará un asteroide ubicado entre Marte y Júpiter, rico en metales y conformado en gran parte por níquel-hierro. La misión tiene como objetivo de lanzamiento el 1 de agosto a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy, desde el Complejo de Lanzamiento 39A de Kennedy. Tras llegar en 2026 al asteroide, la nave espacial pasará 21 meses orbitándolo, cartografiando y recopilando datos, lo que podrá proporcionar información sobre cómo se formaron los planetas que poseen un núcleo metálico, como la Tierra.

Más información de la misión

La Universidad Estatal de Arizona lidera la misión Psyche. El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, administrado para la agencia por Caltech, en Pasadena, California, es responsable de la gestión general de la misión, la ingeniería de sistemas, la integración, las pruebas y las operaciones de la misión. Maxar proporciona el chasis de la nave espacial de propulsión eléctrica solar de alta potencia. Psyche fue seleccionada en 2017 como la misión número 14 del Discovery Program de la NASA.

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Edición: R. Castro.

El Ingenuity Mars Helicopter de la NASA exploró esta cresta cerca del antiguo delta del río, en el cráter Jezero, porque es de interés para los científicos del rover Perseverance. Ampliado a la derecha hay un primer plano de uno de los afloramientos rocosos de la cordillera. La imagen fue capturada el 23 de abril, durante el vuelo 27 del helicóptero.

El Ingenuity Mars Helicopter de la NASA recientemente inspeccionó una cresta interesante cerca del antiguo delta del río, en el cráter Jezero. Las imágenes, capturadas el 23 de abril, durante el vuelo 27 del pequeño helicóptero, se tomaron a petición del equipo científico del rover Perseverance Mars, que quería ver más de cerca el inclinado afloramiento.

“Ingenuity no solo proporciona imágenes desde una perspectiva aérea, sino que permite a nuestro equipo estar en dos lugares a la vez en Marte”, dijo Ken Farley de Caltech, científico del proyecto de Perseverance. “Enviar el rover para inspeccionar en un lugar mientras se lanza el helicóptero para inspeccionar otros cientos de metros de distancia, es un gran ahorro de tiempo. También puede ayudarnos a explorar áreas que el rover nunca visitará, como en este caso”.

La línea de la cordillera, que el equipo científico llama “Fortun Ridge” en honor a una parroquia en Noruega, es una característica geológica de interés porque los datos recopilados desde la órbita y a distancia por Perseverance, indican que es el límite entre las dos principales unidades rocosas del suelo del cráter.

Las imágenes anteriores sugieren que las capas inclinadas de roca en este área de Marte, son poco comunes (a diferencia de la Tierra, donde la tectónica de placas y los terremotos causan la inclinación). El equipo científico también tendrá la oportunidad de comparar las imágenes del vuelo 27 de esta zona con los datos recopilados por Ingenuity y Perseverance de una cresta en ángulo apodada “Artuby” en la región “South Séítah” del cráter. La comparación de las tomas de Ingenuity de las dos crestas en ángulo, puede ayudar a los científicos del equipo a comprender mejor la historia del suelo del cráter y, posiblemente, las fuerzas que estuvieron en juego en esta parte del cráter Jezero hace miles de millones de años.

Esta reciente incursión de Ingenuity sigue a la exploración del helicóptero realizada para ver la carcasa trasera y el paracaídas que ayudaron al rover Perseverance a aterrizar de manera segura en Marte, con Ingenuity unido a su vientre. Esas 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 un proyecto multimisión que traerá muestras de Perseverance de rocas, atmósfera y sedimentos marcianos a la Tierra, para un análisis detallado.

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Edición: R. Castro.

Tendrá equilibrio. Estabilidad. Armonía. Este CubeSat cuyo propósito es encontrar una órbita lunar, podrá descansar en un punto gravitatorio en el espacio en el que la atracción de la gravedad de la Tierra y la Luna interactúan permitiendo una órbita casi estable.

Curiosamente, la órbita se conoce formalmente en la mecánica orbital como una “near rectilinear halo orbit (NRHO) (órbita de halo casi rectilínea). Lo que significa que, si pudiéramos rastrear la forma de la órbita, se vería como un óvalo alargado con lados tan largos que son casi rectos.

