Algunas de las imágenes se obtendrán con el Mid-Infrared Instrument de Webb, que lo administra el Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
El Telescopio Espacial James Webb de la NASA, fruto de una colaboración con la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense), pronto revelará imágenes detalladas y sin precedentes del universo, sus primeras imágenes a todo color y datos espectroscópicos.
A continuación se muestra la lista de objetos cósmicos para las primeras observaciones del Webb, que se publicarán en la retransmisión en vivo de la NASA a partir de las 10:30 a. m. EDT (7:30 a. m. PDT) el martes 12 de julio. Cada imagen estará disponible simultáneamente en redes sociales, así como en la web de la agencia.
Estos objetivos enumerados a continuación representan la primera ola de imágenes y espectros científicos a todo color que va a recopilar el observatorio, y el comienzo oficial de las operaciones científicas del Webb. Fueron seleccionados por un comité internacional de representantes de la NASA, ESA, CSA y el Space Telescope Science Institute.
Nebulosa Carina: La Nebulosa Carina es una de las nebulosas más grandes y brillantes del cielo, ubicada a más de 7.500 años luz de distancia, en la constelación austral de Carina. Las nebulosas son viveros estelares donde se forman las estrellas. La Nebulosa Carina alberga muchas estrellas masivas varias veces más grandes que el Sol.
WASP-96b (espectro): WASP-96b es un planeta gigante fuera de nuestro sistema solar, compuesto principalmente por gas. El planeta, ubicado a casi 1.150 años luz de la Tierra, orbita su estrella cada 3,4 días. Tiene aproximadamente la mitad de la masa de Júpiter y su descubrimiento se anunció en 2014.
Nebulosa del Anillo Sur: la nebulosa del Anillo Sur, u “Ocho Explosiones”, es una nebulosa planetaria, una nube de gas en expansión que rodea a una estrella moribunda. Tiene casi medio año luz de diámetro y se encuentra aproximadamente a 2.000 años luz de la Tierra.
Quinteto de Stephan: a algo menos de 300 millones de años luz de distancia, el Quinteto de Stephan se encuentra en la constelación de Pegaso. Se destaca por ser el primer grupo compacto de galaxias descubierto en 1787. Cuatro de las cinco galaxias dentro del quinteto están atrapadas en una danza cósmica de repetidos encuentros cercanos.
SMACS 0723: los cúmulos de galaxias masivos en primer plano magnifican y distorsionan la luz de los objetos detrás de ellos, lo que permite una visión de campo profundo tanto de las poblaciones de galaxias extremadamente distantes como de las intrínsecamente débiles.
El lanzamiento de estas primeras imágenes marca el comienzo oficial de las operaciones científicas del Webb, que explorarán los temas científicos clave de la misión. Los equipos ya han solicitado tiempo para usar el telescopio a través de un proceso competitivo, en lo que los astrónomos llaman su primer “ciclo” o primer año de observaciones.
Más información sobre cómo unirse a la NASA para el lanzamiento de las primeras imágenes del Webb aquí.
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 planetas distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él.
Un nuevo estudio que utilizó observaciones de archivo del ya retirado Telescopio Espacial Spitzer encontró un rasgo común entre los exoplanetas donde se forman las nubes exóticas.
La mayoría de las nubes en la Tierra están hechas de agua, pero más allá de nuestro planeta existen nubes de muchas variedades químicas. La parte superior de la atmósfera de Júpiter, por ejemplo, está cubierta de nubes de color amarillo formadas por amoníaco e hidrosulfuro de amonio. Y en exoplanetas hay nubes compuestas por silicatos, la familia de minerales que forman las rocas que constituyen más del 90 % de la corteza terrestre. Pero los investigadores no han podido observar las condiciones bajo las cuales se forman estas nubes de pequeños granos de polvo.
Un nuevo estudio que aparece en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society aporta una idea: la investigación revela el rango de temperatura en el que se pueden formar las nubes de silicato, y son visibles en la parte superior de la atmósfera de un planeta distante. El hallazgo se derivó de las observaciones realizadas a enanas marrones (cuerpos celestes que no son ni planetas ni estrellas) por el telescopio espacial Spitzer de la NASA, que encaja en un concepto más general de cómo funcionan las atmósferas planetarias.
“Comprender las atmósferas de las enanas marrones y los planetas donde se pueden formar nubes de silicato también puede ayudarnos a comprender lo que veríamos en la atmósfera de un planeta más cercano en tamaño y temperatura a la Tierra”, dijo Stanimir Metchev, profesor de estudios de exoplanetas en Western University en London, Ontario, y coautor del estudio.
La química de las nubes
Los pasos para hacer cualquier tipo de nube son los mismos. Primero, caliente el ingrediente clave hasta que se convierta en vapor. En las condiciones adecuadas, ese ingrediente podría ser una variedad de cosas, como agua, amoníaco, sal o azufre. Atrápelo, enfríelo lo suficiente para que se condense, y listo, ¡nubes! Por supuesto, la roca se vaporiza a una temperatura mucho más alta que el agua, por lo que las nubes de silicato solo son visibles en planetas calientes, como las enanas marrones utilizadas para este estudio y algunos planetas fuera de nuestro sistema solar.
Aunque se forman como estrellas, las enanas marrones no son lo suficientemente masivas como para iniciar la fusión, el proceso que hace que las estrellas brillen. Muchas enanas marrones tienen atmósferas casi indistinguibles de las de los planetas dominados por gas, como Júpiter, por lo que pueden usarse como representación de esos planetas.
