sábado, 21 de febrero de 2015

La nave espacial New Horizons, de la NASA, comienza las primeras etapas del encuentro con Plutón

15 de enero de 2015: Recientemente, la nave espacial New Horizons (Nuevos Horizontes, en idioma español), de la NASA, comenzó su histórico y tan esperado camino hacia el encuentro con Plutón. La nave espacial está ingresando en la primera de varias fases de acercamiento que culminarán el 14 de julio con el primer sobrevuelo de acercamiento al planeta enano, a 7,51 mil millones de kilómetros (4,67 mil millones de millas) de la Tierra.
“La primera misión de la NASA al distante Plutón también será la primera vista que tendrá la humanidad de este frío e inexplorado mundo de nuestro sistema solar”, dijo Jim Green, quien es el director de la División de Ciencias Planetarias (Planetary Science Division, en idioma inglés), de la NASA, en las oficinas centrales de la entidad, ubicadas en Washington. “El equipo de New Horizons trabajó mucho con el objetivo de prepararse para esta primera fase, y lo hicieron de manera impecable”.


splash
 
 New Horizons, de la NASA, es la primera misión a Plutón y al Cinturón de Kuiper, mundos pequeños rocos y helados ubicados en la frontera externa del sistema solar. Esta animación sigue a la nave espacial New Horizons a medida que abandona la Tierra después de su lanzamiento, en enero de 2006, a través de un sobrevuelo de Júpiter asistido por la gravedad, en febrero de 2007, hacia su encuentro con Plutón y sus lunas, el cual tendrá lugar en el verano (boreal) de 2015. Crédito de la imagen: NASA/JHUAPL 
 
Al momento de su lanzamiento, New Horizons era la nave espacial más rápida. Despegó en enero de 2006 y despertó de su más reciente período de hibernación el mes último, después de un viaje de más de 4.800 millones de kilómetros (3.000 millones de millas). Pronto pasará cerca de Plutón, dentro de las órbitas de sus cinco lunas conocidas.

A modo de preparación para el encuentro cercano, los equipos científicos, de ingeniería y de operación de la nave espacial configuraron la sonda, del tamaño de un piano, para llevar a cabo observaciones a distancia del sistema de Plutón. Dichas observaciones comenzaron el 25 de enero con una sesión fotográfica de largo alcance.
 
 
Las imágenes que captó el Generador Telescópico de Imágenes de Reconocimiento de Largo Alcance (Long-Range Reconnaissance Imager o LORRI, por su acrónimo en idioma inglés) darán a los científicos de la misión una mirada continuamente mejorada de la dinámica de las lunas de Plutón.

Asimismo, las imágenes desempeñarán un papel vital en la navegación de la nave espacial a medida que abarque los restantes 200 millones de kilómetros (135 millones de millas) en su camino hasta Plutón.

“Hemos completado el viaje más largo que ha hecho una nave espacial desde la Tierra para alcanzar su objetivo primario y estamos listos para comenzar a explorar”, dijo Alan Stern, quien es el investigador principal de la misión New Horizons, en el Instituto de Investigaciones del Sudoeste (Southwest Research Institute o SwRI, por su sigla en idioma inglés), ubicado en Boulder, Colorado.

El LORRI tomará cientos de fotografías de Plutón durante los próximos meses con el fin de perfeccionar los cálculos actuales de la distancia entre la nave espacial y el planeta enano. A pesar de que el sistema de Plutón se parecerá a poco más que puntos brillantes en el ocular de la cámara, hasta mayo, los navegadores de la misión usarán los datos con el propósito de diseñar maniobras destinadas a corregir el curso y lograr que la nave se dirija hacia su objetivo este verano (boreal). La primera de dichas maniobras podría tener lugar ya en marzo.

splash
 
 En esta cronología del encuentro entre New Horizons y Plutón se muestran las fases de acercamiento y alejamiento, próximas al encuentro, el 14 de julio de 2015. Crédito de la imagen: NASA/JHU APL/SwRI

“Tenemos que perfeccionar nuestro conocimiento del sitio en el que se encontrará Plutón cuando pase New Horizons por allí”, señaló Mark Holdridge, quien está a cargo de la misión del encuentro que protagonizará New Horizons. Holdridge trabaja en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (Johns Hopkins University’s Applied Physics Laboratory o APL, por su sigla en idioma inglés), en Laurel, Maryland. “El momento en el que se producirá el sobrevuelo también debe ser exacto porque los comandos de las computadoras que orientarán a la nave espacial y dirigirán los instrumentos científicos se basan en saber con precisión el momento en el que pasaremos por Plutón; y estas imágenes nos ayudarán a determinarlo”.

