Esta imagen presenta múltiples galaxias, quizás la más notable es LEDA 58109, la galaxia que aparece en la parte superior derecha. LEDA 58109 está flanqueada por otros dos objetos galácticos en su parte inferior izquierda: una galaxia con un núcleo galáctico activo (AGN), llamado SDSS J162558.14+435746.4, que oscurece parcialmente la galaxia SDSS J162557.25+435743.5, que parece sobresalir hacia el Justo detrás del AGN.
La clasificación de galaxias a veces se presenta como una especie de dicotomía: espiral y elíptica. Sin embargo, la diversidad de galaxias en esta imagen solo destaca la compleja red de clasificaciones de galaxias que existen, incluidas las galaxias que albergan AGN extremadamente luminosas en sus núcleos, y galaxias cuyas formas desafían la clasificación de espiral o elíptica.
Esta muestra de galaxias ilustra también la gran variedad de nombres que tienen las galaxias: algunos relativamente cortos, como LEDA 58109, y algunos muy largos y difíciles de recordar, como las dos galaxias que se aprecian a la izquierda. Esto se debe a la diversidad de sistemas de catalogación que registran los objetos celestes en el cielo nocturno. Ningún catálogo es exhaustivo y cubren regiones superpuestas del cielo, por lo que muchas galaxias pertenecen a varios catálogos diferentes. Por ejemplo, la galaxia de la derecha es LEDA 58109 en la base de datos de galaxias LEDA, pero también se conoce como MCG+07-34-030 en el catálogo de galaxias MCG y SDSS J162551.50+435747.5 en el catálogo de galaxias SDSS (el mismo catálogo que también enumera las dos galaxias de la izquierda).
La NASA ha finalizado la revisión de los requisitos para el Mars Sample Return Program, que ya se encuentra a punto de completar la fase de diseño conceptual. Durante esta fase, el equipo del programa ha evaluado y perfeccionado la arquitectura para traer las muestras seleccionadas científicamente, que actualmente están en proceso de recolección por parte del rover Perseverance de la NASA, en el cráter Jezero del Planeta Rojo.
Se espera que la estructura del programa, que incluye contribuciones de la Agencia Espacial Europea (ESA), reduzca la complejidad de misiones futuras y aumente la probabilidad de éxito.
“La fase de diseño conceptual es cuando cada faceta del plan de una misión se pone bajo un microscopio”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la sede de la NASA en Washington. “Hay algunos cambios significativos y ventajosos en el plan, que pueden atribuirse directamente a los éxitos recientes de Perseverance en Jezero y al asombroso desempeño de nuestro helicóptero Ingenuity”.
Este desarrollo de la misión tiene en cuenta un análisis actualizado recientemente de la longevidad esperada de Perseverance. El rover será el principal medio para transportar las muestras al Sample Retrieval Lander de la NASA, que lleva el Mars Ascent Vehicle y el Sample Transfer Arm de la ESA.
Como tal, el programa Mars Sample Return ya no incluirá el Sample Fetch Rover o su segundo módulo de aterrizaje asociado. El Sample Retrieval Lander incluirá dos helicópteros de recuperación de muestras, basados en el diseño del helicóptero Ingenuity, que ha realizado 29 vuelos en Marte y ha sobrevivido más de un año después de su vida útil planificada originalmente. Los helicópteros proporcionarán una capacidad secundaria para recuperar muestras almacenadas en la superficie de Marte.
Las fechas de lanzamiento planificadas para Earth Return Orbiter y Sample Retrieval Lander tendrán lugar en el otoño de 2027 y el verano de 2028, respectivamente, esperando que las muestras lleguen a la Tierra en 2033.
Con su arquitectura solidificada durante esta fase de diseño conceptual, se espera que el programa pase a su fase de diseño preliminar este octubre. En esta fase, que se espera que dure unos 12 meses, el programa completará el desarrollo de tecnología y creará prototipos de ingeniería de los principales componentes de la misión.
Este proyecto más afinado para la misión Mars Sample Return se presentó a los delegados del programa de exploración espacial de Europa, Terrae Novae, en mayo. En su próxima reunión que tendrá lugar en septiembre, considerarán la interrupción del desarrollo del Sample Fetch Rover.
“La ESA continúa a toda velocidad con el desarrollo del Earth Return Orbiter, que realizará el histórico viaje de ida y vuelta de la Tierra a Marte y viceversa; y el Sample Transfer Arm que colocará robóticamente los tubos de muestras a bordo del Orbiting Sample Container antes de su lanzamiento desde la superficie del Planeta Rojo”, dijo David Parker, director de Exploración Humana y Robótica de la ESA.
