miércoles, 31 de enero de 2018

Cuando los gigantes chocan.


Simulación del choque entre la vía láctea y la galaxia de andrómeda mediante space engine.

La colisión entre la Vía Láctea y Andrómeda, las dos galaxias más grandes del Grupo Local, es un evento que se cree tendrá lugar en el futuro, y en el cual las dos galaxias acabarán por fundirse en una galaxia mayor (muy posiblemente, una galaxia elíptica). Investigaciones recientes realizadas con ayuda del telescopio espacial Hubble no sólo confirman este escenario sino que sugieren que la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda se acercarán mucho dentro de 3870 millones de años y que la fusión final entre ambas tendrá lugar dentro de 5860 millones de años.

Con el paso de los años la galaxia de Andrómeda parecerá ir aumentando de tamaño al irse acercando hasta llegar un momento en el que el cielo estaría dominado no solo por la banda difusa que es como se ve nuestra galaxia, sino también por Andrómeda, que aparecería probablemente similar a cómo la podemos ver hoy, solo que mucho mayor, lo suficiente como para poder ver a simple vista su estructura espiral. Esta impresionante vista duraría unos pocos millones de años, un tiempo breve en términos astronómicos.

Hay que tener en cuenta que es muy poco probable que este suceso afecte a las órbitas planetarias dada la gran distancia entre las estrellas dentro de una galaxia.

martes, 30 de enero de 2018

Shuttle-C, la versión de carga del transbordador espacial


A finales de los 80 y mediados de los 90, la NASA buscaba crear un lanzador pesado aprovechando la tecnología del transbordador espacial. La idea era crear un vehículo reutilizable, como el transbordador, pero aumentando bastante su capacidad de carga. Nació así el proyecto Shuttle-C.

En Teoría, este vehículo, podría haber abaratado el costo de acceso al espacio, tenia varias de las ventajas del transbordador espacial, pero al ser no tripulado, la logística necesaria para operarlo era mucho más sencilla (y barata).

La propuesta implicaba el uso de varias piezas del transbordador para crear el vehículo. Incluso se pensó en convertir al transbordador "Enterprise" en un vehículo de carga. Antes del accidente del Challenger, la NASA calculaba que con una media de 14 vuelos anuales ya podría alcanzar la rentabilidad del sistema, pero era muy difícil alcanzar esa cifra con un vehículo tripulado. En teoría el Shuttle-C permitiría incluso superar esa cantidad de lanzamientos.

Al final, con la perdida del Columbia en 2003, se decidió finalizar con el transbordador espacial, por lo que estas propuestas fueron dejadas de lado.

lunes, 29 de enero de 2018

Los límites de nuestra tecnología.



¿Es la sonda Cassini lo más avanzado que puede construir nuestra civilización? Lastimosamente, no.

Por muy impresionantes que nos parezcan los vehículos espaciales que se envían a explorar el sistema solar o los telescopios gigantes de nueva generación, no son ni de lejos lo mejor de la tecnología que tenemos en la Tierra o de lo que son capaces los ingenieros.

Sencillamente se trata de un balance entre lo mejor que se puede hacer con los, generalmente escasos, recursos disponibles. Y es que no solemos tomar en cuenta que la exploración del universo, y la ciencia en general, no son una prioridad para los gobiernos.

Explorar el espacio requiere de mega-proyectos en toda la extensión de la palabra, donde su construcción está llena de compromisos para mantener una sonda lo más avanzada y segura posible a un precio razonable que no de al traste con todo provocando su cancelación. Al final, para tratar de evitar la tan temida cancelación, los ingenieros deben hacer 'compromisos'. Así que no debemos quejarnos cuando nuestra sonda favorita envíe fotografías principalmente en blanco y negro y a una velocidad muy baja.

Preguntas como ¿Por qué Juno no tiene una cámara más avanzada?¿Por qué no se cargó a Cassini con más combustible? ¿Por qué New Horizons tardó un año y medio en enviar todas las fotos de Plutón? o el clásico ¿Por qué no hemos regresado a la luna? son ejemplos de como la cantidad de recursos disponibles inciden las características de los proyectos espaciales.

Y es que nada es gratis en esta vida.

domingo, 28 de enero de 2018

Recordando al Challenger.


El día de hoy, 28 de enero, se cumplen 32 años del accidente del transbordador espacial Challenger.

La causa del accidente fue el fallo de los anillos aislantes de uno de los aceleradores de combustible sólido. Estos anillos debían impedir la fuga de gases incandescentes del interior cohete para evitar que la estructura exterior pudiera resultar dañada.

El diseño era en apariencia correcto, pero presentaba un gravísimo inconveniente: la goma de los anillos era extremadamente sensible a las bajas temperaturas. Por debajo de los 4º C, los anillos sufrían una notable pérdida en su capacidad de sellado. La noche antes del lanzamiento, la temperatura en Cabo Cañaveral alcanzó los -8º C, la más baja registrada en la historia del programa del transbordador antes de un despegue. Paradójicamente, el Challenger debía haber sido lanzado el 27 de enero, un día antes. De hecho, el día 27 la tripulación llegó a ocupar la cabina esperando el despegue, pero un fallo de la escotilla principal obligó a retrasar la misión hasta el día siguiente. De haber sido lanzado el 27, es posible que se hubiese evitado la tragedia.
Evidentemente, si el Challenger no hubiese despegado ese día la tragedia no hubiera tenido lugar. Pero más tarde o más temprano habría ocurrido otro accidente catastrófico, porque el fallo de la STS-51L no había sido un hecho puntual. El diseño de los SRB era claramente deficiente y esto ya se sabía nada más y nada menos que desde 1977

El principal problema que impidió cambiar el diseño defectuoso es que tenían prisa por tener listo al transbordador (gran parte del dinero fue puesto por el ejercito de EEUU que lo quería tener ya para sus misiones militares) que ya debería haber estado listo para 1978 (recién lo estuvo en 1981) rediseñar los SRB hubiera demorado mucho más la entrada en servicio del shuttle.

