Cómo afecta el sol a los asteroides

Los asteroides encarnan la historia del comienzo de nuestro sistema solar. Los asteroides troyanos de Júpiter, que orbitan alrededor del Sol en el mismo camino que el gigante gaseoso, no son una excepción. Se cree que los troyanos son restos de los objetos que formaron nuestros planetas, y estudiarlos podría ofrecer pistas sobre cómo surgió el sistema solar.

Durante los próximos 12 años, la misión Lucy de la NASA visitará ocho asteroides, incluidos siete troyanos, para ayudar a responder grandes preguntas sobre la formación de planetas y los orígenes de nuestro sistema solar. La nave tardará unos tres años y medio en llegar a su primer destino. ¿Qué podrá encontrar Lucy?

Como todos los planetas, los asteroides se encuentran en la heliosfera, la vasta burbuja de espacio, definida por los alcances del viento de nuestro Sol. Directa e indirectamente, el Sol afecta muchos aspectos de lo que existe dentro de este bolsillo del universo. Estas son algunas de las formas en las que el Sol influye en los asteroides, como los troyanos, en nuestro sistema solar.

Ubicación en el espacio 

El Sol constituye el 99,8% de la masa del sistema solar y, por ello, ejerce una gran fuerza gravitacional. En el caso de los asteroides troyanos que visitará Lucy, su ubicación en el espacio está determinada en parte por la gravedad del Sol. Estos asteroides están agrupados en dos puntos de Lagrange, que son lugares donde las fuerzas gravitacionales de dos objetos masivos (en este caso el Sol y Júpiter) están equilibradas de tal manera que los objetos más pequeños como asteroides o satélites, permanecen en su lugar en relación con los cuerpos más grandes. Los troyanos lideran y siguen a Júpiter en su órbita a 60 ° en los puntos Lagrange L4 y L5.

Este video presenta al investigador principal de Lucy, Hal Levison, analizando los asteroides troyanos ubicados en los puntos de Lagrange y cómo la misión Lucy trazará su trayectoria para visitarlos.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA/James Tralie.
Impulsando asteroides (¡con luz!)
Durante millones de años, el efecto Yarkovsky puede alterar notablemente la trayectoria de los asteroides más pequeños.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

Así es, ¡la luz del sol puede mover asteroides! Al igual que la Tierra y muchos otros objetos en el espacio, los asteroides giran. En un momento dado, el lado de un asteroide que mira hacia el Sol absorbe la luz solar mientras que el lado oscuro arroja energía en forma de calor. Cuando el calor se escapa, crea una cantidad infinitesimal de empuje, impulsando al asteroide ligeramente, fuera de su camino. Durante millones de años, esta fuerza, llamada efecto Yarkovsky, puede alterar notablemente la trayectoria de asteroides más pequeños (de menos de 40 kilómetros de diámetro).

Del mismo modo, la luz solar también puede alterar la velocidad de rotación de los pequeños asteroides. Este efecto, conocido como YORP (llamado así por cuatro científicos cuyo trabajo contribuyó al descubrimiento), afecta a los asteroides de diferentes maneras dependiendo de su tamaño, forma y otras características. A veces, YORP hace que los cuerpos pequeños giren muy rápido, hasta que se rompen. Otras veces, puede hacer que sus velocidades de rotación disminuyan. Los troyanos están más lejos del Sol que los asteroides cercanos a la Tierra o del Cinturón Principal, queda por ver cómo los afectan el efecto Yarkovsky y el YORP.

Dando forma a la superficie

Al igual que las rocas de la Tierra muestran signos de meteorización, también lo hacen las rocas en el espacio, incluidos los asteroides. Cuando las rocas se calientan durante el día, se expanden. A medida que se enfrían, se contraen. Con el tiempo, esta fluctuación hace que se formen grietas. El proceso se llama fracturamiento térmico. El fenómeno es más intenso en objetos sin atmósfera, como los asteroides, donde las temperaturas varían extremadamente. Por lo tanto, aunque los troyanos están más lejos del Sol que las rocas de la Tierra, es probable que muestren más signos de fractura térmica.

La falta de atmósfera tiene otra implicación para la meteorización de los asteroides: los asteroides son golpeados por el viento solar, un flujo constante de partículas, campos magnéticos y radiación que fluye desde el Sol. El campo magnético de la Tierra nos protege de este bombardeo, pero las partículas que pasan, excitan algunas moléculas en la atmósfera de la Tierra, lo que provoca las auroras. Sin campos magnéticos o atmósferas propias, los asteroides reciben la peor parte del viento solar. Cuando las partículas entrantes chocan contra un asteroide, pueden lanzar algo de material al espacio, cambiando la química fundamental de lo que queda.

Los asteroides son golpeados por el viento solar, un flujo constante de partículas, campos magnéticos y radiación, que fluye desde el Sol.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Hubble encuentra vapor de agua persistente en un hemisferio de Europa, la luna helada de Júpiter

Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA de la luna helada de Júpiter, Europa, han revelado la presencia de vapor de agua persistente, pero, misteriosamente, solo en un hemisferio.

Europa alberga un vasto océano debajo de su superficie helada, que podría ofrecer condiciones propicias para la vida. Este resultado otorga a los astrónomos información sobre la estructura atmosférica de las lunas heladas y ayuda a sentar las bases de las misiones científicas planificadas al sistema joviano para, en parte, explorar si un entorno a 800 millones de kilómetros del Sol podría sustentar la vida.

Esta fotografía de Europa, la luna joviana, la realizó la nave espacial Galileo de la NASA en 1997, a una distancia de 1.250.000 kilómetros. Europa, es ligeramente más pequeña que la luna de la Tierra, tiene una superficie muy lisa y la corteza de hielo sólido parece una cáscara de huevo agrietada. En su interior posee un océano global con más agua de la que se encuentra en la Tierra. Posiblemente podría albergar la vida tal como la conocemos. Las observaciones del telescopio espacial Hubble han revelado la presencia de vapor de agua persistente en su tenue atmósfera. Estas observaciones, que abarcan desde el año 1999 hasta el 2015, muestran que el vapor de agua se repone constantemente en un hemisferio de la luna. Este hallazgo marca una diferencia con respecto a las observaciones de Hubble de 2013, que encontraron vapor de agua de manera localizada en géiseres que emanan desde su océano subsuperficial. El vapor de agua proviene de un proceso completamente diferente. La luz solar hace que la superficie del hielo se sublime y se convierta directamente en gas. La imagen de Galileo combina imágenes violetas, verdes e infrarrojas. La vista de la luna se muestra en color natural (izquierda) y en color mejorado procesado para resaltar las sutiles diferencias de color en la superficie (derecha). La parte blanca brillante y azulada de la superficie de Europa está compuesta principalmente de hielo de agua, con muy pocos materiales que no sean hielo. Las líneas largas y oscuras son fracturas en la corteza, algunas de las cuales tienen más de 3.000 kilómetros de largo. La misión Galileo finalizó el 21 de septiembre de 2003, cuando se ordenó intencionalmente a la nave espacial que se sumergiera en la atmósfera de Júpiter, donde se destruyó. Sin embargo, los científicos a día de hoy continúan estudiando los datos que se recopilaron de ese evento. El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Pasadena, California, gestionó la misión Galileo para la Office of Space Science de la NASA en Washington, DC. JPL es una división operativa del Instituto de Tecnología de California (Caltech). Esta, otras imágenes y datos recibidos de Galileo se publican en la página de inicio de la misión Galileo.
Créditos: NASA, NASA-JPL, Universidad de Arizona.

Las observaciones anteriores de vapor de agua en Europa, se han asociado con columnas eruptivas a través del hielo, como las que fotografió el Hubble en 2013. Son análogas a los géiseres de la Tierra, pero alcanzan más de 95 kilómetros de altura. Producen gotas transitorias de vapor de agua en la atmósfera de la luna, que supone solo una mil millonésima parte de la presión superficial de la atmósfera terrestre.