El Cubesat Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE), propiedad y operado por Advanced Space en Westminster, Colorado, será la primera nave espacial en probar esta órbita. Los investigadores quieren demostrar que la órbita requiere menos combustible y permite un contacto constante de comunicaciones directas con la Tierra a medida que la nave espacial orbita a la Luna.

La NASA tiene planes para este tipo único de órbita. Los ingenieros esperan que les permita estacionar naves espaciales más grandes en órbita lunar, incluida la estación espacial Gateway, en órbita alrededor de la Luna durante unos 15 años.

Aproximadamente seis días después del lanzamiento, CAPSTONE se desplegará desde la nave espacial Rocket Lab Photon y comenzará su transferencia de cuatro meses a su NRHO, utilizando sus propulsores para impulsar su viaje. Después de un par de maniobras adicionales de “limpieza” y una maniobra crítica que insertará la nave espacial en el NRHO, la nave espacial usará ocasionalmente y con moderación, sus propulsores para mantenerse en curso, lo que le permitirá a la NASA comprender la dinámica de la órbita durante al menos seis meses.

“CAPSTONE se controlará y mantendrá con precisión y se beneficiará enormemente de la física casi estable de su órbita de halo casi rectilínea”, dijo Elwood Agasid, subdirector del programa de Small Spacecraft Technology en el Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley, California. “Los empujes se programarán para dar a la nave un impulso adicional, ya que genera impulso de forma natural; esto requiere mucho menos combustible de lo que requeriría una órbita más circular”.

Si se ve desde la Tierra, la órbita de CAPSTONE trazaría repetidamente un óvalo constante alrededor de la Luna a medida que la nave espacial se mueve desde el Polo Norte lunar hasta el Polo Sur lunar. Llevará casi una semana completar una órbita lunar completa. Mientras esté sobre el Polo Sur, la nave espacial viajará a su mínima velocidad y estará más alejada de la superficie lunar, aproximadamente a 76.000 kilómetros sobre la Luna. Luego, a medida que aumente el impulso, la nave espacial viajará a su máxima velocidad y realizará el trazo más cercano a la Luna, donde cruzará el Polo Norte, a aproximadamente 3.400 kilómetros de altura.

“Esta órbita tiene la ventaja adicional de permitir que el Gateway tenga comunicaciones óptimas con futuras misiones Artemis que operen en la superficie lunar, o que se encuentren de regreso a la Tierra”, dijo Agasid. “Esto podría suponer nuevas oportunidades para futuros trabajos de exploración y ciencia lunar”.

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Edición: R. Castro.

Los científicos del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, han recibido recientemente muestras de la superficie lunar que han estado custodiadas en un congelador en el Johnson Space Center de la NASA, en Houston, desde que los astronautas del Apolo 17 las trajeron a la Tierra, en diciembre de 1972.

Esta investigación es parte del Apollo Next Generation Sample Analysis Program, o ANGSA, un proyecto para estudiar las muestras que se trajeron del Programa Apolo antes de que se lleven a cabo las misiones Artemis al Polo Sur de la Luna.

Sin embargo, el proceso de llevar las muestras del Johnson a los investigadores de Goddard, así como a los investigadores del Ames Research Center de la NASA (Silicon Valley, California), al Naval Research Laboratory (Washington, D.C.) y a la Universidad de Arizona (Tucson), no fue sencillo. El proceso comenzó hace más de cuatro años cuando Julie Mitchell, de la NASA, y su equipo de conservación de Artemis, en Johnson, comenzaron a diseñar y modernizar una instalación para procesar las muestras congeladas del Apolo 17. Supuso un nuevo enfoque, los científicos estaban emocionados de emplear una técnica que pudiera aplicarse a futuras misiones lunares.

“Comenzamos esto a principios de 2018 y hubo muchos retos técnicos que tuvimos que superar para llegar a este punto”, dijo Mitchell. “Esto se ha contemplado como una práctica para preparar una instalación para el futuro procesamiento de muestras en frío”.

“Al hacer este trabajo, no solo estamos facilitando la exploración de Artemis, sino que también estamos facilitando el proceso para traer muestras en el futuro y la exploración humana en el resto del sistema solar”, agregó Mitchell. “Me siento muy privilegiado de contribuir de esta pequeña manera al desarrollar las capacidades para que podamos recolectar estos materiales, llevarlos a casa de manera segura y preservarlos a largo plazo”.