Las respectivas contribuciones a la misión dependen de los fondos disponibles de los estados participantes de E.E.U.U. y la ESA. El próximo año se establecerán acuerdos más formalizados entre las dos agencias.
“Trabajar juntos en esfuerzos históricos como Mars Sample Return no solo proporciona datos invaluables sobre nuestro lugar en el universo, sino que nos acerca más aquí en la Tierra”, dijo Zurbuchen.
El primer paso de la Mars Sample Return Campaign ya está en marcha. Desde que aterrizó en el cráter Jezero, el 18 de febrero de 2021, el rover Perseverance ha recolectado 11 muestras de núcleos de roca científicamente convincentes y una muestra atmosférica.
Llevar muestras de Marte a la Tierra permitirá a los científicos de todo el mundo examinar las muestras utilizando instrumentos sofisticados demasiado grandes y complejos para enviar a Marte y permitirá que las generaciones futuras los estudien. Custodiar las muestras en la Tierra también permitirá a la comunidad científica probar nuevas teorías y modelos a medida que se desarrollan, al igual que lo han hecho las muestras de Apolo traídas desde la Luna. Esta colaboración estratégica de la NASA y la ESA cumplirá con un objetivo de exploración del sistema solar, una alta prioridad desde la década de 1970 y en los tres últimos estudios Planetary Science Decadal Surveys de la National Academy of Sciences.
Se enfrentó a un suelo similar a arenas movedizas en el “tanque del sumidero”, escaló el “lecho inclinado” y conquistó rocas y cráteres. El prototipo del VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) de la NASA ha soportado las pruebas más realistas hasta la fecha para desplazarse sobre el terreno más difícil que atravesará durante su misión al Polo Sur de la Luna.
El prototipo del VIPER de la NASA en el laboratorio Simulated Lunar Operations (SLOPE) de la NASA. Glenn Research Center (Cleveland). Créditos: NASA.
Los ingenieros desarrollaron la última unidad de prueba de ingeniería de movilidad del VIPER, llamada Moon Gravitation Representative Unit 3 (MGRU3) en el Simulated Lunar Operations (SLOPE) Laboratory, en el Glenn Research Center de la NASA (en Cleveland). Esta MGRU3 cuenta con controladores de motor especialmente diseñados para el rover, unas piezas críticas del hardware del sistema de movilidad del rover que controla los motores que envían energía a las cuatro ruedas del vehículo.
“A diferencia de la mayoría de los motores de automóviles, que usan un acelerador y un freno para acelerar y desacelerar las cuatro ruedas, los controladores de motor de VIPER hacen que las ruedas del vehículo giren con la fuerza y velocidad que los conductores desean, con extrema precisión para permitir un mejor rendimiento”, dijo. Arno Rogg, director de pruebas e ingeniero de sistemas móviles en el Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley (California). “Estas pruebas nos permitieron verificar el desempeño del sistema de movilidad del rover y saber que funcionará bien en la Luna”.
Las pruebas también ayudaron a los ingenieros a determinar cómo operará el rover en las desafiantes condiciones de la superficie lunar.
“Queríamos ver si el rover es capaz de avanzar en un entorno de hundimiento extremo, y con cuánta lentitud podría conducir el VIPER o cuánta energía extra usaría el rover debido a las difíciles condiciones del suelo”, dijo Mercedes Herreras-Martinez, gerente de riesgos de VIPER y líder de intercambio técnico de ingeniería de sistemas de misión en el Ames.
Usando la última versión del software del rover, los ingenieros también probaron la capacidad del prototipo de “girar” o mover sus ruedas de una manera coordinada especial, similar a una oruga, que ayuda al rover a despegarse. El prototipo de rover también demostró que dejará de moverse de forma autónoma si se acerca a una pendiente demasiado empinada para subir o si alguna vez pierde su ubicación en la Luna.
“Hemos obtenido una gran cantidad de datos con estas pruebas sobre lo que sucede cuando las ruedas del rover se deslizan sobre una roca o se deslizan en un terreno suelto, y sus sensores perciben cuando el rover se desvía ligeramente”, dijo Rogg.
Todo el terreno que simulaba el de la Luna y otros peligros que encontró el prototipo del rover se colocaron metódica y deliberadamente en el laboratorio SLOPE siguiendo las recomendaciones del equipo científico VIPER. Luego, el equipo de prueba de ingeniería seleccionó cuidadosamente los simuladores del suelo, las rocas se seleccionaron a mano e incluso elaboró cuidadosamente la forma y el tamaño de los cráteres para imitar de manera realista las características reales de la superficie del Polo Sur de la Luna.