Los físicos recordamos con cariño a Richard Feyman, pues el participó de la comisión Rogers, formada para estudiar de forma independiente la tragedia. La opinión de Feyman sobre la causa del accidente fue diferente de la oficial, y considerablemente más crítica sobre el papel jugado por la dirección de la NASA de aquel entonces al dejar de lado las preocupaciones de los ingenieros. La Comisión Rogers puso en evidencia los graves fallos en la política de seguridad de la agencia espacial norteamericana. 

El transbordador se había revelado como una máquina insegura y costosa, por lo que la agencia comenzó con el desarrollo de nuevas naves tripuladas, que lastimosamente nunca vieron la luz. El programa del shuttle continuó solo por inercia hasta que en 2003 se produjo otro accidente (Columbia) por lo que la agencia decidió retirarlo del servicio lo antes posible, hecho que ocurrió en 2011 pues los compromisos asumidos con la construcción de la estación espacial internacional evitaron que el transbordador sea retirado inmediatamente.

sábado, 27 de enero de 2018

Los mundos de la humanidad


En la imagen podemos observar a todos los cuerpos del sistema solar en donde hemos aterrizado/estrellado y donde lo haremos próximamente. En los últimos 60 años de exploración espacial hemos conocido grandes maravillas del sistema solar, que estuvieron ocultas para miles de generaciones de humanos en la tierra, pero muchas más nos esperan.  

viernes, 26 de enero de 2018

¿Cuanto tarda un satélite en caer?


Para poder entender cómo los objetos en órbita caen a la tierra debemos tener en cuenta dos factores principales: La velocidad orbital y la resistencia atmosférica.  

Los objetos en órbita alrededor de un cuerpo celeste se mueven a velocidades que dependen de la distancia al mismo. Recordemos que un cuerpo se mueve más rápido cuando se halla más cerca de un planeta u otro cuerpo celeste, de la misma manera se moverá más lento a mayores distancias. Cuando un satélite artificial pierde altitud el mismo está ganando velocidad, y cuando eleva su altitud la pierde.

En cuanto a la atmósfera, a pesar de que se considera a los 100 km como el límite donde comienza el espacio (Línea de Karman), en realidad está no desaparece abruptamente sino que a medida que ganamos altitud se vuelve mucho menos densa, pero incluso a grandes distancias aun está presente ejerciendo una fuerza de frenado atmosférico.

El frenado atmosférico es más eficiente cuando la velocidad del objeto es mayor. Es por eso que los objetos en orbita baja (mayor densidad atmosférica y mayores velocidades orbitales) caen más pronto que los que se hallan en órbitas elevadas (menor densidad atmosférica y menor velocidad orbital).

Cabe recordar que la duración de caída de un cuerpo a la tierra (en el vacío) es independiente de su masa, como ya nos explicó Galileo, por lo que el tiempo aproximado en que un objeto caerá se puede calcular conociendo la altura de su órbita.

Veamos entonces los tiempos de caida en función de su altura.

Altura                               Tiempo estimado.
100 km                                Minutos 
200 km                                Días o semanas
380 km (ISS)                       Años
600 km  (Hubble)                Décadas
1000 km                              Milenios
5000 km                              Decenas de milenios
35,800 km (GEO)                Millones de años
100,000 km                         Miles de millones de años

*GEO: órbita geoestacionaria.

Si bien estos son los principales factores que inciden en la caída de un objeto a la tierra no son los únicos pues tenemos a los efectos gravitatorios terrestres (el campo gravitatorio de la tierra no es completamente uniforme), las perturbaciones de la luna, el sol y los demás planetas, así como a la influencia del viento solar.

Fantasmas estelares


Una hipótesis astronómica sugiere la posibilidad de que nuestro Sol forme parte de un sistema binario (sistema estelar que involucra a dos estrellas). En este sistema, la estrella compañera del Sol (aún no descubierta) se llamaría Némesis (la diosa griega de la retribución y la venganza, para no perder la tradición de nombrar a los planetas con los nombres de los dioses de la antigüedad clásica) por los efectos catastróficos que produciría, supuestamente, al perturbar periódicamente la Nube de Oort.

Según esta hipótesis, nuestro Sol (al igual que el 50% de los sistemas de estrellas de la galaxia) formaría parte de un sistema binario. El otro miembro del sistema podría ser una de varias posibilidades, una estrella apagada ("muerta"), una enana marrón, un planeta gigante o hasta se ha especulado con la posibilidad de que Némesis sea un pequeño agujero negro.
El supuesto objeto orbitaría a una distancia de entre 1 y 3 años luz del sol, completando una órbita cada 26 a 34 millones de años. Némesis durante su recorrido pasaría cerca o entraría en la nube de Oort, desestabilizándola y lanzando lluvias de grandes cometas en dirección al sol.

Esta hipótesis aparece y desaparece periódicamente en los medios de comunicación o en la comunidad científica, siendo a veces ridiculizada y a veces sustentada. Los científicos mayoritarios oscilan entre el escepticismo y el vago interés, aunque hay un grupo que la apoya de manera más o menos discreta. Ahora, los defensores de "Hercóbulus", el supuesto planeta gigante que debía causar el fin de la humanidad en incontables ocasiones, el 2012, proponen que Némesis es el susodicho planeta, pero desde luego esto no tiene ningún fundamento, sino por el contrario es un buen ejemplo de como los "pseudocientíficos" toman algunas ideas ambiguas del ámbito científico y las utilizan para difundir sus charlatanería.

El golpe de gracia a esta teoría lo dio el telescopio espacial WISE de la NASA, al hacer un barrido del cielo en el infrarrojo, no detectando rastros de ningún cuerpo estelar o enana marrón en las proximidades del sol.

El límite de la realidad.


¿Hasta dónde se podría viajar en el universo?

No me estoy refiriendo al simple viaje interestelar, sino al viaje intergaláctico ¿Qué tanto podríamos alejarnos de nuestra galaxia y adentrarnos en el universo?

