R15 «Perdidos en el espacio»

Feliz cumpleaños Voyager 2

Por Oscar Alejandro Cruz Toalá de Jatamatzá Club de Divulgación Científica A.C.

La frontera del conocimiento no tiene límites, la curiosidad es el comienzo de la aventura por aprender y conocer de las cosas y fenómenos que nos rodean, en el reporte cósmico pasado, platicamos de la importancia de la exploración espacial y en especial, uno de los más importantes y de los últimos activos rovers marcianos el Curiosity, cuyos descubrimientos científicos permiten comprender las condiciones óptimas para que un ser humano pueda sobrevivir en condiciones extremas de radiación y temperatura. Hoy les platicaré de otros exploradores espaciales que no precisamente están sobre una superficie sólida, les platicaré de las sondas espaciales. Técnicamente las sondas espaciales se pueden denominar también satélites artificiales, y en un sentido estrictamente hablando, una sonda se diferencia de un satélite en que no establece una órbita alrededor de un objeto (ya sea la Tierra o el Sol), sino que se lanza hacia un objeto concreto, o bien termina con una ruta de escape hacia el exterior del sistema solar.

En la actualidad existen cinco sondas en ruta hacia las afueras del sistema solar. La más alejada es la Voyager 1 y la Voyager 2 que ya han abandonado el sistema solar y se encuentra unas tres veces más lejos que Plutón, ambas fueron lanzadas en el año de 1977, y que justamente es otro cumpleañero espacial, esta semana, el 20 de Agosto para ser exacto, la Voyager 2 cumple ya 42 años viajando en el espacio interestelar, más que cualquier otra nave, están ahora a más de 18.000 millones de kilómetros del Sol, y por lo consiguiente, lejos de su calor, por lo que a los científicos les preocupa el estado de sus baterías, ambas tienen cada vez menos energía disponible para hacer funcionar sus instrumentos científicos y los calentadores que las mantienen calientes en la frialdad del espacio profundo. Los ingenieros han tenido la difícil tarea de decidir qué partes reciben alimentación y qué partes deben desactivarse en ambas naves espaciales. Pero esas decisiones deben tomarse antes para la Voyager 2 que para la Voyager 1 porque la Voyager 2 tiene un instrumento científico más que recopila datos (y consume energía) que su hermana. Y una de esas difíciles decisiones es por ejemplo optar por apagar un calentador para el instrumento del subsistema de rayos cósmicos (CRS) en la Voyager 2 como parte del nuevo plan de administración de energía. El instrumento de rayos cósmicos jugó un papel crucial en noviembre del año pasado al determinar que la Voyager 2 había salido de la heliosfera, la burbuja protectora creada por un flujo constante de salida (o viento) de partículas ionizadas del Sol. Desde entonces, los dos Voyagers han estado enviando detalles de cómo nuestra heliosfera interactúa con el viento que fluye en el espacio interestelar, que también podemos denominar como el espacio que hay entre las estrellas. Las señales que se envían desde el centro de control aquí en la Tierra a la Voyager 1 tardan a la velocidad de la luz 14 horas y 20 minutos en llegar hasta ella y otro tanto en volver (28 horas 40 minutos en total). Y se sigue alejando.

Imagen de la Voyager 2 y subsistema de rayo cósmico Crédito: NASA/JPL-Caltech

Otra de las sondas más reciente dirigida hacia los confines del sistema solar es la New Horizons, es un poco más joven, fue lanzada el 19 de enero de 2006, viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para adquirir una diferencia de velocidad de unos 4023.36 m/s o bien 14 482.8 km/h. Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, también es otro claro ejemplo de las sondas espaciales enviadas en busca de nuevos conocimientos, de este amigo en particular, recuerdo las primeras imágenes en alta definición que tomó del planeta enano, donde se apreciaba un curioso corazón, realizó tomas “cercanas donde se pudieron apreciar grandes detalles y se aprendió más sobre Plutón, y la recuerdo muy bien porque en él trabajó un astrofísico muy famoso que todos lo conocimos más como guitarrista de la famosísima banda Queen, Brian May, que a propósito, compuso una canción en honor a esta misión denominada “New Horizons”.

La nave espacial New Horizons está ahora a 6 600 millones de kilómetros de la Tierra, operando normalmente y acelerando más en el Cinturón de Kuiper a casi 53 000 kilómetros por hora. Uno de los objetivos de esta sonda es estudiar a los objetos del cinturón de Kuiper MU69 (llamado Ultima Thule) el equipo de la misión descubrió rápidamente un objeto mucho más complejo de lo esperado. Además de ser la exploración más lejana de un objeto en la historia, a 6 400 millones de kilómetros de la Tierra, el sobrevuelo de Ultima Thule fue también la primera investigación realizada por una misión espacial de un planetesimal bien conservado, una antigua reliquia de la era de la formación de los planetas. Los investigadores de New Horizons también están investigando una gama de características de superficie en Ultima Thule, como manchas y parches brillantes, colinas y valles, y cráteres y fosas en Ultima Thule. La depresión más grande es una característica de 8 kilómetros de ancho que el equipo ha apodado el cráter de Maryland, que probablemente se formó por un impacto. Sin embargo, algunas fosas más pequeñas en el objeto del Cinturón de Kuiper pueden haber sido creadas por material que cae en espacios subterráneos, o debido a formas de hielo exóticas que van de un sólido a un gas (llamado sublimación) y que dejan fosas en su lugar, pero estos son algunos de los muchos descubrimientos que estos exploradores espaciales nos permiten hacer desde la comodidad del hogar y que sin duda aporta información valiosa de la formación y evolución de los sistemas planetarios y galaxias completas, incluso del universo mismo.

