La región está siendo transformada por las estrellas masivas que viven y mueren en ella.
Una nueva imagen que combina datos publicados anteriormente de tres telescopios, muestra una región que incluye la Nebulosa de Orión, llamada así por el poderoso cazador de la mitología griega que fue derribado por la picadura de un escorpión. La historia de cómo surgió esta polvorienta región es igual de dramática.
La Nebulosa de Orión está ubicada en la constelación de Orión, que tiene el aspecto de un cazador levantando con un mazo y un escudo orientado hacia un objetivo invisible. En ella, hay tres estrellas en línea que se conocen como el cinturón de Orión; la región que se muestra en la imagen se alinea con otra serie de estrellas perpendiculares al cinturón, conocida como la espada de Orión.
Nueva imagen infrarroja de la Nebulosa de Orión, en la que se aprecian cavidades excavadas por estrellas masivas invisibles y puntos brillantes donde se están formando nuevas estrellas. Los colores representan longitudes de onda infrarrojas no visibles para el ojo humano, captadas por tres telescopios espaciales infrarrojos. Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Estrellas gigantes (que no se ven en esta imagen) que pueden liberar hasta un millón de veces más luz que nuestro Sol, excavaron dos enormes cavernas que dominan la nebulosa. Toda esa radiación rompe los granos de polvo, ayudando a crear el par de cavidades. Gran parte del polvo restante es barrido por los vientos de las estrellas o cuando las estrellas mueren de forma explosiva como supernovas.
La luz azul en estas áreas indica polvo tibio. Las imágenes se obtuvieron con el Telescopio Espacial Spitzer (ya inactivo) y el Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) (que ahora opera bajo el nombre de NEOWISE), en luz infrarroja, un rango de longitudes de onda fuera de lo que nuestros ojos pueden detectar. Spitzer y WISE fueron administrados por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en el sur de California.
Alrededor del borde de las dos regiones cavernosas, el polvo que parece verde es un poco más frío. El rojo indica polvo frío que alcanza temperaturas de alrededor de menos 260 Celsius. La luz roja y verde muestra datos del ya retirado Telescopio Espacial Herschel, un observatorio de la ESA (Agencia Espacial Europea) que capturó longitudes de onda de luz en los rangos del infrarrojo lejano y microondas, donde se irradia el polvo frío. El gran espejo de Herschel proporcionó imágenes de alta resolución de estas nubes, que están llenas de contornos, rincones y grietas. El polvo frío aparece principalmente en las afueras de la nube de polvo, lejos de las regiones donde se forman las estrellas.
Entre las dos regiones huecas hay filamentos anaranjados donde el polvo se condensa y forma nuevas estrellas. Con el tiempo, estos filamentos pueden producir nuevas estrellas gigantes que remodelarán una vez más la región.
Más información sobre las misiones
El JPL, una división de Caltech en Pasadena, administró las operaciones de la misión Spitzer para la Science Mission Directorate de la NASA (en Washington) hasta que la nave espacial se retiró en 2020. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Spitzer Science Center en IPAC (en Caltech). Las operaciones de la nave espacial se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton (Colorado). El archivo de datos de Spitzer se encuentra en el Infrared Science Archive en IPAC.
Lanzada en 2009, la nave espacial WISE entró en hibernación en 2011 después de completar su misión principal. En septiembre de 2013, la NASA reactivó la nave espacial con el objetivo de buscar objetos cercanos a la Tierra, o NEO, y la misión y la nave espacial pasaron a llamarse NEOWISE. La misión fue seleccionada por el Explorers Program de la NASA, administrado por el Goddard Space Flight Center de la agencia en Greenbelt (Maryland). NEOWISE es un proyecto del JPL y la Universidad de Arizona y cuenta con el apoyo de la Planetary Defense Coordination Office de la NASA.
La Oficina del Proyecto Herschel de la NASA tenía su sede en el JPL. El Centro de Ciencias Herschel de la NASA tenía su sede en IPAC.
El telescopio espacial James Webb de la NASA acaba de conseguir otro hito: un perfil molecular y químico de la atmósfera de un exoplaneta.
Anteriormente, el Webb y otros telescopios espaciales, como el Hubble y el Spitzer de la NASA, detectaron componentes aislados de la atmósfera de este planeta en llamas, pero las nuevas observaciones del Webb han proporcionado el perfil completo de átomos, moléculas e incluso indicios de química activa y nubes.
Los datos más recientes también dan una pista de cómo se verían estas nubes de cerca: se observarían divididas en lugar de un manto único y uniforme sobre el planeta.
El conjunto de instrumentos altamente sensibles del telescopio apuntó a la atmósfera de WASP-39 b, un “Saturno caliente”, un planeta tan masivo como Saturno pero que orbita a una estrella a unos 700 años luz de distancia, más cerca que Mercurio del Sol.
Los hallazgos son un buen augurio para la capacidad de los instrumentos del Webb para realizar la amplia gama de investigaciones de todo tipo de exoplanetas (planetas alrededor de otras estrellas) que espera la comunidad científica. Eso incluye estudiar las atmósferas de planetas rocosos más pequeños como los del sistema TRAPPIST-1.
