La bacteria salmonela revela sus secretos a bordo del transbordador espacial

El ambiente de ingravidez del espacio confunde a la bacteria salmonela

y le hace creer que se encuentra dentro de los intestinos humanos.

¿El efecto? Una bacteria más agresiva.

Mayo 6, 2009: ¿Qué te sucede salmonela?

Ésta es la pregunta que han estado haciéndose los investigadores desde el momento en que la bacteria salmonela, cultivada a bordo del transbordador espacial, regresó a la Tierra mostrando entre 3 y 7 veces más virulencia que sus contrapartes cultivadas en tierra bajo idénticas condiciones. Descubrir por qué sucede esto podría ayudar a resguardar a los astronautas de enfermedades y llevaría a implementar nuevos tratamientos contra la intoxicación producida por los alimentos y otras enfermedades comunes en la Tierra.

Nuevas investigaciones llevadas a cabo por Cheryl Nickerson (de la Universidad Estatal de Arizona) y sus colegas no sólo explican por qué la bacteria salmonela está más activa en el espacio, sino también cómo volver a calmarla.

"Creemos que lo que está ocurriendo es que el ambiente de ingravidez del espacio confunde a la bacteria salmonela y le hace creer que se encuentra dentro de los intestinos humanos", dice Nickerson. "Es un fenómeno mecánico que tiene que ver con 'la fricción ocasionada por los líquidos' (cizallamiento de fluidos)".

Derecha: Fotomicrografía de la bacteria salmonela. Cortesía del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste. [Imagen ampliada]

Los microbios de salmonela pueden detectar la fuerza del líquido que se mueve al pasar por su superficie externa. Esta "fricción ocasionada por los líquidos" actúa como una señal, que el microbio utiliza para saber el lugar del cuerpo donde se encuentra. Generalmente, la salmonela logra ingresar al cuerpo dentro de los alimentos que ingiere una persona. Justo en la parte media del sitio con forma de tubo que forman los intestinos, la mezcla de jugos gástricos y alimentos a medio digerir (similar a un líquido) es agitada considerablemente; esto provoca que la fricción ocasionada por los líquidos sea elevada.

Pero, a medida que la bacteria salmonela se acerca a la pared de los intestinos, se va escurriendo entre los diminutos espacios localizados entre las microvellosidades (protuberancias similares a un cabello) que recubren la mucosa intestinal. Es en ese lugar que la célula se protege del movimiento de agitación y la fricción ocasionada por los líquidos disminuye hasta alcanzar niveles muy bajos. Y en ese mismo sitio la célula de la bacteria atraviesa el intestino hasta el torrente sanguíneo para causar una infección. De modo que tendría sentido que una bacteria que esté experimentando poca fricción ocasionada por los líquidos altere la actividad de aquellos genes que la ayudan a sobrevivir y cause una infección.

Las simulaciones realizadas por computadora han mostrado que la cantidad de fricción ocasionada por los líquidos que experimenta la bacteria en el ambiente de ingravidez del espacio es parecida a la que existe en los pequeños espacios de la pared intestinal, dice Nickerson. "Un vuelo espacial es un entorno de baja fricción ocasionada por los líquidos".

El equipo de investigación de Nickerson observó la bacteria salmonela de dos vuelos llevados a cabo por el transbordador espacial a la Estación Espacial Internacional: STS-115, en septiembre de 2006, y STS-123, en marzo de 2008. Los investigadores descubrieron 167 genes que permanecen más o menos activos en las bacterias más agresivas en comparación con las bacterias que no realizaron el vuelo. Los científicos identificaron también un "interruptor principal" que regula aproximadamente una tercera parte de estos genes, una proteína llamada Hfq. La actividad de esta proteína también se vio afectada por las condiciones de fricción ocasionadas por los líquidos durante el vuelo espacial.

Arriba: La astronauta Heidemarie Stefanyshyn-Piper, de la NASA, inicia el experimento de la bacteria salmonela durante la misión del transbordador espacial STS-115. [Imagen ampliada]

Ahora que los científicos saben qué genes y proteínas contribuyen a exacerbar el efecto de virulencia, están utilizando esta información con el fin de desarrollar nuevas estrategias, como vacunas y tratamientos, para combatir la enfermedad causada por la ingestión de alimentos que contienen la bacteria salmonela.

El equipo de investigadores ya encontró una manera prometedora de combatir la virulencia extra de la salmonela: añadir una pizca de iones. Cuando Nickerson y sus colegas cultivaron la misma cepa de la bacteria en un medio que contenía concentraciones más altas, de cinco iones (potasio, cloruro, sulfato, magnesio y fosfato), ¡la virulencia de la bacteria que realizó el vuelo espacial dejó de aumentar!

"Las células son cosas graciosas ", dice Nickerson. "Si les das demasiado o muy poco de algo a lo que ellas están acostumbradas, te sorprenden con su manera de responder."

La mayor parte de los genes que son activados por el ambiente de baja fricción ocasionada por los líquidos, en el vuelo espacial, está involucrada en el transporte de estos iones hacia dentro y hacia afuera de las células, de modo que podría existir una conexión. Todavía se están llevando a cabo las investigaciones relacionadas con el efecto de este ion, dice Nickerson, pero ella especula que esto podría, en un futuro, llevar al desarrollo de nuevas formas de utilizar estos iones para evitar las infecciones producidas por la salmonela.

"Una de las preguntas que me hace la gente es: '¿Cómo se te ocurrió estudiar la bacteria [salmonela en el espacio]?' Yo doy vuelta la pregunta y digo: '¡Cómo no se me ocurrió!'", relata Nickerson. "En cada una de las ocasiones en que los científicos hemos estudiado los microbios bajo circunstancias extremas, hemos obtenido increíbles ideas sobre cómo funcionan. Los vuelos espaciales son otro de los ambientes extremos que permanecen sin explorar, relativamente."