Una vez que la instalación estuvo lista, Ryan Zeigler, conservador de muestras de Astromaterials Research and Exploration Science Division (ARES), en Johnson, y su equipo, tuvieron que adaptarse a las condiciones únicas diseñadas por el equipo de Mitchell para mantener las muestras congeladas durante el procesamiento, que incluían disminución de la visibilidad debido a las heladas y los retos a la hora de manipular las muestras mientras se trabajaba con guantes gruesos en una vitrina purgada con nitrógeno, todo lo cual tuvo lugar dentro de una cámara frigorífica mantenida a menos 4 grados Fahrenheit (menos 20 C). Ser capaz de mantener las muestras congeladas será importante para Artemis, ya que los astronautas podrían traer muestras de hielo del Polo Sur de la Luna.

“Todo lo que hacemos implica mucha logística y mucha infraestructura, pero agregar el frío lo hace mucho más difícil”, dijo Zeigler. “Es una lección de aprendizaje importante para Artemis, ya que poder procesar muestras en frío será aún más importante para la misión Artemis que para Apollo. Este trabajo nos brinda algunas lecciones aprendidas y un buen avance para Artemis”.

Una vez que las muestras congeladas fueron procesadas y subdivididas en Johnson, por el procesador de muestras lunares Jeremy Kent, se enviaron rápidamente en un refrigerador con hielo seco, se abrieron inmediatamente en Goddard y se almacenaron en un congelador seguro. Para los científicos que ahora trabajan con estos tesoros, hay algo especial en recibir muestras que no han sido investigadas en casi cinco décadas.

Jamie Elsila, científica investigadora en el Astrobiology Analytical Laboratory, en Goddard, se está enfocando en el estudio de pequeños compuestos orgánicos volátiles para la investigación y análisis de la muestra. Investigaciones anteriores mostraron que algunas muestras lunares contienen aminoácidos, que son esenciales para la vida en la Tierra. Su equipo quiere comprender su origen y distribución en el sistema solar.

“Creemos que algunos de los aminoácidos presentes en los suelos lunares pueden haberse formado a partir de moléculas precursoras, que son compuestos más pequeños y volátiles como el formaldehído o el cianuro de hidrógeno”, dijo Elsila. “Nuestro objetivo de investigación es identificar y cuantificar estos pequeños compuestos orgánicos volátiles, así como cualquier aminoácido, y utilizar los datos para comprender la química orgánica prebiótica de la Luna”.

Natalie Curran, investigadora principal del Mid Atlantic Noble Gas Research Lab, en Goddard, se centra en comprender la historia que las muestras pueden haber experimentado durante su vida en la Luna. La superficie de la Luna es un entorno duro y, a diferencia de la Tierra, no tiene una atmósfera que la proteja de la exposición al espacio.

“Nuestro trabajo nos permite usar gases nobles, como argón, helio, neón y xenón, para medir la duración de la exposición de una muestra a los rayos cósmicos, y esto puede ayudarnos a comprender la historia de esa muestra”, dijo Curran. “Los rayos cósmicos pueden dañar el material orgánico que puede estar en una muestra, por lo que comprender la duración ayuda a determinar los efectos que la exposición ha tenido en lo orgánico”.

Tanto Elsila como Curran están en posesión de muestras lunares congeladas y no congeladas. Cuando estas muestras fueron traídas a la Tierra, una parte se almacenó a temperatura ambiente y otra parte se congeló, lo que permitió la comparación entre los dos grupos. Los científicos analizarán ambos conjuntos de muestras para determinar si existen diferencias en el contenido orgánico. Comprender cualquier variación causada por los diferentes métodos de conservación podría conformar decisiones futuras sobre cómo almacenar las muestras que traigan los astronautas de Artemis, parte de lo que hará el equipo ARES, en Johnson.

Para Elsila, “es genial pensar en todo el trabajo que se llevó a cabo para recolectar las muestras en la Luna y luego en toda la previsión y cuidado que se dedicó a preservarlas para que podamos analizarlas en este momento”, señaló.

En cuanto a Curran, “cuando piensas en cómo estas muestras han venido de otro cuerpo, cuán lejos han viajado y la historia del sistema solar que han conservado dentro de ellas, siempre me sorprendo”, agregó.

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Edición: R. Castro.