Para poder explicarlo vamos a suponer que hemos resuelto los problemas tecnológicos asociados al viaje espacial siendo posible viajar a la velocidad de la luz y que somos inmortales por lo que no nos preocupa el tiempo de viaje. Uno podría pensar que en estas condiciones se podría llegar a cualquier parte del universo observable (o incluso más allá) pero estamos olvidando un detalle, la expansión del universo.

Antes de continuar debemos recordar algunas cosas: Primero, aunque el universo tiene una edad de aproximadamente 13.800.000 de años eso no quiere decir que ese es su tamaño como habitualmente la prensa suele publicar, de hecho el llamado universo observable (la porción del universo total de la cual podemos recibir información) tiene un radio de 46.500.000 millones de años luz, esto es así debido a la expansión del universo. Segundo, que el universo no está en expansión porque las galaxias se estén alejando de un punto 'central' del espacio (como si se tratase de una 'gran explosión') sino que, en realidad, lo hace porque el propio espacio que las separa se está estirando.

Es la expansión del universo la que pone un límite a donde podríamos llegar, veamos como. El valor más aceptado para la tasa de expansión del universo es de aproximadamente 70 km/s cada 3,26 millones de años luz, esta velocidad se incrementa con la distancia no porque las galaxias se alejen más rápido, sino por que hay más espacio entre ellas que se está estirando arrastrando a la materia de paso. Regiones muy alejadas del universo se están alejando de nosotros a velocidades que igualan e incluso superan a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, si viajamos en cualquier dirección a la velocidad de la luz, aunque tardemos miles de millones de años, habrá un punto a partir del cual ya no podremos 'alcanzar' otras galaxias porque la expansión del universo las habrá colocado fuera de nuestro alcance. A este limite 'cosmológico' se le conoce como 'Horizonte de Sucesos Universal' y representa la distancia a partir de la cual un rayo de luz emitido hoy nunca podrá alcanzarnos en el futuro. Además este límite se achica con el paso del tiempo debido a que el universo se expande.

Actualmente, esta frontera se encuentra a unos 16.300 millones de años luz por lo que nunca nos llegará información de lo que ocurre hoy en un punto más allá de esta frontera. Y ¿por qué entonces podemos ver galaxias que se hallan más lejos? pues porque cuando emitieron la luz que hoy no está llegando se encontraban mucho más cerca. De hecho, en el futuro lejano habrá zonas del universo que empezarán a dejar de ser visibles por haber quedado fuera del horizonte de sucesos universal.

Por lo tanto, a menos que exista alguna forma de viajar más rápido que la luz, el horizonte de sucesos universal es el limite máximo que podríamos alcanzar.

La soledad cósmica.


Algo que abruma y entristece al mismo tiempo es el magnífico y terrorífico tamaño de nuestro universo. Las distancias son tan grandes que, en el caso de la búsqueda de vida extraterrestre, da lo mismo que haya miles de civilizaciones en nuestra galaxia. Si no están en nuestra vecindad, es como si no estuvieran.

Veamos un ejemplo: En una galaxia como la nuestra supongamos que existen hasta 100.000 civilizaciones tecnológicamente avanzadas, eso parece mucho, pero si lo distribuimos equitativamente en el volumen de la galaxia tendríamos que en promedio cada civilización estaría separada de la otra por aproximadamente 1000 años luz (eso suponiendo que todas las zonas de la vía láctea son propicias para la vida, algo que al parecer no es así)

Por lo tanto, a menos que se de una coincidencia y exista otra civilización a solo decenas de años luz, sería extremadamente difícil encontrar evidencia de formas de vida avanzadas (es decir una civilización tecnológica).

Tal vez el hecho de que, hasta ahora, no hemos escuchado nada, ni hemos visto nada es debido a que estamos solos en los alrededores. Si esto es así, es casi como decir que estamos solos, pues nos será extremadamente difícil incluso el comunicarnos con civilizaciones que estén a 1.000 años luz.

¿Pueden imaginar una conversación a 1000 años luz de distancia? Tendríamos que esperar 2000 años para una hipotética respuesta, algo como:
Tierra: Hola, ¿hay alguien allí?
Después de 2.000 años de espera…
Alien: Si, nosotros. ¿qué quieres?
Otros 2000 años para contestar.

Pero incluso si de da en el futuro un contacto de este tipo, es poco probable que sea en plan diálogo, sino algo así como dos monólogos que interactúan muy de vez en cuando. Es decir, cada civilización comienza a emitir de forma independiente lo que le pueda parecer relevante para intentar fijar un lenguaje común y después música, arte, historia, ciencias, etc.

Será desesperadamente lento pero viable.

jueves, 25 de enero de 2018

Enanas marrones.


Las enanas marrones son objetos cuya masa las sitúa entre los planetas y las estrellas teniendo un limite inferior de 13 veces la masa de júpiter (13Mj) y un máximo de 85 Mj, siendo ambas medidas aproximadas. Si solo tomamos en cuenta su tamaño, masa y composición química no son muy diferentes de los planetas gaseosos. Solo un poco más grande y calientes.

¿En que se diferencian de las estrellas?

La gran diferencia entre las enanas marrones y las estrellas se da en que las primeras no pueden realizar la fusión del hidrógeno en sus núcleos de forma continua, deteniendo la contracción gravitatoria, una característica que comparten todas las estrellas.

Sin embargo eso no significa que no hayan experimentado la fusión nuclear en algún momento de sus vidas.

Aunque no consiguen las condiciones para fusionar el hidrógeno, si pueden fusionar deuterio, tritio o litio. Por ejemplo, la temperatura para fusionar el deuterio es de 'apenas' 100.000 K que si puede alcanzarse en una enana marrón. Como el porcentaje de estos isótopos es muy bajo solo pueden fusionar durante un breve periodo de tiempo, luego se detienen las reacciones nucleares y la contracción de la enana marrón continua. Esto hace que la temperatura de la enana disminuya muy lentamente pudiendo estar en ese estado durante muchos miles de millones de años.

Por otro lado, y a pesar de su nombre, las enanas marrones son de diferentes colores. Muchas es probable que aparezcan como magenta para el ojo humano, o posiblemente naranjas o rojas.