La campaña de “navegación óptica” que comienza este mes marca la primera vez que se utilizarán imágenes tomadas por la nave New Horizons como ayuda para detectar la ubicación de Plutón.

Durante toda la primera fase de acercamiento, que se extenderá hasta la primavera (boreal), New Horizons llevará a cabo una significativa cantidad de investigaciones científicas adicionales. Los instrumentos de la nave espacial reunirán continuamente datos sobre el ambiente interplanetario donde orbita el sistema planetario, incluidas las mediciones de partículas de alta energía que emanan del Sol y las concentraciones de partículas de polvo en los confines internos del Cinturón de Kuiper.

Además de Plutón, esta área, la región externa inexplorada del sistema solar, podría incluir miles de pequeños planetas rocosos y helados similares.

Se realizarán estudios más intensivos de Plutón, durante la primavera (boreal), momento en el cual las cámaras y los espectrómetros que se encuentran colocados a bordo de New Horizons podrán brindar más altas resoluciones de imágenes que lo que aportan los telescopios más poderosos de la Tierra.

Finalmente, la nave espacial obtendrá imágenes lo suficientemente buenas como para confeccionar mapas de Plutón y de sus lunas de manera más exacta que lo que se logró en las anteriores misiones de reconocimiento planetario.

sábado, 14 de febrero de 2015

El Telescopio Espacial Hubble capta una rara conjunción de tres lunas

5 de febrero de 2015:  Disparando una cantidad de fotografías instantáneas, como si fuera un fotógrafo deportivo en una carrera de la NASCAR, el Telescopio Espacial Hubble, de la NASA, captó la rara conjunción de tres de las lunas más grandes de Júpiter (Europa, Calisto e Io) “corriendo” a través de la cara con bandas del planeta gaseoso gigante.

Estas lunas, llamadas galileanas, deben su nombre al científico del siglo XVII Galileo Galilei, quien las descubrió con un telescopio, completan órbitas alrededor de Júpiter y sus duraciones van desde 2 a 17 días. Comúnmente, se las puede ver transitando la cara de Júpiter y proyectando sombras hacia la parte superior de las nubes. Sin embargo, ver tres lunas transitando la cara de Júpiter al mismo tiempo es raro; ocurre solamente una o dos veces por década.

splash
 
Una rara conjunción de tres de las lunas de Júpiter en la imagen que captó el telescopio Hubble. Crédito de la imagen: NASA, ESA y Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

La imagen tomada por el telescopio Hubble, a la izquierda, muestra el comienzo del evento, el cual tuvo lugar el 24 de enero de 2015. De izquierda a derecha, las lunas Calisto e Io están ubicadas arriba de la parte superior de las nubes de Júpiter. Las sombras que proyectan Europa, Calisto e Io están ubicadas de izquierda a derecha. Europa no se ve en esta imagen.

Casi al final del evento, aproximadamente 42 minutos más tarde (imagen de la derecha), Europa ingresa al cuadro en el ángulo inferior izquierdo. Calisto, más lenta, está arriba y a la derecha de Europa. Io, que se desplaza más rápidamente, se aproxima al extremo oriental del planeta; su sombra ya no es visible en Júpiter. La sombra de Europa se ve en el costado izquierdo de la imagen, y la sombra de Calisto, a la derecha. Las velocidades orbitales de las lunas son proporcionalmente más lentas a medida que aumenta la distancia del planeta.

En la secuencia no se ve a Ganímedes, una de las cuatro lunas galileanas que estaba fuera del campo visual del telescopio Hubble y demasiado lejos de Júpiter como para ser parte de esta conjunción.

Las lunas en estas fotografías tienen colores distintivos. La antigua superficie repleta de cráteres de Calisto es de color marrón; la helada superficie lisa de Europa es de color amarillo-blancuzco; y la superficie volcánica de dióxido de azufre de Io es de color naranja. La “falta de claridad” aparente de algunas de las sombras depende de las distancias de las lunas de Júpiter. Cuanto más lejos esté una luna del planeta, más suave es la sombra, porque la sombra está más extendida por todo el disco.