Antes de este estudio, los datos de Spitzer ya sugerían la presencia de nubes de silicato en varias atmósferas de enanas marrones (el telescopio espacial James Webb de la NASA podrá confirmar este tipo de nubes en planetas distantes). Este trabajo se realizó durante los primeros seis años de la misión Spitzer (que se lanzó en 2003), cuando el telescopio operaba tres instrumentos refrigerados criogénicamente. Sin embargo, en muchos casos, la evidencia de nubes de silicato en las enanas marrones observadas por Spitzer era demasiado débil para sostenerse por sí misma.
En esta última investigación, los astrónomos reunieron más de 100 de esas detecciones marginales y las agruparon por la temperatura de la enana marrón. Todos ellos cayeron dentro del rango de temperatura pronosticado donde deberían formarse las nubes de silicato: entre alrededor de 1.000 y 1.700 ºC. Si bien las detecciones individuales son marginales, juntas revelan un rasgo definitivo de las nubes de silicato.
Las nubes de silicato pueden ser visibles en atmósferas de enanas marrones, pero solo cuando la enana marrón está a menos de 1.700 y a más de 1000 grados Celsius. Demasiado calor: las nubes se vaporizan; demasiado frío: se convierten en lluvia o se hunden más en la atmósfera. Créditos: NASA/JPL-Caltech.
“Tuvimos que profundizar en los datos de Spitzer para encontrar estas enanas marrones donde había algún indicio de nubes de silicato, y realmente no sabíamos qué encontraríamos”, dijo Genaro Suárez, investigador postdoctoral en Western University y autor principal del nuevo estudio. “Nos sorprendió mucho lo sólida que fue la conclusión una vez que tuvimos los datos correctos para analizar”.
En atmósferas más calientes que el extremo superior del rango identificado en el estudio, los silicatos permanecen en forma de vapor. Debajo del extremo inferior, las nubes se convertirán en lluvia o se hundirán en la atmósfera, donde la temperatura es más alta.
De hecho, los investigadores creen que existen nubes de silicato en las profundidades de la atmósfera de Júpiter, donde la temperatura es mucho más alta que en la parte superior, debido a la presión atmosférica. Las nubes de silicato no pueden elevarse más, porque a temperaturas más bajas los silicatos se solidificarán y no permanecerán en forma de nube. Si la parte superior de la atmósfera fuera miles de grados más caliente, las nubes de amoníaco e hidrosulfuro de amonio del planeta se vaporizarían, y las nubes de silicato podrían ascender potencialmente a la parte superior.
Los científicos están encontrando una colección cada vez más variada de entornos planetarios en nuestra galaxia. Por ejemplo, han encontrado planetas con un lado permanentemente frente a su estrella y el otro permanentemente en la sombra, un planeta donde las nubes de diferentes composiciones pueden ser visibles, según el lado observado. Para comprender esos planetas, los astrónomos primero deberán comprender los mecanismos comunes que los configuran.
Más información sobre la misión
Todo el cuerpo de datos científicos recopilados por Spitzer está disponible para el público a través del archivo de datos de Spitzer, alojado en el Infrared Science Archive en IPAC en Caltech (Pasadena, California). El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, una división de Caltech, administró las operaciones de la misión Spitzer para la Science Mission Directorate de la agencia (en Washington). Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Spitzer Science Center de IPAC, en Caltech. Las operaciones de la nave espacial se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado.
En esta imagen, el astronauta del Apolo 11 Buzz Aldrin lleva dos componentes del Early Apollo Scientific Experiments Package (EASEP) en la superficie de la Luna. El Passive Seismic Experiments Package (PSEP) está en su mano izquierda; y en su mano derecha está el Laser Ranging Retro-Reflector (LR3). Créditos: NASA.
La NASA suministrará al próximo satélite de la Agencia Espacial Europea (ESA), el Lunar Pathfinder, una serie de retrorreflectores láser, dispositivos espejados que reflejan la luz a su fuente. Los retrorreflectores validarán las capacidades de navegación que serán fundamentales para las misiones Artemis y la futura exploración lunar.
“La misión Lunar Pathfinder de la ESA ayudará a verificar el rendimiento de las nuevas técnicas de navegación lunar que están desarrollándose en la NASA”, dijo JJ Miller, Director Adjunto de Políticas y Comunicaciones Estratégicas del programa Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA (en Washington). “Este proyecto se basa en la larga colaboración entre la NASA y la ESA dentro del International Committee on Global Navigation Satellite Systems (ICG), un foro de la ONU que se centra en garantizar la interoperabilidad entre los proveedores de servicios GNSS”
Los Global Navigation Satellite Systems (GNSS) son las constelaciones de satélites comúnmente utilizadas para los servicios de posición, navegación y temporización en la Tierra. El GPS es la constelación GNSS operada por la Fuerza Espacial de EE.UU., que muchos estadounidenses conocen y usan a diario.
La nave espacial Lunar Pathfinder albergará un dispositivo que prueba las capacidades de los GNSS para navegar en la órbita lunar. El instrumento, NaviMoon, recibirá señales del GPS, la constelación GNSS de EE.UU., y Galileo, la constelación GNSS europea.
Gráfico que detalla las diferentes áreas de cobertura GNSS. Créditos: NASA/Danny Baird.
Las misiones a grandes alturas, como Lunar Pathfinder a la Luna, reciben señales del GNSS que se extienden más allá del borde de la Tierra desde los satélites del GNSS en el lado opuesto del planeta. La NASA ha navegado con estas débiles señales hasta la mitad del camino a la Luna y planea hacerlo en la superficie lunar con una próxima entrega de Commercial Lunar Payload Services, otorgada a Firefly Aerospace de Cedar Park (Texas). El módulo de aterrizaje entregará una carga útil experimental, el Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE), desarrollado en colaboración con la Agencia Espacial Italiana (ASI).