Las observaciones del Hubble desde el año 1999 hasta el 2015, sin embargo, muestran cantidades similares de vapor de agua esparcidas sobre un área más grande de Europa. Esto sugiere una presencia sostenida de una atmósfera de vapor de agua, solo en el hemisferio final de Europa, la parte de la luna que está siempre opuesta a su dirección de movimiento a lo largo de su órbita. La causa de esta asimetría entre el hemisferio anterior y el posterior no se comprende completamente.

Este descubrimiento se ha obtenido a partir de un nuevo análisis de imágenes y espectros de archivo del Hubble, utilizando una técnica que permitió el descubrimiento de vapor de agua en la atmósfera de la luna de Júpiter, Ganímedes, por Lorenz Roth, del Real Instituto de Tecnología, Física del Espacio y del Plasma de KTH. , Suecia.

“La observación del vapor de agua en Ganímedes, y en el lado posterior de Europa, nos ayuda a comprender las atmósferas de las lunas heladas”, dijo Roth. “Sin embargo, la detección de una cantidad de agua estable en Europa es un poco más sorprendente que en Ganímedes, ya que las temperaturas de la superficie de Europa son más bajas que las de Ganímedes”.

Europa refleja más luz solar que Ganímedes, manteniendo la superficie 60 grados Fahrenheit más fría que Ganímedes. La temperatura máxima durante el día en Europa es de -260 ° F. Sin embargo, incluso a la temperatura más baja, las nuevas observaciones sugieren que el hielo de agua de la superficie de Europa se está sublimando, al igual que en Ganímedes.

Las observaciones de Europa, la luna helada de Júpiter, con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, han revelado la presencia de vapor de agua persistente, pero, misteriosamente, solo en un hemisferio. Europa alberga un vasto océano debajo de su superficie helada, que podría ofrecer condiciones propicias para la vida.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA/Paul Morris.

Para hacer este descubrimiento, Roth profundizó en los conjuntos de datos de archivo del Hubble, seleccionando observaciones ultravioleta de Europa de 1999, 2012, 2014 y 2015, mientras la luna estaba en distintas posiciones orbitales. Todas estas observaciones fueron tomadas con el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) de Hubble. Las observaciones ultravioleta de STIS permitieron a Roth determinar en la atmósfera de Europa, la abundancia de oxígeno, uno de los componentes del agua, y al interpretar la fuerza de emisión en diferentes longitudes de onda, pudo inferir la presencia de vapor de agua.

Esta detección allana el camino para estudios en profundidad de Europa por parte de futuras sondas, incluida la misión Europa Clipper de la NASA y la misión Jupiter Icy Moons Explorer de la Agencia Espacial Europea (ESA). Comprender la formación y evolución de Júpiter y sus lunas, también ayuda a los astrónomos a cconocer mejor los planetas similares a Júpiter alrededor de otras estrellas.

Estos resultados se han publicado en la revista Geophysical Research Letters.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Con la primera muestra de Perseverance encapsulada, la NASA se centra en el programa capaz de enviar las muestras a la Tierra

La NASA, junto con la Agencia Espacial Europea, está desarrollando un programa para devolver las muestras de Marte a la Tierra.

El 1 de septiembre, el rover Perseverance de la NASA desplegó su brazo, colocó una broca en la superficie marciana y perforó unos 6 centímetros para extraer un núcleo de roca. Después, el rover selló el núcleo de roca en un tubo. Este evento histórico fue la primera vez que una nave espacial encapsuló una muestra de roca de otro planeta con el fin de ser devuelta a la Tierra por una futura nave espacial.

Mars Sample Return es un diseño de programa de múltiples misiones para recuperar los núcleos que Perseverance recolecte durante los próximos años. Actualmente está en fase de diseño conceptual y desarrollo de tecnología, el programa es uno de los trabajos más ambiciosos en la historia de los vuelos espaciales, que involucra múltiples naves espaciales, múltiples lanzamientos y docenas de agencias gubernamentales.

“Traer una muestra de Marte a la Tierra ha sido una prioridad para la comunidad científica planetaria desde la década de 1980, y la oportunidad de lograr este objetivo ha desatado un torrente de creatividad”, dijo Michael Meyer, científico principal del Mars Exploration Program de la NASA, en la sede de Washington.

La primera muestra con núcleo de roca de Marte se puede observar (en el centro) dentro de un tubo de recolección de muestras de titanio en esta imagen de la cámara conocida como CacheCam, del rover Perseverance de la NASA. La imagen fue tomada el 6 de septiembre de 2021 (el sol o día marciano de la misión número 194), antes de que el sistema colocara y sellara una tapa de metal en el tubo. La imagen se tomó para que la muestra de roca del núcleo estuviera centrada. El anillo oscuro que rodea la muestra es una parte de la pared interior del tubo de muestra. El anillo de color dorado brillante que rodea el tubo y la muestra es la “pista de rodamiento”, una brida asimétrica que ayuda a cortar una muestra una vez que el taladro perforador agujerea una roca. El disco marrón moteado más externo de esta imagen es una parte del brazo de manipulación de muestras, dentro del conjunto de almacenamiento del rover.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

El beneficio de analizar muestras en la Tierra, en lugar de asignar la tarea a un rover en la superficie marciana, es que los científicos pueden usar muchos tipos de tecnología de laboratorio que son demasiado grandes y complejas para enviarlas a Marte. Y pueden hacer análisis mucho más rápido en el laboratorio al tiempo que pueden ofrecer mucha más información sobre si alguna vez existió vida en Marte.

“He soñado con tener muestras de Marte para analizar desde que era una estudiante de posgrado”, dijo Meenakshi Wadhwa, científica principal del programa Mars Sample Return, que es administrado por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en el sur de California. “La recolección de estas muestras bien documentadas nos permitirá analizarlas en los mejores laboratorios aquí en la Tierra, una vez que se hagan llegar”.

Mars Sample Return implicará varias primicias destinadas a resolver una pregunta abierta: ¿Ha surgido la vida en algún lugar del sistema solar, además de en la Tierra? “He trabajado toda mi carrera para tener la oportunidad de responder a esta pregunta”, dijo Daniel Glavin, astrobiólogo del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. Glavin está ayudando a diseñar sistemas para proteger las muestras marcianas de la contaminación durante su viaje de Marte a la Tierra.

Recolectar muestras de Marte y traerlas de regreso a la Tierra será un hecho histórico que comenzó con el lanzamiento del rover Perseverance de la NASA el 30 de julio de 2020. Perseverance recolectó sus primeras muestras de núcleos de roca en septiembre de 2021. El rover las dejará en Marte durante un tiempo hasta que una futura misión las recupere y traiga  a la Tierra. La NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) están solidificando las bases para este proyecto de retorno de muestras de Marte. El concepto actual incluye un módulo de aterrizaje, un vehículo de búsqueda, un vehículo de ascenso para lanzar el contenedor de muestras a la órbita marciana y una nave espacial de recuperación con una carga útil para capturar y contener las muestras y luego enviarlas a la Tierra, para finalmente aterrizar en un área despoblada.
Crédito de animación: NASA/JPL-Caltech, ESA, NASA/GSFC y NASA/GRC. Asistencia técnica: James Tralie, NASA Goddard. Crédito musical: Axel Coon y Ralf Goebel de Universal Production Music.

Desarrollado en colaboración con la ESA (la Agencia Espacial Europea), el Mars Sample Return requerirá el lanzamiento autónomo de un cohete lleno de valiosa carga extraterrestre desde la superficie de Marte. Los ingenieros tendrían que asegurarse de que la trayectoria del cohete se alinee con la de una nave espacial que orbite Marte para que la cápsula de muestra pueda transferirse al orbitador. El orbitador luego devolverá la cápsula de muestra a la Tierra, donde los científicos estarían esperando para recuperarla de manera segura antes de transportarla a una instalación limpia de riesgo biológico (que ahora está en desarrollo).