Las imágenes fueron tomadas con la Cámara de Campo Amplio 3 del telescopio Hubble, en luz visible.

sábado, 7 de febrero de 2015

El asteroide que rozó la Tierra tiene su propia luna

26 de enero de 2015: Los científicos que trabajan con la antena de la Red del Espacio Profundo (Deep Space Network, en idioma inglés), de la NASA, ubicada en Goldstone, California, que mide 70 metros (230 pies) de diámetro, han dado a conocer las primeras imágenes de radar del asteroide 2004 BL86. Las imágenes muestran que el asteroide tiene su propia luna pequeña. Además, el asteroide hizo su máximo acercamiento el 26 de enero de 2015 a las 8:19 de la mañana, hora estándar del Pacífico o PST (11:19 de la mañana, hora estándar del este o EST); estuvo a una distancia de alrededor de 1,2 millones de kilómetros (745.000 millas), ó 3,1 veces la distancia que hay entre la Tierra y la Luna.

splash
 
Usando el Telescopio Espacial Hubble, de la NASA, astrónomos han montado una fotografía más grande y más nítida de los icónicos “Pilares de la creación” de la Nebulosa del Águila. Crédito: NASA/ESA/Equipo Hubble Heritage (STScI/AURA)/J. Hester, P. Scowen (Universidad Estatal de Arizona) 
 
Las 20 imágenes individuales que se utilizaron en la película fueron generadas a partir de datos reunidos en Goldstone el 26 de enero de 2015. Dichas imágenes muestran que el cuerpo primario mide aproximadamente 325 metros (1.100 pies) de diámetro y tiene una pequeña luna que mide aproximadamente 70 metros (230 pies) de diámetro. En el ambiente cercano a la Tierra, alrededor del 16 por ciento de los asteroides que miden aproximadamente 200 metros (655 pies) o más son sistemas binarios (es decir, el asteroide primario con una luna más pequeña que lo orbita) o incluso sistemas triples (con dos lunas). La resolución de las imágenes de radar es 4 metros (13 pies) por píxel.

La trayectoria del asteroide 2004 BL86 es conocida. El sobrevuelo que tuvo lugar el lunes fue el máximo acercamiento a la Tierra que realizará el asteroide durante, al menos, los próximos dos siglos. También es el acercamiento máximo a la Tierra que hará un asteroide conocido de este tamaño, hasta que el asteroide 1999 AN10 roce nuestro planeta en el año 2027.

El asteroide 2004 BL86 fue descubierto el 30 de enero de 2004 por el Programa Lincoln de Investigación y Seguimiento de Asteroides Cercanos a la Tierra (Lincoln Near-Earth Asteroid Research o LINEAR, por su acrónimo en idioma inglés), en Arenas Blancas, Nuevo México.

El radar es una técnica poderosa para estudiar el tamaño de un asteroide, así como su forma, su estado de rotación, las características y la rugosidad de la superficie, y para mejorar el cálculo de las órbitas de los asteroides. Las mediciones de las distancias y velocidades de los asteroides, que se realizan a través de radares, con frecuencia permiten calcular las órbitas de los asteroides mucho más adelante en el tiempo que si las observaciones mediante radares no fueran posibles.

La NASA otorga una alta prioridad al seguimiento de los asteroides y a la protección de nuestro planeta de estos objetos espaciales. De hecho, Estados Unidos tiene el programa de exploración y detección más sólido y productivo destinado a descubrir objetos cercanos a la Tierra (near-Earth objects o NEOs, por su sigla en idioma inglés). Hasta la fecha, los instrumentos estadounidenses han descubierto más del 98 por ciento de los NEO que se conocen.

Además de los recursos que la NASA aporta para el conocimiento de los asteroides, la agencia espacial también se asocia con otras agencias gubernamentales de Estados Unidos, así como con astrónomos de universidades e institutos de ciencias espaciales del país, a menudo con subvenciones, transferencias entre las agencias y otros contactos de la NASA, y también lo hace con agencias e instituciones espaciales internacionales que están trabajando con el fin de dar seguimiento a estos objetos y entenderlos mejor.

ACTUALIZACIÓN: 27/01/2015

Los científicos de Goldstone que observan a 2004 BL86 forman parte de un equipo de astrónomos de todo el mundo que han estado clasificando el asteroide. Las observaciones espectroscópicas de 2004 BL86 que llevó a cabo Vishnu Reddy, un científico e investigador del Instituto de Ciencias Planetarias (Planetary Science Institute, en idioma inglés), ubicado en Tucson, usando las Instalaciones del Telescopio Infrarrojo (Infrared Telescope Facility, en idioma inglés), de la NASA, en Mauna Kea, Hawái, indican que la firma espectral del asteroide es similar a la del masivo asteroide Vesta. Ubicado en el corazón del cinturón de asteroides principal del sistema solar, el asteroide Vesta fue el destino reciente de la misión Dawn (Amanecer, en idioma español), de la NASA, que ahora se encuentra camino a Ceres, el mundo helado.

