El futuro de la Estación Espacial Internacional

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El proyecto que representa uno de los mayores esfuerzos colaborativos de la humanidad se enfrenta a un futuro que dependerá en gran medida del presupuesto que pueda destinarse para mantener al habitáculo espacial en funcionamiento y seguir rompiendo records, como lo ha hecho en las últimas dos décadas desde que los humanos comenzaron ser sus huéspedes.

Desde sus etapas de conceptualización y diseño, ya se esperaba que la EEI representara un trampolín para abrir el camino a nuevas y desafiantes misiones espaciales tripuladas, significando una experiencia invaluable de aprendizaje sobre el comportamiento del ser humano en el inclemente ambiente espacial y múltiples aspectos relacionados con la vida en el espacio. Más de 3000 investigaciones de 108 países evidencian el conocimiento adquirido, que ahora es la base para futuras misiones tripuladas a la Luna y a Marte.

Son justamente los planes para seguir ampliando nuestro itinerario espacial los que han hecho tambalear la financiación de la EEI desde la administración de Obama en Estados Unidos; y ahora con Trump los recortes de presupuesto se han hecho mas evidentes, haciendo pensar a muchos sobre su inminente final.

Sin embargo, una nueva opción parece encender la luz para que la EEI continue su exitoso camino con el apoyo de capital privado. Los llamados nuevos socios del mercado de la exploración espacial, pueden ser los artifices del impulso que necesita la EEI para continuar algunos años mas, aunque esto puede representar cambios en la forma como opera.

Hace tan solo tres meses los astronautas Bob Behnken y Doug Hurley hacían historia al regresar de su estadía de tres meses en la EEI, en la primera nave espacial construida y operada por una empresa privada, un importante triunfo para el programa espacial comercial. Tanto Space X, la empresa del visionario Elon Musk que logró esta hazaña, como Boeing, Virgin Galactic y Blue Origin, preparan una nueva era de vuelos comerciales al espacio, en donde la EEI será una parada casi obligatoria en sus rutas espaciales. 

El turismo espacial podría convertir a la EEI en el primer hotel en órbita, una idea que ya atrae a muchos inversores motivados con la flamante idea de negocio que representan las aventuras espaciales. Recientemente se han anunciado planes para construir un nuevo módulo que estaría acondicionado como un hotel espacial de lujo, con grandes ventanales, zona de ejercicios y hasta internet. Los afortunados huéspedes tendrán que desembolsar 40 millones de dólares por dos semanas, ampliables a un total de un mes, y tendrán la posibilidad adicional de realizar un paseo espacial por otros 20 millones de dólares. 

Tal parece que en los próximos años serán más comunes personajes como el magnate Dennis Tito, el primer turista espacial, quien visitó la EEI el 30 de abril de 2001, pero también otros más mediáticos como el mismísimo Tom Cruise. El reconocido actor podría convertir una misión que parecía imposible, en realidad, y  llevar un estudio de grabación a lo más alto, fuera de la Tierra. Así lo anunciaba Jim Bridenstine, el administrador de la Nasa en su cuenta de twitter en mayo de este año, al confirmar que se grabará una película en la EEI con el actor de Hollywood y la productora Universal Pictures al frente del proyecto, lo que se materializará con el vuelo de una cápsula de Space X en octubre de 2021.

Para algunas empresas del sector privado, y para las propias agencias espaciales, las anteriores opciones significarán una forma de financiar sus iniciativas científicas y de desarrollo tecnológico. Así se podrá dar continuidad a los grandes proyectos que persisten explorando el cosmos, estudiando agujeros negros, materia y energía oscura, medicina espacial, y hasta nuestro propio planeta. Todos ellos representaran un importante avance en el conocimiento y entendimiento del universo en el que vivimos, pero también tendrán efectos colaterales en el desarrollo económico y social de nuestra sociedad.