Imagen de Ultima Thule captada por la sonda espacial New Horizons. Créditos: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko

Otra sonda espacial no menos importante es Juno, dedicada al estudio del planeta Júpiter, forma parte del programa espacial New Frontiers de la NASA. Fue lanzada el 5 de agosto de 2011​ desde el Centro Espacial Kennedy, en Florida y que llegó a la órbita del planeta el 5 de julio de 2016, Juno fué diseñada para el estudio de la atmósfera del planeta, su origen, estructura, y evolución dentro del sistema solar, y así comprender mejor su formación. Sus principales funciones están enfocadas en la creación de un estudio y mapa de la gravedad en sus campos magnéticos, y de las auroras de Júpiter, como también de su magnetosfera. También estudiará indicios sobre la formación del planeta, su núcleo, el agua presente en la atmósfera, sobre su masa, y sus vientos, que pueden alcanzar velocidades de hasta 618 kilómetros por hora. Juno ya hizo la primera detección del campo magnético interno de Júpiter que cambia con el tiempo, dicho fenómeno llamado variación secular y esto es probablemente impulsada por los vientos atmosféricos profundos del gigante gaseoso. El descubrimiento ayudará a los científicos a comprender mejor la estructura interior de Júpiter, incluida la dinámica atmosférica, así como los cambios en el campo magnético de nuestro planeta Tierra. Para lograr estos modelos tridimensionales, los científicos de Juno compararon los datos de las misiones anteriores de la NASA a Júpiter (Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y Ulysses) con un nuevo modelo de campo magnético llamado JRM09. El nuevo modelo se basó en los datos recopilados durante los primeros ocho escaneos científicos de Juno a Júpiter con su magnetómetro, un instrumento capaz de generar un mapa tridimensional detallado del campo magnético.

Esta imagen representa el campo magnético de Júpiter en un momento único en el tiempo. La gran mancha azul, una concentración del campo magnético invisible para el ojo cerca del ecuador, se destaca como una característica particularmente fuerte. Crédito de la Imagen: NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.

 

Y así como estas sondas que mencionamos en este reporte tienen una misión que para algunos fueron diseñadas para  años y han superado la vida útil de diseño, y que esto último se les agradece a estos amigos especiales, y hay otros que en búsqueda de conocimiento han tomado la dolorosa decisión de sacrificarlos, como es caso de la sonda espacial Cassini lanzada el 15 de Octubre de 1997, donde trabajaron en conjunto la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana, el objetivo de la misión era estudiar el planeta Saturno y sus satélites naturales, La nave espacial constaba de dos elementos principales: la sonda Cassini y el módulo de descenso Huygens. El 26 de abril de 2017 Cassini se adentró en el espacio entre Saturno y sus anillos colocándolo como el primer y hasta el momento única sonda espacial en sobrevolar esta región del planeta, cumpliendo su última misión antes de desintegrarse el 15 de septiembre del mismo año, y el sacrificio correspondió por el cercano agotamiento del combustible de la sonda, esto la dejaría sin posibilidad de control, por lo que se planificó su destrucción para evitar que eventualmente ocasionara una contaminación biológica o radiactiva en los satélites de Saturno Titán o Encélado, ya que la sonda Cassini contenía generador termoeléctrico de radioisótopos que convierte en energía desintegrando elementos radiactivos. Al ingresarlo a la atmósfera de Saturno se garantizaba que se desintegrara por completo. Y por si creemos que estas sonda espaciales son pequeñas, quizás del tamaño de una motocicleta o un coche eléctrico de juguete de nuestros pequeños aquí les dejo una imagen del ensamblaje de la sonda  espacial Cassini.

Ensamblaje de la nave CassiniCrédito de la imagen: NASA/JPL

Y con esto me despido en este reporte cósmico, no olviden de seguirnos en Facebook y estén pendientes de nuestras actividades, y provecho el momento para comentarle que si tienen el hábito de la lectura, el 29 de Agosto habrá una venta nocturna en una librería de fondo de cultura económica en Tuxtla, que por cierto participaremos con actividades, talleres y observación con telescopios en un azar cultural en las mismas instalaciones, así que estén pendientes que tendremos algunos de estos modelos en exposición, mientras tanto no dejen de poner los #OjosAlCielo que algo nuevo los puede sorprender…..

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