sábado, 31 de enero de 2015

El Orbitador de Reconocimiento de Marte encuentra un módulo de descenso “perdido” en el Planeta Rojo desde el año 2003

16 de enero de 2015:  Se creía que el módulo de descenso de Marte, llamado Beagle 2, construido por el Reino Unido, se había perdido en el Planeta Rojo en el año 2003, pero ahora las imágenes provistas por el Orbitador de Reconocimiento de Marte (Mars Reconnaissance Orbiter o MRO, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, parecen haberlo encontrado.

splash
 
 Se creía que el módulo de descenso Beagle 2, construido por el Reino Unido, estaba perdido en Marte desde el 25 de diciembre de 2003, pero ahora ha sido encontrado en imágenes enviadas por el Orbitador de Reconocimiento de Marte, de la NASA.

Un conjunto de tres observaciones realizadas con la cámara del Experimento Científico de Imágenes en Alta Resolución (High Resolution Imaging Science Experiment o HiRISE, por su acrónimo en idioma inglés) del orbitador muestra al Beagle 2 parcialmente desplegado sobre la superficie del planeta, dando así por resuelto el misterio sobre lo que sucedió con la misión hace más de una década.
Las imágenes muestran que el módulo de descenso sobrevivió a su aterrizaje el 25 de diciembre de 2003, y se posó sobre el planeta lo suficiente como para al menos desplegar parcialmente sus paneles solares.
 
 
El Beagle 2 consiguió que la longeva misión Mars Express (Expreso de Marte, en idioma español), de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency o ESA, por su acrónimo en idioma inglés), lo acercara un poco a su destino. Se trató de una colaboración entre la industria y los académicos que fue diseñada para producir investigaciones científicas de primera categoría desde la superficie del Planeta Rojo.

“Estoy encantado de que el Beagle 2 finalmente haya sido encontrado en Marte”, dijo Mark Sims, de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido. Sims fue una parte fundamental del proyecto Beagle 2 desde el comienzo; dirigió la fase de estudio inicial y fue el administrador de la misión Beagle 2.

“Desde el año 2003, todos los días de Navidad, me he preguntado qué sucedió con el Beagle 2. En 2003, mi día de Navidad, al igual que el de muchos otros que trabajaban en el Beagle 2, se arruinó por la decepción de no recibir datos desde la superficie de Marte. Para ser honesto, yo prácticamente había abandonado las esperanzas de saber alguna vez qué había sucedido con el Beagle 2. Las imágenes muestran que estuvimos muy cerca de alcanzar nuestra meta científica en Marte”.

splash
 
 Esta imagen muestra el sitio donde lo que se vio en una observación que realizó el Orbitador de Reconocimiento de Marte, de la NASA, se ha interpretado como elementos del arribo a Marte, el 25 de diciembre de 2003, del módulo de descenso Beagle 2, del Reino Unido. La imagen fue tomada en 2014 por la cámara HiRISE del orbitador. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Univ. de Arizona/Universidad de Leicester

Las imágenes proporcionadas por el HiRISE, que inicialmente fueron operadas por Michael Croon, de Trier, Alemania, un ex miembro del equipo de operaciones del Mars Express, de la Agencia Espacial Europea, brindan evidencia vinculada con el módulo de descenso y con componentes clave del descenso sobre la superficie de Marte dentro del área de aterrizaje esperada, llamada Isidis Planitia, una cuenca de impacto ubicada cerca del ecuador.

Imágenes posteriores y el análisis llevado a cabo por el equipo del módulo Beagle 2, en conjunto con el equipo del HiRISE y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California, han confirmado que los objetivos descubiertos poseen el tamaño, la forma, el color y la dispersión correcta como para que se trate del módulo Beagle 2. El geólogo planetario del JPL, Tim Parker, quien colaboró en la búsqueda y procesó algunas de las imágenes, dijo: “He estado observando los objetos cuidadosamente y estoy convencido de que se trata de objetos del Beagle 2”.

El análisis de las imágenes indica lo que parece ser una configuración parcialmente desplegada, con lo que se cree que es la cubierta trasera, con su paracaídas de frenado (todavía amarrado), y el paracaídas principal cerca del lugar. Debido al tamaño pequeño del Beagle 2 (menos de 7 pies, o 2 metros de diámetro para el módulo desplegado), está justo en el límite de detección de HiRISE, la cámara de más alta resolución que orbita Marte. Los objetivos están dentro del área de aterrizaje esperada, a una distancia de alrededor de cinco kilómetros (tres millas) de su centro.