Las enanas marrones poseen un rango de temperaturas que van desde 3600 K hasta 500-300 K, las más frías podrían tener 'apenas' una temperatura de 300 K, mientras que un planeta como júpiter en equilibrio solo tendría 125 K.
Por todas estas características podemos decir que son muy parecidas a los planetas gaseosos no son del todo planetas, pero tampoco son estrellas.

miércoles, 24 de enero de 2018

La Tierra como si fuera un planeta alienígena.


Mientras esperamos a que la nueva generación de telescopios, tanto terrestres como espaciales, esté lista y pueda analizar el espectro de luz de los planetas extrasolares ya se van puliendo las técnicas a ser utilizadas ¿Cómo? Pues estudiando el único planeta habitado conocido, la tierra.

La más reciente oportunidad para este tipo de análisis la tuvimos el año pasado cuando a finales de septiembre la sonda Osiris-Rex, de la NASA, sobrevoló la tierra para aumentar su velocidad y dirigirse al asteroide Bennu. Es esta ocasión la sonda dirigió su instrumento OTES hacia nuestro planeta para obtener un espectro infrarrojo del mismo.

Se puede observar claramente la marca espectral del metano, el ozono, el dióxido de carbono y el vapor de agua, todos ellos biomarcadores que, en conjunto, indican que algo extraño está pasando en este planeta. Otros instrumentos indican que este planeta azul tiene una atmósfera rica en oxígeno, el biomarcador por excelencia. Ojalá algún día encontremos un exoplaneta con un espectro similar.

martes, 23 de enero de 2018

Júpiter, el gran receptor de cometas.


El planeta más masivo del Sistema Solar probablemente tuvo una enorme influencia en la historia del mismo. Con 318 veces la masa de la Tierra, se puede imaginar que cualquier asteroide o cometa que pase cerca tiene grandes posibilidades de ser capturados o desviados. 

Por este motivo, muchos suelen decir que júpiter actúa como una especie de escudo de la tierra (y de los planetas interiores) pero esto es cierto a media ya que de la misma manera que puede desviar un asteroide o cometa en peligro de colisión con nuestro planeta, puede enviarlos a nuestro encuentro

De hecho, tal vez Júpiter fue en parte culpable del gran bombardeo tardío que tuvo lugar en el Sistema Solar interior en un momento temprano en su historia, causando cicatrices que todavía se pueden ver en La Luna. Pero no tenemos que usar la imaginación para ver a júpiter en acción. En en 1994, los astrónomos de todo el mundo fueron invitados a un espectáculo poco común: El cometa Shoemaker-Levy 9, atrapado y fragmentado por la gravedad joviana se estrelló contra su atmósfera.

Planeando el regreso a Saturno. Parte III




La misión 'Ocean Worlds'.

Esta es la gran esperanza entre todas las sondas candidatas para regresar a saturno y probablemente se convierta desde ya en la misión favorita de muchos de los aficionados a la exploración del espacio. La misión Ocean Worlds debe estudiar dos de los mundos más fascinantes del sistema solar: Titán y Encélado.

Cómo hacerlo no está muy claro, así que es de esperar que en los próximos meses y años veamos diseños más depurados. Pero básicamente consistiría en una capsula de descenso para Titán transportando posiblemente un 'barco'. de esa manera podrá investigar la atmósfera y los mares de metano de Titán.

Lastimosamente al ser necesaria una cápsula de descenso se complica y encarece la misión, pero, por fortuna, para analizar la composición del océano global que posee Encélado en su interior solo es necesario atravesar los famosos chorros que salen del polo sur de esta luna. La sonda determinaría la habitabilidad del océano analizando su composición y su ph, así como la proporción de los isótopos del hidrógeno. Además intentaría averiguar si existe vida en el océano mediante la búsqueda de aminoácidos y otras biomoléculas.

Una misión fascinante, que antes del final de la próxima década podría estar mandando datos desde saturno. El único problema que tiene para salir adelante es que la misión, al ser tan compleja, probablemente exceda el presupuesto de una sonda de tipo New Frontier (Aprox. 800 millones de dólares) por lo que podría ser cancelada. 

lunes, 22 de enero de 2018

El más esperado.


Durante este año, a finales de mes si no hay más retrasos, debe despegar por primera vez el que se convertirá en el cohete con mayor capacidad de carga actual. El Falcon Heavy de SpaceX, con una capacidad de más de 60 toneladas métricas en orbita baja y mas de 21 toneladas en orbita de transferencia geoestacionaria. 

Este lanzador es la gran esperanza de aumentar el acceso al espacio, ya que trasporta mas del doble de carga que el siguiente lanzador (Delta 4 heavy) a solo un tercio del coste de este, abaratando bastante el precio por carga enviada al espacio.

Será el cohete más grande en servicio hasta que en 2019 debute el SLS de la NASA en su versión Block 1 que podrá llevar más de 70 toneladas a la órbita baja.

Planeando el regreso a Saturno. Parte II


Una de las opciones más sencillas con la que podríamos regresar en breve a Saturno es con una sonda para el estudio de su atmósfera. 

Aunque conocemos la composición de las atmósfera de Saturno, no sabemos a ciencia cierta cuáles son las abundancias relativas de los gases que la forman ni las proporciones isotópicas de los mismos. Tampoco está muy clara su estructura vertical. Una sonda que descienda a través de la atmósfera de Saturno podría aclarar todos estos misterios y nos proporcionaría datos fundamentales del origen del sistema solar. La sonda consistiría en una cápsula de descenso y una nave principal que sobrevolaría Saturno y retransmitiría los datos de la cápsula a la Tierra.

Esta misión permitiría complementar los hallazgos de la misión Cassini en Saturno y de la sonda Galileo en la atmósfera de Júpiter. Además la vista de los cielos azules de Saturno con sus anillos sería memorable. Pero esta sonda lo tiene bastante complicado para salir adelante ya que se hace difícil justificar el alto costo de la misión y el largo tiempo de vuelo (varios años) para una vida útil operativa de solo unas pocas horas. La entrada atmosférica y el descenso son maniobras arriesgadas.

Continuará...