“Observamos el exoplaneta con múltiples instrumentos que, juntos, proporcionan una amplia franja del espectro infrarrojo y un conjunto de huellas dactilares químicas inaccesibles hasta [esta misión]”, dijo Natalie Batalha, astrónoma de la Universidad de California (Santa Cruz), quien contribuyó y ayudó a coordinar la nueva investigación. “Datos como estos son un cambio de juego”.
La serie de descubrimientos se detalla en un conjunto de cinco nuevos artículos científicos, tres de los cuales están en prensa y dos en proceso de revisión. Entre las revelaciones sin precedentes se encuentra la primera detección en la atmósfera de un exoplaneta de dióxido de azufre (SO2), una molécula producida a partir de reacciones químicas provocadas por la luz de alta energía de la estrella anfitriona del planeta. En la Tierra, la capa protectora de ozono en la atmósfera superior se crea de manera similar.
“Esta es la primera vez que vemos evidencia concreta de fotoquímica (reacciones químicas iniciadas por luz estelar energética) en exoplanetas”, dijo Shang-Min Tsai, investigador de la Universidad de Oxford (en el Reino Unido) y autor principal del artículo que explica el origen del dióxido de azufre en la atmósfera de WASP-39 b. “Veo esto como una perspectiva realmente prometedora para avanzar en nuestra comprensión de las atmósferas de los exoplanetas con [esta misión]”.
Esto condujo a otra primicia: los científicos aplicaron modelos informáticos de fotoquímica a datos que requieren que dicha física se explique completamente. Las mejoras resultantes en el modelado ayudarán a construir el conocimiento tecnológico para interpretar posibles signos de habitabilidad en el futuro.
“Los planetas son esculpidos y transformados al orbitar dentro del baño de radiación de la estrella anfitriona”, dijo Batalha. “En la Tierra, esas transformaciones permiten que la vida prospere”.
La proximidad del planeta a su estrella anfitriona, ocho veces más cerca que Mercurio de nuestro Sol, también lo convierte en un laboratorio para estudiar los efectos de la radiación de las estrellas anfitrionas en los exoplanetas. Un mayor conocimiento de la conexión estrella-planeta debería conllevar una comprensión más profunda de cómo estos procesos afectan la diversidad de planetas observados en la galaxia.
Para ver la luz de WASP-39 b, el Webb siguió el tránsito del planeta frente a su estrella, lo que permitió que parte de la luz de la estrella se filtrara a través de la atmósfera del planeta. Los diferentes tipos de sustancias químicas presentes en la atmósfera absorben diferentes colores del espectro de luz de las estrellas, por lo que los colores que faltan, indican a los astrónomos qué moléculas están presentes. Al observar el universo en luz infrarroja, el Webb puede detectar huellas dactilares químicas que no se pueden detectar en luz visible.
Otros componentes atmosféricos detectados por el telescopio Webb incluyen sodio (Na), potasio (K) y vapor de agua (H2O), lo que confirma las observaciones previas de telescopios terrestres y espaciales, además de encontrar más huellas dactilares de agua, en estas longitudes de onda más largas, que no se habían detectado antes.
El Webb también localizó dióxido de carbono (CO2) a una resolución más alta, proporcionando el doble de datos que los aportados en sus observaciones anteriores. Mientras tanto, se detectó monóxido de carbono (CO), pero las firmas obvias de metano (CH4) y sulfuro de hidrógeno (H2S) no estaban presentes en los datos del Webb. Si están presentes, estas moléculas se producen en niveles muy bajos.
Para capturar este amplio espectro de la atmósfera de WASP-39 b, un equipo internacional de analizó de forma independiente los datos de cuatro de los modos de instrumentos finamente calibrados del telescopio Webb.
La composición atmosférica del exoplaneta gigante de gas caliente WASP-39 b ha sido revelada por el telescopio espacial James Webb de la NASA. Este gráfico muestra cuatro espectros de transmisión de tres de los instrumentos del Webb operados en cuatro modos de instrumento. Arriba a la izquierda, los datos de NIRISS muestran huellas dactilares de potasio (K), agua (H2O) y monóxido de carbono (CO). En la parte superior derecha, los datos de NIRCam muestran una firma de agua prominente. En la parte inferior izquierda, los datos de NIRSpec indican agua, dióxido de azufre (SO2), dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO). En la parte inferior derecha, más datos de NIRSpec revelan todas estas moléculas, así como el sodio (Na). Créditos: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI).
“Habíamos predicho lo que (el telescopio) nos mostraría, pero fue más preciso, más diverso y más hermoso de lo que realmente creía que sería”, dijo Hannah Wakeford, astrofísica de la Universidad de Bristol (en el Reino Unido) que investiga las atmósferas de los exoplanetas.