Además de probar la capacidad del rover para conducir sobre terrenos difíciles, otro objetivo fue probar el rendimiento del rover sobre el terreno lunar que el equipo espera que se encuentre la mayor parte del tiempo.
“Usando datos e imágenes de misiones lunares anteriores, creamos varias escenas aleatorias para imitar el terreno de la superficie de la Luna, con cráteres y rocas de diferentes tamaños y formas esparcidos sobre el lecho inclinado de SLOPE”, dijo Kevin May, ingeniero de sistemas de misión y rover en Ames, que dirigió la preparación del terreno para la prueba. “Con la ayuda del equipo científico del VIPER, que generó plantillas recortadas de perfiles de cráteres, pudimos formar características del terreno y dar forma a cráteres con la mayor precisión hasta ahora. Al recrear entornos realistas similares a los de la Luna, podemos tener una idea mucho mejor de cómo se desenvolverá el VIPER en la superficie”.
El equipo de prueba de ingeniería del VIPER utiliza simuladores de suelo lunar y rocas seleccionadas a mano para dar forma al terreno para imitar de manera realista las características reales en la superficie del Polo Sur de la Luna. Créditos: NASA.
Utilizando datos de la nave espacial Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA y modelos informáticos, un grupo de científicos financiados por la NASA, han descubierto ubicaciones sombreadas dentro de fosas en la Luna en los que siempre rondan unos “cómodos” 17 °C.
Esas zonas son sitios térmicamente estables para la exploración lunar en comparación con las áreas en la superficie de la Luna que alcanzan temperaturas desde 127 °C durante el día, hasta -173 °C por la noche. La exploración lunar es parte del objetivo de la NASA de explorar y comprender lo desconocido en el espacio, para inspirar y beneficiar a la humanidad.
Las fosas se descubrieron en 2009 y, desde entonces, los científicos se han preguntado si derivaban en cuevas que pudieran explorarse o usarse como refugio. Además, también ofrecerían cierta protección contra los rayos cósmicos, la radiación solar y los micrometeoritos.
“Alrededor de 16 de las más de 200 fosas son probablemente tubos de lava colapsados”, dijo Tyler Horvath, estudiante de doctorado en ciencias planetarias en la Universidad de California (en Los Ángeles) quien ha dirigido la nueva investigación, publicada recientemente en la revista Geophysical Research Letters.
“Las fosas lunares son una característica fascinante de la superficie lunar”, dijo el científico del proyecto LRO Noah Petro del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland). “Saber que crean un entorno térmico estable nos ayuda a pintar una imagen de estas características lunares únicas y la perspectiva de explorarlas algún día”.
Los tubos de lava, que también se encuentran en la Tierra, se forman cuando la lava fundida fluye por debajo de un campo de lava enfriada o se forma una costra sobre un río de lava, dejando un largo túnel hueco. Si el techo de un tubo de lava solidificado se derrumba, se abre una fosa que puede conducir al resto del tubo con forma de cueva.
Dos de las fosas más prominentes tienen voladizos visibles que conducen claramente a cuevas o vacíos, y existe una gran evidencia de que el saliente de otro también puede conducir a una cueva de gran tamaño.
“Los humanos evolucionaron viviendo en cuevas, y podríamos regresar a las cuevas cuando vivamos en la Luna”, dijo David Paige, coautor del artículo que dirige el Diviner Lunar Radiometer Experiment a bordo del LRO que realizó las mediciones de temperatura utilizadas en el estudio.
Horvath procesó los datos de Diviner (una cámara térmica) para averiguar si la temperatura dentro de las fosas divergía de la de la superficie.x
Imagen del cráter de la fosa Mare Tranquillitatis, con el Sol alto, que revela rocas sobre un suelo plano. Esta imagen de la cámara de ángulo estrecho de LRO tiene 400 metros de ancho, el norte está en la parte superior. Créditos: NASA/Goddard/Universidad Estatal de Arizona.
Centrándose en una depresión aproximadamente cilíndrica de 100 metros de profundidad en un área de la Luna conocida como Mare Tranquillitatis, Horvath y sus colegas utilizaron modelos informáticos para analizar las propiedades térmicas de la roca y el polvo lunar y registrar las temperaturas de la fosa a lo largo del tiempo.