Perspectivas de la minería espacial


Aprovechar los recursos de los asteroides es una idea casi tan vieja como la del vuelo espacial, pero fuera del ámbito de la ciencia ficción nunca ha gozado de mucha credibilidad, principalmente debido a su complejidad y alto coste. Esto se debe en gran parte al enorme costo energético necesario para abandonar la tierra, lo que hace que viajar hasta los asteroides, procesarlos para acceder a sus recursos y regresar con los minerales obtenidos nos saldría mucho más caro que los posibles beneficios a obtener.

Las proyectos en este campo aun están en etapas iniciales por lo que no esperen que pronto busquen platino o europio en los asteroides. No, su objetivo es una sustancia más abundante y a primera vista más ‘aburrida': el agua. Por anodina que parezca, el agua es una sustancia clave para los viajes espaciales. De ella se puede extraer hidrógeno y oxígeno, que pueden servir como combustible y comburente para motores cohete. El oxígeno tiene además unas aplicaciones obvias en las misiones tripuladas (mantener viva a la tripulación). El agua de los asteroides puede abrirnos las puertas del Sistema Solar.

En otras palabras, de prosperar la naciente minería espacial, las 'empresas' del ramo se dedicaron a extraer elementos volátiles de los asteroides y vendérselos a posibles clientes (“NASA” en el argot de estas empresas). Con el tiempo, si estos planes prosperan, se daría paso a refinerías de combustible y metales a gran escala.

Pero estos emprendimientos se enfrentan a serias dificultades. Además de las limitaciones tecnológicas referentes a la extracción de recursos de los asteroides, la cuestión es que no sabemos si existe un mercado de clientes lo suficientemente numeroso o lo suficientemente generoso capaz de rentabilizar estas misiones, porque si nadie viaja más allá de la órbita baja (misiones tripuladas a la luna, Marte o más allá) el modelo de negocio de estas empresas se vendría abajo.

Frecuencia de los impactos de cuerpos menores en la tierra.


Frecuencia de los impactos de cuerpos menores en función de su tamaño. 

Las cifras son aproximadas y pueden cambiar fácilmente en un orden de magnitud dependiendo de las fuentes consultadas. Fíjense en como un asteroide o cometa, como el que detonó sobre Rusia en 2013 (aproximadamente 15 metros), tiene una frecuencia anual, solo que la inmensa mayoría ocurre sobre áreas deshabitadas, como el del 7 de octubre de 2008, cuando un asteroide colisionó con la Tierra creando una explosión con una potencia equivalente a uno o dos kilotones. El asteroide se desintegró a gran altura sobre el desierto nubio, en una zona prácticamente deshabitada situada al norte de Sudán.

Como se puede ver, cuanto más grande es el objeto es menos frecuente el impacto. Además es mucho más fácil detectar a los más grandes. Se cree que tenemos catalogados cerca del 90% de los asteroides con un tamaño superior a 1 kilómetro de diámetro (Gracias a la misión WISE de la NASA).

Por lo tanto el verdadero peligro para la humanidad reside en los objetos con un tamaño de 50 a 200 metros, que son lo suficientemente numerosos para tener una frecuencia de impacto relativamente elevada, estimada en unos 200-1000 años. A lo que debemos temer no es a una colisión como la que aniquiló a los dinosaurios, sino a un suceso de tipo Tunguska. 

En junio de 1908, un objeto de unos 60 metros de diámetro colisionó con la Tierra sobre Tunguska, una remota región de Siberia oriental, creando una gigantesca explosión de 15 megatones. Si este pequeño asteroide hubiese impactado contra Europa occidental en vez de caer sobre Siberia habría causado una verdadera tragedia.

domingo, 21 de enero de 2018

Midiendo las amenazas a nuestro mundo.


¿Qué tan frecuentes son los impactos de asteroides peligrosos?

Cuando hablamos de los asteroides en realidad nos referimos a un conjunto de cuerpos celestes bastante heterogéneo, no todos representan una amenaza para la civilización humana (al menos de momento).

Los cuerpos menores que se hallan cerca de la Tierra reciben la denominación de NEOs (Near Earth Objects), pero los que verdaderamente nos preocupan son los PHO (Potentially Hazardous Objects), aquellos cuerpos que se acercan a menos de 7,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. La Tierra está repleta de cicatrices que demuestran que el peligro es real. ¿Cuántos objetos de este tipo hay?¿Con qué frecuencia chocan contra nuestro mundo? 


Hay millones de asteroides y cometas, pero sólo una pequeña fracción poseen órbitas cercanas a al Tierra. Y de éstos, sólo un número aún menor es potencialmente peligroso. Por ejemplo, el objeto que se cree contribuyó a la extinción de los dinosaurios tenía un tamaño de ocho o diez kilómetros. 

De acuerdo con los cálculos actuales, la Tierra recibe un impacto de estas características cada cien millones de años. Mucha mala suerte tendríamos que tener para que nos cayese un pedrusco de estas dimensiones en las próximas décadas o siglos. Pero no necesitamos un asteroide tan grande para causar una desgracia. Un cuerpo de tan sólo doscientos metros de diámetro sería capaz de provocar decenas de miles de muertes dependiendo del lugar del impacto.

Por eso el verdadero peligro reside en los objetos con un tamaño de 50 a 200 metros, que son lo suficientemente numerosos para tener una frecuencia de impacto relativamente elevada, estimada en unos 200-1000 años. A lo que debemos temer no es a una colisión como la que aniquiló a los dinosaurios, sino a un suceso de tipo Tunguska. En junio de 1908, un objeto de unos 60 metros de diámetro colisionó con la Tierra sobre Tunguska, una remota región de Siberia oriental, creando una gigantesca explosión de 15 megatones. Si este pequeño asteroide hubiese impactado contra Europa occidental en vez de caer sobre Siberia habría causado una verdadera tragedia. 

Existen muchos métodos para salvar a la Tierra de una colisión con un asteroide cercano, pero desgraciadamente ninguno de ellos está disponible en estos momentos.

Castalia: explorando el origen del agua en la tierra.