La galaxia ultradifusa GAMA 526784 aparece como un tenue parche de luz en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. Este difuminado objeto reside en la constelación de Hidra, aproximadamente a cuatro mil millones de años luz de la Tierra. Las galaxias ultradifusas como GAMA 526784, tienen una serie de peculiaridades. Por ejemplo, pueden tener cantidades muy bajas o altas de materia oscura (la sustancia invisible que se cree que constituye la mayor parte de la materia del universo). En las observaciones de galaxias ultradifusas se encontraron algunas con una falta casi total de materia oscura, mientras que otras consisten prácticamente en materia oscura. Otra rareza de esta clase de galaxias es su inusual abundancia de cúmulos globulares brillantes, algo que no se observa en otros tipos de galaxias.

El Hubble capturó GAMA 526784 con la Advanced Camera for Surveys (ACS), que fue instalada en 2002 por los astronautas durante la Hubble Servicing Mission 3B. Desde entonces, el instrumento ha desempeñado un papel fundamental en algunos de los resultados científicos más impresionantes del Hubble, incluida la captura del  Hubble Ultra Deep Field. La ACS también fotografió a Plutón antes que la misión New Horizons, observó lentes gravitacionales gigantescas y encontró galaxias completamente formadas en el universo primitivo.

Esta imagen proviene de un conjunto de observaciones del Hubble diseñadas para obtener información sobre las propiedades de las galaxias ultradifusas. La aguda visión del Hubble permitió a los astrónomos estudiar GAMA 526784 en alta resolución en longitudes de onda ultravioleta, lo que ayudó a medir los tamaños y las edades de las regiones compactas de formación de estrellas que salpican la galaxia.

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Edición: R. Castro.

Las estrellas que nacen con más de 20 veces la masa del Sol terminan sus vidas como agujeros negros. Como su nombre lo indica, los agujeros negros no brillan por sí mismos porque nada puede escapar de ellos, ni siquiera la luz. Hasta 2015, cuando los astrónomos detectaron por primera vez la fusión de agujeros negros a través de las ondas del espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales, la forma principal de encontrar agujeros negros era buscarlos en sistemas binarios donde interactuaban con estrellas cercanas. Y la mejor manera de hacerlo era observar en rayos X.

Esta visualización muestra 22 sistemas binarios de rayos X en nuestra galaxia, la Vía Láctea, y su vecina más cercana, la Gran Nube de Magallanes, que alberga agujeros negros de masa estelar confirmada. Los sistemas aparecen a la misma escala física, demostrando su diversidad. Su movimiento orbital está acelerado casi 22.000 veces, y los ángulos de visión replican cómo los vemos desde la Tierra.

Cuando se combina con una estrella, un agujero negro puede acumular materia de dos maneras. En muchos casos, una corriente de gas puede fluir directamente desde la estrella hasta el agujero negro. En otros, como el primer sistema de agujeros negros confirmado, Cygnus X-1, la estrella produce un flujo de salida denso llamado viento estelar, parte del cual la absorbe la intensa gravedad del agujero negro. Hasta el momento, no hay un consenso claro sobre qué modo utiliza GRS 1915, el gran sistema que se observa en el centro de la visualización.

Cuando llega al agujero negro, el gas entra en órbita y forma una estructura ancha y aplanada llamada disco de acreción. El disco de acreción de GRS 1915 puede extenderse más de 80 millones de kilómetros, una distancia mayor que la que separa a Mercurio del Sol. El gas en el disco se calienta a medida que gira lentamente en espiral hacia adentro, emitiendo en luz visible, ultravioleta y finalmente en rayos X.

Los colores de las estrellas van desde el blanco azulado hasta el rojizo, lo que representa temperaturas desde 5 veces más calientes, hasta un 45 % más frías que nuestro Sol. Debido a que los discos de acreción alcanzan temperaturas aún más altas, se ha utilizado un rango de color diferente.

Si bien los agujeros negros aparecen en una escala que refleja sus masas, todos se muestran mucho más grandes que en la realidad. El agujero negro de Cygnus X-1 posee alrededor de 21 veces más masa que el Sol, pero su superficie, llamada horizonte de sucesos, se extiende solo alrededor de 124 kilómetros. Las esferas de gran tamaño también ocultan las distorsiones visibles que producirían los efectos gravitatorios de los agujeros negros.

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Edición: R. Castro.