Los resultados revelaron que las temperaturas dentro de las zonas permanentemente sombreadas de la fosa fluctúan solo levemente durante el día lunar, permaneciendo a alrededor de 17 °C. Si se extiende una cueva desde el fondo de la fosa, como sugirieron las imágenes tomadas por la Cámara del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), también tendría esta temperatura relativamente cómoda.
El equipo, que incluía al profesor de ciencia planetaria de la UCLA David Paige y a Paul Hayne de la Universidad de Colorado (Boulder), cree que la proyección de la sombra es la responsable de esa temperatura constante, lo que limita el calor durante el día y evita que el calor se irradie por la noche.
Un día en la Luna dura unos 15 días terrestres, durante los cuales la superficie es constantemente bombardeada por la luz solar y normalmente está lo suficientemente caliente como para hervir el agua. Las noches, brutalmente frías, también duran unos 15 días terrestres.
La investigación fue financiada por el proyecto Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, Extended Mission 4. El LRO es administrado por el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland) para la Science Mission Directorate en la sede de la NASA en Washington. El LRO, lanzado el 18 de junio de 2009, ha recopilado un tesoro de datos con sus siete poderosos instrumentos, lo que supone una contribución invaluable a nuestro conocimiento sobre la Luna. Diviner fue construido y desarrollado por la Universidad de California (Los Ángeles) y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena (California).
La NASA regresa a la Luna con asociaciones comerciales e internacionales para expandir la presencia humana en el espacio y traer nuevos conocimientos y oportunidades.
Zeta Ophiuchi es una estrella con un pasado complicado, ya que probablemente fue expulsada de su lugar de nacimiento por una poderosa explosión estelar. Un nuevo análisis del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha proporcionado información sobre la historia de esta estrella fugitiva.
Ubicada a unos 440 años luz de la Tierra, Zeta Ophiuchi es una estrella 20 veces más masiva que el Sol. Las observaciones previas mostraron que Zeta Ophiuchi estuvo en órbita cercana con otra estrella, antes de ser expulsada a unos 160.000 kilómetros por hora cuando la compañera fue destruida en una explosión de supernova hace más de un millón de años. Los datos infrarrojos publicados anteriormente del Telescopio Espacial Spitzer (ya retirado) de la NASA, que se ven en esta nueva imagen compuesta, revelan una espectacular onda de choque (roja y verde) que se formó cuando la materia salió volando de la superficie de la estrella y se estrelló contra el gas presente en su entorno. Los datos de Chandra muestran una burbuja de emisión de rayos X (azul) ubicada alrededor de la estrella, producida por gas calentado, por los efectos de la onda de choque, a decenas de millones de grados.
Un equipo de astrónomos dirigido por Samuel Green del Institute for Advanced Studies de Dublín (Irlanda), ha construido los primeros modelos informáticos detallados de la onda de choque. Han comenzado a probar si los modelos pueden explicar los datos obtenidos en diferentes longitudes de onda, incluidas las observaciones de rayos X, ópticas, infrarrojas y de radio. Los tres modelos informáticos predicen una emisión de rayos X más débil que la observada. La burbuja de emisión de rayos X es más brillante cerca de la estrella, mientras que dos de los tres modelos informáticos predicen que la emisión de rayos X debería ser más brillante cerca de la onda de choque.
En el futuro, estos investigadores planean probar modelos más complicados con física adicional, incluidos los efectos de la turbulencia y la aceleración de partículas, para ver si mejorará la concordancia con los datos de rayos X.
Un artículo que describe estos resultados ha sido aceptado en la revista Astronomy and Astrophysics y una versión preliminar está disponible aquí. Los datos de Chandra utilizados aquí fueron analizados originalmente por Jesús Toala del Instituto de Astrofísica de Andalucía en España, quien también escribió la propuesta que condujo a las observaciones.
El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla las operaciones científicas desde Cambridge (Massachusetts) y las operaciones de vuelo desde Burlington (Massachusetts).
Los científicos de la misión OSIRIS-REx de la NASA han descubierto que la regeneración de la superficie ocurre mucho más rápido en los asteroides que en la Tierra.
Al analizar las fracturas de algunas rocas en el asteroide Bennu, gracias a las imágenes de alta resolución tomadas por la nave espacial OSIRIS-REx, el equipo descubrió que el calor del Sol fractura las rocas en Bennu en solo 10.000 a 100.000 años. Esta información ayudará a los científicos a estimar cuánto tardan las rocas en asteroides como Bennu en descomponerse en partículas más pequeñas, que pueden expulsarse al espacio o permanecer en la superficie del asteroide.