Castalia es una misión propuesta para explorar un cometa del cinturón de asteroides (MBC) llamado 133P/Elst-Pizarro. Los MBCs son una reciente población descubierta que habita la región comprendida entre el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter y que se consideran remanentes del período en el cual cuerpos ricos en agua bombardearon la Tierra. Castalia pretende realizar el primer estudio insitu de un cuerpo de este tipo analizando por primera vez las características concretas de la composición del agua originaria de esa región.

Será la sucesora de la exitosa misión Rosetta de la ESA a otro cometa con la que se podrá comparar el ratio en los isotopos de diferentes elementos clave como también medir el plasma y el polvo despedido.

La misión una vez alcanzado el objetivo se divide en cuatro fases a distancias específicas del cuerpo. La primera a 1000 km para una visualización general del objeto; la segunda será una órbita a 100 km para un detallado a escalas medias del terreno; la tercera a 20km y la ultima a ¡5km! de la superficie para estimar detalles del núcleo del NBC y presenciar insitu la actividad cometaria de Pizarro respectivamente; por supuesto debidamente realizada durante el periodo activo previsto. Añadimos también una posible excursión a la cola de plasma de Pizarro a unos 10000km y ¡un posible aterrizaje suave en su superficie!

Castalia es una propuesta de clase M (media) de la agencia espacial europea (ESA), si es aprobada despegaría en 2024 y llegaría a su objetivo hacia el 2030.

Hielo y fuego.


Uno de los descubrimientos más relevantes de principios de esta década fue que el planeta Mercurio es caliente y árido, pero al mismo tiempo tiene agua y compuestos orgánicos.

El planeta más cercano al Sol tiene de hecho hielo en su superficie. Eso suena sorprendente a primera vista, pero se encuentra en cráteres que viven en una sombra permanente, al no llegar nunca el resplandor solar. 

Se piensa que tal vez fueron cometas (o asteroides, que como ahora sabemos contienen también mucha agua) los que la llevaron hasta este mundo ardiente, al impactar contra el. 

De hecho, la sonda MESSENGER de la NASA no sólo encontró hielo en el polo norte, sino también encontró compuestos orgánicos, que son los componentes básicos de la vida. Aunque eso no significa que esta última exista en Mercurio, demuestra que estos elementos se distribuyen por todo el Sistema Solar.

Si en el lejano futuro se intenta la colonización de Mercurio, ya sabemos donde se encontrarán los asentamientos humanos, en las eternas sombras polares. 

(1036) Ganymed.

Este es el más grande de los asteroides cercanos a la tierra, y una eventual fuente de materiales para el día en que se intente la colonización del sistema solar.


Ganymed (o ganímedes si lo prefieren, no confundir con la luna de Júpiter) pertenece al grupo de asteroides cercanos 'Amor', es decir, se acerca por afuera de la órbita terrestre.

Es un asteroide rico en hierro y silicatos de magnesio. El 13 de octubre de 2024 se acercará a 56 millones de kilómetros de nuestro planeta, alcanzando una magnitud visual de +9, visible con grandes binoculares o pequeños telescopios.

Al pasar cerca de nuestro planeta y de Marte, su orbita varía con el tiempo, por suerte no lo suficientemente rápido como para entrar en la categoría de 'potencialmente peligroso'. Aun así, se lo debe estudiar a largo plazo. A parte de poseer órbitas irregulares con el tiempo, Ganymed, el 16 de diciembre de 2174 pasará a poco más de 4 millones de kilómetros de Marte, siendo el planeta rojo responsable de perturbar su órbita.

Planeando el regreso a plutón.


Se han dado los primeros pasos para convertir en realidad una sonda orbital a Plutón.

Plutón ha demostrado ser un mundo fascinante, a pesar de su reducido tamaño. La sonda New Horizons, que estudió el planeta enano en 2015, ha descubierto numerosas características de este planeta enano pero su fugaz visita ha dejado muchas preguntas sin responder. Por ello se ha empezado a planificar lo que, en el futuro, se convertiría en una misión de regreso a plutón, esta vez con un orbitador.

La nueva sonda, que sería similar a la Dawn que ha estado explorando el cinturón de asteroides, estudiaría a plutón y su principal luna caronte con un detalle sin precedentes (la cercanía de ambos cuerpos permitiría compartir el tiempo de observación). Al igual que Dawn, el orbitador a plutón utilizaría propulsión iónica para alcanzar su destino.


Pero a tan grandes distancias la energía solar no es una opción por lo que probablemente necesite de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) o un pequeño reactor nuclear para alimentar el sistema de propulsión.

Por este y otros motivos el precio de esta sonda a plutón se acercaría a unos 2.000 millones de dolares (como mínimo) y le tomaría como una década de viaje llegar al planeta enano.

La sonda podría despegar como muy pronto a finales de la 
próxima década. Un lanzamiento en 2030 tendría una carga simbólica significativa, ya que se cumplirían 100 años del descubrimiento de Plutón.

Sin embargo, una misión orbital a Plutón está, todavía, muy lejos de convertirse en realidad. Los bajos presupuestos y la gran cantidad de proyectos compitiendo por esos escasos recursos hacen que sea muy difícil que un proyecto como este sea aprobado en un futuro próximo. Solo nos queda esperar que en lo que nos reste de vida podamos ver a la humanidad regresar al reino de plutón.

Explorando el sistema solar exterior.



En los casi 60 años de la exploración espacial solo unas pocas misiones se han aventurado más allá del cinturón de asteroides ingresando al reino de los planetas exteriores, siendo casi todas sondas de la NASA.

Esto se debe a los enormes desafíos que debe superar un vehículo espacial para poder viajar a los planetas exteriores y tener buenas posibilidades de cumplir con su misión.

Las muy bajas temperaturas, la lejanía del sol, lo que obliga a usar fuentes de energía nuclear, y los prolongados tiempos de vuelo requieren de una sonda compleja y cara, algo que muy pocas agencias espaciales se pueden permitir.