“Lunar Pathfinder y LuGRE están dando pasos importantes para hacer realidad el uso operativo del GNSS en la Luna”, dijo Joel Parker, investigador principal de LuGRE en NASA (Goddard). “Al validar el GNSS de señal débil para futuras misiones lunares, proporcionaremos nuevas capacidades de navegación a bordo en tiempo real, en la Luna y alrededor de ella, utilizando los sistemas y la tecnología existentes”.
Haciendo rebotar los láseres en los retrorreflectores del Lunar Pathfinder, los ingenieros pueden validar el rendimiento del GNSS a distancias extremas. Confirmar el rendimiento de los receptores del GNSS de señal débil frente a las técnicas probadas y verdaderas de alcance láser ayudará a las misiones a adoptar la navegación con el GNSS lunar de manera operativa.
“El alcance del láser satelital es uno de los métodos más precisos que tenemos para medir la distancia entre una nave espacial y la Tierra”, dijo A.J. Oria, experto de SCaN en el GNSS en la sede de la NASA. “Proporciona una excelente referencia para mostrar cuán efectivos son los métodos más nuevos (como el GNSS de señal débil) para determinar la posición de la nave espacial”.
Un retrorreflector láser es un tipo especial de espejo que hace rebotar la luz láser hacia su fuente, a diferencia de un espejo normal que hace rebotar la luz en un ángulo. En el alcance del láser satelital (un láser transmitido desde un telescopio en la Tierra) llega a un retrorreflector en una nave espacial o cuerpo celeste y el retrorreflector devuelve la luz al telescopio.
Al medir el tiempo en el que un pulso láser sale del telescopio y el tiempo en el que llega el pulso de retorno, los ingenieros y científicos pueden calcular distancias precisas entre el objeto y una estación terrestre. El alcance del láser es más preciso que otros métodos similares que utilizan ondas de radio, porque la longitud de onda de la luz del láser es mucho más corta.
Una de las estaciones láser de la NASA que se utilizará para medir con Lunar Pathfinder, está ubicada en el Observatorio Apache Point en Nuevo México. La estación de Apache Point se ajusta rutinariamente a los retrorreflectores en la superficie lunar con una precisión milimétrica. Créditos: NASA/Observatorio Apache Point.
“Validar el rendimiento de señales del GNSS débiles: si todo lo que tiene son datos de seguimiento de radio terrestres, básicamente está comparando una técnica de radio con otra técnica de radio. No vas a obtener ningún tipo de precisión”, dijo Stephen Merkowitz, gerente del Space Geodesy Project en NASA Goddard. “Al añadir el rango láser, obtienes una técnica que es increíblemente precisa y ha sido verificada de forma independiente durante los últimos 50 años”.
El Goddard Space Flight Center de la NASA (en Greenbelt, Maryland) proporcionará a la misión Lunar Pathfinder el conjunto de retrorreflectores con el apoyo de la National Geospacial-Intelligence Agency de EE.UU. El conjunto de retrorreflectores está diseñado y fabricado por Kellogg Brown & Root (KBR), una empresa de soluciones de ciencia e ingeniería. La nave espacial Lunar Pathfinder está siendo construida por Surrey Satellite Technology Ltd para la ESA. El instrumento NaviMoon del Lunar Pathfinder fue construido por el fabricante suizo de receptores del GNSS, SpacePNT.
Después de analizar los datos recopilados cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA recolectó una muestra del asteroide Bennu en octubre de 2.020, los científicos han descubierto algo sorprendente: la nave espacial se habría hundido en Bennu si no hubiera activado sus propulsores para retroceder inmediatamente después de que capturase el polvo y rocas de la superficie del asteroide.
Resulta que las partículas que componen el exterior de Bennu están tan sueltas y ligeramente unidas entre sí que si una persona pisara a Bennu sentiría muy poca resistencia, como si entrara en un parque infantil de pelotas de plástico.
“Si Bennu fuera totalmente compacto, eso implicaría roca sólida, pero encontramos mucho espacio vacío en la superficie”, dijo Kevin Walsh, miembro del equipo científico OSIRIS-REx del Southwest Research Institute, con sede en San Antonio.
Los últimos hallazgos sobre la superficie de Bennu se publicaron el 7 de julio en un par de artículos en las revistas Science y Science Advances, dirigidos respectivamente por Dante Lauretta (investigador principal de OSIRIS-REx) con sede en la Universidad de Arizona, Tucson y Walsh. Estos resultados se suman a la intriga que ha mantenido a los científicos al borde de sus asientos durante la misión OSIRIS-REx, ya que Bennu ha demostrado ser constantemente impredecible.
El asteroide presentó su primera sorpresa en diciembre de 2018, cuando la nave espacial de la NASA llegó a Bennu. El equipo de OSIRIS-REx encontró una superficie llena de rocas en lugar de la playa de arena suave, que era lo que esperaban según las observaciones de los telescopios terrestres y espaciales. Los científicos también descubrieron que Bennu estaba arrojando partículas de roca al espacio.
Esta vista del asteroide Bennu expulsando partículas de su superficie se obtuvo el 19 de enero de 2019 y se creó combinando dos imágenes tomadas por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA. También se aplicaron otras técnicas de procesamiento de imágenes, como recortar y ajustar el brillo y el contraste de cada imagen. Créditos: NASA/Goddard/Universidad de Arizona/Lockheed Martin.
“Nuestras expectativas sobre la superficie del asteroide estaban completamente equivocadas”, dijo Lauretta.
El último indicio de que Bennu no era lo que parecía se produjo después de que la nave espacial OSIRIS-REx recogiera una muestra y emitiera a la Tierra impresionantes imágenes en primer plano de la superficie del asteroide. “Lo que vimos fue una enorme pared de escombros que salía del sitio de donde se obtuvo la muestra”, dijo Lauretta.