"Para mí, esto fue algo que no tuve que pensar siquiera."

Mercurio activo

Una sonda de la NASA que sobrevoló la superficie de Mercurio
ha revelado que el planeta está más activo de lo que se esperaba.

Abril 30, 2009: Una nave espacial de la NASA que sobrevoló la superficie de Mercurio ha revelado que la atmósfera, la magnetósfera y el pasado geológico del planeta exhiben un mayor nivel de actividad del que los científicos sospecharon. La sonda también descrubrió la cuenca de un gran impacto, llamada "Rembrandt", que mide cerca de 690 km (430 millas) de diámetro.

Estos nuevos descubrimientos y otros más están informados en cuatro artículos publicados en la edición del 1 de mayo de la revista Science. Los datos provienen de la nave MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging o Superficie, Ambiente espacial, Geoquímica y Cálculo de la distancia de Mercurio). El 6 de octubre de 2008, MESSENGER voló sobre Mercurio por segunda vez, capturando de este modo más de 1.200 imágenes del planeta, en color y en alta resolución.

Derecha: La cuenca de impacto Rembrandt descubierta por MESSENGER durante su segundo sobrevuelo de Mercurio, en octubre de 2008. Crédito de la imagen: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto Smithsoniano/Instituto Carnegie de Washington. [Más información]

"Este segundo sobrevuelo de Mercurio proporcionó muchos descubrimientos", dijo Sean Solomon, quien es el investigador principal de la sonda, en el Instituto Carnegie de Washington. "Una de las mayores sorpresas fue lo mucho que [la magnetósfera de Mercurio] ha cambiado respecto de lo que vimos durante el primer sobrevuelo, en enero de 2008".

La magnetósfera es una región del espacio alrededor de Mercurio que está envuelta por el campo magnético del planeta. El viento solar repleto de ráfagas que presionan contra la burbuja de magnetismo puede disparar tormentas magnéticas y otros fenómenos relacionados con el estado del tiempo en el espacio.

"Durante el primer sobrevuelo, MESSENGER midió campos magnéticos del planeta, de tipo dipolar, relativamente tranquilos. Los científicos no detectaron ninguna característica dinámica que no fueran algunas ondas de Kelvin-Helmholtz", dice James Slavin, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. Slavin es un coinvestigador en la misión y autor principal de uno de los artículos.

"Pero el segundo sobrevuelo fue una situación totalmente diferente", relató. MESSENGER observó una magnetósfera muy dinámica con "reconexiones magnéticas" que tenían lugar a una tasa 10 veces mayor que la que se observa en la Tierra durante los intervalos más activos. "La alta tasa de inyección de energía del viento solar fue evidente en la gran amplitud de las ondas de plasma y las grandes estructuras magnéticas medidas por el magnetómetro de la nave espacial durante todo el encuentro".

Arriba: Concepto artístico de la sorprendentemente activa magnetósfera de Mercurio. Crédito de la imagen: Imagen producida por la NASA/Centro Goddard para Vuelos Espaciales/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto Carnegie de Washington. Imagen reproducida por cortesía de Science/AAAS. [Más información]

Otro resultado excitante es el descubrimiento de una gran cuenca de un impacto, hasta ahora desconocida. La cuenca Rembrandt tiene más de 700 kilómetros (430 millas) de diámetro y, si se hubiera formado en la costa este de Estados Unidos, se extendería una distancia como la que hay entre Washington D.C. y Boston.

Rembrandt se formó hace aproximadamente 3.900 millones de años, cerca del final del período de bombardeo intenso en el sistema solar interior, sugiere el científico de MESSENGER Thomas Watters, autor principal de otro de los artículos. Rembrandt es importante, no sólo porque es grande, sino también porque está proporcionando a los investigadores la posibilidad de ver la superficie de Mercurio, lo cual no ha sucedido con otras cuencas.

"Esta es la primera vez que vemos terreno expuesto en el piso de una cuenca de impacto en Mercurio, el cual se ha preservado desde que se formó", explica Watters. "Formaciones como las que están reveladas en el piso de Rembrandt, en general, son completamente enterradas por flujos volcánicos".

La mitad de Mercurio era desconocida hasta hace poco más de un año. Globos del planeta estaban en blanco de un lado. Desde entonces, las imágenes proporcionadas por las naves espaciales han revelado el 90 por ciento de la superficie del planeta en alta resolución. Esta cobertura casi global está mostrando, por primera vez, cómo se formó la corteza de Mercurio.

Derecha: En este mapa interpretativo de la superficie de Mercurio, las sombras de color amarillo denotan suaves llanuras de origen volcánico principalmente. Este tipo de terreno cubre aproximadamente el 40% del planeta. La franja blanca (vacía) es la porción de Mercurio que aún no ha sido fotografiada. Crédito de la imagen: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Universidad Estatal de Arizona/Instituto Carnegie de Washington. [Más información]

"Después de realizar mapas de la superficie, vemos que aproximadamente el 40 por ciento está cubierto por llanuras suaves", dijo Brett Denevi, de la Universidad Estatal de Arizona, en Tempe, quien es miembro del equipo y autor principal de un artículo. "Se interpreta que muchas de estas llanuras suaves son de origen volcánico, y están distribuidas globalmente. La mayor parte de la corteza de Mercurio pudo haberse formado mediante repetidas erupciones volcánicas de manera más parecida a lo que sucedió con la corteza de Marte que de la Luna".