Antes de traer muestras marcianas a la Tierra, los científicos e ingenieros deben superar varios desafíos. He aquí un vistazo a uno de ellos:

Proteger a la Tierra de Marte

Mantener las muestras químicamente prístinas para un estudio riguroso en la Tierra, mientras someten a su contenedor de almacenamiento a medidas extremas de esterilización, para garantizar que no se entregue nada peligroso a la Tierra, es una tarea que hace que Mars Sample Return sea realmente un acontecimiento sin precedentes.

Hace miles de millones de años, el Planeta Rojo pudo haber tenido un ambiente adecuado para la vida tal y como la conocemos. Sin embargo, es muy poco probable que la NASA recupere muestras con organismos marcianos vivos, teniendo en cuenta la información obtenida mediante décadas de datos de orbitadores, módulos de aterrizaje y rovers en Marte. En cambio, los científicos esperan encontrar materia orgánica fosilizada u otros signos de vida microbiana antigua.

A pesar del bajo riesgo de traer algo vivo a la Tierra, la NASA está tomando medidas significativas para garantizar que las muestras marcianas permanezcan selladas de forma segura durante su viaje. Después de recolectar núcleos de roca en todo el cráter Jezero y colocarlos dentro de tubos hechos principalmente de titanio, uno de los metales más fuertes del mundo, Perseverance sella herméticamente los tubos para evitar la liberación involuntaria de incluso la partícula más pequeña. Luego, los tubos se almacenan en el vientre del rover hasta que la NASA decide el momento y el lugar para dejarlos caer en la superficie marciana.

Un programa de devolución de muestras incluirá un rover de recogida de muestras de la ESA que se lanzará desde la Tierra a finales de esta década para recoger estas muestras recolectadas por Perseverance. Los ingenieros del Glenn Research Center de la NASA en Cleveland, Ohio, están diseñando las ruedas del vehículo. El rover transferirá muestras a un módulo de aterrizaje que se está desarrollando en el JPL. Un brazo robótico en el módulo de aterrizaje empaquetará las muestras en la punta de un cohete que está siendo diseñado por el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama.

El cohete llevará la cápsula con las muestras a la órbita marciana, donde estará esperando un orbitador de la ESA para recibirla. Dentro del orbitador, la cápsula estará preparada para su entrega a la Tierra por un equipo dirigido por el Centro Goddard de la NASA. Esta preparación incluirá sellar la cápsula de muestra dentro de un contenedor limpio para atrapar cualquier material marciano en el interior, esterilizar el sello y usar un brazo robótico que se está desarrollando en Goddard para colocar el contenedor sellado en una cápsula de entrada a la Tierra antes de realizar el viaje.

Esta ilustración muestra una idea del conjunto de futuros robots que trabajan juntos para transportar muestras recolectadas en la superficie de Marte por el rover Perseverance de la NASA.
Créditos: NASA/ESA/JPL-Caltech.

Una de las principales tareas de los ingenieros de la NASA es descubrir cómo sellar y esterilizar el recipiente de la muestra sin borrar las firmas químicas importantes de los núcleos de roca del interior. Entre las técnicas que el equipo está probando actualmente, se encuentra la soldadura fuerte, que consiste en fundir una aleación de metal en un líquido que esencialmente pega el metal. La soldadura fuerte puede sellar el recipiente de la muestra a una temperatura lo suficientemente alta como para esterilizar cualquier polvo que pueda quedar en la unión.

“Uno de nuestros mayores retos técnicos en este momento, es que a centímetros del metal que se derrita a 538 grados Celsius, tenemos que mantener estas extraordinarias muestras de Marte por debajo de la temperatura más caliente que hayan experimentado en Marte, que es de unos 86 grados centígrados”, dijo Brendan Feehan, ingeniero de sistemas en Goddard del sistema que capturará, contendrá y entregará las muestras a la Tierra a bordo del orbitador de la ESA. “Los resultados iniciales de las pruebas de nuestra solución de soldadura fuerte han afirmado que estamos en el camino correcto”.

El diseño cuidadoso de Feehan y sus colegas permitirá que se aplique calor solo donde se necesita para la soldadura fuerte, lo que limitará el flujo de calor a las muestras. Además, los ingenieros pueden aislar las muestras con un material que absorba el calor y luego lo libere muy lentamente, o podrán instalar conductores que alejen el calor de las muestras.

“Cualquiera que sea la técnica que desarrolle el equipo será crítica no solo para las muestras marcianas”, dijo Glavin, “sino también para futuras misiones de retorno de muestras de Europa o Encelado, donde podríamos recolectar y devolver muestras de plumas oceánicas que podrían contener organismos extraterrestres vivos. Así que tenemos que resolver esto”.

Los rigurosos esfuerzos de la NASA para eliminar el riesgo de contaminación dañina a la Tierra datan del Tratado internacional sobre el espacio exterior de 1967, que insta a las naciones a evitar la contaminación de los cuerpos celestes con organismos de la Tierra y a prevenir la contaminación de la Tierra a través de muestras devueltas. Para devolver de forma segura una muestra marciana a la Tierra, la NASA está colaborando no solo con la ESA, sino también con al menos 19 departamentos y agencias gubernamentales de E.E.U.U., incluidos los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de E.E.U.U. y el Departamento de Seguridad Nacional de E.E.UU.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

¿Cómo se transporta el telescopio espacial más grande del mundo 9400 kilómetros a través del océano?

Cuando se lance el telescopio espacial James Webb de la NASA, se someterá a uno de los procesos de despliegue más espectaculares que jamás haya soportado ninguna nave espacial. Webb ha tenido que completar un viaje final aquí en la Tierra: un viaje de aproximadamente 9.300 kilómetros por el mar.

El 26 de septiembre, Webb fue enviado desde California, pasó por el Canal de Panamá para llegar al Puerto de Pariacabo, ubicado en el río Kourou en la Guayana Francesa, en la costa noreste de América del Sur, el 12 de octubre. Webb ahora será conducido al lugar de lanzamiento, el puerto espacial de Europa en Kourou, Guayana Francesa, donde comenzará dos meses de preparativos operativos antes de su lanzamiento programado para el 18 de diciembre.

Con el telescopio espacial más grande y poderoso jamás construido como carga, nada en este viaje ha sido normal.

Una "maleta" a medida

Para su transporte, Webb necesitó una “maleta” colosal, especialmente diseñada conocida como STTARS, abreviatura de Space Telescope Transporter for Air, Road and Sea. STTARS pesa alrededor de 76.000 kilogramos. Tiene 5,5 metros de alto, 4,6 metros de ancho y 33,5 metros de largo, aproximadamente el doble de la longitud de un semirremolque.

Este contenedor personalizado fue equipado para resistir ante cualquier condición extrema o inesperada que Webb pudiera encontrar durante el viaje. Al diseñar, construir y probar STTARS, los ingenieros estudiaron cuidadosamente cómo proteger el contenedor de las fuertes lluvias y otros factores ambientales.

Trazando el itinerario 

Para Charlie Diaz, gerente de operaciones del sitio de lanzamiento de Webb, en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, la llegada de Webb a Kourou fue la culminación de años de preparación: “Hay miles de cosas diferentes de las que estar pendientes: obtener permisos, evitar obstáculos seleccionando rutas alternativas… todo tipo de matices. Estoy muy orgulloso de nuestro equipo, hemos estado trabajando en esto durante mucho tiempo”.

El viaje del telescopio Webb comenzó cuando los ingenieros empaquetaron el telescopio en su contenedor de transporte protector. Luego, el contenedor se trasladó de Northrop Grumman en Redondo Beach, California, a Seal Beach, California. Esperando en Seal Beach, estaba el barco que llevaría a Webb a la Guayana Francesa.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA; Michael McClare (KBRwyle); Sophia Roberts (AIMM); Michael P. Menzel (AIMM); Tom Graves (Northrop Grumman); Larkin Carey (Ball Aerospace & Technologies).

