"What's Next in Space Exploration"

martes, 29 de junio de 2010

Un viejo explorador lunar envía sorprendentes pulsos de luz láser a la Tierra

Un robot soviético que había estado perdido durante los últimos 40 años ha sido encontrado. Los investigadores planean usar al anciano robot como ayuda para medir la órbita lunar y probar teorías de la gravedad.

Junio, 2010: Se ha encontrado un explorador robot soviético que había estado perdido en las polvorientas llanuras de la Luna durante los últimos 40 años, y está enviando pulsos de luz láser sorprendentemente fuertes a la Tierra.

"Enviamos pulsos láser a la posición del Lunokhod 1, y nos sorprendió la potencia de la señal reflejada", dice Tom Murphy, de la UC San Diego, quien lidera el equipo de investigación que está poniendo en funcionamiento al viejo robot nuevamente. "El Lunokhod 1 nos está hablando fuerte y claro".
Arriba Aunque parezca una criatura de ciencia ficción, el Lunokhod 1 es real. Crédito de la imagen: Lavochkin Association. [Más información]

Casi olvidado en la historia de la carrera espacial que tuvo lugar durante la era de las misiones Apollo, el Lunokhod 1 fue uno de los más grandes éxitos del programa soviético de exploración lunar. En 1970, la revista Time relató el histórico alunizaje del robot:
"Tres horas después de descender a la superficie lunar a bordo de la más reciente sonda exploradora robot soviética, no tripulada, denominada Luna 17, el Lunokhod 1 (literalmente 'caminante lunar') se movió pesadamente por una de las dos rampas extendidas por su nave nodriza y avanzó… siendo éste el primer paso gigante en la exploración de otro cuerpo celeste por medio de robots".
Arriba: Una fotografía de la sonda Luna 17 tomada por el Orbitador de Reconocimiento Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter, en idioma inglés). Se puede ver el sendero del Lunokhod 1 alrededor de la sonda. [Más información]

El explorador a control remoto recorrió casi 10 kilómetros (7 millas) durante su expedición lunar de 11 meses. Durante ese tiempo, envió a la Tierra miles de imágenes de TV y cientos de fotografías panorámicas de la Luna en alta resolución. También tomó muestras y analizó el suelo lunar en 500 lugares diferentes.

Pero después se perdió el contacto con el Lunokhod 1 (hasta el mes pasado cuando el Orbitador de Reconocimiento Lunar, de la NASA, lo encontró de nuevo). El descubrimiento está descripto en un comunicado de prensa anterior de la NASA.
El 22 de abril, Murphy y su equipo enviaron pulsos de luz láser desde el telescopio de 3,5 metros en el Observatorio Apache Point, en Nuevo México, dirigidos a las coordenadas proporcionadas por el Orbitador de Reconocimiento Lunar. Un retrorreflector láser, ubicado a bordo del Lunokhod 1, interceptó los pulsos y mandó una señal clara a la Tierra.
"Recibimos alrededor de 2.000 fotones del Lunokhod 1 en nuestro primer intento. Después de casi 40 años de silencio, parece que este explorador tiene mucho para decir", mencionó Murphy.
A finales de la década de 1960 y principios de la década de 1970, los astronautas del Apollo colocaron otros tres retrorreflectores en la Luna para hacer mediciones por láser de la órbita lunar. Asistidos por un cuarto retrorreflector ubicado en el Lunokhod 2, un gemelo del Lunokhod 1 que alunizó en 1973, estos espejos constituyen el único experimento científico del programa Apollo que aún funciona.

Arriba: Medición por láser de distancias a la Luna llevada a cabo desde el Observatorio McDonald. [Más información]

Eric Silverberg, quien ahora se ha retirado de la Universidad de Texas, estuvo a cargo de las actividades de medición por láser de distancias a la Luna en el Observatorio McDonald desde 1969 hasta 1982. "Durante ese tiempo", recuerda, "medimos exitosamente las distancias a los tres retrorreflectores de esquina del Apollo y al reflector del Lunokhod 2. También intentamos medir la distancia al primer explorador lunar ruso pero tuvimos solamente una posible (aunque no definitiva) detección el 31 de diciembre de 1970. Nuestro desconocimiento de la posición del explorador y las presiones asociadas al programa Apollo propiciarion que perdiéramos el interés por el Lunokhod 1".