Tener una lista tan completa de ingredientes químicos en la atmósfera de un exoplaneta también les da a los científicos una idea de la abundancia de diferentes elementos en relación entre sí, como las proporciones de carbono a oxígeno o de potasio a oxígeno. Eso, a su vez, proporciona una idea de cómo este planeta, y quizás otros, se formaron a partir del disco de gas y polvo que rodeaba a la estrella anfitriona en sus primeros años.
El inventario químico de WASP-39 b sugiere que ha tenido lugar una serie de aplastamientos y fusiones de cuerpos más pequeños, llamados planetesimales, para crear un planeta gigante.
“La abundancia de azufre en relación con el hidrógeno indicó que el planeta presumiblemente experimentó una acumulación significativa de planetesimales que pueden aportar estos ingredientes a la atmósfera”, dijo Kazumasa Ohno, investigadora de exoplanetas de UC Santa Cruz que trabajó en los datos del Webb. “Los datos también indican que el oxígeno es mucho más abundante que el carbono en la atmósfera. Esto indica que potencialmente WASP-39 b se formó originalmente lejos de la estrella”.
Al analizar con tanta precisión la atmósfera de un exoplaneta, los instrumentos del telescopio Webb superaron con creces las expectativas de los científicos y prometen una nueva fase de exploración entre la amplia variedad de exoplanetas de la galaxia.
“Podremos ver el panorama general de las atmósferas de los exoplanetas”, dijo Laura Flagg, investigadora de la Universidad de Cornell y miembro del equipo internacional. “Es increíblemente emocionante saber que todo va a ser reescrito. Esa es una de las mejores partes de ser científico”.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. El Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, observará más allá de exoplanetas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
A las 12:02 a. m. CST, Orion completó la quinta corrección de la trayectoria de salida al encender los motores auxiliares del módulo de servicio europeo durante 5,9 segundos, lo que cambió la velocidad de Orion en 1 metro por segundo.
Los motores auxiliares R-4D-11 son una variante del motor R-4D probado en vuelo, que se desarrolló originalmente para el programa Apolo y se empleó en todas las misiones a la Luna. Los motores están ubicados en la parte inferior del módulo de servicio en cuatro juegos de dos, y cada uno proporciona alrededor de 1.500 kilogramos de fuerza. En total, el módulo de servicio de alta capacidad de Orion tiene 33 motores de varios tamaños que sirven como fuente de energía para la nave espacial, aportando capacidad de propulsión que permite a Orion dar la vuelta a la Luna y volver a sus misiones de exploración.
El equipo de la White Flight Control Room en el Johnson Space Center de la NASA (en Houston), continuó probando los rastreadores de estrellas de la nave espacial para determinar su sensibilidad a las variaciones térmicas como parte de las pruebas planificadas, y los ingenieros utilizaron el sistema de navegación óptica para obtener más imágenes de la Luna. Los rastreadores de estrellas y el sistema de navegación óptica son parte del sistema avanzado de guía, navegación y control de Orión, responsable de saber siempre dónde se encuentra la nave espacial en el espacio, hacia dónde apunta y hacia dónde se dirige. Incluso controla el sistema de propulsión para mantener a la nave espacial en la trayectoria objetivo. La navegación óptica puede servir más adelante, en esta misión y en futuras misiones, como respaldo, proporcionando un viaje seguro de vuelta a casa en caso de que la nave espacial pierda las comunicaciones.
Salida de la Tierra observada desde la nave espacial Orion. Créditos: NASA.
Los controladores de vuelo van a llevar a cabo el desarrollo del modo búsqueda, adquisición y seguimiento (SAT). El modo SAT es un algoritmo destinado a recuperar y mantener las comunicaciones con la Tierra después de la pérdida del estado de navegación de Orion, una pérdida prolongada de las comunicaciones con la Tierra o después de una pérdida temporal de energía que hace que Orion reinicie el hardware. Para probar el algoritmo, los controladores de vuelo ordenarán a la nave espacial que ingrese al modo SAT y, después de unos 15 minutos, restablecerá las comunicaciones normales. Probar el modo SAT les dará a los ingenieros la seguridad de que se puede utilizar como última opción para solucionar una pérdida de comunicaciones cuando la tripulación está a bordo.
Orión saldrá de la esfera de influencia lunar, o atracción gravitacional de la Luna, a las 10:31 p. m. CST y continuará viajando hacia una órbita retrógrada distante. El próximo evento en directo disponible en NASA TV será la propulsión de inserción en la órbita retrógrada distante, programada para las 4:30 p.m. EST del viernes, 25 de noviembre. Poco antes de entrar en esta órbita, Orión viajará unos a 92.000 kilómetros de distancia a la Luna, en su punto más alejado de la superficie lunar durante la misión.
Trayectoria de la nave Orion en la misión Artemis I. Créditos: NASA.
Unos días después de comenzar oficialmente las operaciones científicas, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA envió a los astrónomos a un reino de galaxias tempranas, previamente ocultas, más allá del alcance de los telescopios existentes hasta ahora.