El viaje en barco de Webb se realizó en dos viajes cortos, uno en California y otro en la Guayana Francesa. El primero llevó a Webb desde las instalaciones de Northrop Grumman en Redondo Beach, California, hasta el cercano puerto de salida en la Estación de Armas Navales Seal Beach. La segunda unidad llevó a Webb desde el Puerto de Pariacabo a su lugar de lanzamiento en el Puerto Espacial Europeo en Kourou.

Antes de estos viajes, el equipo de Díaz realizó estudios de ruta utilizando imágenes de satélite para comprender las variables en juego. Anotaron detalles incluso de los baches que debían rellenarse o los semáforos que debían levantarse debido a la altura de STTARS. En caso de emergencias, el equipo también seleccionó “refugios seguros” o lugares a lo largo del camino donde podrían realizar de manera segura cualquier mantenimiento necesario en el contenedor.

Debido a su gran tamaño y peso, STTARS viajó a una velocidad de 8 a 16 kilómetros por hora en la carretera para mantener una trayectoria suave.

Si bien STTARS ha transportado previamente componentes de Webb a otras instalaciones de la NASA o colaboradores, principalmente por aire, el equipo eligió transportar Webb por mar a Kourou debido a la complicada logística del aterrizaje en el aeropuerto Cayenne en la Guayana Francesa. La ruta de 65 kilómetros entre el aeropuerto y el sitio de lanzamiento, presenta siete puentes para los que STTARS habría sido demasiado pesado para cruzar. Además, el viaje desde el Puerto de Pariacabo hasta el sitio de lanzamiento de Webb, es relativamente corto. En comparación, un viaje desde el aeropuerto de Cayenne hasta el lugar de lanzamiento, teniendo en cuenta las bajas velocidades de STTARS y otras limitaciones, habría llevado unos dos días.

En comparación con las turbulencias de los viajes aéreos y las fuerzas experimentadas durante el aterrizaje, viajar por mar a bordo del buque de transporte de carga MN Colibri, fue literalmente una navegación tranquila. MN Colibri fue diseñado específicamente para transportar enormes piezas de cohetes y cargas útiles sensibles, al Puerto Espacial de Europa, también conocido como el Centro Espacial de Guayana. En promedio, el barco navegaba a unos 27 kilómetros por hora. Sandra Irish, directora de ingeniera estructural de Webb en Goddard, estaba a cargo de asegurarse de que ningún motivo “sacudiera el barco” más allá de un nivel aceptado. Trabajando con la compañía naviera y la tripulación, ella y su equipo aseguraron una ruta de barco para STTARS que evitaba las aguas turbulentas.

Despues de llegar a Seal Beach, California, Webb (dentro del contenedor de transporte protector) se cargó en el MN Colibri. Este proceso requirió varios pasos para lograrlo. Una vez que se cargó el telescopio dentro de la bodega de carga, el MN Colibri zarpó hacia la Guayana Francesa.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA; Michael McClare (KBRwyle): Sophia Roberts; (AIMM): Michael P. Menzel (AIMM): Víctor Bradley.
Mover un barco limpio

Al igual que con otras naves espaciales, Webb debe mantenerse limpio mientras está en la Tierra.

STTARS es esencialmente una sala limpia móvil. Cuando Webb está en movimiento, STTARS mantiene un nivel bajo de contaminantes dentro del contenedor: no más de 100 partículas en el aire, mayores o iguales a 0.5 micrones de tamaño. Como referencia, ¡medio micrón es solo una centésima parte del ancho de un cabello humano!

El equipo de control de contaminación de Webb empleó varios métodos probados y veraces para limpiar tanto el exterior como el interior del contenedor y prepararlo para recibir y transportar a Webb. Los miembros inspeccionaron cuidadosamente cada tornillo, tuerca y perno en busca de contaminantes residuales utilizando luz ultravioleta. A continuación, Webb se instaló en STTARS mientras ambos estaban dentro de la sala limpia de Northrop Grumman. Esto mantiene la limpieza hasta que STTARS se pueda abrir dentro de la sala limpia receptora en el sitio de lanzamiento.

STTARS navegó hacia la Guayana Francesa dentro de la cavernosa bodega de carga de MN Colibri, protegida de la intemperie y del mar, junto con otros equipos y suministros para los preparativos del lanzamiento. Un sofisticado sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), construido para STTARS, monitoreaba y controlaba la humedad y la temperatura dentro del contenedor. Varios remolques acompañantes, cargados con docenas de botellas presurizadas, proporcionaron un suministro continuo de aire seco, fabricado y prístino en el interior del transportador.

Neil Patel, gerente de transporte de Webb en Goddard, fue uno de los cinco miembros del equipo de Webb que acompañaron a STTARS en su viaje para asegurarse de que Webb permaneciera en buenas condiciones: “Viajar por el Canal de Panamá con Webb fue una experiencia en la vida y una actividad única por primera vez para nuestro equipo. Fue muy especial llevar este observatorio al último lugar en el que estará aquí en la Tierra”, dijo.

Habiendo sido transportado por tierra, aire y ahora por mar, el telescopio Webb ya puede considerarse un viajero experimentado. Pronto, entrará en la última frontera que no ha explorado: la gran extensión del espacio.

El telescopio espacial James Webb será el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo cuando se lance en este 2021. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, observará planetas distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus colaboradores, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La NASA y Australia firman un acuerdo para añadir un rover a la futura misión lunar

Las asociaciones internacionales y comerciales son un componente fundamental en los planes a largo plazo de la NASA para la Luna y sus alrededores, en el marco del programa Artemis. La agencia firmó recientemente un nuevo acuerdo con la Agencia Espacial Australiana que apoyará aún más las operaciones lunares humanas y robóticas para ambos países.

Como parte del acuerdo, un consorcio de empresas y organizaciones de investigación australianas desarrollarán un pequeño rover que pueda operar en la superficie lunar. El rover tendrá la capacidad de recoger y transferir regolito lunar (roca rota y polvo) a un sistema de utilización de recursos in situ (ISRU) operado por la NASA, en un módulo de aterrizaje lunar comercial. Un vehículo se lanzará a la Luna a partir de 2026.

“Este acuerdo servirá para fortalecer la relación entre los Estados Unidos y Australia en áreas relacionadas con la exploración espacial, una relación que se remonta a más de medio siglo, a los días del programa Apollo”, dijo el administrador de la NASA Bill Nelson. “Al trabajar junto con la Agencia Espacial Australiana y nuestros colaboradores en todo el mundo, la NASA obtendrá más descubrimientos y realizará más investigaciones a través del programa Artemis”.

El acuerdo, contará con el respaldo de la iniciativa Moon to Mars del gobierno australiano de 150 millones de dólares, anunciado en un evento de 2019 en la sede de la NASA, con el primer ministro australiano Scott Morrison. Tendrá aplicaciones que respalden misiones científicas y de exploración humana para ambas agencias. Australia se centra particularmente en sistemas robóticos y sensores de campo, tecnologías de recursos y ciencia planetaria que podrían proporcionar una importante contribución a largo plazo, en las futuras actividades de exploración espacial.

“Australia está a la vanguardia de la tecnología robótica y los sistemas para operaciones remotas, que serán fundamentales para establecer una presencia sostenible en la Luna y apoyar la exploración humana de Marte”, dijo Enrico Palermo, director de la Agencia Espacial Australiana. “Este acuerdo se servirá de nuestra experiencia en operaciones remotas para hacer crecer nuestro sector espacial aquí en casa, mientras que los desarrollos que surgen de la preparación para el espacio, asegurarán que nuestro sector de recursos también siga avanzando”.