Mientras todo esto ocurre, los planes para el florecimiento de la siguiente generación de posibles estaciones espaciales ya empiezan a toma forma, con proyectos como el Ensamble Pilotado Orbital y Experimento Complejo (OPSEK) de los rusos, o la Estación Espacial Comercial Bigeloe, de capital norteamericano. 

El que probablemente será el próximo gran hito de la especie humana es el proyecto que pondrá en órbita lunar, a unos 1.500 kilómetros de la superficie de la Luna en el punto más cercano y 70.000 en el más lejano, un espacio destinado a servir como base de operaciones y enlace de comunicaciones para las próximas misiones a la Luna. La Plataforma Orbital Lunar Gateway será la “parada de autobús” para la nueva exploración lunar, como lo expresó Jan Wörner, director general de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Hasta que el tiempo pase y los nuevos habitáculos espaciales sean una realidad, la EEI seguirá siendo la obra mas refinada de ingeniería que jamas haya sido construida por el ser humano, una verdadera pieza de orfebrería aeroespacial.

¿Cómo empezamos a medir intervalos de tiempo más y más cortos?

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Aunque para muchas personas un segundo puede significar una pequeña cantidad de tiempo que parece diluirse apresuradamente en sus vidas, otros dependen de este tiempo para ganar una competición deportiva, para nuestro planeta representa avanzar casi 30 kilómetros en su órbita alrededor del Sol, y para un rayo de luz el recorrer casi la distancia que nos separa de la Luna.

La medición del tiempo ha sido una tarea que desde épocas remotas los seres humanos han tenido muy presente, y que fue inicialmente vinculada a movimientos repetitivos, como los asociados a ciclos astronómicos, principalmente el del Sol y la Luna sobre nuestras cabezas.

El día y la noche, las fases de la luna, las estaciones del año o el movimiento de los planetas, fueron así los primeros eventos que permitieron hablar de periodicidad como forma de registrar el paso del tiempo, de intervalos cortos a otros más largos. Posteriormente, los primeros relojes fueron esenciales para dividir el día, en intervalos aún mas pequeños, las horas, mediante la observación de la posición de la sombra que proyectaban postes de madera. Mientras hubiera luz solar estos relojes funcionaban a la perfección, pero en su ausencia fue necesario desarrollar relojes de agua, conocidos como clepsidras, junto a los cautivadores relojes de arena. 

Siglos después el reloj evolucionó y en 1335 encontramos el primer artilugio mecánico cuyo funcionamiento estaba basado en pesas y engranajes. La precisión de los relojes fue aumentando paulatinamente, así como el uso del tiempo que adquiere un significado preponderante como una cantidad física medible, permitiendo establecer otras cantidades tales como la velocidad o al aceleración. 

El tiempo como herramienta para la descripción de fenómenos en la naturaleza se fue alimentando con personajes como Galileo, quién estudio las oscilaciones del péndulo que permitieron la invención de mecanismos más refinados en relojes mecánicos con los que se lograba medir intervalos de décimas de segundo, y Newton con la invención del cálculo diferencial para estudiar pequeñas variaciones en sistemas físicos. 

Ya en la segunda mitad del siglo XX, menos de una década después de que se definiera oficialmente el segundo con base a observaciones astronómicas relacionadas con la posición del Sol, llegarían los relojes atómicos a ponerlo todo patas arriba. Los nuevos dispositivos funcionan a partir de las transiciones que se pueden medir a nivel atómico, usando la oscilación entre dos estados de energía de un átomo o de una molécula. Para la nueva definición de segundo se usó el átomo de cesio, y se pudieron registrar intervalos con una precisión de millonésimas de segundo. El decaimiento radiactivo de algunos átomos ocurre justamente en esas, y en otras aún más pequeñas, escalas de tiempo.

Con la tecnología láser se pudieron medir tiempos de mil millonésimas a billonésimas de segundo, tan cortos que antes parecía imposible poder registrarlos. Poco antes de terminar el siglo pasado el Premio Nobel de Química se otorgaba al egipcio Ahmed Hassan Zewail por proyectar pulsos de láser de muy corta duración sobre las partículas que intervienen en reacciones químicas y estudiarlas en tiempos de femtosegundos (una milésima de billonésima de segundo), el intervalo que se requiere para que los enlaces químicos se rompan y se formen; nacía así la femtoquímica. 