“Todo lo que vemos es nuevo. El Webb nos está mostrando que hay un universo muy rico más allá de lo que imaginamos”, dijo Tommaso Treu de la Universidad de California (Los Ángeles), investigador principal de uno de los programas del Webb. “Una vez más el universo nos ha sorprendido. Estas primeras galaxias son muy inusuales en muchos sentidos”.
Dos artículos de investigación, dirigidos por Marco Castellano del Instituto Nacional de Astrofísica en Roma (Italia) y Rohan Naidu del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics y el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge (Massachusetts), se han publicado en Astrophysical Journal Letters.
Con solo cuatro días de análisis, los investigadores encontraron dos galaxias excepcionalmente brillantes en las imágenes GLASS-JWST. Estas galaxias existieron aproximadamente 450 y 350 millones de años después del Big Bang (con un corrimiento al rojo de aproximadamente 10,5 y 12,5, respectivamente), aunquelas próximas mediciones espectroscópicas con el Webb ayudarán a confirmarlo.
“Con el Webb, nos sorprendió encontrar la luz estelar más distante que nadie haya visto, solo unos días después de que el Webb publicara sus primeros datos”, dijo Naidu sobre la galaxia GLASS más distante, conocida como GLASS-z12, que se cree que data de 350 millones de años después del Big Bang. El poseedor del récord anterior es la galaxia GN-z11, que existió 400 millones de años después del Big Bang (desplazamiento al rojo 11,1), y fue identificada en 2016 por el Hubble y el Observatorio Keck en programas de cielo profundo.
“En base a todas las predicciones, pensamos que teníamos que buscar en un volumen de espacio mucho mayor para encontrar esas galaxias”, dijo Castellano.
“Estas observaciones simplemente te hacen explotar la cabeza. Este es un capítulo completamente nuevo en la astronomía. Es como una excavación arqueológica, y de repente encuentras una ciudad perdida o algo que no conocías. Es simplemente asombroso”, añadió Paola Santini, cuarta autora del artículo de Castellano.
“Si bien las distancias de estas fuentes tempranas aún deben confirmarse con espectroscopia, sus brillos extremos son un verdadero rompecabezas y desafían nuestra comprensión de la formación de galaxias”, señaló Pascal Oesch de la Universidad de Ginebra (Suiza), segundo autor del artículo Naidu.
Las observaciones del Webb conducen a los astrónomos hacia un consenso de que un número inusual de galaxias en el universo primitivo eran mucho más brillantes de lo esperado. Esto facilitará al Webb encontrar aún más galaxias tempranas en posteriores estudios de cielo profundo, según los investigadores.
“Hemos logrado algo que es increíblemente fascinante. Estas galaxias tendrían que haber comenzado a juntarse tal vez solo 100 millones de años después del Big Bang. Nadie esperaba que las edades oscuras hubieran terminado tan pronto”, dijo Garth Illingworth de la Universidad de California (en Santa Cruz), miembro del equipo de Naidu/Oesch. “El universo primigenio habría tenido solo una centésima parte de su edad actual. Es un fragmento de tiempo en el cosmos en evolución de 13.800 millones de años”.
Erica Nelson, de la Universidad de Colorado, miembro del equipo de Naidu/Oesch, señaló que “nuestro equipo quedó impresionado al poder medir las formas de estas primeras galaxias; sus discos tranquilos y ordenados cuestionan nuestro conocimiento de cómo se formaron las primeras galaxia en el abarrotado y caótico universo primitivo”. Este notable descubrimiento de los discos compactos en tiempos tan tempranos solo fue posible gracias a las imágenes mucho más nítidas del Webb, en luz infrarroja, en comparación con las del Hubble.
“Estas galaxias son muy diferentes a la Vía Láctea u otras grandes galaxias que vemos hoy a nuestro alrededor”, dijo Treu.
Illingworth enfatizó que las dos galaxias brillantes encontradas por estos equipos tienen mucha luz. Dijo que una opción es que podrían haber sido muy masivas, con muchas estrellas de baja masa, como las galaxias posteriores. Alternativamente, podrían ser mucho menos masivas y constar de muchas menos estrellas extraordinariamente brillantes, conocidas como estrellas de Población III. Teorizadas durante mucho tiempo, serían las primeras estrellas nacidas, ardiendo a temperaturas abrasadoras y compuestas solo de hidrógeno y helio primordiales, antes de que las estrellas pudieran formar elementos más pesados en sus “hornos” de fusión nuclear. No se ven estrellas primordiales tan extremadamente calientes en el universo local.
“De hecho, la fuente más lejana es muy compacta, y sus colores parecen indicar que su población estelar está particularmente desprovista de elementos pesados e incluso podría contener algunas estrellas de Población III. Solo los espectros del Webb lo dirán”, dijo Adriano Fontana, segundo autor del artículo de Castellano y miembro del equipo GLASS-JWST.
Las estimaciones actuales de la distancia del Webb a estas dos galaxias se basan en la medición de sus colores infrarrojos. Las mediciones espectroscópicas de seguimiento que muestren cómo se ha estirado la luz en el universo en expansión proporcionarán una verificación independiente de estas mediciones cósmicas.