Para la NASA, el rover australiano proporcionará una capacidad complementaria. Si bien el módulo de aterrizaje que entrega el rover incluirá un mecanismo para recolectar suelo lunar y depositarlo en el sistema ISRU de la NASA, el rover ofrece un segundo medio de recolección y aumenta las posibilidades de una demostración exitosa.

Instalada en el módulo de aterrizaje, la demostración ISRU de la NASA, intentará extraer oxígeno del regolito lunar. El suelo contiene oxígeno en forma de compuestos químicos en elementos como hierro y silicio. La demostración de tecnología a pequeña escala ayudará en el diseño de unidades más grandes y capaces en el futuro. Tales unidades permitirán a los astronautas usar recursos en la Luna para crear combustible para cohetes y otros consumibles en la misión.

La colaboración tiene como objetivo promover los objetivos de ambos países, incluidas las empresas comerciales que realizan misiones y operaciones en el espacio cislunar. Para la comunidad espacial en general, la colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Australiana amplía la coalición Artemis en una variedad de sectores geográficos, científicos y tecnológicos. El resultado será una amplia presencia de exploración lunar de naturaleza global, arraigada tanto en propósitos científicos como en la exploración pacífica del espacio exterior.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Las imágenes de Perseverance de la NASA ayudan en la investigación científica de Marte

Las imágenes del último vehículo de seis ruedas de la NASA en el Planeta Rojo, sugieren que la zona de estudio experimentó importantes inundaciones.

Un nuevo artículo del equipo científico del rover Perseverance Mars de la NASA, detalla cómo el ciclo hidrológico del lago, ahora seco, en el cráter Jezero, es más complicado e intrigante de lo que se pensaba inicialmente. Los hallazgos se basan en imágenes detalladas que el rover proporcionó de pendientes largas y empinadas llamadas escarpes, que se formaron a partir de sedimentos que se acumularon en la desembocadura de un antiguo río, que hace mucho tiempo alimentaba el lago del cráter.

Las imágenes revelan que hace miles de millones de años, cuando Marte tenía una atmósfera lo suficientemente espesa para mantener el agua que fluía por su superficie, el delta del río en forma de abanico de Jezero, experimentó inundaciones en una etapa tardía, que arrastraron rocas y escombros desde las tierras altas fuera del cráter.

Esta imagen de un acantilado, una pendiente larga y empinada, a lo largo del delta del cráter Jezero de Marte, se generó utilizando datos del instrumento Mastcam-Z del rover Perseverance. La imagen insertada en la parte superior es un primer plano proporcionado por Remote Microscopic Imager, que es parte del instrumento SuperCam.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/ASU/MSSS.

Tomadas por las cámaras Mastcam-Z izquierda y derecha del rover, así como por su Remote Micro-Imager, o RMI (parte del SuperCam instrument), estos instrumentos también brindan información sobre dónde el rover podría buscar muestras de rocas y sedimentos, incluidas aquellas que puede contener compuestos orgánicos y otras pruebas de que alguna vez existió vida allí.

El equipo del rover ha planeado durante mucho tiempo visitar el delta debido a su potencial para albergar pruebas de vida microbiana antigua. Uno de los objetivos principales de la misión es recolectar muestras para ser transportadas a la Tierra por un conjunto de misiones múltiples Mars Sample Return, lo que permitiría a los científicos analizar el material con un poderoso equipo de laboratorio demasiado grande para llevarlo a Marte.

El artículo sobre las imágenes escarpadas de Perseverance (la primera investigación que se publica con datos adquiridos después del aterrizaje del rover el 18 de febrero) se ha publicado online en la revista Science.

Esta imagen anotada indica las ubicaciones del rover Perseverance de la NASA (abajo a la derecha), así como la loma “Kodiak” (abajo a la izquierda) y varias orillas prominentes conocidas como escarpes, a lo largo del delta del cráter Jezero.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/USGS.
El momento "Kodiak" de la Perseverance

En el momento en que se tomaron las imágenes, los escarpes estaban al noroeste del rover y a unos 2,2 kilómetros de distancia. Al suroeste del rover, y aproximadamente a la misma distancia, se encuentra otro afloramiento rocoso prominente que el equipo llama “Kodiak”. En el pasado antiguo, Kodiak estaba en el borde sur del delta, que fue una estructura geológica intacta en ese momento.

Antes de la llegada de Perseverance, Kodiak solo había sido fotografiado desde la orbitadores de Marte. Desde la superficie, las imágenes Mastcam-Z y RMI del rover revelaron por primera vez la estratigrafía, el orden y la posición de las capas de roca, lo que proporciona información sobre el tiempo relativo de los depósitos geológicos a lo largo de la cara este de Kodiak. La estratificación inclinada y horizontal es lo que un geólogo esperaría ver en el delta de un río en la Tierra.

“Nunca antes se había visto una estratigrafía tan bien conservada en Marte”, dijo Nicolas Mangold, científico de Perseverance del Laboratoire de Planétologie et Géodynamique en Nantes, Francia, y autor principal del artículo. “Esta es la observación clave que nos permite confirmar de una vez por todas la presencia de un lago y delta de un río en Jezero. Obtener una mejor comprensión de la hidrología meses antes de nuestra llegada al delta, dará grandes resultados en el futuro”.

Si bien los resultados de Kodiak son significativos, es la historia contada por las imágenes de las escarpas al noreste, lo que supuso la mayor sorpresa para el equipo científico del rover.

Esta imagen de “Kodiak”, un remanente del depósito de sedimentos en forma de abanico dentro del cráter Jezero de Marte conocido como delta, fue tomada por el instrumento Mastcam-Z de Perseverance el 22 de febrero de 2021.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS.
Cantos rodados en movimiento

Las imágenes de esas escarpas mostraban capas similares a las de Kodiak en sus mitades inferiores. Pero más arriba en cada una de sus empinadas paredes y en la parte superior, Mastcam-Z y RMI capturaron piedras y cantos rodados.

“Vimos capas distintas en los escarpes que contenían rocas de hasta 1,5 metros de ancho que sabíamos que no tenía sentido que estén allí”, dijo Mangold.

Esas capas significan que la vía fluvial lenta y serpenteante que alimentaba el delta, debe haber sido transformada por posteriores inundaciones repentinas y rápidas. Mangold y el equipo científico estiman que un torrente de agua necesario para transportar las rocas, algunas por decenas de kilómetros, debieron viajar a velocidades que van de entre 6 y 30 kilómetros por hora.

“Estos resultados también tienen un impacto en la estrategia para la selección de rocas para el muestreo”, dijo Sanjeev Gupta, científico de Perseverance del Imperial College de Londres y coautor del artículo. “El material de grano más fino en la parte inferior del delta, probablemente contiene nuestra mejor apuesta para encontrar muestras de materiales orgánicos y biofirmas. Y los cantos rodados en la parte superior nos permitirán tomar muestras de viejos trozos de rocas de la corteza. Ambos son objetivos principales para el muestreo y el almacenamiento de rocas antes del Mars Sample Return”.

La versión anotada del mosaico indica la ubicación de cuatro escarpes prominentes a lo largo del delta del río del cráter Jezero. Las imágenes fueron tomadas por el instrumento Mastcam-Z a bordo del rover Perseverance de la NASA, el 17 de abril de 2021.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS.
Un lago de profundidades cambiantes

Al principio de la historia del antiguo lago del cráter Jezero, se cree que sus niveles fueron lo suficientemente altos como para coronar el borde oriental del cráter, donde las imágenes orbitales muestran los restos de un canal de río de salida. El nuevo artículo se suma a este pensamiento, describiendo el tamaño del lago de Jezero que fluctúa mucho con el tiempo, su nivel de agua sube y baja decenas de metros antes de que la masa de agua acabara desapareciendo por completo.