Y para no dejar de sorprendernos, ahora tenemos la noticia de la medición de la unidad de tiempo más corta jamás registrada, el tiempo que tarda una partícula de luz (fotón) en atravesar una molécula de hidrógeno. Para ello tenemos que hablar ahora de zeptosegundos, es decir de miltrillonésimas de un segundo. El nuevo record del tiempo más corto registrado es exactamente de 247 zeptosegundos, medido usando un poderoso microscopio para rastrear las reacciones de la molécula de hidrógeno al fotón de alta energía que la atraviesa, específicamente a través del patrón de interferencia que se forma por las ondas producidas cuando el fotón alcanza el primer átomo y, a continuación, el segundo.

La historia del primer cráter lunar que llevó el nombre de un latinoamericano.

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En una época cuando los ríos, bahías y montañas en la Tierra ya tenían nombre, quedaba aun la intensa tarea de nombrar un sinnúmero de accidentes geográficos fuera del planeta, en particular en nuestra compañera cercana, la Luna.

La exploración detallada del universo que fue tomando fuerza con la invención de telescopio hace cuatro siglos, y más recientemente con misiones espaciales que nos pusieron un paso más cerca del vecindario en el sistema solar, crearon la necesidad de buscar nombres para multitud de lugares en nuestro satélite natural.

Aunque en los dibujos de la Luna del gran Leonardo da Vinci, realizados un siglo antes de la llegada del telescopio, ya se detallaban sus zonas más oscuras, que corresponden a los llamados “mares”, fue William Gilbert, médico de la reina Isabel I, el que por primera vez los bautizó en 1600. Gilbert da los nombres de Britania, y Regio Magna Orientalis, a los actuales Mar de las Crisis y Mar de las Lluvias.  

Pero la toponimia lunar nacía formalmente con los primeros mapas de la Luna que aprovechan el recién inventado telescopio. El 5 de agosto de 1609 el inglés Thomas Harriott fue el primero en observar la Luna con el nuevo instrumento óptico, y su mapa lunar contenía letras y números que identificaban las diversas formas que encontró. Tan solo cuatro meses más tarde Galileo Galilei va mas allá en sus interpretaciones de la superficie lunar, y describe montañas y cráteres. En lo que resta del siglo aumenta el interés por nombrar cráteres lunares, y se empiezan a usar nombres de filósofos y astrónomos como Aristóteles, Arquímedes, Platón, y los más recientes Kepler y Galileo, entre otros.

Años más tarde, el uso de la fotografía traería nuevos desafíos. Mary Blagg, una joven estudiante universitaria, seria la que asumiría la tarea de sistematizar la nomenclatura lunar, ayudando a completar en 1913 la obra titulada “lista compilada de formaciones lunares”. En reconocimiento a su méritos, Blagg es la primera mujer en ser elegida miembro de la Royal Astronomical Society, y poco tiempo después hace parte de la comisión lunar establecida por la Unión Astronómica Internacional. Continuó involucrada intensamente en estandarizar la nomenclatura lunar, trabajo que resulta en una obra publicada en 1935, sobre la cual no se han hecho modificaciones substanciales.  

Una de las principales actualizaciones tuvo lugar a raíz del éxito de la misión soviética Luna 3, que fotografió la cara oculta de la Luna y permitió tener el correspondiente mapa lunar en 1960. Nombres de cosmonautas rusos y astronautas norteamericanos fallecidos, fueron los primeros otorgados a los nuevos cráteres.  Sería al final de esta intensa década, y por recomendación del Observatorio Astronómico Nacional de Colombia (OAN), cuando se propone el nombre del astrónomo colombiano Julio Garavito Armero para engrosar la selecta lista de personajes. Garavito, una de las figuras más reconocidas de la astronomía colombiana, se había destacado por sus observaciones de cometas y eclipses, estudios del movimiento lunar y contribuciones a la mecánica celeste, siendo además profesor de matemáticas, ingeniero civi, y director del OAN por casi tres décadas, hasta su muerte en 1920