Otro descubrimiento del sobrevuelo es la primera detección de magnesio en la exósfera de Mercurio. La exósfera es una atmósfera ultra delgada donde las moléculas están tan separadas que tienen más probabilidad de chocar con la superficie que entre ellas. El material en la exósfera proviene principalmente de la superficie misma de Mercurio, arrancado por la radiación solar, el bombardeo provocado por el viento solar y la evaporación de meteoroides.

La sonda posee un Espectrómetro de Composición Atmosférica y de Superficie de Mercurio que detectó el magnesio. El hallazgo de magnesio no fue una sorpresa para los científicos, pero la abundancia fue inesperada. El instrumento también midió otros constituyentes exosféricos entre los que se incluyen el calcio y el sodio. Los investigadores creen que grandes cambios diarios en la delgada atmósfera de Mercurio pueden ser causados por la protección variable de su magnetósfera activa.

"Este es un ejemplo de la clase de descubrimientos particulares que el equipo de ciencia combinará para darnos una nueva imagen de cómo se formó el planeta y cómo evolucionó", dice William McClintock, del Laboratorio para Física Atmosférica y del Espacio, en la Universidad de Colorado, en Boulder. McClintock es investigador adjunto y autor principal de uno de los cuatro artículos.

"El tercer sobrevuelo de Mercurio, que tendrá lugar el 29 de septiembre, es nuestro ensayo final para la presentación principal de nuestra misión: la inserción de la sonda en órbita alrededor de Mercurio, en marzo de 2011", dice Solomon. "La fase orbital será como llevar a cabo dos sobrevuelos por día y proveerá una recolección continua de información sobre el planeta y su ambiente durante un año".

"Mercurio se ha mostrado tímido para revelar sus secretos, lo ha ido haciendo de a poco hasta ahora pero, en menos de dos años, el planeta más interno se convertirá en un amigo cercano".

El transbordador espacial Atlantis despega en su última misión al Telescopio Hubble

El transbordador espacial Atlantis llevará a cabo la última
misión de mantenimiento del Telescopio Espacial Hubble.

Mayo 11, 2009: El transbordador espacial Atlantis, con sus siete tripulantes, despegó a las 2:01 p.m. (hora diurna del Este) del lunes 11 de mayo, desde el Centro Espacial Kennedy, de la NASA, en su última misión de mantenimiento del Telescopio Espacial Hubble.

La misión de 11 días del Atlantis incluirá cinco caminatas espaciales para efectuar tareas de renovación en el telescopio Hubble. En esta oportunidad, instalarán instrumentos científicos de la más alta tecnología, destinados a mejorar las capacidades de descubrimiento del telescopio hasta 70 veces más, al mismo tiempo extendiendo su duración hasta, al menos, el año 2014.

Poco antes del despegue, el comandante Scott Altman agradeció a los equipos que hicieron posible el lanzamiento. "Por fin, nuestro lanzamiento ha llegado", dijo Altman. "...Ha sido difícil alcanzar este punto, pero todo el equipo, todos, han trabajado en conjunto para enviarnos hacia el espacio."

Arriba: El transbordador espacial Atlantis despega de la plataforma de lanzamiento 39A del Centro Espacial Kennedy, de la NASA, en Florida, comenzando de esta manera la misión STS-125 destinada a realizar tareas de mantenimiento en el Telescopio Espacial Hubble. Crédito de la fotografía: NASA Televisión

El equipo de Altman en la misión STS-125 está conformado por el piloto Gregory C. Johnson y los especialistas de la misión: Megan McArthur, John Grunsfeld, Mike Massimino, Andrew Feustel y Michael Good. McArthur será el ingeniero de vuelo y liderará las operaciones del brazo robot, mientras que el resto de los especialistas de la misión trabajarán de a pares para poner en práctica las obras en las caminatas espaciales una vez que el telescopio Hubble sea capturado y se lo sujete en la plataforma de carga útil. Altman, Grunsfeld y Massimino son veteranos en misiones en transbordadores espaciales y también en misiones al telescopio Hubble. En cambio, Johnson, Feustel y Good viajan al espacio por primera vez.

La misión STS-125 es el 126to vuelo que se lleva a cabo en transbordador, el 30mo para Atlantis y el segundo de los cinco previstos para 2009. El telescopio Hubble fue enviado al espacio el 24 de abril de 1990, en una misión anterior denominada STS-31. A STS-125 se la llama: Misión de Mantenimiento 4, aunque es técnicamente el quinto vuelo de mantenimiento hacia el telescopio.

"Durante mucho tiempo, el telescopio Hubble ha proporcionado excelente ciencia y bellas imágenes", dijo Ed Weiler, administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA. "Si la misión de mantenimiento tiene éxito, nos dará un telescopio que seguirá asombrando tanto a los científicos como al público por muchos años."

Entre los más grandes descubrimientos de Hubble se encuentra la edad del universo (13.700 millones de años); el hallazgo de que prácticamente todas las grandes galaxias tienen agujeros negros en su centro; el descubrimiento de que el proceso de formación planetaria es relativamente común; el hallazgo de la primera molécula orgánica en la atmósfera de un planeta que orbita otra estrella; y pruebas de que la expansión del universo se está acelerando (causada por una fuerza desconocida que representa aproximadamente el 72 por ciento del contenido de energía y materia del universo).

La NASA brinda transmisión televisiva y cobertura continua de la misión del Atlantis a través de Internet. Visite: http://www.nasa.gov/ntv o http://www.nasa.gov/shuttle para obtener una cobertura completa.

Una nueva explosión de rayos gamma bate el récord de distancia cósmica

El telescopio espacial Swift, de la NASA, dio aviso sobre una
nueva explosión de rayos gamma, y varios observatorios
alrededor del mundo confirmaron que era la más lejana que
se ha visto hasta ahora.