Aunque se desconoce si estos cambios en el nivel del agua fueron el resultado de inundaciones o cambios ambientales más graduales, el equipo científico ha determinado que ocurrieron más adelante en la historia del delta del Jezero, cuando los niveles del lago estaban al menos 100 metros por debajo del nivel más alto del lago. El equipo espera obtener más información en el futuro: el delta será el punto de partida para la segunda campaña científica el próximo año.

“Una mejor comprensión del delta de Jezero es clave para comprender el cambio en la hidrología del área”, dijo Gupta, “y podría proporcionar información valiosa sobre por qué todo el planeta se secó”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

Creando instrumentos laser que ayuden a descubrir los misterios de Titan, la luna de Saturno

En Titán, la luna gigante de Saturno, llueven metano líquido y otros hidrocarburos, formando ríos, lagos y mares sobre un paisaje de agua helada. La compleja química de este satélite helado podría ser análoga al período en el que surgió la vida en la Tierra, o podría producir un tipo de vida completamente nuevo. E incluso más lejos, a años luz de distancia en el espacio profundo, un agujero negro destroza el núcleo ultradenso de una estrella muerta, deformando el tejido del propio espacio y enviando ondas de espacio-tiempo que se propagan a través del universo.

En el Space Laser Assembly Cleanroom (SLAC) en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, la División de Láser y Electroóptica está construyendo láseres para la misión Dragonfly de la NASA a Titán y la  Laser Interferometer Space Antenna  (LISA) de la Agencia Espacial Europea (ESA), que medirá ondas en el espacio-tiempo causadas por colisiones masivas.

La SLAC, en Goddard, es un centro experimentado en el arte y la ciencia de construir láseres para instrumentos avanzados para explorar entornos exóticos y extremos como los investigados por Dragonfly y LISA.

“Los láseres son difíciles, no “quieren” funcionar”, dice Barry Coyle, físico de NASA Goddard,

“Todo tiene que ser perfecto”, dijo Coyle.

Es por eso que ensamblarlos en un solo lugar es tan crítico para la eficiencia, tanto en producción como en costos. Esta es la idea del SLAC, y se concibió poco después del lanzamiento de ICESat-1. El ICESat-1 albergaba el sistema de altímetro láser de geociencia, que se produjo en una instalación conjunta de la Universidad de Maryland y Goddard. Aunque el láser funcionó bien, según Coyle, producir sistemas láser para vuelos espaciales fuera de la NASA podría ser costoso e ineficiente.

Coyle dijo que él y otros se dieron cuenta de que estos gastos podrían reducirse si los láseres se produjeran en un laboratorio interno. Además, se podría ahorrar tiempo y energía.

“Pamela Millar, jefa de la Oficina de Tecnología de Ciencias de la Tierra, era la jefa de la rama de teledetección en ese momento y lideraba el trabajo para asegurar los fondos para el SLAC”, dijo Coyle. Desde entonces, el laboratorio ha estado produciendo láseres.

Actualmente, el equipo de Goddard está desarrollando un láser ultravioleta (UV) en el SLAC, el láser del espectrómetro de masas Dragonfly (DraMS), para la misión Dragonfly. La misión consta de un módulo de aterrizaje de helicóptero diseñado para realizar múltiples paradas en la superficie de Titán. El módulo de aterrizaje, diseñado y construido en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland, llevará un conjunto completo de instrumentos para estudiar muestras de materiales para obtener un mayor conocimiento de la composición de la superficie y otras propiedades de la luna.

Esta es la cámara de vacío térmico de SLAC que se utiliza para realizar pruebas ambientales en sistemas láser para vuelos espaciales. La misión ICESAT-2 y GEDI hizo uso de esta cámara para realizar pruebas de calificación y reducción de riesgos. Los láseres del espectrómetro de masas Dragonfly (DraMS) de vuelo e ingeniería, así como el modelo de ingeniería láser LISA, se probarán aquí.
Créditos: NASA/Matt Mullin.

El ingeniero láser de Goddard, Matt Mullin, está trabajando actualmente en el láser DraMS, su trabajo diario implica construir o alinear el hardware, construir el láser o ejecutar pruebas en subcomponentes.

“Básicamente, el rayo láser UV se enfocará hacia una copa de muestra, que contiene algunos de los materiales de la superficie de Titán. El rayo desorberá compuestos moleculares de la muestra y excitará iones (átomos y moléculas con una carga eléctrica neta) para ser captados en el espectrómetro de masas que los científicos pueden usar para detectar de qué se compone esa muestra”, dijo.

“El láser es emocionante porque está volando en una misión de New Frontiers”, dijo Mullin. El programa New Frontiers es una iniciativa de la NASA que tiene como objetivo financiar misiones que explorarán partes del sistema solar que se consideran de alta prioridad en la ciencia planetaria.

“Hemos enviado una sonda a Titán en el pasado, pero este instrumento y esta misión están destinados a resolver muchos de los misterios relacionados con esta luna, continuando una exploración anterior”, dijo Mullin. “Y ver si esta luna podría albergar alguna forma de vida sería muy interesante”.

Sin embargo, las temperaturas extremadamente frías y el metano en la atmósfera de Titán y en su superficie suponen un obstáculo.

“¿Cómo se consigue un láser allí y cómo se consigue que funcione allí?” Dijo Coyle. “Esos son los dos desafíos”.

Es fundamental que el instrumento sea lo más pequeño posible y que se minimice el peso y el consumo de energía. Además de eso, los láseres necesitan las condiciones perfectas para funcionar correctamente.

“Aprovechar fotones (partículas de luz) para hacer lo que quieres, es muy difícil”, dijo Coyle.

Sin SLAC, producir el láser implicaría mucho movimiento entre estructuras con equipos separados trabajando en él.

“Ayuda tener una ubicación central donde podemos hacer la unión óptica, el montaje de limpieza, toda la infraestructura aquí; es genial”, dijo Coyle.

Además de su trabajo en Dragonfly, en el laboratorio se construirán láseres diseñados por la NASA, como contribución a la misión LISA liderada por la ESA. LISA será el primer observatorio espacial de ondas espacio-temporales, llamadas ondas gravitacionales. La ESA busca probar la teoría de la gravedad de Einstein midiendo las ondas gravitacionales en el espacio, generadas por eventos extremadamente violentos como las colisiones de agujeros negros.

“El SLAC es un lugar perfecto para que construyamos los láseres LISA”, dijo Anthony Yu, líder de desarrollo de productos para el láser LISA. “Los láseres LISA tienen muchos requisitos estrictos y necesitamos instalar estaciones de prueba in situ, para verificar el rendimiento del láser durante el proceso de construcción. El SLAC nos permite configurar estaciones de prueba especializadas para probar el láser en tiempo real y también cuando se somete a pruebas de ciclos de vacío térmico después de ensamblarlo”.

Paul Stysley, director asociado de la rama de láser y electroóptica de Goddard, y director de desarrollo de productos para el láser DraMS, dijo que el corazón y el alma de SLAC está en la forma en que agiliza el desarrollo tecnológico y la producción de láseres.

“Lo que hace que el SLAC sea único es tener una ubicación centralizada para desarrollar, construir y probar sistemas láser de vuelos espaciales”, dijo Stysley. “Se cuenta con un flujo de productos y una infraestructura para desarrollar, probar ambientalmente y monitorear un diseño láser desde la cuna hasta la tumba, para una misión de vuelo espacial que conduzca a una reducción significativa de los riesgos y costos técnicos”.

Mullin dijo que trabajar en Dragonfly y con el equipo ha sido increíble.

“El verdadero placer y la parte emocionante ha sido trabajar con algunos de los mejores ingenieros y científicos del mundo en este proyecto”, dijo Mullin. “Recuerdo haber visto en el Discovery Channel sobre la exploración futura de lunas exteriores como Europa o Titán, pero nunca imaginé que estaría en uno de los equipos que ayudarían a explorarlo”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

LunaNet: una red lunar para el programa Artemis

A través del Programa Artemis, la NASA establecerá una presencia a largo plazo en la Luna, abriendo más superficie a la exploración lunar. Este crecimiento de la actividad lunar requerirá nuevas y más sólidas capacidades de comunicación, navegación y redes. El programa de Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA, ha desarrollado la arquitectura LunaNet para satisfacer estas necesidades.