"Cuando leí que Tom Murphy había descubierto la señal del explorador perdido me sorprendí mucho y estuve eufórico", dice Silverberg.

La reacción inicial de Murphy fue de incredulidad: "¡La señal era tan intensa que mi primer pensamiento fue que nuestro detector estaba fallando! Esperaba que el reflector del explorador estuviera muy deteriorado y que su luz fuera ténue después de tanto tiempo, así que pensé: 'esto no puede ser el Lunokhod 1'. Pero lo era".

"Este reflector es incluso lo suficientemente poderoso como para permitirnos tomar mediciones durante el día lunar —¡la primera vez que ocurre con un experimento de este tipo!"

Silverberg continúa: "El hecho de que la reflexión de la luz por parte del Lunakohd 1 sea ahora más potente que la de su gemelo es un misterio. Esto podría darnos importantes pistas acerca de por qué todos los reflectores son ahora más débiles que durante la primera década después de su llegada a la Luna".

Con el Lunokhod 1 de regreso en el equipo, el estudio de medición de distancias por láser puede utilizarse para obtener su máxima eficiencia por primera vez.

Los científicos están usando la medición de distancias por láser con el fin de poner a dura prueba la teoría de la gravedad de Einstein "para ver si logramos fracturarla", dice Murphy.
Arriba: Los prismas de esquina de cubo envían nuevamente la luz incidente hacia la misma dirección exacta desde la cual provino. [Más información]

"Nuestro telescopio emite un pulso láser que viaja desde la Tierra hasta la Luna y es devuelto por los reflectores. Debido a que éstos son 'reflectores de esquina de cubo', envían el pulso de regreso hacia la misma dirección desde la que provino. Recogemos tantos fotones reflejados como podemos".

El tiempo que le toma al pulso ir y venir determina la distancia que hay desde la Tierra hasta la Luna. Con mediciones repetidas, durante meses y años, los científicos pueden trazar la órbita de la Luna con precisión milimétrica.

La teoría de la gravedad de Einstein (la Teoría de la Relatividad General) sostiene que la masa y la energía de cuerpos enormes como el Sol curvan el espacio, y esta curvatura dicta cómo deben moverse los objetos alrededor del enorme cuerpo. De hecho, esta curvatura hace que la Tierra y la Luna caigan hacia el Sol.

Al medir el desplazamiento de la Luna a través del tiempo–espacio curvo, la Operación de Medición por Láser de Distancias a la Luna, del Observatorio Apache Point (APOLLO, según su sigla en idioma inglés) podría encontrar una grieta en el gran edificio de la Relatividad General. Así es como la ciencia progresa.

Hasta ahora, las mediciones por láser de distancias a la Luna apoyan la teoría de Einstein. Pero un curioso y viejo explorador robot podría arrojar, o al menos reflejar, luz sobre la cuestión.

viernes, 4 de junio de 2010

Un gran misterio: Júpiter pierde un cinturón

En un sorprendente acontecimiento que ha transformado la apariencia del planeta más grande del sistema solar, uno de los dos cinturones de nubes más importantes de Júpiter ha desaparecido por completo.

Se busca: Cinturón gigante de nubes de color marrón lo suficientemente grande como para tragar veinte veces la Tierra. Quien lo encuentre, por favor devuélvalo a Júpiter.

Mayo, 2010: En un acontecimiento que ha transformado la apariencia del planeta más grande del sistema solar, uno de los dos principales cinturones de nubes ha desaparecido por completo.

"Este es un evento mayúsculo", dice el científico planetario Glenn Orton, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA. "Estamos siguiendo muy de cerca la situación pero aún no comprendemos por completo lo que está ocurriendo".
Estas imágenes de Júpiter, tomadas por el australiano Anthony Wesley, quien se dedica a fotografiar el cielo, revelan que el SEB (South Equatorial Belt o Cinturón Ecuatorial Sur, en idioma español) se veía en agosto de 2009, pero en mayo de 2010 ya no se ve. Imágenes individuales: 4 de agosto de 2009; 8 de mayo de 2010.

Conocida como Cinturón Ecuatorial Sur (SEB, por su sigla en idioma inglés), la franja de nubes marrón tiene un ancho que equivale al doble del tamaño de la Tierra y una longitud veinte veces mayor. La pérdida de tan enorme "franja" puede ser vista fácilmente desde un extremo del sistema solar.