Los científicos quedaron desconcertados por la abundancia de guijarros esparcidos, dada la suavidad con la que la nave espacial golpeó la superficie. Aún más extraño fue que la nave espacial dejó un gran cráter de 8 metros de ancho. “Cada vez que probamos el procedimiento de recolección de muestras en el laboratorio, apenas hicimos una muesca”, dijo Lauretta. El equipo de la misión decidió enviar la nave espacial de regreso para tomar más fotografías de la superficie de Bennu “para ver las dimensiones del desastre que hicimos”, dijo Lauretta.
El asteroide cercano a la Tierra Bennu, es una pila de escombros de rocas y cantos rodados que quedaron tras la formación del sistema solar. El 20 de octubre de 2020, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA aterrizó brevemente en Bennu y recolectó una muestra para traer a la Tierra. Durante este evento, el brazo de la nave espacial se hundió mucho más de lo esperado en el asteroide, lo que confirma que la superficie de Bennu está débilmente unida. Ahora, los científicos han utilizado datos de OSIRIS-REx para revisar el evento de recolección de muestras y comprender mejor cómo se mantienen unidas las capas superiores de Bennu. Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA/CI Lab/SVS.
Los científicos de la misión analizaron el volumen de escombros visibles en las imágenes de antes y después del sitio de muestra, denominado “Nightingale”. También observaron los datos de aceleración recopilados durante el aterrizaje de la nave espacial. Estos datos revelaron que cuando OSIRIS-REx tocó el asteroide, experimentó la misma cantidad de resistencia, muy poca, que sentiría una persona al apretar el émbolo de una jarra de café de prensa francesa. “Cuando encendimos nuestros propulsores para abandonar la superficie, todavía nos estábamos sumergiendo en el asteroide”, dijo Ron Ballouz, científico de OSIRIS-REx con sede en el Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (en Laurel, Maryland).
Ballouz y el equipo de investigación realizaron cientos de simulaciones por ordenador para deducir la densidad y la cohesión de Bennu, en función de las imágenes de la nave espacial y la información de aceleración. Los ingenieros variaron las propiedades de cohesión de la superficie en cada simulación hasta que encontraron la que más se acercaba a los datos de la situación real.
Ahora, esta información precisa sobre la superficie de Bennu puede ayudar a los científicos a interpretar mejor las observaciones remotas de otros asteroides, lo que podría ser útil para diseñar futuras misiones a asteroides y desarrollar métodos para proteger la Tierra de las colisiones de asteroides.
Es posible que asteroides como Bennu, que apenas se mantienen unidos por la gravedad o la fuerza electrostática, puedan romperse en la atmósfera de la Tierra y, por lo tanto, representen un tipo de peligro diferente al de los asteroides sólidos. “Creo que todavía estamos comenzando a comprender qué son estos cuerpos, porque se comportan de formas muy contrarias a la intuición”, dijo Patrick Michel, científico de OSIRIS-REx y director de investigación del Centre National de la Recherche Scientifique en Côte d Observatorio ‘Azur (en Niza, Francia).
Goddard proporciona gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal. La universidad lidera el equipo científico y la planificación de la observación científica y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space (en Littleton, Colorado) construyó la nave espacial y proporciona operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de navegar la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión del New Frontiers Program de la NASA, administrado por el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Science Mission Directorate de la agencia (en Washington).
En las misiones Artemis de la NASA, solo viajará una nave espacial. Orión, la nave espacial más reciente de la NASA construida para humanos, está diseñada para ser capaz de enviar astronautas a la Luna y es una referencia clave para poder enviarlos en el futuro a Marte.
Una cápsula Orión sin tripulación se probará en la misión Artemis I y viajará 64.000 kilómetros más allá de la Luna, más lejos que cualquier nave espacial que haya sido construida para humanos. Esta misión preparará la misión Artemis II (tripulada) y misiones posteriores, que llevarán a los astronautas a la superficie de la Luna y al Gateway lunar.
La tripulación y el módulo de servicio de Orión llevarán a los astronautas al espacio profundo. El sistema de aborto de lanzamiento (ubicado en la parte superior de la nave espacial) tiene la función de alejar el cohete del módulo de la tripulación con los astronautas en su interior de manera segura en caso de emergencia, y se desechará tras el lanzamiento y ascenso exitoso desde la parte superior del Space Launch System.
Módulo de tripulación
El módulo de tripulación de Orión, a veces denominado cápsula, se nutre de más de 60 años de experiencia en exploración espacial de la NASA. Está construido por el contratista principal Lockheed Martin y puede proporcionar espacio vital en misiones para cuatro astronautas, para hasta 21 días, sin acoplarse a otra nave espacial. Los avances en tecnología para viajes en el espacio profundo, como soporte vital, aviónica, sistemas de energía y protección térmica de última generación, ayudarán a la tripulación durante el lanzamiento, el aterrizaje y la recuperación.
Recipiente a presión
La estructura subyacente del módulo de la tripulación se denomina recipiente a presión. El recipiente a presión consta de siete grandes piezas de aleación de aluminio que se han unido mediante soldadura por fricción en las instalaciones de ensamblaje Michoud de la NASA (en Nueva Orleans). El proceso ha proporcionado una fuerte cápsula hermética pero, a la vez, liviana.
Cápsula Orión en preparación para la misión Artemis I. Créditos: NASA/Rad Sinyak.
Carcasa trasera
Lo que envuelve el recipiente a presión es la cubierta protectora en forma de cono del módulo de la tripulación, conocida como la carcasa trasera, compuesta por un sistema de protección térmica que consta de 1.300 placas. El mosaico está hecho de un material de fibra de sílice similar a los que se usaron durante más de 30 años en el transbordador espacial, y protegerán a la nave tanto del frío del espacio como del calor extremo del reingreso en la atmósfera.