La nave espacial CAPSTONE de la NASA ha completado las últimas maniobras para colocarla en su órbita objetivo alrededor de la Luna, refinando la órbita a la que llegó la semana pasada.
La nave espacial ahora se encuentra en la fase operativa de su misión, durante la cual probará una órbita clave para las futuras misiones de Artemis y demostrará nuevas tecnologías para naves espaciales que operen cerca de la Luna.
“La colaboración de la NASA con Advanced Space en CAPSTONE le permite obtener más capacidades críticas a la NASA a un costo menor”, dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson. “CAPSTONE es parte de nuestra nueva era de exploración humana en la Luna, probando la órbita única planificada para la estación espacial lunar Gateway”.
CAPSTONE, acrónimo de Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, es una demostración de tecnología, diseñada para probar la fiabilidad de las nuevas capacidades para que puedan usarse en futuras misiones. CAPSTONE es la primera nave espacial en volar en una órbita de halo casi rectilínea (NRHO) y el primer CubeSat en operar en la Luna. Esta órbita es la misma planeada para la Gateway, una estación espacial en órbita lunar que apoyará las misiones Artemis de la NASA. CAPSTONE recopilará datos en esta órbita durante al menos seis meses para respaldar la planificación operativa de la Gateway.
“Misiones como CAPSTONE nos permiten reducir el riesgo para futuras naves espaciales, dándonos la oportunidad de probar nuestros conocimientos y demostrar las tecnologías que pretendemos usar en el futuro”, dijo Jim Reuter, administrador asociado de la Space Technology Mission Directorate de la NASA. “Colaborar con empresas estadounidenses innovadoras, incluidas varias pequeñas empresas, en CAPSTONE nos ha dado la oportunidad de abrir nuevos caminos, fusionando intereses comerciales con los objetivos de la NASA”.
CAPSTONE realizó un viaje de cuatro meses desde el lanzamiento hasta la órbita, superando desafíos relacionados con las comunicaciones y la propulsión en el camino, y realizó una maniobra inicial de inserción en órbita el 13 de noviembre. En los días siguientes, el equipo de operaciones de la misión CAPSTONE, dirigido por Advanced Space de Westminster (Colorado), analizó los datos de la nave espacial para confirmar que estaba en la órbita esperada y llevó a cabo dos maniobras para afinar su trayectoria.
Además de estudiar esta órbita única, la misión de CAPSTONE también incluye dos demostraciones de tecnología que podrían ser utilizadas por futuras naves espaciales. El Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar, o CAPS, es un software de navegación desarrollado por Advanced Space que permitiría a las naves espaciales que operan cerca de la Luna determinar su posición en el espacio sin depender exclusivamente del seguimiento desde la Tierra. CAPSTONE demostrará esta tecnología comunicándose directamente con el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA, que ha estado en órbita alrededor de la Luna desde 2009. CAPSTONE también demostrará el rango unidireccional utilizando un reloj atómico a escala de chip, que podría permitir que las naves espaciales determinen su posición en el espacio sin necesidad de contactar con las estaciones terrestres.
“Hemos estado trabajando hasta este punto desde que comenzamos la compañía hace más de 11 años. Entrar en esta órbita en la Luna valida mucho trabajo duro y valor por parte del equipo combinado de operaciones de la misión CAPSTONE”, dijo Bradley Cheetham, investigador principal de CAPSTONE y director ejecutivo de Advanced Space. “Las capacidades que hemos demostrado y las tecnologías que aún deben madurar, respaldarán las futuras misiones de las próximas décadas”.
CAPSTONE se lanzó el 28 de junio de 2022 a bordo de un cohete Rocket Lab Electron desde Mahia (Nueva Zelanda). Después del lanzamiento, una etapa superior de Photon elevó la órbita de CAPSTONE e impulsó a la nave espacial a su transferencia lunar balística, una trayectoria larga pero de bajo consumo de combustible que llevó a la nave espacial a la Luna en el transcurso de más de cuatro meses.
CAPSTONE es propiedad comercial y está operado por Advanced Space. Representa una colaboración innovadora entre la NASA y la industria para proporcionar resultados rápidos e información para futuras misiones científicas y de exploración. La nave espacial fue diseñada y construida por Terran Orbital. Las operaciones son realizadas conjuntamente por equipos de Advanced Space y Terran Orbital. La misión también cuenta con el apoyo de Stellar Exploration, Space Dynamics Laboratory, Orion Space Solutions, Tethers Unlimited, Inc. y Morehead State University.
El programa de tecnología de naves espaciales pequeñas de la NASA dentro de la Space Technology Mission Directorate (STMD) de la agencia financia la misión de demostración. El programa tiene su sede en el Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley (California). El desarrollo de la tecnología de navegación de CAPSTONE está respaldado por el programa Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer (SBIR/STTR) de la NASA, también dentro de la STMD. La Artemis Campaign Development Division dentro de la Exploration Systems Development Mission Directorate de la NASA financió el lanzamiento y apoya las operaciones de la misión.