“Puedo imaginar que el equipo del Beagle 2 sintió que todo había llegado a su fin”, dijo Richard Zurek, del JPL. Zurek es un científico que ahora trabaja para el proyecto del Orbitador de Reconocimiento de Marte y que previamente lo hizo para el Módulo de Descenso Mars Polar, de la NASA, que todavía sigue perdido desde el año 1998. “El MRO ha ayudado a encontrar sitios de aterrizaje seguros en Marte para las misiones Curiosity (Curiosidad, en idioma español) y Phoenix (Fénix, en idioma español) y ha buscado la nave perdida para conocer qué puede haber salido mal. Es una tarea extremadamente difícil, ya que las naves son pequeñas y las áreas de búsqueda son extensas. Para tener éxito en esto, hace falta la mejor cámara que tenemos en la órbita de Marte y trabajo realizado por personas dedicadas”.

sábado, 24 de enero de 2015

Un satélite con una antena extraordinaria estudiará la humedad del suelo

31 de diciembre de 2014: Es activo. Es pasivo. Y tiene un lazo grande que gira.
Con su lanzamiento programado para el 29 de enero de 2015, el instrumento Activo-Pasivo para la Detección de la Humedad del Suelo (Soil Moisture Active Passive instrument o SMAP, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, medirá la humedad alojada en los suelos de la Tierra con exactitud y resolución sin precedentes. Las tres partes principales del instrumento son: un radar, un radiómetro y la antena de malla giratoria más grande jamás desplegada en el espacio.


splash
 
 Con su lanzamiento programado para enero de 2015, el satélite de Mapeo de la Humedad del Suelo (SMAP), de la NASA, rastreará agua en el suelo. Los datos reunidos ayudarán a predecir las condiciones del tiempo, las inundaciones, las sequías, el rendimiento de las cosechas y los deslizamientos de tierra; todo desde el espacio exterior. Reproducir un video con música

A los instrumentos de detección remota se los llama “activos” cuando emiten sus propias señales y “pasivos” cuando registran señales que ya existen. El instrumento científico de la misión posee un sensor de cada tipo para reunir las mediciones más exactas y de mayor resolución que jamás se han tomado de la humedad del suelo; una pequeña fracción del agua de la Tierra que tiene un efecto desproporcionadamente grande sobre las condiciones meteorológicas y también sobre la agricultura.

Para permitir que la misión alcance el nivel de exactitud necesario mientras que cubre el globo cada tres días, más o menos, los ingenieros del SMAP en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, ubicado en Pasadena, California, diseñaron y construyeron la antena giratoria más grande que podría guardarse en un espacio de solo 30 por 120 centímetros (1 pie por 4 pies) para el lanzamiento. El disco mide 6 metros (19,7 pies) de diámetro.
 
 
“Lo llamamos el lazo giratorio”, dijo Wendy Edelstein, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, quien está a cargo del instrumento SMAP. Como el lazo de un vaquero, la antena se une en un costado a un brazo con un gancho en el codo. Gira alrededor del brazo a unas 14 revoluciones por minuto (una rotación completa cada cuatro segundos). El disco de la antena fue aportado por Northrop Grumman Astro Aerospace, en Carpinteria, California. Y el motor que hace girar la antena fue proporcionado por la compañía Boeing, en El Segundo, California.

“La antena nos causó mucha angustia, sin duda”, señaló Edelstein. Aunque la antena debe caber durante el lanzamiento en un espacio no mayor al de un cesto de basura alto, tiene que desplegarse de manera muy precisa, de modo que la forma superficial de la malla sea exacta dentro de aproximadamente unos pocos milímetros (una octava parte de una pulgada).

El disco de malla está bordeado por un anillo de soportes de grafito liviano que se estiran y se abren como una puerta para bebés cuando se tira de un solo cable, desplegando así la malla. “Asegurarnos de que no se trabe, que la malla no se enganche en los soportes y se rompa al desplegarse… todo eso requiere una ingeniería muy cuidadosa”, dijo Edelstein. “Probamos, probamos y probamos un poco más. Tenemos un sistema muy estable y robusto ahora”.

El radar del SMAP, desarrollado y construido en el JPL, utiliza la antena para transmitir las microondas hacia la Tierra y recibir las señales que regresan, lo cual se llama retrodifusión. Las microondas penetran unas pocas pulgadas o más en el suelo antes de rebotar. Los cambios en las propiedades eléctricas de las microondas que regresan señalan cambios en la humedad del suelo y también dicen si el suelo está congelado o no. Mediante el uso de una técnica compleja, llamada procesamiento de radar de apertura sintética, el radar puede producir imágenes muy nítidas con una resolución de uno a tres kilómetros (media milla a milla y media).