Abril 28, 2009: El satélite Swift de la NASA y un equipo internacional de astrónomos hallaron una explosión de rayos gamma que provenía de una estrella que murió cuando el universo tenía apenas una edad de 630 millones de años (menos del cinco por ciento de su edad actual). El evento, al que se dio el nombre GRB 090423, es la explosión cósmica más distante que se ha visto.

"La increíble distancia de esta explosión ha excedido nuestras mayores expectativas; realmente fue un estallido que vino del pasado", dice Neil Gehrels, quien es el cientifico principal del proyecto, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA.

Arriba: GRB 090423 tal y como fue observada por el satélite Swift. La imagen está compuesta por datos que proporcionaron los telescopios UV/óptico y de rayos-X de dicho satélite. Crédito: NASA/Swift/Stefan Immler [Imagen ampliada]

El estallido ocurrió a las 3:55 a.m., hora diurna del Este, el pasado 23 de abril. El satélite Swift rápidamente señaló la explosión, permitiendo de este modo que los telescopios ubicados en la Tierra también apuntaran hacia el blanco antes de que el brillo del estallido se desvaneciera. Astrónomos que trabajaban en ese momento en los telescopios de Chile y de las Islas Canarias midieron por separado el corrimiento al rojo de la explosión. El resultado fue 8,2, cifra que batió el récord previo de 6,7 marcado por una explosión ocurrida en septiembre de 2008. Un corrimiento al rojo de 8,2 corresponde a una distancia de 13.035 millones de años luz.

"Estamos presenciando el deceso de una estrella (y, probablemente, el nacimiento de un agujero negro) en una de las generaciones más jóvenes de estrellas del universo", dice Derek Fox, de la Universidad Estatal de Pensilvania.

Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más luminosas del universo. La mayoría de ellas ocurren cuando las estrellas masivas agotan su combustible nuclear. Conforme su núcleo se colapsa, ya sea para formar un agujero negro o una estrella de neutrones, se crean chorros de materia que abren agujeros a través de la estrella y escapan con gran estrépito hacia el espacio. Es ahí cuando pegan contra el gas previamente despedido por la estrella y lo calientan, generando así el brillo posterior que se desvanece pocos días después de la explosión y que es visible en muchas longitudes de onda.

Durante años, los astrónomos han estado a la caza de explosiones de rayos gamma que provinieran de las generaciones más jóvenes de estrellas (y, misteriosamente, han fracasado en encontrarlas). La detección de GRB 090423 es un hito en la búsqueda de explosiones en el rango de corrimientos al rojo de 10 a 20. Se puede hallar más información en: "El caso de las explosiones de rayos gamma extraviadas".

En las primeras tres horas de la explosión que tuvo lugar el 23 de abril, Nial Tanvir, de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, y sus colegas, informaron la detección de una fuente infrarroja en la posición indicada por el satélite Swift. Los investigadores utilizaron el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido (United Kingdom Infrared Telescope o UKIRT, en idioma inglés), en Mauna Kea, Hawai.

Al mismo tiempo, Fox dirigió sus esfuerzos a obtener imágenes infrarrojas del brillo posterior a la explosión usando el Telescopio Gemini Norte, en Mauna Kea. La fuente apareció en imágenes hechas a longitudes de onda más largas, pero estuvo ausente en la imagen tomada a la longitud de onda más corta, de 1 micrómetro. Esta "marginación" corresponde a una distancia cercana a los 13.000 millones de años luz.

Derecha: Concepto artístico de una explosión de rayos gamma en acción. Haga clic en la imagen para ver una serie de animaciones. Crédito: NASA/Swift/Cruz deWilde.

Conforme Fox difundió la noticia sobre el récord de distancia, más y más telescopios alrededor del mundo fueron apuntados hacia ese lugar para observar el brillo posterior a la explosión antes de que se desvaneciera por completo.

En el Telescopio Nacional Galileo, en La Palma, Islas Canarias, un equipo que incluía al astrónomo Guido Chincarini, de la Universidad de Milan-Bicocca, en Italia, determinó que el brillo posterior a la explosión fue de 8,2. El equipo de Tanvir, que reunió observaciones casi simultáneas usando uno de los Telescopios Muy Grandes (Very Large Telescopes o VLT, en idioma inglés), del Observatorio Europeo del Sur (European Southern Observatory o ESO, en idioma inglés), en Cerro Paranal, Chile, llegó a la misma conclusión.

"Es un increíble hallazgo", dice Chincarini. "Y lo que lo hace aún más interesante es que un telescopio que lleve el nombre de Galileo haga este descubrimiento durante el año en que estamos celebrando el aniversario número 400 de la primera observación astronómica realizada por Galileo con un telescopio".

La NASA coloca el material correcto en las manos correctas

La investigación sin aplicación convierte a los datos en un
"juguete aburrido". El programa SPoRT, de la NASA, da vida
a la información al ponerla al alcance de la mano de las personas
que pueden darle el mejor uso: los pronosticadores del
Servicio Meteorológico Nacional, quienes avisan de inmediato
cuando el mal tiempo se avecina.

Oh, una tormenta amenaza
Mi propia vida hoy
Si no consigo refugio
Oh sí, voy a desaparecer... ("Gimme Shelter" (Dame Refugio) - The Rolling Stones)

Abril 22, 2009: Imagine que un tornado monstruoso arrasa un condado vecino y que además se dirige al suyo.

Si usted vive en el norte de Alabama, sus pronosticadores del tiempo se encuentran bien preparados para decirle cuándo buscar refugio.

El Servicio Meteorológico Nacional posee allí un edificio compartido entre el Centro Nacional de Tecnología y Ciencias del Espacio (NSSTC, por su sigla en idioma inglés) y el Centro del Proyecto de Transferencia e Investigación de Predicciones a Corto Plazo, de la NASA, o SPoRT, por su sigla en idioma inglés. SPoRT proporciona datos satelitales de avanzada a los pronosticadores del tiempo, permitiéndoles de este modo reconocer situaciones climáticas amenazantes.