En el sexto día de la misión Artemis I, Orion completó con éxito su cuarto arranque de corrección de trayectoria orbital utilizando los motores auxiliares a la 1:44 a. m. CST, antes de la primera de las dos maniobras necesarias para entrar en una órbita retrógrada distante alrededor de la Luna. Los tres primeros encendidos de corrección de trayectoria brindaron la oportunidad de accionar los tres tipos de propulsores de Orion, el primero con el motor del sistema de maniobra orbital grande, el segundo con los propulsores del sistema de control de reacción pequeño y el tercero con los motores auxiliares de tamaño mediano.
Orion completó el sobrevuelo motorizado de salida a las 6:44 a. m., pasando aproximadamente a 130 kilómetros sobre la superficie a las 6:57 a. m. La velocidad de la nave espacial aumentó de 3.424 km/h, antes del encendido, a 8.210 km/h. Poco después del sobrevuelo de salida, la nave espacial pasó a unos 2.250 kilómetros sobre el lugar de aterrizaje del Apolo 11 (en la Base de la Tranquilidad) a las 7:37 a. m. a una altitud de aproximadamente 12.000 kilómetros.
“La misión continúa avanzando como lo habíamos planeado, y los sistemas terrestres, nuestros equipos de operaciones y la nave espacial Orion continúan superando las expectativas, y seguimos aprendiendo en el camino sobre esta nueva nave espacial del espacio profundo”, dijo Mike Sarafin, gerente de la misión Artemis I, en una sesión informativa que tuvo lugar el 21 de noviembre en el Johnson Space Center.
21 de noviembre de 2022.– La Tierra se ve poniéndose desde el lado opuesto de la Luna, justo más allá de la nave espacial Orion, en esta imagen obtenida el sexto día de la misión Artemis I por una cámara ubicada en la punta de uno de los paneles solares de Orion. La nave espacial se estaba preparando para la maniobra de sobrevuelo motorizado de salida que la llevaría a 130 kilómetros de la superficie lunar, la mayor aproximación de la misión Artemis I, antes de pasar a una órbita retrógrada distante alrededor de la Luna. La nave espacial entró en la esfera de influencia lunar el domingo, 20 de noviembre, convirtiendo a la Luna, en lugar de la Tierra, en la principal fuerza gravitacional que actúa sobre la nave espacial.
Orión entrará en una órbita retrógrada distante a la Luna el viernes, 25 de noviembre, con la segunda maniobra, llamada encendido de inserción de órbita retrógrada distante. La órbita es “distante” en el sentido de que está a gran altura de la superficie de la Luna, y es “retrógrada” porque Orión viajará alrededor de la Luna en dirección opuesta a la dirección en que la Luna viaja alrededor de la Tierra. Esta órbita proporciona gran estabilidad, se requiere poco combustible para permanecer durante un viaje prolongado en el espacio profundo y así poner a prueba los sistemas de Orion en un entorno extremo lejos de la Tierra.
El 25 de noviembre Orión viajará a 92.194 kilómetros de la Luna, superando el récord establecido por el Apolo 14 de la distancia más lejana recorrida por una nave espacial diseñada para humanos, estará a 400.000 kilómetros de la Tierra el sábado, 26 de noviembre, y alcanzará su máxima distancia a la Tierra de 432.000 kilómetros el lunes, 28 de noviembre.
Hasta el lunes 21 de noviembre, se han utilizado un total de 1.685 kilogramos de propelente, 345 kilogramos menos que los valores esperados antes del lanzamiento. Hay 958 kilogramos de margen disponible sobre lo que se planea usar durante la misión, 91 kilogramos más con respecto a los valores esperados antes del lanzamiento.
Justo después de las 2:45 p. m. CST del 21 de noviembre, Orión había viajado 348.973 kilómetros desde la Tierra y estaba a 21.636 kilómetros de la Luna, navegando a 5.615 km/h.
Orion volvió a recibir la señal de la Red de Espacio Profundo de la NASA, a las 7:59 a. m. EST, después de realizar el encendido de sobrevuelo a las 7:44 a.m., a una velocidad de más de 1.000 km/h. En el momento del encendido, Orión estaba a 527 kilómetros de la Luna, viajando a 8.083 km/h. Poco después, Orión pasó a 130 kilómetros de la Luna, viajando a 8.210 km/h. En el momento del sobrevuelo lunar, Orión estaba a más de 370.000 kilómetros de la Tierra.
El encendido de sobrevuelo de salida es la primera de dos maniobras requeridas para ingresar a la lejana órbita retrógrada alrededor de la Luna. La nave espacial realizará el encendido de inserción en órbita retrógrada distante el viernes 25 de noviembre, utilizando el Módulo de Servicio Europeo. Orion permanecerá en esta órbita durante aproximadamente una semana para probar los sistemas de la nave espacial. La órbita retrógrada distante llevará a Orión 65.000 kilómetros más allá de la Luna antes de que regrese a la Tierra. La mayor distancia de Orión a la Tierra tendrá lugar el lunes 28 de noviembre a las 3:05 p. m. CST, y será de más de 432.000 kilómetros. La mayor distancia de Orión a la Luna ocurrirá el viernes 25 de noviembre a las 3:53 p.m. CST, situándose a más de 92.000 kilómetros.