El 27 de agosto de 1970, la Unión Astronómica Internacional en su asamblea general en Brighton, Inglaterra, le da el nombre de Garavito a uno de los cráteres del lado de la Luna que no vemos desde la Tierra, de 80 kilómetros de ancho y ubicado en las coordenadas latitud 47º.6 sur y longitud 156º.7 este. Fue en su momento el primer latinoamericano con ese honor. En la actualidad 5 cráteres llevan el nombre Garavito, diferenciados por las letras S, C, D Q y Y. El nombre de Francisco José de Caldas, primer director del OAN, fue otro de los propuestos, pero finalmente fue descartado debido a que según las normas establecidas, no se otorgan estos homenajes a héroes militares ni a políticos con menos de doscientos años de muertos, lo que dejaba al sabio Caldas sin cráter al haber participado en

Medio siglo después, Garavito sigue siendo uno de los personajes de la ciencia más recordados en Colombia. Al billete de veinte mil  que todos los colombianos han llevado en nuestros bolsillos desde 1996, se suma este año una estampilla conmemorativa por los 100 años de su fallecimiento, y multitud de homenajes de la Sociedad Colombiana de Ingenieros, que lleva su nombre, y de la Universidad Nacional de Colombia, su alma mater, en donde desempeño toda su carrera.

El regreso de las lágrimas de San Lorenzo

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El nombre de San Lorenzo, uno de los siete diáconos legionarios de Roma, se recuerda especialmente cada 10 de agosto, fecha que conmemora su muerte, tras ser quemado vivo en una parrilla en el año 258.

Para otros, esta fecha es una de las más esperadas del año, un encuentro con la observación del firmamento. Como todos los años durante esta época, los amantes de los fenómenos del cielo esperan una famosa lluvia de estrellas. Lejos de ser estrellas que caen del cielo, estas lluvias son en realidad pequeños cuerpos rocosos que la Tierra se encuentra a su paso.

Si queremos buscar un responsable, ese sería el cometa Swift-Tuttle, descubierto en el año 1862 de manera independiente por los astrónomos Lewis Swift y Horace Pamell Tuttle. De unos 26 kilómetros de diámetro y que fuera catalogado como “el más peligroso objeto conocido por la humanidad”, este cometa es el cuerpo más grande descubierto que pasa cerca de la Tierra, y lo hace cada 133 años, desprendiendo una inmensa nube de pequeños escombros que pueden ser tan diminutos como el tamaño de granos de arena. 

Aunque la última vez que lo vimos por estos lados fue en 1992, cada año restos del Swift-Tuttle ingresan a la atmósfera de la Tierra y producen la llamada lluvia de meteoros de las Perseidas, cuyo nombre proviene de la constelación de Perseo, lugar en el cielo a donde tenemos que levantar nuestra mirada para intentar ver emerger y cazar con nuestros ojos alguno de estos destellos.

Cada partícula ingresa a la atmósfera a una velocidad de 60 kilómetros por segundo, comprimiendo el aire delante de ellas y aumentando su temperatura.  A unos 100 kilómetros de altura sobre nuestras cabezas, la  temperatura de la partícula aumenta a hasta 1600 grados Celsius, y se incinera, causando el fenómeno que se suele denominar popularmente “estrella fugaz” con sus característicos trazos de luz en el firmamento. La Tierra no corre peligro tras el impacto de estos pequeños cuerpos, y durante el año hay cerca de 30 lluvias de meteoros causadas por el encuentro de nuestro planeta con restos asociados a diferentes cometas.