Todo esto nos ha preguntarnos ¿Y el viaje tripulado a los planetas exteriores? Pues con las grandes dificultades tecnológicas y económicas asociadas a un viaje tripulado, no se espera que la humanidad se adentre en el reino de los gigantes gaseosos hasta, por lo menos, finales del siglo 21.

Los recursos del mañana.


Cierto tipo de asteroides cercanos a la tierra podrían convertirse en una importante fuente de ingresos en el futuro. Son los llamados Objetos Fácilmente Capturables o EROs (Easily Retrievable Objects), es decir, objetos que pueden ser capturados en órbitas periódicas alrededor de los puntos de libración L1 o L2 del sistema Tierra-Sol usando muy poca energía (Delta-V). 

En teoría, estos asteroides podrían ser capturados de forma muy sencilla y luego ser trasladados hasta el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Luna. Pero quizás lo más destacable de los EROs sea el potencial que representan de cara al futuro. Hasta cien mil millones de toneladas de material podrían ser potencialmente capturadas usando menos energía que la requerida para acceder a los recursos de la superficie de la Luna. Está claro que si la minería de asteroides se vuelve una realidad, los EROs tienen todas las papeletas para ser los protagonistas.

sábado, 20 de enero de 2018

Viviendo en domos lunares.


En el futuro, cuando la colonización de la luna ya sea una realidad y se haya dominado la manufacturación in situ se podría intentar la construcción de grandes 'domos' lunares. Es decir colonias superficiales con estructuras resistentes y que filtren la mayoría de las radiaciones nocivas.

En estas estructuras construidas, preferentemente sobre cráteres, se podrían recrear autentico 'habitats' terrestres.

Esto tendría muchas ventajas, no solo en temas de alimentación sino también en recreación y apoyo psicológico para los colonos, incluso se podrían crear reservas biológicas fuera de nuestro planeta. Además con el desarrollo de estas colonias podríamos aprender mucho más sobre los ecosistemas terrestres. 

Pero los desafíos a los que se enfrenta un proyecto de este tipo no son pequeños. No es fácil crear y mantener una biosfera funcional fuera de la tierra. Los intentos previos en la tierra se han encontrado con numerosos problemas y eso que por muy aislados que se hayan encontrado los laboratorios seguían estando en nuestro planeta. En la luna, u otro planeta, deberán ser totalmente independientes y funcionar a la perfección ya que, debido a las distancias, no existe la posibilidad de ayuda de parte de la tierra.

Por todas estas dificultades se especula que este tipo de colonia estaría disponible recién a finales de este siglo.

Usando armas láser en el espacio


Durante la Guerra Fría las dos superpotencias, EE UU y la URSS, no sólo se plantearon seriamente su uso, sino que incluso llegaron a lanzar prototipos de estaciones láser al espacio. El objetivo de estos satélites era destruir la flota de misiles intercontinentales enemigos en caso de guerra nuclear, de ahí la importancia de estos proyectos. Aunque las dificultades tecnológicas eran (y siguen siendo) impresionantes, la perspectiva de alcanzar una ventaja estratégica sobre el contrincante justificaba sobradamente las enormes sumas de dinero invertidas en su realización. 

¿Pero como funcionaban?

Los láseres debían destruir al misil en la primera fase de vuelo antes de que liberaran los vehículos de reentrada (MIRV) con las armas nucleares. La fina piel metálica de los misiles era un objetivo ideal para un arma de energía dirigida. No se necesitaba destruir el vehículo por completo. Una vez perforado el fuselaje, las altas velocidades del misil y la resistencia aerodinámica serían suficientes para desintegrarlo, o al menos desviarlo de su trayectoria. Destruir los MIRV mediante láseres no se consideraba viable por culpa de los gruesos y resistentes escudos de ablación que rodeaban las cabezas nucleares.

Todo esto era sencillo en teoría, pero en la práctica era poco menos que imposible. Para empezar, los láseres deberían ser extremadamente potentes y además sería necesario tener en cuenta la enorme velocidad relativa entre el misil y el satélite para que el haz láser pudiese enfocar constantemente el cohete, una tarea nada sencilla si tenemos en cuenta que la estación láser se mueve a 8 km/s. 

Por si esto fuera poco, la estación debería ser capaz de enfocar el haz en función de la distancia variable al objetivo, además de tener en cuenta los efectos de dispersión y absorción de la atmósfera terrestre.

Al final, una de las propuestas más realistas fue la estadounidense MIRACL (Mid-Infrared Advanced Chemical Laser) un láser infrarrojo de fluoruro de deuterio de un megavatio de potencia. Derivado de este proyecto nació el Zenith Star un prototipo de estación de combate láser que estuvo muy cerca de hacerse realidad en los años 80. 

La Unión sovietica por su parte desarrolló el proyecto Skif. Skif era menos ambicioso que sus contrapartidas norteamericanas, ya que su objetivo era destruir o inhabilitar satélites enemigos de la SDI, no misiles intercontinentales. Los satélites son en principio más frágiles que los misiles, además de seguir órbitas bien definidas. Esto permitió un desarrollo más rápido del proyecto, aunque los desafíos tecnológicos fueron también impresionantes.

Pero no pudo ser, la crisis económica y la caída de la URSS propiciaron la cancelación de estos proyectos.

viernes, 19 de enero de 2018

Hellas basin visto por la MarsExpress.


Hellas Basin, (la cuenca de Hellas) es una llanura localizada en el hemisferio sur del planeta Marte, consistente en un gran cráter de impacto. Con un diámetro de unos 2.300 km, es el cráter de impacto más grande de la superficie de Marte. Se cree que fue formado durante el período de intenso bombardeo tardío del Sistema Solar, hace unos 3.900 millones de años, cuando un gran asteroide colisionó con la superficie.2

Es el punto más bajo de la superficie de Marte, con una profundidad aproximada de 6.000 metros. La imagen fue tomada por la sonda europea Mars Express justo cuando una tormenta de polvo se arremolinaba dentro de la cuenca.