El radiómetro del SMAP detecta diferencias en las emisiones naturales de microondas de la Tierra que son causadas por el agua en el suelo. Con el fin de abordar un problema que ha obstaculizado seriamente las misiones anteriores que utilizaron este tipo de instrumento para el estudio de la humedad del suelo, los diseñadores del radiómetro del Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA, en Greenbelt, Maryland, desarrollaron y construyeron uno de los más sofisticados sistemas de procesamiento de señales jamás creado para un instrumento científico.

El problema es la interferencia de radiofrecuencia. Las longitudes de onda de las microondas que SMAP utiliza están oficialmente reservadas para uso científico, pero las señales en longitudes de onda cercanas que se utilizan para el control del tráfico aéreo, los teléfonos celulares y otros propósitos, se propagan a las longitudes de onda del SMAP de forma imprevisible. El procesamiento convencional de señales promedia los datos durante un período prolongado, lo cual significa que incluso una breve ráfaga de interferencia sesga el registro para ese período. Los ingenieros del centro Goddard idearon una nueva forma de eliminar sólo los segmentos pequeños de interferencia real, dejando mucho más de las observaciones intactas.

La combinación de las señales de radar y del radiómetro permite a los científicos sacar ventaja de las fortalezas de ambas tecnologías y evitar sus debilidades. “El radiómetro proporciona datos más precisos sobre la humedad del suelo pero brinda una resolución tosca, de aproximadamente 40 kilómetros (25 millas)”, expresó Eni Njoku, del JPL, un científico de investigación que trabaja con el instrumento SMAP. “Con el radar, se puede crear una resolución muy alta, pero es menos exacta.

Para obtener una medición exacta y de alta resolución, procesamos las dos señales juntas”.

sábado, 17 de enero de 2015

Destellos de rayos gamma terrestres

31 de diciembre de 2014: Todos los días, las tormentas eléctricas alrededor del mundo producen aproximadamente mil rápidos estallidos de rayos gamma, una luz de muy alta energía que se encuentra de manera natural en la Tierra. Mediante la combinación de los registros de eventos observados por el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma (Fermi Gamma-ray Space Telescope, en idioma inglés), de la NASA, con datos de radares terrestres y detectores de rayos, los científicos han finalizado el análisis más detallado hasta la fecha de los tipos de tormentas que están involucrados.
“Notablemente, hemos descubierto que cualquier tormenta puede producir rayos gamma, incluso aquellas que parecen ser tan débiles que no merecen la atención de un meteorólogo”, dijo Themis Chronis, quien dirigió la investigación en la Universidad de Alabama en Huntsville (University of Alabama in Huntsville o UAH, por su acrónimo en idioma inglés).

splash
 
 Las nuevas investigaciones, que fusionan los datos aportados por el telescopio Fermi con información proporcionada por radares en tierra y redes detectoras de rayos, muestran que los destellos de rayos gamma terrestres surgen de una inesperada diversidad de tormentas y pueden llegar a ser más comunes que lo que se pensaba. Reproducir el video, en idioma inglés (insert link) Las imágenes que se muestran arriba, de izquierda a derecha) fueron tomadas el 6 y 7 de junio y el 1 de noviembre, respectivamente. 
 
Los estallidos, llamados Destellos de Rayos Gamma Terrestres (Terrestrial Gamma-ray Flashes o TGFs, por su sigla en idioma inglés), fueron descubiertos en 1992 por el Observatorio Compton de Rayos Gamma, de la NASA, que funcionó hasta el año 2000. Los TGF se producen de manera impredecible y fugaz, con duración de menos de una milésima de segundo, y siguen siendo fenómenos poco comprendidos.

A fines del año 2012, los científicos del telescopio Fermi emplearon nuevas técnicas que efectivamente actualizaron el Monitor de Destellos de Rayos Gamma (Gamma-ray Burst Monitor o GBM, por su sigla en idioma inglés) del satélite, haciéndolo así 10 veces más sensible a los TGF y permitiendo que registre eventos débiles que antes pasaban desapercibidos.

“Como resultado de nuestro mayor número de descubrimientos, pudimos mostrar que la mayoría de los TGF también generan fuertes ráfagas de ondas de radio como las que producen los relámpagos”, señaló Michael Briggs, quien es el Subdirector del Centro de Plasma Espacial e Investigación Aeronómica (Center for Space Plasma and Aeronomic Research, en idioma inglés), en la UAH, y miembro del equipo del GBM.