Desde mediados de julio y durante un mes, se puede observar el fenómeno de las Perseidas, que ya disfrutaban las culturas antiguas, siendo las noches del 11 al 13 de agosto las que se caracterizan por un mayor bombardeo de meteoros, llegando a unos 400 por hora. Durante la Edad Media su observación por esta época del año, durante la conmemoración de la muerte de San Lorenzo, hizo que se asociaran a las lágrimas del popular santo, cuando aun faltaban varios siglos para imputar al cometa y su estela de despojos como responsables.

Para poder disfrutar de la observación de las Perseidas se debe ir a un lugar oscuro, alto y con buena visibilidad. No se requiere ningún instrumento óptico más allá del ojo humano, pero si una buena dosis de paciencia. El mejor momento será en las horas siguientes después de media noche y antes del amanecer, cuando la constelación de Perseo se encuentra hacia el noroccidente.

Solo hasta el año 2126 el Swift Tuttle pasará nuevamente para recargar la nube de polvo, lo cual permitirá que los cazadores de meteoros puedan registrar muchos más destellos en sus libretas.

El cometa más fotografiado

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Cometa NEOWISE sobre Stonehenge.
(NASA/Declan Delav)

Dentro de las miles de imágenes que inundan las redes sociales, seguramente por estos días nos habrá llegado alguna del nuevo cuerpo celeste que muchos intentan observar en el firmamento y los más pacientes intentan fotografiar para dejar constancia de su paso. Se trata del cometa NEOWISE, el más brillante de los últimos años, que en el mes de julio muestra todo su esplendor surcando el cielo y que es ya el cometa más fotografiado de la historia.

Descubierto por un telescopio espacial que lleva el mismo nombre, justo cuando medio mundo comenzaba el confinamiento por causa de la pandemia a finales del mes de marzo, su observación tiene los días contados. Su estela dejará de ser visible mientras continua su trayectoria en el sistema solar alejándose del Sol, desde su máxima aproximación que tuvo lugar el 3 de julio, para no regresar hasta dentro de casi 7000 años.

Pocos objetos en el universo han influenciado tanto  a diferentes culturas en nuestro planeta como los cometas, llamando la atención de los seres humanos de diversas formas. En la antigüedad, cuando no teníamos las herramientas que ahora ofrece la ciencia para estudiarlos en detalle, era común asociar su llegada con malos presagios. Varias crónicas relatan que antes de la llegada de los conquistadores a Tenochtitlán (México),  se observó un cometa que fue visto como portador de malas noticias, atemorizando al imperio azteca en cabeza del emperador Moctezuma.

Hoy sabemos que los cometas son amasijos de hielo sucio, que contiene polvo y rocas pequeñas, con núcleos que pueden llegar a medir varias decenas de kilómetros, y que atraviesan el sistema solar en diversas direcciones en órbitas alrededor del sol. Surgieron en los primeros instantes de la formación del sistema solar como cuerpos que gracias a su velocidad tuvieron órbitas mas alargadas,  que los llevaron a regiones más alejadas que las ocupadas por planetas.

La química de los cometas podría dar lugar a la formación de moléculas orgánicas, incluidos algunos componentes básicos para la vida. Esto, sumado a que en el pasado era más común que impactaran sobre los planetas, pudo ocasionar que si el cometa correcto golpeó el planeta correcto, y se dieron las condiciones apropiadas, la vida pudo surgir. Esta es una de las posibles hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra.

Seguramente la observación por esos días del cometa NEOWISE pueda inspirar a muchas niñas y niños que serán parte de una nueva generación de exploradores del cosmos, para poder responder este y muchos otros interrogantes sobre estos fascinantes cuerpos. En la historia encontramos grandes personajes de la ciencia cuyo interés por el cosmos surgió gracias a la observación de algún cometa, siendo el famoso cometa Halley protagonista de algunas de estas historias.

A finales de julio el cometa alcanzó su punto más cercano a la Tierra, a unos 100 millones de kilómetros, lo que equivale a unas dos terceras partes de la distancia nos separa del Sol. Su observación puedo hacerse a simple vista durante varias semanas, y para muchos fue la primera vez en su vida que pudieron ver una esbelta cola cometaria.