Escudo térmico
La parte inferior de la cápsula, que es la que experimentará las temperaturas más altas cuando Orión regrese a la Tierra, está cubierta por el escudo térmico más grande del mundo, que mide 5 metros de diámetro. El escudo térmico protegerá a Orión cuando entre a la atmósfera de la Tierra, viajando inicialmente a unos 40.000 km/h y soportando temperaturas de casi 2,800 °C, aproximadamente la mitad del calor del Sol.
La superficie exterior del escudo térmico está hecha de bloques de un material llamado Avcoat, una versión reformulada del material utilizado en las cápsulas Apollo. Durante el descenso, el Avcoat sufrirá fracturas o quema de forma controlada, evitando que el calor impregne a Orión.
Cubierta delantera de la nave
La cubierta delantera de la nave en la parte superior del módulo de la tripulación protege la parte superior de la cápsula y los paracaídas de Orión durante el lanzamiento, el vuelo orbital y el reingreso. Está cubierto con las mismas placas de protección térmica que la carcasa trasera. Después de que la nave espacial vuelva a entrar en la atmósfera de la Tierra, se desechará (a una altitud de aproximadamente 7.000 metros) para permitir el despliegue del sistema de paracaídas.
Propulsores del Reaction Control System
El módulo de la tripulación tiene un sistema de propulsión compuesto por 12 pequeños motores, llamados propulsores del Reaction Control System. Cuando el módulo de la tripulación se separe del módulo de servicio para la reentrada, los 12 propulsores se utilizarán para guiar el módulo de la tripulación, asegurarse de que esté correctamente orientado con el escudo térmico hacia abajo y mantener la nave espacial estable durante su descenso.
Interior
En el interior de Orión, una estructura de aluminio de vigas entrecruzadas, llamada columna vertebral, proporciona la estructura de la superficie donde se sitúan los asientos de la tripulación y es donde se ubicarán los casilleros de almacenaje de la tripulación. Es el lugar donde se almacenará la mayor parte del equipo que la tripulación necesitará para vivir en el espacio durante las misiones.
Los cuatro asientos del módulo de la tripulación están diseñados para alojar a casi el 99 % de la población humana. Los asientos son ajustables para garantizar que los astronautas puedan alcanzar todos los controles mientras usen sus trajes presurizados.
Alojamiento de la tripulación
Hay una serie de adaptaciones que ayudarán a los astronautas a sentirse como en casa. Los tanques y un dispensador proporcionarán agua potable y una forma sencilla para rehidratar y calentar la comida. La zona de higiene de Orión contará con un nuevo inodoro compacto, con un diseño que facilita el uso en el espacio tanto para hombres como para mujeres. Se ha incorporado un dispositivo de ejercicio que proporcionará entrenamiento aeróbico y de fuerza para los astronautas. En caso de un evento de radiación, como una llamarada solar, los miembros de la tripulación se refugiarán en dos grandes cabinas ubicadas en la superficie de la cápsula, provistos de los densos materiales descritos anteriormente como medio de protección.
Pantallas y controles
Los astronautas operarán a Orión utilizando un sofisticado sistema de visualización y control que utiliza un software avanzado para ayudar a la tripulación. Esta podrá comandar la nave espacial utilizando solo tres pantallas, alrededor de 60 interruptores físicos, dos controladores manuales giratorios, dos controladores manuales de traslación y dos dispositivos de control del cursor. Los procedimientos electrónicos también están programados en el sistema para ayudar a la tripulación en los procesos diarios y de emergencia, ahorrando tiempo y espacio a la tripulación y haciendo obsoletos los grandes manuales en papel de las operaciones del sistema.
Sistemas de control ambiental y soporte vital
Los sistemas de control ambiental y soporte vital harán del módulo de la tripulación un lugar habitable para los astronautas. Un nuevo sistema regenerable elimina el dióxido de carbono y la humedad y mantiene limpio el aire de la cabina. El sistema también mantiene la temperatura y la presión de la nave espacial y detecta si el entorno interno se vuelve inseguro. Los trajes espaciales del sistema de supervivencia de la tripulación de Orión interactúan con el soporte vital para mantener vivos a los astronautas hasta seis días, permitiéndoles regresar a casa en caso de despresurización de la cabina.
Paracaídas
El módulo de la tripulación alberga el sistema de paracaídas de Orion. Los paracaídas permiten un aterrizaje seguro para los astronautas que regresan a la Tierra a altas velocidades en la nave espacial. La atmósfera de la Tierra (que actúa como un freno para Orión) inicialmente reducirá la velocidad de la nave espacial de aproximadamente 40.000 km/h a 520 km/h. Después, el sistema de 11 paracaídas debe desplegarse en una secuencia precisa para reducir la velocidad de Orión hasta los 30 km/h para amerizar en el Océano Pacífico.
Componentes de la nave espacial Orión.
Módulo de servicio europeo
Debajo del módulo de la tripulación se encuentra el Módulo de servicio europeo de Orión, proporcionado por la ESA (Agencia Espacial Europea) y construido por el contratista principal Airbus. El módulo de servicio es el motor de la nave espacial: le proporciona electricidad, propulsión, control térmico, aire y agua.
Propulsión
El módulo de servicio de Orión proporciona capacidades de propulsión que le permiten dar la vuelta a la Luna y regresar en sus misiones. El módulo de servicio tiene 33 motores de varios tamaños. El motor principal proporcionará importantes capacidades de maniobra en el espacio, incluida la inserción de Orión en una órbita retrógrada distante y su salida de la órbita para regresar a la Tierra. Los 24 propulsores de control de reacción se utilizan para dirigir y controlar a Orión mientras esté en órbita. También se utilizan ocho motores auxiliares para maniobras de traslación, actuando como respaldo del motor principal. El sistema de propulsión también tiene la capacidad de traer a la tripulación a la Tierra en una variedad de situaciones de emergencia, incluidos escenarios de aborto después de que el sistema de aborto de lanzamiento ya se haya desechado.