Previamente, las posiciones de los TGF se podían estimar tomando como base la ubicación del telescopio Fermi en el momento del evento. El GBM puede detectar destellos dentro de aproximadamente 800 kilómetros (500 millas), pero esto es demasiado impreciso como para asociar de manera definitiva un TGF con una tormenta específica.

Las redes de detección de rayos terrestres usan datos de radio para localizar los lugares donde caen. El descubrimiento de señales similares provenientes de los TGF significó que los científicos podían usar las redes para determinar qué tormentas producen destellos de rayos gamma, abriendo la puerta de este modo a una comprensión más profunda de la meteorología que genera estos eventos extremos.

Chronis, Briggs y sus colegas buscaron entre 2.279 TGFs detectados por el GBM del telescopio Fermi con el fin de obtener una muestra de casi 900 eventos localizados con exactitud por la Red Total de Ubicación de Rayos (Total Lightning Network, en idioma inglés), la cual es operada por Earth Networks, en Germantown, Maryland, y la Red Mundial de Localización de Rayos (World Wide Lightning Location Network, en idioma inglés), que colaboran en la investigación bajo la dirección de la Universidad de Washington, en Seattle. Estos sistemas pueden precisar la ubicación de las descargas de rayos (y las señales correspondientes de los TGF) a una distancia de 10 kilómetros (6 millas) en cualquier parte del mundo.

De este grupo, el equipo identificó 24 TGFs ocurridos dentro de las áreas cubiertas por el Radar Meteorológico de Nueva Generación (Next Generation Weather Radar o NEXRAD, por su acrónimo en idioma inglés), en Florida, Louisiana, Texas, Puerto Rico y Guam. Para ocho de estas tormentas, los investigadores obtuvieron información adicional acerca de las condiciones atmosféricas a través de los datos del sensor recogidos por el Departamento de Ciencias Atmosféricas (Department of Atmospheric Science, en idioma inglés), de la Universidad de Wyoming, en Laramie.

“En resumen, este estudio es nuestra mejor mirada a las tormentas que producen TGFs y demuestra de manera convincente que la intensidad de la tormenta no es la clave," dijo Chronis, quien presentó los resultados el miércoles 17 de diciembre, en una charla a la que fue invitado en la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense (American Geophysical Union, en idioma inglés), que se llevó a cabo en San Francisco. Un artículo que describe la investigación se ha presentado al Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense (Bulletin of American Meteorological Society, en idioma inglés).

Los científicos sospechan que los TGF surgen de fuertes campos eléctricos cerca de la parte superior de las tormentas. Las corrientes ascendentes y descendentes que hay dentro de las tormentas hacen que la lluvia, la nieve y el hielo choquen entre si y adquieran una carga eléctrica. Generalmente, la carga positiva se acumula en la parte superior de la tormenta y carga negativa se acumula por debajo.

Cuando el campo eléctrico de la tormenta llega a ser tan fuerte que descompone las propiedades aislantes del aire, se produce la descarga de un rayo.

Bajo las condiciones adecuadas, la parte superior de un rayo intra-nube altera el campo eléctrico de la tormenta de tal manera que una avalancha de electrones surge hacia arriba a gran velocidad. Cuando estos electrones que se mueven rápidamente son desviados por las moléculas de aire, emiten rayos gamma y crean un TGF.

Aproximadamente el 75 por ciento de los relámpagos permanece dentro de la tormenta, y alrededor de 2.000 de estas descargas intra-nube ocurren en cada TGF que el telescopio Fermi detecta.

El nuevo estudio confirma los resultados anteriores que indican que los TGF tienden a producirse cerca de las partes más altas de una tormenta eléctrica, entre los11 y 14 kilómetros (7 y 9 millas) de altura. “Sospechamos que esta no es la historia completa”, explicó Briggs. “Los rayos a menudo ocurren a altitudes más bajas y los TGF probablemente también pero el viaje por mayores profundidades de aire debilita los rayos gamma, tanto que el GBM no puede detectarlos”.

Tomando como base las estadísticas actuales aportadas por el telescopio Fermi, los científicos estiman que por día se producen alrededor de 1.100 TGFs, pero la cantidad puede ser mucho mayor si no se captan los destellos de baja altitud.

A pesar de que es demasiado pronto para sacar conclusiones, señala Chronis, existen algunas pistas que indican que los destellos de rayos gamma pueden preferir las zonas de tormenta donde las corrientes ascendentes se han debilitado y la tormenta que envejece se ha vuelto menos organizada.