Estrellas tipo M


Las estrellas de tipo M, también llamadas enanas rojas, son el tipo de estrella más común en el universo, representando cerca del 80% del total de ellas. Tienen un radio que es solo el 0.3 del radio solar y una luminosidad de tan solo el 0.01 de nuestra estrella. Es por ello que, a pesar de ser tan abundantes, son tan difíciles de ver (muy pocas enanas rojas se hallan al alcance de los telescopios de aficionado)

Son bastante frías, para ser estrellas, con temperaturas superficiales de solo 3000 K. Esto se debe a que queman el hidrógeno en su núcleo de una manera muy avara lo que permite que este tipo de estrella tenga una vida muy larga, con un promedio de 200.000 millones (20 veces la vida del sol)

Este tipo de estrella puede poseer todo un sistema planetario, solo que se caracterizan por ser ultra compactos estando todos los planetas a poca distancia entre si. Se conoce la existencia de varios planetas ubicados en zonas habitables alrededor de estas estrellas, pero la habitabilidad de dichos mundos se halla comprometida por la excesiva cercanía a su estrella madre (las enanas rojas son famosas por sus violentas emisiones de rayos X). En todo caso, al ser el tipo de estrella más abundante, son un objetivo en la búsqueda de vida más allá del sistema solar.

jueves, 18 de enero de 2018

¿Cómo buscar vida en Marte?


La búsqueda de vida fuera de la tierra es una de las metas de la exploración espacial robótica. Marte, Europa, Encélado y otros mundos son candidatos para albergar la chispa de la vida gracias a ciertas condiciones favorables halladas en ellos (aunque con diferencias notables). Sin embargo nuestra tecnología actual nos limita lo lejos que podemos ir a explorar por lo que nuestra mejor opción para responder a la eterna pregunta de si estamos solos es el planeta rojo.

Entonces a Marte. Antes de continuar debemos recordar que las sondas tienen limitadas capacidades de carga por lo que no pueden llevar todos los instrumentos científicos que queramos, así que hay que ser selectivos y mandar solo aquellos que podrán enviarnos el mayo retorno científico. Para esta tarea es fundamental conocer las condiciones ambientales marcianas.

Al carecer de un campo magnético digno de ese nombre, Marte ha perdido casi toda su atmósfera por lo que las intensas radiaciones del espacio pueden alcanzar la superficie del planeta. Esta combinación de altas radiaciones y bajísima presión atmosférica practicamente descarta la presencia de vida sobre la superficie. Pero ¿Siempre fue así?

Ahora sabemos que no, que en el pasado remoto las condiciones marcianas eran mucho más benignas, una atmósfera más densa permitía la existencia de grandes depósitos de agua lo que habría favorecido el surgimiento de alguna clase de vida unicelular. Lastimosamente dichas condiciones ambientales no durarían mucho y con el paso del tiempo el planeta se convertiría en el desierto que hoy es.
El clima marciano fue más benigno en el pasado.

Entonces ¿Qué buscamos? se buscan microorganismos unicelulares, invisibles a simple vista. Esto se debe a que es improbable que la vida en Marte haya progresado en el camino evolutivo mucho más allá de ese nivel. Esto en si no tiene nada de raro ya que nuestro mundo fue un mundo de vida unicelular durante dos mil millones de años o más antes de la llegada de la vida pluricelular.

Si la vida surgió en el planeta rojo esta pudo haber prosperado en el subsuelo marciano, incluso podría haber sobrevivido hasta la actualidad, por lo que si queremos encontrar evidencia de su presencia, pasada o presente, debemos escarbar el suelo marciano. 

A una profundidad de uno o dos metros, los hipotéticos microbios marcianos estarían lo suficientemente protegidos de las radiaciones como para prosperar. Precisamente a dicha profundidad se encontrarían grandes depósitos de hielo puro en amplias zonas del planeta. Desde luego que el hielo en sí no es idóneo para la vida, pero bajo ciertas condiciones podría derretirse proporcionando una capa de agua líquida temporal que permitiría a las formas de vida marcianas realizar reacciones químicas complejas. 


¿Y fósiles visibles en el registro de rocas? Cuando las condiciones lo permiten, las "esteras microbianas" (comunidades de microorganismos de varias capas) pueden intercalarse con sedimentos finos, produciendo estructuras morfológicas características en las rocas que se forman posteriormente. Estas capas serian muy visibles, pero es muy poco probable que un rover o una sonda estática den con una pieza semejante (aunque nunca se sabe).

Un ejemplo de capas formadas por microorganismos. 

Aunque no encontremos microfósiles podemos buscar señales químicas que delaten la presencia de procesos biológicos. 

Otro problema es que se busca señales de algo que habría existido hace tres o cuatro mil millones de años. Y en todo ese tiempo pueden haber ocurrido muchas cosas: Las rocas que conservan las evidencias pueden erosionarse, o enterrarse más allá de su alcance. Afortunadamente, Marte no tiene indicios de poseer placas tectónicas activas, que causan el constante cambio y reciclaje de la corteza que tenemos en nuestro planeta, lo que significa que es básicamente una cápsula del tiempo geológica. De lo contrario las opciones de encontrar evidencia de vida pasada serían mínimas.

Para complicar las cosas, las sondas robóticas no pueden aterrizar en cualquier parte del planeta, solo en las más bajas ya que, al tener mayor densidad atmosférica, solo en dichas zonas se pueden usar paracaídas. Además las limitaciones sobre su movilidad hacen que sea muy difícil acceder a los sitios donde se cree que es posible que existan microbios en la actualidad. Eso ya será trabajo para exploradores humanos.


En el 2020, deben aterrizar en el planeta rojo las sondas Exomars rover de la agencia espacial europea (ESA) y el rover marciano de la NASA (hermano del rover Curiosity). Ambos vehículos están preparados para la búsqueda de señales que delaten un pasado biológico. Si ambas sondas dan resultados negativos será un duro golpe para las expectativas de encontrar vida en Marte, refugiándose en la esperanza de que, simplemente, no aterrizaron en el lugar correcto o que la vida se esconde fuera de su alcance, quizás demasiado subterránea para alcanzarla. Si por el contrario la respuesta es positiva, nuestra posición en el Universo habrá cambiado para siempre.

Exomars rover.
Mars rover 2020