Decenas de miles de años puede sonar bastante lento, pero “pensamos que la regeneración de la superficie de los asteroides tomó algunos millones de años”, dijo Marco Delbo, científico principal de la Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Laboratoire Lagrange, Niza (Francia), y autor principal de un artículo publicado en junio de 2.022 en la Nature Geoscience. “Nos sorprendió saber que el proceso de envejecimiento y meteorización en los asteroides ocurre tan rápido, geológicamente hablando”.
La PolyCam a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA proporcionó imágenes similares a las de un microscopio de alta resolución de la superficie del asteroide Bennu. Esto hizo posible que los investigadores mapearan más de 1.500 fracturas de rocas. Créditos: NASA/Goddard/Universidad de Arizona.
Aunque los deslizamientos de tierra, los volcanes y los terremotos pueden cambiar la superficie de la Tierra repentinamente, por lo general los cambios son graduales. Los cambios con el agua, el viento y la temperatura rompen lentamente las capas de roca, creando nuevas superficies a lo largo de millones de años. Por ejemplo, si fueras de excursión al Gran Cañón, verías distintas capas de roca; las capas superiores tienden a ser las rocas más jóvenes, que datan de alrededor de 270 millones de años, y las capas en el fondo del cañón son las más antiguas, alrededor de 1.800 millones de años. Según el Servicio de Parques Nacionales de E.E.U.U., el río Colorado ha tallado rocas en el Gran Cañón durante 5 a 6 millones de años.
Los rápidos cambios de temperatura en Bennu crean una tensión interna que fractura y descompone las rocas, de forma similar a como se rompe un vaso frío bajo el agua caliente. El Sol sale cada 4,3 horas en Bennu. En el ecuador, los máximos diurnos pueden alcanzar casi 260 F (alrededor de 127 C), y los mínimos nocturnos caen en picado a casi -10 F (alrededor de -23 C).
Los científicos de OSIRIS-REx detectaron grietas en las rocas en las imágenes de los primeros estudios del asteroide de la nave espacial. Las fracturas parecían apuntar en la misma dirección, “una señal clara de que los cambios bruscos de temperatura entre el día y la noche podrían ser la causa”, dijo Delbo.
Delbo y sus colegas midieron a mano la longitud y los ángulos de más de 1.500 fracturas en las imágenes OSIRIS-REx: algunas eran más cortas que una raqueta de tenis y otras más largas que una cancha de tenis. Descubrieron que las fracturas se alinean predominantemente en la dirección noroeste-sureste, lo que indica que fueron causadas por el Sol, que se expone aquí como la fuerza principal que cambia el paisaje de Bennu.
“Si los deslizamientos de tierra o los impactos movieran las rocas más rápido de lo que se agrietan, las fracturas apuntarían en direcciones aleatorias”, dijo Delbo.
Los científicos utilizaron un modelo informático y sus medidas de fractura para calcular un período de tiempo de 10.000 a 100.000 años para que las fracturas térmicas se propaguen y dividan las rocas.
“Las fracturas térmicas en Bennu son bastante similares a las que encontramos en la Tierra y en Marte en términos de cómo se forman”, dijo Christophe Matonti, coautor del artículo de la Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte. d’Azur, Géoazur, Sophia-Antipolis, Valbonne (Francia). “Es fascinante ver que pueden existir y son similares en condiciones físicas muy ‘exóticas’ (baja gravedad, sin atmósfera), incluso en comparación con Marte”.
“Tenga en cuenta que la topografía de Bennu es joven, pero las rocas en los asteroides tienen miles de millones de años y contienen información valiosa sobre el comienzo del sistema solar”, dijo Jason Dworkin, científico del proyecto OSIRIS-REx en el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland.
OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) traerá una muestra de Bennu a la Tierra el 24 de septiembre de 2.023. “Podremos conocer más detalles sobre la edad de la superficie cuando podamos estudiar directamente la muestra”, dijo Dworkin.
La misión X-ray Imaging and Spectroscopy ampliará en gran medida nuestro conocimiento del universo de alta energía. Recientemente superó dos hitos clave en su camino hacia la observación del cosmos.
Llamada XRISM, la misión es una colaboración entre la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y la NASA, con la participación de la ESA (Agencia Espacial Europea), para investigar el universo de rayos X utilizando imágenes de alta resolución y espectroscopía.
“En mayo, los componentes de la nave espacial, incluidos sus dos instrumentos, llamados Resolve y Xtend, se integraron mecánica y eléctricamente en el observatorio”, dijo la Gerente de Proyecto Lillian Reichenthal en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Este fue un hito significativo en el desarrollo de la nave espacial para JAXA”.