“Parte de nuestra investigación en curso es rastrear estas tormentas con el radar NEXRAD para determinar si podemos relacionar los TGF con el ciclo de vida de la tormenta”, agregó.

sábado, 10 de enero de 2015

La nave espacial Dawn comienza su acercamiento al planeta enano Ceres

30 de diciembre de 2014: La nave espacial Dawn (Amanecer, en idioma español), de la NASA, ha ingresado a una fase de acercamiento en la cual continuará aproximándose a Ceres, un planeta enano del tamaño de Texas, al que nunca antes había visitado una nave espacial. Dawn fue lanzada en el año 2007 y está programada para ingresar en la órbita de Ceres en marzo de 2015.
“Ceres es casi un absoluto misterio para nosotros”, dijo Christopher Russell, quien es el principal investigador de la misión Dawn, con base en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA, por su acrónimo en idioma inglés). “Ceres no tiene meteoritos relacionados con él para que nos ayuden a revelar sus secretos. Todo lo que podemos predecir con seguridad es que nos sorprenderemos”.

splash
 
 La propulsión mediante iones no es algo que solamente se encuentra en la ciencia ficción. Los motores de propulsión iónica son reales y llevan a la nave espacial Dawn, de la NASA, a través de su camino hacia el planeta enano Ceres. Para conocer más sobre el tema, reproduzca este episodio, en idioma inglés, de “Crazy Engineering” (Ingeniería Loca, en idioma español). 
 
Los próximos dos meses prometen vistas de Ceres que mejorarán continuamente, antes del arribo de Dawn. Hacia fines de enero, las imágenes y otros datos proporcionados por la nave espacial serán los mejores que se hayan conseguido del planeta enano.

Recientemente, Dawn emergió de una conjunción solar, en la cual la nave espacial estaba ubicada en el lado opuesto del Sol, limitando así la comunicación con las antenas en la Tierra. Ahora que Dawn nuevamente puede comunicarse de manera confiable con la Tierra, los controladores de la misión han programado las maniobras necesarias para la próxima etapa del encuentro, al cual ellos denominan la fase de acercamiento a Ceres. En la actualidad, Dawn se encuentra a 640.000 kilómetros (400.000 millas) de distancia de Ceres, y se está acercando a él a alrededor de 725 kilómetros por hora (450 millas por hora).

El arribo de la nave espacial a Ceres marcará la primera vez que una nave espacial ha orbitado dos sistemas solares fijados como objetivo. Previamente, Dawn exploró el protoplaneta Vesta durante 14 meses, desde 2011 hasta 2012. La nave captó imágenes y tomó datos detallados relacionados con ese cuerpo.

Se cree que los dos cuerpos planetarios son diferentes de pocas, aunque importantes, maneras. Ceres se puede haber formado después que Vesta y con un interior más frío. La evidencia actual sugiere que Vesta solamente retuvo una pequeña cantidad de agua porque se formó antes, cuando el material radiactivo era más abundante, lo que habría producido más calor. Ceres, por otro lado, posee un manto de hielo grueso e incluso puede llegar a tener un océano debajo de su corteza helada.

Además, Ceres, con un diámetro promedio de 950 kilómetros (590 millas), es también el cuerpo más grande en el Cinturón de asteroides, la franja del sistema solar que está ubicada entre Marte y Júpiter. En comparación, Vesta tiene un diámetro promedio de 525 kilómetros (326 millas) y es el segundo cuerpo más masivo del cinturón.

La nave espacial usa la propulsión por iones con el fin de atravesar el espacio de manera mucho más eficiente que si utilizara la propulsión química. En un motor de propulsión iónica, se aplica una carga eléctrica al gas xenón y rejillas de metal cargadas aceleran las partículas de xenón y las impulsan hacia afuera del propulsor. Estas partículas empujan hacia atrás en el propulsor a medida que salen, creando así una fuerza de reacción que impulsa a la nave espacial. Dawn ahora ha completado cinco años de tiempo de empuje acumulado, lo que es mucho más que el tiempo logrado por cualquier otra nave espacial.

“Sería verdaderamente imposible orbitar Vesta y Ceres con la propulsión convencional. Gracias a la propulsión mediante iones, estamos a punto de hacer historia con la primera nave espacial que ha orbitado dos mundos alienígenos inexplorados”, dijo Marc Rayman, quien es el ingeniero principal de la misión Dawn y también su director. Esta misión tiene su base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, en Pasadena, California.