LunaNet aprovechará las técnicas innovadoras de red, los estándares y un marco extensible para expandir rápidamente las capacidades de la red en la Luna. Este marco permitirá a la industria, academia y a los colaboradores internacionales construir y operar nodos LunaNet junto con la NASA. Estos nodos ofrecerán a las misiones cuatro servicios distintos: redes, navegación, detección e información, y servicios de ciencia de radio y óptica.

Video de descripción general de LunaNet.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

Servicios LunaNet

Redes

Por lo general, cuando las misiones se lanzan al espacio, su comunicación con la Tierra depende de enlaces preprogramados con un relé espacial o una antena terrestre. Con múltiples misiones viajando a la Luna, la dependencia de enlaces preprogramados podría limitar las oportunidades y la eficiencia de las comunicaciones. LunaNet ofrece un enfoque de red similar a Internet en la Tierra, donde los usuarios mantienen conexiones con la red más grande y no necesitan programar la transferencia de datos con anticipación.

Gráfico del concepto LunaNet DTN.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

El marco de red central de LunaNet es la Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN), que garantiza que los datos fluyan sin problemas a través de la red y lleguen a su destino final a pesar de posibles interrupciones de la señal. En caso de una interrupción entre dos nodos LunaNet, la DTN permite que los nodos almacenen datos hasta que la ruta se abra.

Navegación

Para la navegación lunar, el enfoque LunaNet ofrece independencia operativa del procesamiento de datos en la Tierra, al tiempo que mantiene una alta precisión. La arquitectura proporcionará a las misiones acceso a las mediciones clave necesarias para la determinación de la órbita a bordo y las operaciones del sistema de guía, o el posicionamiento en la superficie. Las misiones que utilicen los servicios de navegación LunaNet tendrán todo lo que necesiten para la navegación autónoma en la Luna, ya sea en la superficie o en órbita.

“LunaNet proporcionará un nuevo paradigma para la navegación independiente de la Tierra, asegurando que las misiones robóticas y con tripulación puedan determinar de manera rápida y precisa sus ubicaciones y transmitirlas a sus sistemas de planificación”, dijo Cheryl Gramling, Jefa Asociada de Tecnología de Ingeniería de la Misión y División de Análisis de Sistemas.

Detección e información

Los servicios de detección e información de LunaNet brindan alertas y otra información crítica a los usuarios. Esta y otras capacidades similares, mejorarán en gran medida el conocimiento de la situación de los astronautas, rovers y otros activos en la superficie lunar.

Como ejemplo, LunaNet utilizará instrumentos meteorológicos espaciales para advertir a los usuarios directamente si detectan actividad solar potencialmente peligrosa. La información llegará directa sin pasar por Tierra, lo que retrasaría la comunicación del caso. Estas alertas serán similares a las que recibimos las personas en los teléfonos móviles cuando se dan condiciones climáticas peligrosas en nuestra ubicación.

Gráfico del concepto LunaSAR.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

Los servicios de detección e información de LunaNet también tendrán la capacidad de búsqueda y rescate lunar, o LunaSAR. LunaSAR se servirá de la experiencia de la Oficina de Búsqueda y Rescate de la NASA, que durante mucho tiempo ha desarrollado tecnologías para la búsqueda y el rescate terrestre. “La seguridad y el bienestar de los astronautas son preocupaciones clave de las misiones de Artemis”, dijo Cody Kelly, Gerente de misión de la Oficina de Búsqueda y Rescate para asuntos nacionales. “Utilizando los servicios de navegación de LunaNet, LunaSAR proporcionará datos de ubicación a las balizas de socorro de la NASA en caso de que surjan contingencias”.

Servicios de ciencia

Los servicios científicos de LunaNet a través de los nodos brindarán la oportunidad de que los investigadores en la Tierra puedan realizar mediciones utilizando sus enlaces de comunicaciones ópticas por radio e infrarrojos. La red de nodos permitirá realizar observaciones de la Luna mediante mediciones frecuentes que proporcionen un estudio completo del entorno lunar a lo largo del tiempo. Además, la ubicación de los nodos permitirá la observación regional o global de la Luna, ofreciendo a los científicos el acceso a datos lunares a grandes escalas espaciales.

Las antenas LunaNet también se podrán usar en aplicaciones como la radioastronomía, donde las antenas estudian el espacio en profundidad en busca de emisiones de radio de objetos celestes distantes. Estas capacidades proporcionarán a los científicos una nueva plataforma para probar teorías novedosas sobre la ciencia espacial y promover el conocimiento científico.

Especificaciones de interoperabilidad de LunaNet

El mes pasado, el equipo de LunaNet publicó un borrador de especificaciones de interoperabilidad como punto de partida para discusiones técnicas entre expertos de la industria y del gobierno de todo el mundo. El objetivo es crear un conjunto de estándares que puedan permitir una arquitectura de navegación y comunicaciones lunares cooperativa, abierta y en evolución.

“Artemis es un esfuerzo colaborativo, que se basa en la academia, las empresas aeroespaciales comerciales y la comunidad internacional. LunaNet no es diferente”, dijo Jaime Esper, quien ayudó a liderar el desarrollo del borrador de las especificaciones de interoperabilidad. “Juntos esperamos definir una arquitectura sólida que pueda satisfacer las necesidades y deseos del conjunto más amplio posible de misiones, de usuarios y de proveedores de servicios”.

Antecedentes de LunaNet

Gráfico del concepto LunaNet.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

LunaNet nació en el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, con un equipo multifuncional de expertos en redes, navegación, ciencia e ingeniería de sistemas, que se basaron en actividades anteriores de la NASA y agencias internacionales. Con esta base, los expertos de toda la agencia se unieron para refinar la propuesta y desarrollar un borrador de estándares de interoperabilidad, y LunaNet ahora está siendo dirigida fuera de la oficina del programa de Space Communications and Navigation (SCaN).

“LunaNet es una oportunidad emocionante para el equipo de comunicaciones y navegación de la NASA y la comunidad científica y de exploración en general”, dijo Dave Israel, arquitecto de comunicaciones en Goddard. “Juntos estamos perfeccionando un enfoque de vanguardia que satisfará las necesidades de las misiones lunares durante las próximas décadas”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La NASA aprueba la revisión clave del cohete para la misión Artemis I

La NASA ha completado la revisión de certificación de diseño (DCR) del cohete Space Launch System Program (SLS) para la misión Artemis I que enviará la nave espacial Orion a la Luna. La revisión examinó todos los sistemas del SLS, todos los datos de prueba, informes de inspección y análisis que respaldan la verificación, para garantizar que todos los aspectos del cohete estén técnicamente maduros y cumplan con los requisitos para el primer vuelo del SLS de Artemis I.

“Con esta revisión, la NASA ha dado su sello final de aprobación a todo el diseño integrado del cohete y ha completado el hito formal final antes de pasar a las revisiones de preparación del vuelo del SLS y Artemis I”, dijo John Honeycutt, el gerente del programa SLS que presidió la junta de DCR, celebrada en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama.

Además del diseño del cohete, la revisión certificó todos los análisis de seguridad, la calidad de producción, los sistemas de gestión de la configuración, y los manuales de operaciones en todas las partes del cohete, incluidas las interfaces con la nave espacial Orion y el hardware de Exploration Ground Systems (EGS). Con la finalización del DCR del SLS, la NASA ha certificado los diseños de las naves espaciales SLS y Orion, así como el nuevo Launch Control Center en el  Kennedy Space Center de la agencia, en Florida.