Derecha: Chris Darden (Oficial de Operaciones Científicas) y Mike Coyne (Meteorólogo a Cargo), del Servicio Meteorológico Nacional, se encargan del manejo de las comunicaciones durante condiciones de clima severo. [Imagen ampliada]

"No se trata de una situación en la que ellos solamente nos arrojan conjuntos de datos al azar con la esperanza de que nosotros seamos capaces de usarlos", comenta Chris Darden, del Servicio Meteorológico Nacional (NWS, en idioma inglés). "Ellos colaboran con nosotros para averiguar con precisión qué necesitamos. Luego, acomodan los datos en un formato legible para nosotros; de hecho, lo integran a lo que muestran nuestros radares. Y también nos capacitan para entender e interpretar la información que nos proporcionan".

El Dr. Gary Jedlovec, quien es el investigador principal del proyecto SPoRT, comenta: "Estamos todos juntos en esto, en este edificio, y quien gana es el público. El hecho de sumar nuestros datos a los modelos del clima del NWS ayuda a los pronosticadores del tiempo a proporcionar alertas altamente precisas para la comunidad".

Ese tornado que pasó "arando" a través de un condado próximo es un ejemplo magistral. SPoRT proporciona a los pronosticadores varias herramientas que ayudan a predecir el potencial de una tormenta eléctrica que genera tales monstruos. Una de esas mejores herramientas es el Panel de Configuración de Mapas de Rayos del Norte de Alabama (una red de 11 sensores que detecta rayos en los alrededores del área).

Piense en cómo su radio "cruje" ruidosamente cuando se produce un rayo. Eso sucede porque los rayos producen una gran cantidad de ruido en las frecuencias de radio. Suprimiendo las frecuencias no deseadas, los 11 sensores distribuidos entre torres de agua, de radio y en azoteas, pueden medir la cantidad total de rayos que ocurren en una tormenta.

Arriba: Haga clic en la imagen para reproducir una animación de 16 megabytes de los datos del Panel de Configuración de Mapas de Rayos. La animación muestra el progreso de la actividad de los rayos en el condado de Franklin, Alabama, durante una tormenta severa que tuvo lugar en marzo de 2002. [Videoclip]

"El conjunto de datos sobre los rayos puede ayudar a los pronosticadores a predecir si una tormenta va o no a generar un tornado", comenta Rich Blakeslee, científico atmosférico de la NASA. "Hemos descubierto que, normalmente, los rayos entre las nubes (no aquellos que van desde la nube hasta el suelo) de repente alcanzan un máximo para luego desaparecer tan repentinamente como llegaron al pico, apenas algunos minutos antes de que se forme un tornado".

Darden agrega: "Sumamos toda la información de los rayos, en tiempo real, con la de nuestro radar y con los datos sobre la velocidad del viento; esto nos ayuda a tomar la decisión crítica respecto de enviar o no un alerta".

SPoRT y otros programas del Centro Nacional de Ciencias Espaciales y Tecnología también tienen acceso a otra herramienta: un Radar Doppler Dual Polarimétrico que, de hecho, revela la forma de las gotas de lluvia. El radar tradicional que se utiliza para pronosticar el tiempo envía pulsos de radiación que oscilan solamente en una dirección: horizontal. Los radares duales polarimétricos mandan pulsos que oscilan en dos direcciones: horizontal y vertical. Combinando las reflexiones de ambos tipos de pulso, los científicos pueden averiguar la forma y el tamaño de las gotas de lluvia.

"La forma más aplanada y esparcida significa que las gotas de lluvia son más grandes, ya que cuanto más grande es una gota de lluvia, más se aplana mientras cae", explica Walt Petersen, científico dedicado a los temas de física, de la NASA. "Esa información ayuda a los pronosticadores del tiempo para hacer mejores estimaciones de las cantidades de precipitaciones (y, por lo tanto, de inundaciones repentinas) y de la intensidad de la tormenta".

Este radar también puede detectar la diferencia entre lluvia y granizo, ya que el granizo generalmente es esférico, mientras que las gotas de lluvia tienden a aplanarse. Si sumamos esta información al poder del sistema, los pronosticadores pueden determinar el tamaño del granizo.

Derecha: Un corte transversal de una piedra de granizo de 2,5 pulgadas tomada de la casa del científico de la NASA Walt Petersen, en Madison, Alabama. "Las capas en la piedra muestran los distintos regímenes de crecimiento que tuvieron lugar en la piedra de granizo (algunas veces cubierta de agua; otras veces, seca) mientras ascendía y descendía a través de la tormenta. Podemos detectar este tipo de cambios en la superficie de la piedra de granizo con el radar dual polarimétrico". [Imagen ampliada]

"El granizo grande implica la presencia de poderosas corrientes de aire que se desplazan hacia arriba y hacia abajo en el interior de la tormenta", comenta Petersen. "De modo que generalmente significa que tenemos una tormenta fuerte, y a veces significa que tenemos una tormenta que podría producir un tornado".

"Este radar nos dice mucho acerca del potencial violento de una tormenta", agrega Darden. "Esto es bastante nuevo, de modo que aún tenemos mucho que aprender".

No hay problema. Los científicos en el NSSTC capacitan tanto a los pronosticadores del tiempo de la actualidad como a los futuros meteorólogos en el uso de estas herramientas de tecnología de avanzada. El Departamento de Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Alabama, en Huntsville (UAH en idioma inglés), así como el Servicio Meteorológico Nacional, están ubicados en el mismo lugar que los investigadores de la NASA, en el NSSTC.