La Red del Espacio Profundo (Deep Space Network), administrada por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA (en el sur de California), gestiona las comunicaciones de Artemis I más allá de la órbita terrestre baja. Esto incluye las correcciones de trayectoria de la misión, los impulsos de sobrevuelo motorizado y la inserción y salida de una órbita retrógrada distante; mientras que Near Space Network proporciona datos de navegación complementarios, con la asistencia de la constelación de satélites de seguimiento y retransmisión de datos de Near Space Network.
La Red de Espacio Profundo consta de tres instalaciones equidistantes entre sí, aproximadamente 120 grados de longitud, en todo el mundo. Estos sitios están en Goldstone, cerca de Barstow (California); cerca de Madrid (España); y cerca de Canberra (Australia). Esta ubicación estratégica permite una comunicación constante con las naves espaciales a medida que gira nuestro planeta: antes de que una nave espacial distante se hunda por debajo del horizonte en una estación, otra puede captar la señal y seguir comunicándose. Orion inicialmente recuperó la señal con la estación terrestre de Madrid después del sobrevuelo lunar y luego hizo la transición de la señal a la estación Goldstone.
Un artículo de la NASA sugiere que la actividad volcánica, que duró cientos o miles de siglos, y la erupción de cantidades masivas de material, puede haber ayudado a transformar a Venus, de un planeta templado y húmedo, al invernadero ácido que es hoy.
El documento también analiza los “grandes terrenos ígneos” en la historia de la Tierra que causaron varias extinciones masivas en nuestro propio planeta hace millones de años.
“Al comprender el registro de grandes extensiones ígneas en la Tierra y Venus, podemos determinar si estos eventos pueden haber causado la condición actual de Venus”, dijo el Dr. Michael J. Way, del Goddard Institute for Space Studies de la NASA en New York. Way es el autor principal del artículo, publicado el 22 de abril en Planetary Science Journal.
Las grandes extensiones ígneas son producto de períodos de vulcanismo a gran escala que duran decenas de miles o incluso cientos de miles de años. Pueden depositar más de 400.000 kilómetros cúbicos de roca volcánica en la superficie.
Venus hoy cuenta con temperaturas superficiales de alrededor de 470 C de media, y una atmósfera que supone 90 veces la presión superficial que la de la Tierra. Según el estudio, estas efusiones volcánicas masivas pudieron iniciar estas condiciones en algún momento de la historia antigua de Venus. En particular, la ocurrencia de varias erupciones de este tipo en un corto período de tiempo geológico (dentro de un millón de años) podría haber provocado un efecto invernadero descontrolado que inició la transición del planeta de húmedo y templado a cálido y seco.
Grandes campos de roca volcánica solidificada cubren el 80% de la superficie de Venus en total, dijo Way. “Si bien aún no estamos seguros de con qué frecuencia ocurrieron los eventos que crearon estos campos, deberíamos poder acotarlos estudiando la propia historia de la Tierra”.
La vida en la Tierra ha sufrido al menos cinco grandes eventos de extinción masiva desde el origen de la vida multicelular hace unos 540 millones de años, cada uno de los cuales acabó con más del 50% de la vida animal en todo el planeta. Según este estudio y otros anteriores, la mayoría de estos eventos de extinción fueron causados o exacerbados por los tipos de erupciones que producen grandes extensiones ígneas. En el caso de la Tierra, las alteraciones climáticas producidas por estos eventos no fueron suficientes para causar un efecto invernadero desbocado como lo fueron en Venus, por razones que Way y otros científicos aún están trabajando para determinar.
Las próximas misiones a Venus de la NASA, programadas para su lanzamiento a finales de la década de 2020: la misión DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging) y la misión VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, And Spectroscopy), tienen como objetivo estudiar el origen, la historia y el estado actual de Venus con un detalle sin precedentes.
“Un objetivo principal de DAVINCI es acotar la historia del agua en Venus y cuándo pudo haber desaparecido, brindando más información sobre cómo ha cambiado el clima de Venus con el tiempo”, dijo Way.
La misión DAVINCI precederá a VERITAS, un orbitador diseñado para investigar la superficie y el interior de Venus desde lo alto, para comprender mejor su historia volcánica y volátil y, por lo tanto, el camino de Venus hacia su estado actual. Los datos de ambas misiones podrían ayudar a los científicos a acotar el registro de cómo Venus pudo haber pasado de húmedo y templado a seco y sofocante. También puede ayudarnos a comprender mejor cómo el vulcanismo aquí en la Tierra ha afectado a la vida en el pasado y cómo puede continuar haciéndolo en el futuro.
Este estudio fue apoyado por la Sellers Exoplanet Environments Collaboration (SEEC) del Goddard Space Flight Center y fue parte del RCN Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA.