El DCR es parte del sistema de revisión formal que emplea la NASA como método sistemático para fabricar, probar y certificar el hardware espacial para los vuelos. El proceso comienza con la definición de lo que debe hacer el cohete para lograr misiones, como su desempeño; estas definiciones se denominan requisitos del sistema. A lo largo de este proceso, el diseño del hardware se refina y valida mediante muchos procesos: inspección, análisis, modelado y pruebas que van desde componentes individuales hasta los principales sistemas en conjunto. A medida que el diseño madura, el equipo lo evalúa durante una revisión de diseño preliminar, luego una revisión de diseño crítica y, finalmente, una vez que se construye y prueba el hardware, la revisión de certificación de diseño. El proceso de revisión culmina con la Revisión de preparación para el  vuelo de Artemis I, que es cuando la NASA se prepara para proceder con el lanzamiento.

“Hemos certificado el primer cohete de carga superpesada de la NASA construido para vuelos espaciales tripulados en 50 años, para misiones a la Luna y más allá”, dijo David Beaman, gerente de Ingeniería e Integración de Sistemas de SLS que dirigió el equipo de revisión. “Los procesos madurados de la NASA y la filosofía de pruebas nos ayudan a hacer las preguntas correctas, para que podamos diseñar y construir un cohete que sea poderoso, seguro y haga posibles las misiones más audaces”.

Artemis I será la primera prueba de vuelo integrada de las naves espaciales SLS y Orion. En las misiones posteriores de Artemis, la NASA llevará a la primera mujer y a la primera persona de color a la superficie de la Luna, allanando el camino para establecer una presencia a largo plazo en la Luna y sirviendo como trampolín en el camino a Marte.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La NASA desarrolla nuevos métodos para medir la masa de planetas que vagan por el espacio sin estrella a la que orbitar

A día de hoy se han encontrado miles de exoplanetas, la mayoría orbitando cerca de sus estrellas anfitrionas, pero son relativamente pocos los exoplanetas descubiertos que estén suspendidos libremente por la galaxia. Son los llamados planetas rebeldes, que no están ligados gravitacionalmente a ninguna estrella. Muchos astrónomos creen que estos planetas son más comunes de lo que creemos, pero que nuestras técnicas de búsqueda de planetas no han sido las adecuadas en la tarea de localizarlos.

La mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta la fecha se detectaron debido a que producen ligeras caídas en la luz observada de sus estrellas anfitrionas, cuando se produce un tipo de “eclipse” al observar desde nuestra posición. Estos eventos se denominan tránsitos.

El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA realizará un sondeo para descubrir muchos más exoplanetas utilizando poderosas técnicas adecuadas para un telescopio de campo amplio. Las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, se mueven y las alineaciones al azar pueden ayudarnos a encontrar planetas rebeldes. Cuando uno de estos planetas se alinea con precisión con una estrella distante, esto puede resultar en que se detecte que la estrella brille. Durante esos eventos, la gravedad del planeta actúa como una lente que magnifica brevemente la luz de la estrella de fondo. Si bien Roman puede encontrar planetas rebeldes a través de esta técnica, llamada microlente gravitacional, hay un inconveniente: la distancia al planeta que hace de lente es poco conocida.

Esta animación muestra el concepto de microlente gravitacional con un planeta rebelde, un planeta que no orbita a una estrella. Cuando el planeta rebelde parece pasar casi por delante de una estrella de fondo, los rayos de luz de la estrella se desvían debido a la deformación del espacio-tiempo causado por el planeta. Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA/CI Lab.

Un científico de Goddard, el Dr. Richard K. Barry, está desarrollando un concepto de misión llamado CLEoPATRA (Contemporaneous LEnsing Parallax and Autonomous TRansient Assay) para aprovechar los efectos de paralaje para calcular estas distancias. El paralaje es el cambio aparente en la posición de un objeto en primer plano visto por observadores en ubicaciones ligeramente diferentes. Nuestros cerebros aprovechan las vistas ligeramente diferentes de nuestros ojos para que podamos ver la profundidad. Los astrónomos del siglo XIX establecieron, por primera vez, las distancias a las estrellas cercanas utilizando el mismo efecto, midiendo cómo cambiaban sus posiciones en relación con las estrellas de fondo a través de fotografías tomadas cuando la Tierra estaba en lados opuestos de su órbita.

Funciona de forma un poco diferente con la microlente, donde la alineación aparente del planeta y la estrella de fondo distante depende en gran medida de la posición del observador. En este caso, dos observadores bien separados, cada uno equipado con un reloj preciso, presenciarían el mismo evento de microlente en momentos ligeramente diferentes. El retraso de tiempo entre las dos detecciones permite a los científicos determinar la distancia del planeta.

Para maximizar el efecto de paralaje, CLEoPATRA viajaría en una misión con destino a Marte que se lance aproximadamente al mismo tiempo que Roman, que está programado para finales de 2025. Eso lo colocaría en su propia órbita alrededor del Sol, que alcanzaría una distancia suficiente de la Tierra para medir de manera efectiva la señal de paralaje de microlente y completar esta información restante.

El concepto CLEoPATRA también respaldaría el PRIME (PRime-focus Infrared Microlensing Experiment), un telescopio terrestre que está equipado con una cámara que utiliza cuatro detectores desarrollados por la misión del Telescopio Espacial Roman. Las estimaciones de masa para los planetas de microlentes detectados tanto por Roman como por PRIME, mejorarán significativamente mediante las observaciones de paralaje simultáneas proporcionadas por CLEoPATRA.

“CLEoPATRA estaría a una gran distancia del observatorio principal, ya sea Roman o un telescopio en la Tierra”, dijo Barry. “La señal de paralaje debería permitirnos calcular masas bastante precisas de estos objetos, aumentando así el rendimiento científico”.

Stela Ishitani Silva, asistente de investigación en Goddard y estudiante de doctorado de la Universidad Católica de América, en Washington, dijo que obtener más información de estos planetas ayudará a llenar algunos de los vacíos en nuestro conocimiento sobre cómo se forman los planetas.

“Queremos encontrar múltiples planetas de este tipo y tratar de obtener información sobre sus masas, para que podamos entender qué es común o qué no lo es en absoluto”, dijo Ishitani Silva. “Obtener la masa es importante para comprender su desarrollo planetario”.

Para encontrar estos planetas de manera eficiente, CLEoPATRA, que completó un estudio del Mission Planning Laboratory en Wallops Flight Facility a principios de agosto, utilizará inteligencia artificial. El Dr. Greg Olmschenk, un investigador postdoctoral que trabaja con Barry, ha desarrollado una IA llamada RApid Machine learnEd Triage (RAMjET) para la misión.

“Trabajo con ciertos tipos de inteligencia artificial llamadas redes neuronales”, dijo Olmschenk. “Es un tipo de inteligencia artificial que aprenderá a través de ejemplos. Le das un montón de ejemplos de lo que deseas encontrar y lo que deseas que filtre, y aprenderá a reconocer patrones en esos datos para tratar de encontrar las cosas que desea conservar y desechar las cosas que no quieres”.

La IA reconocerá lo que necesita identificar y solo enviará información importante. Al filtrar esta información, RAMjET ayudará a CLEoPATRA a superar una velocidad de transmisión de datos extremadamente limitada. CLEoPATRA tendrá que observar millones de estrellas cada hora aproximadamente, y no hay forma de enviar todos esos datos a la Tierra. Por lo tanto, la nave espacial tendrá que analizar los datos a bordo y enviar solo las mediciones de las fuentes que detecte como eventos de microlentes.

“CLEoPATRA nos permitirá estimar muchas masas con alta precisión para nuevos planetas detectados por Roman y PRIME”, dijo Barry. “Y por primera vez, puede permitirnos capturar o estimar la masa real de un planeta de este tipo, que nunca antes se había hecho. Tan genial y tan emocionante. Realmente, es una nueva edad de oro para la astronomía en este momento y estoy muy emocionado al respecto”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.