Energía
El sistema de energía eléctrica del módulo de servicio proporciona energía para toda la nave espacial Orión. El sistema gestiona la energía generada por los cuatro paneles solares de las alas del módulo, que proporcionan la electricidad necesaria para alimentar dos casas de tres habitaciones. Se utilizan un total de 15.000 células solares en los cuatro conjuntos para convertir la luz en electricidad, y los conjuntos pueden girar para permanecer alineados con el Sol, obteniendo así la máxima potencia.
Control Térmico
El sistema de control térmico incluye radiadores e intercambiadores de calor para mantener a los astronautas y el equipo a una temperatura agradable. El sistema de control térmico incluye una parte activa, que transfiere el calor de toda la nave espacial a los radiadores del módulo de servicio, y una parte pasiva, que protege el módulo de servicio de los ambientes térmicos internos y externos.
Almacenamiento de consumibles
El sistema de almacenamiento de consumibles del módulo de servicio proporciona agua potable, nitrógeno y oxígeno al módulo de tripulación, almacenados en tanques. El agua potable la proporciona el sistema de suministro de agua, cubriendo las necesidades de uso de agua de la tripulación durante la misión. El oxígeno y el nitrógeno los proporciona el sistema de suministro de gas, con la cantidad de gases en cada tanque ajustable según el perfil de la misión.
El módulo de tripulación de Orión se separará del módulo de servicio poco antes de volver a entrar en la atmósfera terrestre. El módulo de la tripulación es la única porción de Orión que regresará a la Tierra al final de cada misión. En los primeros vuelos, se reutilizarán los componentes del módulo de tripulación de alto valor, como la aviónica y los sistemas de control ambiental y soporte vital, con vistas a reutilizar más componentes en misiones posteriores.
A través de las misiones Artemis, la NASA llevará a la primera mujer y la primera persona de color a la Luna, abriendo el camino para mantener una presencia lunar a largo plazo y sirviendo como trampolín para las futuras misiones tripuldas a Marte.
El segundo de los cuatro principales instrumentos científicos del telescopio espacial James Webb de la NASA, el Mid-Infrared instrument (MIRI), ha concluido sus preparativos posteriores al lanzamiento y ya está listo para obtener datos científicos.
Se ha verificado la capacidad del MIRI para realizar imágenes coronagráficas, que utiliza dos estilos diferentes de máscaras que bloquean la luz de las estrellas para que esta no llegue a los sensores cuando se realicen observaciones de los planetas en órbita. Estas máscaras permitirán que los científicos puedan detectar exoplanetas directamente, así como estudiar los discos de polvo alrededor de sus estrellas anfitrionas.
Junto con los otros tres instrumentos del Webb, el MIRI inicialmente se enfrió a la sombra del parasol (del tamaño de una cancha de tenis) de Webb a unos 90 grados Kelvin. Para poder realizar los estudios científicos la temperatura se rebajó mediante el uso de un enfriador criogénico alimentado eléctricamente, a menos de 7 Kelvin, solo unos pocos grados por encima de la temperatura más baja que puede alcanzar la materia. Esta temperatura de funcionamiento tan extrema permite que el MIRI proporcione imágenes y espectros de infrarrojo medio con una calidad sin precedentes de nitidez y sensibilidad.
“Estamos encantados de que el MIRI ya sea un instrumento funcional y de última generación con todas sus capacidades mejor de lo esperado. Nuestro equipo multinacional de puesta en marcha ha hecho un trabajo fantástico al preparar al MIRI en tan solo unas pocas semanas. Ahora felicitamos a todas las personas, científicos, ingenieros, gerentes, agencias nacionales, ESA y NASA, que han hecho realidad este instrumento. El MIRI comenzará a explorar el universo infrarrojo en formas y profundidades nunca antes alcanzadas”, dijo Gillian Wright, Investigador principal europeo del MIRI en el Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido, y George Rieke, líder científico del MIRI en la Universidad de Arizona. El MIRI se desarrolló gracias a una colaboración entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea), con el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA y un consorcio multinacional de institutos astronómicos europeos contribuyendo para la ESA.
Con las actividades de puesta en marcha posteriores al lanzamiento del NIRISS y el MIRI ya concluidas, el equipo del Webb seguirá centrándose en comprobar los dos modos restantes en sus otros instrumentos. El telescopio espacial James Webb de la NASA, fruto de una colaboración con la ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA, proporcionará sus primeras imágenes a todo color y datos espectroscópicos el 12 de julio de 2022.
Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill.
Un nuevo proyecto de ciencia aficionada de la NASA, Jovian Vortex Hunter, busca su ayuda para detectar vórtices (patrones de viento en espiral) y otros fenómenos en fotografías del planeta Júpiter.
Otro proyecto de ciencia ciudadana de la NASA, llamado Junocam, busca la ayuda de miembros del público que procesen imágenes de la misión Juno de la NASA y elijan objetivos para la nave espacial. Sin embargo, el nuevo proyecto Jovian Vortex Hunter proporciona imágenes que ya han sido procesadas por el equipo científico, lo que hace que sea rápido y fácil para cualquiera echar una mano. La categorización de las imágenes ayudará a los científicos a comprender la dinámica de fluidos y la química de las nubes en Júpiter, que crean características deslumbrantes como bandas, manchas y “barcazas marrones”.
En esta imagen de 2019, el científico aficionado Kevin M. Gill creó esta imagen utilizando datos del generador de imágenes JunoCam de la nave espacial. Esta mirada asombrosamente detallada a una tormenta ciclónica en la atmósfera de Júpiter se tomó durante su 23° sobrevuelo cercano del planeta (también conocido como “perijove 23”). Juno observó este vórtice en una región de Júpiter llamada “cinturón templado norte norte norte norte”, o NNNNTB, una de las muchas bandas de nubes persistentes del planeta gigante gaseoso. Estas bandas están formadas por los vientos predominantes en diferentes latitudes. El vórtice que se ve aquí tiene, aproximadamente, 2000 kilómetros de ancho.