"Durante condiciones de mal tiempo, sea de día o de noche, mis estudiantes se reúnen aquí para hacer funcionar el radar", agrega Petersen. "¡Deberían verlos. En ciertas ocasiones, esto se parece a la central del clima!"

"Cuando una feroz tormenta se está formando, o incluso cuando ya nos está afectando, los estudiantes, los investigadores de la UAH y de la NASA, así como los pronosticadores del tiempo, se comunican en tiempo real a través de mensajería instantánea, mediante la herramienta de chat IEM, del Servicio Meteorológico Nacional (NWSChat). Ellos comentan acerca de las operaciones del radar y de la interpretación de los datos. Es una manera fantástica de aprender directamente a través de la experiencia".

Derecha: El estudiante de doctorado Christopher Schultz maneja el radar de polarización dual desde su estación de trabajo en la UAH. [Imagen ampliada]

WHNT-TV, una estación de televisión local, también usa los datos que proporciona el radar y es, de hecho, la primera estación meteorológica del mundo que tiene acceso a dicha herramienta.

"De modo que los beneficios van directamente al consumidor: la audiencia televisiva", dice Petersen.

Y los beneficios no son solamente locales.

"Hemos transferido muchas de estas herramientas a otras centrales de predicción del tiempo a través del país", comenta Darden. "Por ejemplo, nuestra central es una de las pocas del NWS en Estados Unidos que tiene acceso a este tipo de radar; sin embargo, todas las sedes deben convertir sus radares a los del tipo dual para finales del siguiente año. Estaremos ayudando en la capacitación relacionada con su uso, y transmitiremos lo que hemos aprendido del proyecto SPoRT".

Tanto el Panel de Configuración de Mapas de Rayos, como el radar dual, se encuentran hoy con base en la Tierra, pero en el futuro su base será el espacio.

"Estamos desarrollando productos que nos permitan trabajar con el Generador de Mapas de Rayos Geoestacionario (Geostationary Lightning Mapper, en idioma inglés) del satélite climatológico GOES-R de nueva generación, de la NOAA", comenta Jedlovec. "Con el lanzamiento de tal satélite, aproximadamente en 2015, los rayos podrán ser rastreados a través de todo el territorio de Estados Unidos, desde la ventajosa posición en el espacio exterior".

Una vez más, gracias a la NASA, los pronosticadores del tiempo de la NWS se encontrarán un paso adelante en el uso de esta nueva herramienta, además de estar preparados para ayudar a otros colegas a familiarizarse con ella con fin de auxiliar a sus respectivas comunidades.

"Este es un lugar excitante para trabajar", afirma Jedlovec. "Todas las alertas de tornado para el condado de Madison salieron exactamente de esta oficina. Nosotros no sólo escribimos artículos de investigación. Con la ayuda del NWS, podemos ver cómo nuestros datos son utilizados para el beneficio del público. Eso nos hace sentir bien respecto de lo que hacemos".

La sorprendente forma de las tormentas solares

Por primera vez, una nave espacial de la NASA realiza un mapa en
3D de la forma de una tormenta solar conocida como eyección de
masa coronal. Se descubrió que la más feroz de las tormentas se
asemeja a una pieza de la panadería francesa. Lea la historia de
hoy para averiguar a qué se parece.

Abril 14, 2009: Noticia de último momento: El Sol está expulsando croissants (medialunas) hacia el sistema solar.

Investigadores que analizaron datos de las sondas gemelas STEREO, de la NASA, descubrieron que las feroces tormentas solares, conocidas como eyecciones de masa coronal (CME, en idioma inglés), tienen la forma de cierta pieza de la repostería francesa. Se espera que la elegancia y la simplicidad del novedoso "modelo de croissant" ayude a mejorar radicalmente las predicciones del clima espacial severo.

"Creemos que ahora podemos predecir el momento en el cual una CME va a golpear contra la Tierra con un margen de error de sólo 3 horas", comenta Angelos Vourlidas, del Laboratorio de Investigación Naval, quien ayudó en el desarrollo del modelo. "Esto es cuatro veces mejor que los métodos antiguos".

Arriba: Concepto artístico de una CME con forma de croissant. Haga clic en la imagen para ver un videoclip de la explosión. Crédito: NASA

Las eyecciones de masa coronal son nubes de mil millones de toneladas de gas caliente y magnetizado que explotan hacia afuera del Sol a velocidades de hasta 1,6 millones de km/h. Algunas veces, las nubes forman una especie de fila india en dirección a la Tierra y, cuando la golpean, pueden ocasionar tormentas geomagnéticas, cortes en la transmisión de los satélites, auroras y apagones eléctricos. El hecho de poder predecir la velocidad y la trayectoria de una CME es clave para llevar a cabo pronósticos sobre el clima espacial.

"Esto es un avance importante", comenta Lika Guhathakurta, científica del programa STEREO, en la sede de la NASA, en Washington DC. "A la distancia, las CME aparentan ser poblaciones complicadas y variadas. Lo que hemos descubierto es que no son tan variadas, después de todo. Casi todas las cuarenta y tantas CME que hemos estudiado hasta ahora con STEREO tienen una forma en común: son parecidas a un croissant".

Miles de CME han sido observadas por naves espaciales de la NASA y de la Agencia Espacial Europea pero, hasta ahora, la forma que tienen en común era desconocida. Esto es así porque, en el pasado, las observaciones se hacían desde un solo punto de vista. La misión STEREO ha tenido una ventaja: la cantidad de sondas. Dicha misión está compuesta por dos sondas que flanquean al Sol y toman fotografías de explosiones desde lados opuestos. Las cámaras sensibles de campo amplio de STEREO pueden rastrear las CME en un área más extensa del cielo que cualquier otra nave espacial, siguiendo de este modo el progreso de la tormenta desde el Sol hasta la órbita de la Tierra.