El rover Perseverance Mars de la NASA ha comenzado a explorar un área que el equipo científico llama “Yori Pass” cerca de la base del antiguo delta del río del cráter Jezero. Han estado ansiosos por explorar la región durante varios meses después de ver una roca similar a una de la que Perseverance recolectó muestras en julio.
La característica es tan tentadora para los científicos porque es arenisca, que está compuesta de granos finos, que han sido transportados desde otro lugar por el agua, antes de asentarse y formar piedra. Las muestras de Perseverance son fundamentales para el primer paso del programa Mars Sample Return de la NASA-ESA (Agencia Espacial Europea), que comenzó cuando el rover almacenó su primera roca en septiembre de 2021.
Esta breve animación presenta momentos clave del programa Mars Sample Return de la NASA y la ESA, desde aterrizar en Marte y asegurar los tubos de muestra hasta lanzarlos desde la superficie y transportarlos a la Tierra. Créditos: NASA/ESA/JPL-Caltech/GSFC/MSFC.
“A menudo damos prioridad al estudio de rocas sedimentarias de grano fino como esta en nuestra búsqueda de biofirmas orgánicas y potenciales”, dijo Katie Stack Morgan, científica adjunta del proyecto Perseverance en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA (en el sur de California). “Lo que es especialmente interesante sobre el afloramiento de Yori Pass es que es lateralmente equivalente a ‘Hogwallow Flats‘, donde encontramos rocas sedimentarias de grano muy fino. Eso significa que el lecho rocoso está ubicado a la misma altura que Hogwallow y tiene una huella grande y rastreable visible en la superficie”.
La búsqueda de firmas biológicas en el cráter Jezero (cualquier característica, elemento, molécula, sustancia o rasgo que pueda servir como indicio de presencia en la antigüedad de algún tipo de vida) es uno de los cuatro objetivos científicos del rover Perseverance. Junto con sus 14 muestras de núcleos de roca, el rover ha recolectado una muestra atmosférica y tres tubos testigo, los cuales están almacenados en el vientre del rover.
Después de recolectar una muestra de Yori Pass, Perseverance viajará 227 metros al sureste hasta una mega ondulación de arena. Ubicada en medio de un pequeño campo de dunas, la ondulación, llamada por el equipo científico “Observation Mountain”, será el lugar donde el rover recolectará sus primeras muestras de regolito, o roca triturada, y polvo.
Más información sobre la misión
Un objetivo clave para la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, así como el almacenamiento de muestras que pueden contener 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.
Las misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la ESA, 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 Moon to Mars de la NASA, que incluye las misiones Artemis a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.
El JPL, que Caltech administra para la NASA, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.
La Prueba de Vuelo en Órbita Terrestre Baja de la NASA de un Desacelerador Inflable, o LOFTID, se lanzó el 10 de noviembre de 2022 para constatar si la tecnología de escudo térmico inflable podría ser factible para el aterrizaje de humanos en Marte.
Aproximadamente una hora después del lanzamiento, a bordo de un cohete United Launch Alliance Atlas V, el LOFTD se infló y desplegó en el espacio. Después de ser liberado por la etapa superior de Centaur, el escudo térmico, o capa aerodinámica, comenzó su peligroso viaje de reingreso a través de la atmósfera de la Tierra, entrando en la atmósfera a más de 30.0000 kilómetros por hora. LOFTID creó la suficiente resistencia para reducir la velocidad a menos de 130 kilómetros por hora al final de su demostración. En este punto, los paracaídas a bordo de LOFTID se desplegaron, llevando el escudo térmico a un suave chapuzón en el Océano Pacífico.
El equipo recuperó el aeroshell LOFTID en unas pocas horas, y los primeros indicios muestran que la prueba fue exitosa. Además de lograr su objetivo principal de sobrevivir a la intensa presión dinámica y al calentamiento del reingreso, parece que el lado de popa del escudo térmico, opuesto al morro del LOFTID, estaba bien protegido del entorno del reingreso. Esto sugiere que los aeroshells inflables pueden mantener seguras las cargas útiles durante la entrada a la atmósfera.
El equipo recuperó el aeroshell LOFTID en unas pocas horas, y los primeros indicios muestran que la prueba fue exitosa. Además de lograr su objetivo principal de sobrevivir a la intensa presión dinámica y al calentamiento del reingreso, parece que el lado de popa del escudo térmico, opuesto al morro del LOFTID, estaba bien protegido del entorno del reingreso. Esto sugiere que los aeroshells inflables pueden mantener seguras las cargas útiles durante la entrada a la atmósfera.
Créditos: NASA 360.
Se espera que el estudio completo del desempeño de LOFTID se genere en un tiempo aproximado de un año. Los resultados de la prueba de LOFTID darán información a los futuros diseños de escudos térmicos inflables que podrían usarse para hacer aterrizar cargas útiles más pesadas en cuerpos con atmósferas como Marte, Venus, la luna Titán de Saturno y la Tierra.