"Con telescopios de cualquier tamaño, o incluso con binoculares grandes, se ha observado que la apariencia singular de Júpiter siempre ha incluido dos cinturones ecuatoriales anchos", dice el astrónomo aficionado Anthony Wesley, de Australia. "Recuerdo haberlo visto cuando era niño a través de mi pequeño telescopio refractor, y era inconfundible. Sin embargo, cualquiera que apunte su telescopio hacia Júpiter en este momento observará a un planeta con una sola franja; una imagen muy rara".

Wesley es un experto en la observación de Júpiter; es famoso por haber descubierto un cometa que colisionó con dicho planeta en 2009. Como muchos otros astrónomos, a finales del año pasado, se dio cuenta de que el cinturón estaba desapareciendo, "pero ciertamente no esperaba que desapareciera por completo", expresa. "Júpiter continúa sorprendiendo".

Orton piensa que el cinturón no se ha ido, sino que sólo se encuentra escondido debajo de algunas nubes superiores.

Sin la presencia del SEB, la gran mancha roja de Júpiter se encuentra rodeada de un color blanco casi initerrumpido. Anthony Wesley tomó esta fotografía el 18 de mayo de 2010. [Imagen ampliada]

"Es posible", plantea, "que algunos 'cirros de amoníaco' se hayan formado por encima del SEB, provocando de este modo que éste quede escondido". En la Tierra, tenues cirros blancos se forman a partir de cristales de hielo. En Júpiter, se puede formar el mismo tipo de nubes, pero los cristales están compuestos por amoníaco (NH3), en lugar de agua (H2O).

¿Qué podría provocar tan enorme brote de "cirros de amoníaco"? Orton sospecha que cambios en los patrones de los vientos globales habrían traído material rico en amoníaco hacia la zona clara y fría que se encuentra sobre el SEB, creando así el marco idóneo para la formación de nubes heladas a gran altura.

"Me encantaría mandar una sonda para descubrir qué es lo que realmente está sucediendo".

Ciertamente, la atmósfera de Júpiter es un misterioso lugar que al explorarlo podría proporcionar muchos beneficios. Nadie sabe, por ejemplo, por qué la Gran Mancha Roja es roja —o qué es lo que ha mantenido a esta desenfrenada tormenta durante tantos años. La teoría tampoco explica por qué este par de cinturones gemelos son de color marrón, ni por qué uno desaparecería mientras que el otro permanece. "Tenemos una lista muy larga de preguntas", dice Orton.

Esta no es la primera vez que el SEB se desvanece.

"El SEB se desvanece en intervalos irregulares, los más recientes tuvieron lugar en: 1973-75, 1989-90, 1993, 2007 y 2010", explica John Rogers, director de la Sección de Júpiter de la Asociación Astronómica Británica. "La atenuación de 2007 duró relativamente poco, pero en los demás años el SEB desapareció casi por completo, al igual que ahora".

El retorno del SEB puede ser dramático.


Júpiter cautiva a los astrónomos antes del alba. Lyle Anderson, de Duluth, Minnesota, tomó esta fotografía el 19 de mayo de 2010.[Imagen ampliada][Mapa del cielo]

"Podemos esperar un espectacular despliegue de tormentas y vórtices cuando comience la 'resucitación del SEB'", comenta Rogers. "Siempre comienza en un solo punto y, desde allí, el disturbio se extiende rápidamente alrededor del planeta; a veces se vuelve incluso espectacular para los astrónomos aficionados que observan al planeta a través de telescopios de tamaño mediano. Sin embargo, no podemos predecir cuándo o dónde comenzará. De acuerdo con la experiencia de ocasiones anteriores, podría suceder en cualquier momento de los próximos dos años. Esperamos que ocurra en los próximos meses para que todos podamos tener un buen espectáculo".

"Yo estaré observando en toda oportunidad que tenga", dice Wesley. "Su resurgimiento será muy probablemente repentino y drámatico, con grupos de tormentas que circulan alrededor del planeta, que aparecen en un intervalo de semanas".

Y claro, dice Orton, "cualquiera puede ser el primero en presenciar el regreso del SEB".

Júpiter aparece brillante en el cielo occidental, justo antes del alba: mapa del cielo. Apunte su instrumento al "lucero de la mañana" y... ¿ese será realmente Júpiter? ¡Que tenga una excelente observación!

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