"STEREO ha logrado lo que ninguna misión había podido lograr", agrega Guhathakurta.

Vourlidas dice que él no está sorprendido de que las CME se asemejen a una pieza de la repostería francesa. "He estado sospechando esto desde el principio. La forma de croissant es un resultado natural de los campos magnéticos retorcidos en el Sol, y una variedad de modelos teóricos lo predicen".

Asimismo, Vourlidas ofrece la siguiente analogía: Tome un pedazo de cuerda y agarre un extremo con cada mano. Retuerza, retuerza y continúe retorciendo hasta que la sección del medio de la cuerda sea un gran revoltijo de nudos.

"Así es como empiezan las CME; como cuerdas de magnetismo solar retorcidas. Cuando la energía en la torcedura alcanza cierto umbral, se produce una explosión que expulsa a la CME hacia afuera del Sol. Se ve como un croissant porque las cuerdas retorcidas son gruesas en el centro y delgadas en los extremos".

Derecha: Modelo computarizado de una CME con forma de croissant. Los modelos como éste pueden ser rápidamente relacionados con las CME reales en cuanto son observadas, permitiendo de este modo a los científicos espaciales la estimación precisa de la velocidad y de la trayectoria de las tormentas: Videoclip. Crédito: NASA.

Sin embargo, la forma por sí sola no cuenta la historia completa de una CME. También se deben tener en cuenta los contenidos de la CME. ¿Cuánto plasma contiene? ¿Cuál es la orientación y la magnitud de su campo magnético interno? Cuando una CME hace impacto, los estragos que causa dependerán de las respuestas que el modelo croissant aún no proporciona.

"Hay más trabajo por hacer. Debemos aprender a ver a la CME y no sólo a hacer un mapa de su forma, sino también realizar un inventario de sus contenidos", dice Guhathakurta. "Estamos a mitad de camino".

Finalmente, la búsqueda para saber qué hay adentro del croissant será asignada a otra nave espacial, como el "Observatorio de Dinámica Solar (Solar Dynamics Observatory, en idioma inglés), la cual está programada para ser lanzada en agosto de 2009, y la "Sonda Solar" (Solar Probe+, en idioma inglés), una misión audaz, que todavía se encuentra en etapa de planificación y que volará en las proximidades del Sol e incluso entrará en estas tormentas para llegar cerca de su origen.

Sin embargo, STEREO aún no ha terminado. Las dos sondas continúan sus viajes por los lados opuestos del Sol para proporcionar una vista de 360 grados de nuestra estrella, las 24 horas del día, los 7 días a la semana. En el camino, se toparán con unas cuantas CME, y tendrán la oportunidad de tomar una muestra de los 'croissants' in situ.

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El Monte Redoubt brinda a los habitantes de Alaska una muestra de lo que es vivir en la Luna

Cubriendo el paisaje campestre con ceniza volcánica áspera,
abrasiva y electrostáticamente cargada, el Monte Redoubt
brinda a los habitantes de Alaska una inesperada muestra
de lo que es vivir en la Luna.

Abril 3, 2009: "Es muy fina, pero a la vez angulosa; los bordes afilados la hacen sentir áspera y abrasiva".

"Puede causar cortocircuitos y fallas en componentes electrónicos… y daño físico al equipo".

"Es mucho más abrasiva que la arena… raya cualquier cosa con la que tenga contacto..."

"....una verdadera molestia… se adhiere a todo: equipo, instrumentos, …es capaz de penetrar partes selladas, …agujeros de enchufes, partes de herramientas, ..."

Todos estos comentarios parecieran referirse a la misma sustancia molesta, pero no es así. De hecho, las sustancias a las que se refieren ni siquiera provienen del mismo planeta.

Los primeros dos comentarios tienen origen en Alaska, en donde las personas se enfrentan con la ceniza volcánica que despide el Monte Redoubt. Los dos siguientes provienen de la Luna, en donde alguna vez los astronautas de la nave Apollo tuvieron un problema similar: el polvo lunar.

Derecha: El Monte Redoubt ha erupcionado al menos 19 veces desde el 22 de marzo de 2009. El fotógrafo Thomas Kerns, de Alaska, tomó esta imagen del volcán en acción, el 31 de marzo. [Imagen ampliada]

"La ceniza volcánica y el polvo lunar tienen mucho en común", agregó Carole McLemore*, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales. "Ambos cubren y se pegan a todo tipo de cosas, son sucios, abrasivos, dañan equipos y vehículos, son susceptibles de cargarse eléctricamente y peligrosos si se los inhala".

"¡El Monte Redoubt está dando a los habitantes de Alaska una muestra de cómo es la vida en la Luna!"

Las historias que cuentan los astronautas y los habitantes de Alaska revelan algunas de las similitudes:

Charles Sloan, un hidrogeólogo retirado que vive en Anchorage, tuvo contacto directo con la ceniza. Estuvo presente en una de las erupciones pasadas del Monte Redoubt, en 1989; y recuerda un incidente particularmente desgarrador.

"Un vuelo de transporte internacional (un avión grande) pasó a través de la pluma de ceniza caliente del volcán. La ceniza fue absorbida por los motores del avión y provocó que se apagaran, entonces ¡el avión cayó en picada!" Los 245 pasajeros que se encontraban a bordo del vuelo KLM 867 contuvieron la respiración aterrorizados. "¡El avión descendió más de 3 kilómetros (2 millas) antes de que la tripulación pudiera encender de nuevo los motores! Torpemente, realizó entonces un aterrizaje de emergencia en Anchorage".

"Ese fue el tercer incidente de esas características en un período de cinco años", agregó Tom Miller, ex director y ahora científico emérito del Observatorio de Volcanes de Alaska**, en Anchorage.