Tener todos los sistemas instalados inicia una nueva ronda de pruebas para garantizar que todo funcione bien en conjunto. Los ingenieros integran y prueban el equipo en diferentes etapas: primero los componentes individuales, luego los sistemas e instrumentos ensamblados y, finalmente, el observatorio completo. Estas pruebas someten a la nave espacial y a los instrumentos a las condiciones esperadas durante el lanzamiento y a las que se dan en las operaciones espaciales.
Por otro lado, se completaron las pruebas y la calibración de dos conjuntos de espejos de rayos X (XMA) idénticos construidos por el Goddard, y los espejos se enviaron a Japón a finales de mayo y principios de junio. Los XMA se sometieron a las pruebas ambientales por separado y recibirán su alineación óptica final en otoño, antes de instalarse en cada instrumento.
El instrumento Resolve medirá con precisión los rayos X de baja energía para extraer información sobre el estado físico y el movimiento de los gases ionizados asociados con los restos de supernovas, los cúmulos de galaxias y los flujos de salida de los agujeros negros supermasivos de galaxias activas. El instrumento Xtend, que detecta rayos X de energía similar, producirá imágenes con un campo de visión unas 150 veces mayor que Resolve, ampliando el alcance cósmico de XRISM.
“La ciencia de XRISM será extraordinaria”, dijo Brian Williams del Goddard, el científico del proyecto de la NASA para la misión. “El instrumento Resolve promete abrir una nueva ventana al universo de alta energía”. El sistema detector de Resolve también se desarrolló en el Goddard.
Se espera que XRISM se lance en 2023 en un cohete JAXA HII-A desde el Centro Espacial Tanegashima de Japón.
Actualmente en la localización del helicóptero en Marte se está dando la temporada de polvo e invierno, lo que significa que hay más polvo en el aire y menos luz solar para ayudar a recargar las baterías de Ingenuity. Se espera que los niveles de polvo disminuyan a finales de julio, por lo que el equipo ha decidido dar un descanso a las baterías del helicóptero durante unas semanas y recuperar su estado de carga. Si el tiempo lo permite, se espera que Ingenuity vuelva a volar a principios de agosto.
Mientras el mundo se maravilla con la publicación de las primeras imágenes del telescopio espacial James Webb, Paul Geithner, subdirector de proyectos de Verificación técnica del Webb, recuerda otro momento único: cuando el equipo del Webb pensó en un breve (benditamente breve) momento que había roto parte del observatorio.
Una parte de la estructura del Webb, hecha a medida con un compuesto de epoxi de grafito, se sometió a las pruebas de vibración en el Goddard Space Flight Center de la NASA a finales de 2.016. Se agitarton los puntos de conexión de los componentes desplegables del instrumento para ver cómo resistirían. Todo iba bien, hasta que no fue así. Hubo un fuerte crujido. El sonido no fue, ni mucho menos, agradable.
“La gente decía – Oh, Dios mío, ¿acabamos de romperlo?” Recuerda Geithner. “Quiero decir, sonaba mal. Luego, la prueba se apagó automáticamente. Ese fue probablemente el punto más aterrador”.
No se dañó. Se añadieron amortiguadores de masa sintonizados a la estructura de soporte del espejo secundario del telescopio para suprimir cualquier resonancia que pudiera amenazar la supervivencia de la estructura durante el lanzamiento. Las pruebas en aquel momento, y en los meses y años siguientes, continuaron mientras el equipo de la misión evaluaba la resistencia del observatorio a las condiciones extremas que encontraría, tanto durante el lanzamiento como en su órbita de “halo” permanente del Punto de Lagrange 2 (L2), más grande que el tamaño de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, equilibrado gravitacionalmente entre la Tierra y el Sol.
La órbita en la que se insertó el Webb se debe al matemático y astrónomo del siglo XVIII, nacido en Italia, Joseph-Louis Lagrange, quien hizo importantes contribuciones a la mecánica celeste y clásica. Lagrange estudió el “problema de los tres cuerpos” (llamado así por los tres cuerpos que orbitan entre sí) de la Tierra, el Sol y la Luna. Identificó cinco puntos en el espacio cercano, L1, L2, L3, L4 y L5, donde los objetos podrían orbitarse fácilmente.
El observatorio Webb, el telescopio espacial más complejo y poderoso lanzado hasta la fecha, es un ejemplo de cómo probar diseños y equipos espaciales de última generación en entornos que imitan a los que se encuentran en un vacío de radiación fuerte, ultrafría y/o ultracaliente, que puede proteger tanto como sea posible contra los peligros conocidos y, tal vez, incluso los desconocidos.
El exitoso lanzamiento del Webb, la inserción orbital, las comprobaciones del sistema, el despliegue y, ahora, las espectaculares imágenes, subrayan el valor de las pruebas. Tal progreso no hubiera sido posible sin un estudio y validación extensos de todos los sistemas y componentes del Webb antes del lanzamiento y del despliegue del telescopio. Pero una pregunta importante era cómo, exactamente, se podían realizar las pruebas para un artefacto tan grande.
Los espejos del telescopio de Webb se probaron en la instalación criogénica y de rayos X Marshall de la NASA.
La división del observatorio
No fue factible probar la totalidad del Webb en la cámara de vacío más grande de la NASA, dada la necesidad de replicar con precisión el entorno térmico en ambos lados del observatorio en su configuración desplegada. Un posible enfoque consistía en construir otra cámara más grande, pero los costes de construcción y los retrasos en el cronograma eran prohibitivos.
La solución: dividir literalmente el observatorio en mitades que podrían acomodarse con algunos ajustes y mejoras en las instalaciones, en una variedad de cámaras de prueba repartidas en los centros de la NASA y en las instalaciones de Redondo Beach, California, del contratista principal Northup Grumman. La verificación de los despliegues y el balance térmico del Webb sería el resultado de la combinación de muchas pruebas.
Las estructuras, los componentes, la electrónica, los instrumentos y los sistemas del Webb se estudiaron, evaluaron y validaron por miles de científicos, ingenieros y técnicos que, en conjunto, construyeron, probaron e integraron el Webb. En total, participaron 258 empresas, agencias y universidades: 142 de Estados Unidos, 104 de 12 países europeos y 12 de Canadá.
“No podíamos simplemente meter todo el observatorio en una cámara de vacío y duplicar todo al mismo tiempo”, dice Geithner. “Por eso probamos con dos grandes mitades. Resultó que nuestro enfoque funcionó”.
Las instalaciones de la NASA involucradas en las principales pruebas del Webb fueron las ubicadas en los centros de investigación de la NASA: el Goddard Space Flight Center, el Johnson Space Center, el Marshall Space Flight Center y el Jet Propulsion Laboratory. Las pruebas criogénicas (ultra frías) del telescopio, sus componentes y paquetes de instrumentos ocuparon un lugar destacado en esas labores, así como las evaluaciones de vibración y equilibrio térmico.
“Tuvimos que averiguar cómo realizar la prueba en dos partes y confiar en que el software certificaría los resultados de esa prueba”, dice el científico del programa del Webb Eric Smith, ahora jefe científico de la Astrophysics Division en la sede de la NASA. “Así fue cuando juntamos las partes, el observatorio funcionaría en el espacio. He aquí que funcionó de manera asombrosa”.
Conseguir un entorno limpio pero tormentoso
A partir de julio de 2.017 en el Johnson Space Center, en su instalación de la Chamber A, los científicos e ingenieros también sometieron al telescopio óptico de Webb y a su módulo de instrumentos científicos integrados, conocido como OTIS, a una serie de pruebas de estrés por frío. Los estudios contaban con una importante verificación de alineación de los 18 elementos del espejo primario del Webb, para garantizar que cada uno de los segmentos hexagonales chapados en oro del observatorio, actuara en conjunto como un solo espejo monolítico.
Esta fue la primera vez que la óptica del telescopio y sus instrumentos se probaron juntos, aunque los instrumentos ya se habían sometido previamente a pruebas criogénicas en una cámara más pequeña en el Goddard. Ingenieros de Harris Space and Intelligence Systems, con sede en Melbourne (Florida), trabajaron junto con el personal de la NASA para la prueba en el Johnson.
Antes de colocar al Webb en el interior, los ingenieros del Johnson construyeron una gran sala limpia alrededor de la entrada de la Chamber A. La modificación, dice Smith, “convirtió una cámara ‘sucia’ en una limpia. Esa fue una gran inversión”.
La sala limpia permitió sacar al telescopio de su contenedor de envío, desenvolverlo de la bolsa protectora, desplegarlo, girarlo de horizontal a vertical, colocarlo en su plataforma de prueba y, finalmente, deslizarlo en la cámara sobre rieles y colgarlo de las seis largas varillas de suspensión.