Esta imagen de las rocas sedimentarias del lago Enchanted fue tomada por una de las cámaras de prevención de peligros (Hazcacams) del rover Perseverance, cerca de la base del delta del cráter Jezero, el 30 de abril de 2022. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Ni siquiera Obi-Wan Kenobi pudo convencer a Katie Stack Morgan, científica para el rover Perseverance de la NASA, de que estas no son las rocas que está buscando.
Pregúntale a cualquier explorador espacial y tendrá una o dos fotografías favoritas de su misión. Para Katie Stack Morgan, científica adjunta del proyecto del rover Perseverance Mars de la NASA, la primera imagen de primer plano de rocas en capas en la base del antiguo delta del río Jezero Crater, ocupa un lugar especial en su corazón. La imagen del afloramiento rocoso del “Lago Encantado”, informalmente llamado así por un hito en el Parque Nacional y Reserva Katmai de Alaska, fue tomada por una de las Cámaras de Evitación de Peligros (Hazcacams) del rover el 30 de abril de 2022.
Con una colección masiva de rocas y sedimentos en forma de abanico en el borde occidental del cráter Jezero, el delta se formó en la convergencia de un río marciano y un lago del cráter hace miles de millones de años. Explorar este delta ha estado en la lista de deseos de Stack Morgan y el resto del equipo científico de Perseverance, porque creen que la ubicación ofrece una de las mejores oportunidades de la misión para encontrar rocas que podrían haber conservado restos de vida microbiana antigua, un objetivo principal de la misión.
“Los ingenieros de la misión utilizan principalmente las imágenes Hazcam para ayudar con la conducción y la colocación del brazo del rover”, dijo Stack Morgan. “Pero cuando vi la imagen Hazcam del Lago Encantado, fue amor a primera vista. Esta imagen proporcionó nuestra primera visión de cerca de las rocas sedimentarias, las que más ansiaba explorar desde que se nombró a Jezero el lugar de aterrizaje de Perseverance hace casi cuatro años”.
Rocas y Signos de Vidas Pasadas
Para comprender mejor por qué esta imagen del primer encuentro cercano de Perseverance con una roca sedimentaria es tan emocionante para Stack Morgan, es útil volver al comienzo de la exploración de Marte por parte del rover. Después de que Perseverance aterrizó el 18 de febrero de 2021 en los lugares planos y rocosos que conforman el suelo del cráter Jezero, pasó más de un año estudiando afloramientos, cantos rodados y regolito (roca rota y polvo) en el área, recolectando muestras a lo largo del camino.
Una de las grandes conclusiones del equipo científico de ese esfuerzo es que las rocas del suelo del cráter son de origen ígneo y se formaron hace miles de millones de años, a partir de roca fundida que se enfrió bajo tierra o después de erupciones volcánicas. Las rocas ígneas pueden ofrecer una gran cantidad de información sobre el interior de Marte y la edad de ciertas características geológicas. Además, el equipo encontró evidencia de que las rocas ígneas interactuaron con el agua y podrían haber albergado microambientes habitables.
Pero, como señala Stack Morgan, las condiciones de la olla a presión al rojo vivo que producen rocas ígneas no suelen proporcionar el entorno óptimo para preservar la evidencia de vida microscópica fosilizada. Por otro lado, las rocas sedimentarias, como las que dominan el delta de Jezero, proporcionan un sitio ideal para buscar signos de vida pasada.
Con el tiempo, el lodo, el limo y la arena que llegaron al lago que llenaba Jezero se comprimieron y solidificaron en finas capas de roca sedimentaria. Si los organismos microscópicos también estuvieron presentes durante la formación de rocas sedimentarias, podrían haber sido capturados dentro de las capas, congelados en el tiempo como formas de vida fosilizadas.
¿Podrían las rocas en capas del Lago Encantado contener evidencia de que Marte alguna vez fue hogar de vida microscópica? Quizás. Sin embargo, una determinación tan monumental probablemente tendrá que esperar a que las muestras que Perseverance está recolectando en tubos especiales, sean traídas a la Tierra y analizadas con un poderoso equipo de laboratorio, demasiado grande para llevar a Marte. Y aunque la Campaña de Retorno de Muestras de Marte planificada por la NASA está programada para llevar alrededor de 30 tubos de regreso a la Tierra, la NASA debe ser selectiva con respecto a lo que hay dentro de ellos.
“El Lago Encantado fue nuestro primer encuentro cercano con rocas sedimentarias en Jezero, pero vamos a hacer lo que las misiones del rover mejor hacen: mirar alrededor, conducir y luego mirar un poco más. Incluso si encontramos otros objetivos en el delta para tomar muestras, siempre tendré un lugar especial en mi corazón para las rocas que me mostraron que enviamos el rover al lugar correcto”, dijo Stack Morgan.
Perseverance está estacionado a mitad de camino del delta, en un campo de rocas sedimentarias que el equipo científico llama “Hogwallow Flats”. Durante las próximas semanas, el rover analizará, y tal vez tomará muestras, de una o más rocas en el área. Luego, el equipo decidirá si regresa al Lago Encantado o explora otros emocionantes afloramientos del delta de Jezero.
Más sobre la misión
Un objetivo clave para la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará 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 (Agencia Espacial Europea), enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.
La misión Mars 2020 Perseverance es parte del enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye misiones Artemis a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.
El Jet Propulsion Laboratory (JPL), que Caltech administra para la NASA en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.