Pero regresemos a 1972. Los astronautas Gene Cernan y Jack Schmitt experimentaron sus propios problemas con el transporte cuando su coche lunar ("moonbuggy", en idioma inglés) perdió un guardabarro. Eso no parece ser un gran desastre si lo comparamos con un avión que cae en picada; pero cuando el polvo lunar está de por medio, incluso la pérdida de un guardabarro puede tener graves consecuencias.

Arriba: Polvo despedido por las llantas del coche lunar conducido por el astronauta Gene Cernan, de la nave espacial Apollo 17. Cuando el guardabarro se cayó, se produjeron problemas graves debido a las altas plumas de polvo que se generaron; pero los astronautas resolvieron el problema usando cinta adhesiva: historia completa.

Un coche lunar sin un guardabarro arroja hacia arriba un penacho de polvo lunar (o "cola de gallo"), espolvoreando arenilla oscura y abrasiva sobre el vehículo y sus ocupantes. Los trajes espaciales blancos se oscurecieron por el polvo, transformándose de inmediato en superficies absorbentes de la feroz radiación solar en la Luna, sobrecalentando peligrosamente a los astronautas dentro del traje. Las partículas de polvo, con puntiagudas aristas, rayaban el cristal de los visores al limpiarlos, dificultando de ese modo la visión a través del casco. ¡Cuidado con ese cráter! Y además, el polvo lunar tiene una manera muy particular de inmiscuirse en las bisagras, escotillas y juntas, dejándolas prácticamente inservibles.

Los recursos con los cuales cuentan los astronautas, les permitieron reparar el guardabarro usando cinta adhesiva; sin embargo, incluso con las cuatro piezas, Cernan tuvo que quitar el polvo del vehículo en cada parada.

De vuelta en Alaska, Miller relata lo sucedido apenas la semana pasada, cuando el Monte Redoubt erupcionó de nuevo: "Perdimos tres estaciones sísmicas. La más cercana al volcán se 'cocinó' (probablemente debido a los rayos). Cuando se tiene una tremenda y poderosa explosión de ceniza, los movimientos violentos generan electricidad estática y, por lo tanto, rayos".

Derecha: Rayos dentro de una nube de ceniza, con forma de remolino, sobre el Monte Redoubt, el 27 de marzo. Las partículas de ceniza que se rozan dentro de la nube (como calcetines sobre una alfombra) son, en parte, las responsables de la acumulación de carga electrostática. Crédito de la fotografía y derechos de autor: Bretwood Higman, Ground Truth Trekking. [Más información]

Las partículas de polvo sobre la Luna también tienen electricidad, al menos parcialmente, debido a la interacción con el viento solar. La Tierra se encuentra protegida del viento solar por el campo magnético del planeta, pero la Luna no posee un campo magnético global que la proteja de las partículas cargadas que provienen del Sol. Los electrones libres en el viento solar interactúan con los granos de polvo lunar y, en efecto, "los cargan". La carga electrostática causa que el polvo lunar se aferre tenazmente a todo.

Incluso a sus pulmones…

El astronauta de la nave Apollo 17, Gene Cernan, padeció el primer caso registrado de alergia extraterrestre. Esto ocurrió al quitarse el traje espacial, después de una caminata lunar. El aire se saturó con el polvo acumulado en el exterior del traje. "Sucedió de inmediato", comunicó a Houston por radio, y con la nariz afectada. "Tuve una gran reacción al polvo", recordó luego. "Mis cornetes nasales (las partes cartilaginosas de las paredes de mis cámaras nasales) estaban inflamados".

Algunos investigadores creen que respirar polvo lunar continuamente podría ser peligroso. Los afilados contornos de los granos de polvo son capaces de hacer diminutos cortes en la piel, de modo que fácilmente podrían quedar atrapados en el tejido pulmonar. La ceniza volcánica presenta un riesgo similar.

"En presencia de ceniza volcánica, se recomienda a las personas que utilicen mascarillas para bloqueo de partículas o que permanezcan en sitios resguardados", comenta Miller. "No es venenosa, pero quienes padecen asma o enfisema pueden tener problemas si la inhalan. Y quienes usan lentes de contacto tienen que quitárselas".

Arriba: Paisaje lunar en Alaska. "Los detalles grises de la ceniza volcánica alrededor de la nieve me hacen recordar los cráteres de la Luna", comenta el fotógrafo Michelle Cosper, de Girdwood, Alaska. [Imagen ampliada]

Michelle Cosper, quien reside en Alaska, es una de las afectadas. "Mi garganta está estrecha e inflamada, y afuera huele levemente a sulfuro", informa desde el pueblo de Girdwood, el cual ha recibido una cubierta de ceniza de las recientes erupciones del Monte Redoubt. "Supuestamente no deberíamos pasear a nuestros perros o salir si no es necesario. Incluso los presentadores de los noticieros locales están usando máscaras".

EL polvo lunar y la ceniza volcánica causan muchos problemas similares, pero eso no significa que sean la misma cosa. La ceniza volcánica proviene de volcanes activos, algo que la Luna no tiene. En el caso del volcán, la roca líquida se descompresiona y es emanada en explosiones que emergen desde su boca, produciendo de este modo una mezcla de espuma de vidrio, además de micro y mini-cristales. El polvo lunar, por otro lado, es creado por meteoroides. Rocas espaciales impactan contra la superficie de la Luna, a cientos de miles de kilómetros por hora, derritiendo la corteza y convirtiéndola en vidrio que se rompe para formar piezas afiladas muy pequeñas.

La NASA regresará a la Luna en el año 2020. Gracias al Monte Redoubt, los habitantes de Alaska ya están teniendo una muestra de la nueva frontera.