“La Chamber A fue una elección bastante obvia, además de construir una instalación completamente nueva”, dice Geithner. “Fue mucho mejor que empezar de cero. Es una instalación realmente buena donde puedes hacer un vacío muy grande”.
Mientras que el Webb estaba dentro de la cámara, aislado de la luz visible e infrarroja del exterior, los ingenieros lo escanearon usando sensores térmicos y sistemas de cámaras especializados. Los sensores térmicos controlaron la temperatura del telescopio, mientras que los sistemas de cámara rastrearon la posición física del Webb para ver cómo se movían sus componentes durante el proceso de enfriamiento.
No todo salió según lo planeado. Aunque los probadores expertos aprenden a esperar lo inesperado, algunos eventos ponen a prueba la paciencia incluso de los mejor preparados.
“Nuestro plan de pruebas fue sólido. Nos preparamos mucho en el JSC”, dice Geithner. “Planificamos y mejoramos para poder sobrevivir a un huracán de 500 años. ¿Y adivina qué pasó? El huracán Harvey”.
Harvey azotó la costa de Texas el 25 de agosto de 2.017 como un huracán de categoría 4 antes de detenerse sobre el este de Texas y debilitarse hasta considerarse tormenta tropical, donde dejó caer hasta 1,27 metros de lluvia en Houston y sus alrededores. A pesar de la vorágine, durante 100 días seguidos, los miembros del equipo del telescopio Webb en Johnson permanecieron en su lugar para trabajar ininterrumpidamente en tres turnos.
Surgió otro problema: los suministros de nitrógeno líquido, esenciales para mantener las condiciones ultra frías en la cámara, se estaban agotando. El técnico líder de la prueba, el gerente del telescopio Lee Feinberg, hizo una llamada de emergencia al proveedor de nitrógeno, explicando la naturaleza y urgencia de la misión. Los conductores de Austin se apresuraron a entregar y reponer el nitrógeno líquido y llegaron justo a tiempo.
“La gente hizo un esfuerzo extra para mantener la prueba en marcha y el hardware seguro”, dice Geithner. “Todos estábamos decididos. Estábamos comprometidos”.
Webb emerge de su prueba ultrafría en la Chamber A del Johnson Space Center de la NASA.
La importancia de las pruebas
No tuvieron el impacto de un huracán, pero otros dos incidentes hicieron que los evaluadores se detuvieran. Las pruebas acústicas realizadas en 2.017-18 por Northrop Grumman dieron como resultado la caída de varios pernos de bloqueo n° 4 en el parasol del Webb. Aunque fue, recuerda Geithner, “una molestia colosal” cuando los ingenieros trabajaron para resolver el problema resultó no ser un caótico final. Como él señala, “Por eso se prueba, ¿verdad?”
Más cerca del lanzamiento, en diciembre de 2.021, mientras se encapsulaba la carga útil del Webb, se abrió un anillo de interfaz de lanzamiento y, dice Eric Smith, “se fue volando. Afortunadamente, no hubo ningún efecto. Aun así, fue bastante aterrador ver que una parte del cohete se desprendiera así”.
Smith aún recuerda sus visitas al Space Environments Complex de la NASA en lo que ahora es el Armstrong Test Facility, parte del Glenn Research Center. Allí pudo ver el funcionamiento interno de las pruebas, incluida la variedad y el alcance del complejo equipo necesario para evaluar y verificar la solidez de la nave espacial, las estructuras, los sistemas, los componentes y los instrumentos.
Las supernovas son las muertes explosivas de las estrellas más masivas del universo. Al morir, estos objetos lanzan poderosas ondas hacia el cosmos, destruyendo gran parte del polvo que las rodea.
Esta composición de 2007 del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y el Observatorio de rayos X Chandra, muestra el remanente de tal explosión, conocida como N132D, y el entorno en el que se está expandiendo. En esta imagen, la luz infrarroja de 4,5 micras se asigna al azul, 8,0 micras al verde y 24 micras al rojo. Mientras tanto, la luz de rayos X de banda ancha se mapea de color púrpura. El remanente en sí se ve como una tenue capa de gas rosa en el centro de esta imagen. El color rosado revela una interacción entre las ondas de choque de alta energía de la explosión (originalmente púrpura) y los granos de polvo circundantes.
Fuera del remanente central, las pequeñas moléculas orgánicas llamadas hidrocarburos aromáticos policíclicos o PAH, se muestran como tintes de verde. Los puntos azules representan estrellas dentro que se encuentran a lo largo de la línea de visión entre los observatorios y N132D.