Para más información sobre Perseverance pinche aquí.
CAPSTONE, en ruta a la Luna, se comunica con la Tierra a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA.
El Experimento de Navegación y Operaciones de Tecnología del Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar (CAPSTONE) dejó la órbita terrestre baja y comenzó su viaje en solitario a la Luna.
Después de su lanzamiento el 28 de junio, CAPSTONE orbitó la Tierra conectada a la etapa superior Photon de Rocket Lab, que maniobró a CAPSTONE en posición para su viaje a la Luna. Durante los últimos seis días, los motores de Photon se dispararon siete veces en momentos clave para elevar el punto más alto de la órbita a más de 1,300,000 kilómetros de la Tierra, antes de liberar el CAPSTONE CubeSat en su trayectoria balística de transferencia lunar a la Luna. La nave espacial ahora está siendo pilotada por los equipos de Advanced Space y Terran Orbital.
Ahora CAPSTONE utilizará su propia propulsión y la gravedad del Sol para navegar el resto del camino a la Luna, un viaje de cuatro meses en el que CAPSTONE se insertará en su órbita de halo casi rectilínea (NRHO) alrededor de la Luna el 13 de noviembre. La pista impulsada por la gravedad reducirá drásticamente la cantidad de combustible que el CubeSat necesita para llegar a su órbita objetivo alrededor de la Luna.
En los próximos días, puede seguir el viaje de CAPSTONE en vivo utilizando la visualización interactiva de datos 3D en tiempo real Eyes on the Solar System de la NASA, viajando virtualmente con el CubeSat, con una vista simulada de nuestro sistema solar.
Comparación de la emisión de hidrógeno visible en el filamento NW de SN 1006 en datos tomados en el telescopio CTIO de 0,9 m (H-alfa, sustracción continua; Winkler, et al.) en 1998 (mostrado en verde) y los datos del Hubble ACS ( Raymond et. al) en 2006 (en rojo). El fondo estelar es de datos de banda ancha B, V e I de WFPC2 de 2008 (Hubble Heritage Team). Créditos: NASA, ESA y el equipo de reconocimiento del Hubble Heritage (STScI/AURA): W. Blair (Universidad Johns Hopkins).
Una delicada cinta de gas flota inquietantemente en nuestra galaxia. ¿Una estela de una nave extraterrestre? ¿Un chorro de un agujero negro? En realidad, esta imagen, tomada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, es una sección muy delgada de un remanente de supernova causado por una explosión estelar que ocurrió hace más de 1.000 años.
Alrededor del 1 de mayo de 1006 d.C., observadores desde África hasta Europa y el Lejano Oriente presenciaron y registraron la llegada de la luz de lo que ahora se llama SN 1006, una tremenda explosión de supernova causada por los últimos estertores de una estrella enana blanca a casi 7000 años luz de distancia. La supernova fue probablemente la estrella más brillante jamás vista por humanos y superó a Venus como el objeto más brillante en el cielo nocturno, solo para ser superado por la luna. Fue visible incluso, durante el día, durante semanas y permaneció visible a simple vista durante, al menos, dos años y medio antes de desaparecer.
No fue hasta mediados de la década de 1960 que los radioastrónomos detectaron por primera vez un anillo casi circular de material en la posición registrada de la supernova. El anillo tenía casi 30 minutos de arco de diámetro, el mismo diámetro angular que la luna llena. El tamaño del remanente implicaba que la onda expansiva de la supernova se había expandido a más de 32 millones de kilómetros por hora durante los casi 1000 años desde que ocurrió la explosión.
En 1976 se informó de la primera detección de emisión óptica extremadamente débil del remanente de supernova, pero solo para un filamento ubicado en el borde noroeste del radio del anillo. La observación del Hubble revela en detalle una pequeña porción de este filamento. La cinta retorcida de luz vista por el Hubble corresponde a lugares donde la onda expansiva (y en expansión) de la supernova ahora barre el gas circundante muy tenue.
El gas de hidrógeno calentado por esta onda de choque rápida emite radiación en luz visible. Por lo tanto, la emisión óptica proporciona a los astrónomos una “instantánea” detallada de la posición real y la geometría del frente de choque en un momento dado. Los bordes brillantes dentro de la cinta corresponden a lugares donde la onda de choque se ve exactamente en el borde de nuestra línea de visión.
Hoy sabemos que SN 1006 tiene un diámetro de casi 60 años luz y todavía se expande a casi 10 millones de kilómetros por hora. Sin embargo, incluso a esta tremenda velocidad, se necesitan observaciones típicamente separadas por años para ver un movimiento significativo hacia afuera de la onda de choque contra la cuadrícula de estrellas de fondo. En la imagen del Hubble que se muestra, la supernova habría ocurrido lejos de la esquina inferior derecha de la imagen y el movimiento sería hacia la esquina superior izquierda.
SN 1006 reside dentro de nuestra Vía Láctea. Ubicado a más de 14 grados del plano del disco de la galaxia, hay relativamente poca confusión con otros objetos de primer plano y de fondo en el campo cuando se trata de estudiar este objeto. En la imagen del Hubble, se pueden ver muchas galaxias de fondo (objetos extendidos de color naranja) muy lejos en el universo distante que salpican la imagen. La mayoría de los puntos blancos son estrellas de primer plano o de fondo en nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Esta imagen es una combinación de observaciones de luz de hidrógeno tomadas con la Cámara avanzada para sondeos del Hubble en febrero de 2006 y observaciones de la Cámara planetaria de campo amplio 2 en luz azul, amarillo-verde e infrarroja cercana, tomadas en abril de 2008. Al remanente de supernova, solo visible en el filtro de luz de hidrógeno, se le asignó un tono rojo en la imagen de color Heritage.
Para imágenes y más información sobre SN 1006, visite:
