El día que no debería existir

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La figura de Marie Curie es sin duda la más reconocida entre las mujeres que dedicaron su vida a la ciencia. Su ejemplo ha sido inspirador y su historia sintetiza fielmente el arduo camino de las mujeres para abrirse espacios en el mundo científico, venciendo estereotipos, antisemitismo y, en resumen, enfrentándose a una sonada discriminación.

Es desconcertante confirmar que un siglo después, cuando Marie Curie continúa siendo un ícono del mundo científico y de la cultura popular, las nuevas generaciones de mujeres científicas siguen teniendo que luchar, como ella, en muchos aspectos de su inclusión en una estructura científica dominada por hombres, y que desde temprana edad los sueños de muchas de ellas, que quieren dedicar su vida a la ciencia, se ven truncados por sus propias familias y entorno. Esta situación debe seguir dándose a conocer, como un paso importante para llamar la atención de la sociedad a todos los niveles, y sacar a la luz una gran cantidad de sesgos que siguen afectando la educación y la participación de las mujeres en la ciencia. 

Sumado a ello están los sesgos en el reconocimiento al trabajo de las mujeres en la ciencia en los cuales todos caemos. En la investigación en astronomía, por ejemplo, reconocemos el apellido Herschel como el científico británico del siglo XVIII, observador del cielo, y descubridor del planeta Urano, pero en una buena cantidad de casos se refiere a su hermana Caroline, considerada la primera astrónoma profesional, descubridora de ocho cometas, tres nebulosas, y quien elaboro varios catálogo astronómicos. Lo propio pasa con muchos apellidos que leemos en referencias en artículos científicos o libros, y asignamos casi que instintivamente a hombres.

En el año 2015, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclama el Día Internacional de la Mujer y la Niña y la Ciencia, que desde entonces se celebra anualmente el 11 de febrero, con el objetivo de reconocer el rol crítico que juegan las mujeres y las niñas en la ciencia, y como parte de la prioridad global para la igualdad entre hombres y mujeres.

En una sociedad igualitaria entre hombres y mujeres deberíamos alcanzar la situación en que nadie tenga que escribir sobre estas cuestiones, y mucho menos necesitemos un Día de la Mujer y la Niña en la Ciencia para hacer un llamado de atención sobre tales desigualdades y recordar que las mujeres y las niñas desempeñan un papel fundamental en áreas científicas y tecnológicas.

Pasta nuclear, el material más duro del universo

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La pasta es sin duda uno de los alimentos más versátiles que comemos, una razón más para encontrarla en innumerables cocinas alrededor del mundo. La expresión “al dente”, adoptada del italiano, describe la forma ideal de cocción de la pasta y caracteriza su firmeza, que debe mantener un poco de su dureza interna.

Una pasta mucho más consistente y que no se encuentra en nuestro planeta sino en las estrellas de neutrones, es precisamente el material mas duro del universo. La pasta nuclear, como se le denomina, es una exótica sustancia cuyo nombre se debe a las diversas formas que adopta y que recuerdan a lo espaguetis, los ñoquis o incluso las láminas de lasaña.

Detengámonos brevemente en estos extravagantes objetos que son las estrellas de neutrones. Se forman como resultado del colapso de estrellas con mucha masa, en la fase final de su vida cuando agotan su combustible. Una tremenda explosión -supernova- hace que pierdan sus capas externas, y la parte más interior se compacta tanto que comprime los protones y los electrones hasta formar neutrones. Ello da lugar a un objeto compuesto en su mayor parte por neutrones, a lo que debe su nombre.

Con un tamaño como el de la ciudad de Bogotá, estos cadáveres estelares están en el límite de la materia con mayor densidad conocida en el universo. El peso de una cucharadita de estrella de neutrones es equivalente al de un centenar de millones de toneladas.

Ahora sí hablemos de la pasta nuclear.  Su descubrimiento fue posible mediante recientes simulaciones en computador que estudiaron lo que se encuentra en el interior de la corteza de las estrellas de neutrones. La enorme gravedad de estos objetos hace que  bajo sus capas externas los neutrones experimenten estirones y sacudidas, que los llevan a ensamblarse en formas cilíndricas, planas, y otras más, que recuerdan precisamente a las diversas formas en que se puede comer un plato de pasta.

La enorme densidad y la gravedad hacen que la pasta nuclear sea descomunalmente rígida. Según los cálculos, para romperla se necesitaría aplicar 10 mil millones de veces la fuerza que se requiere para destrozar el acero.

Infortunadamente nunca podremos tener una muestra o tocar pasta nuclear dadas sus condiciones tan extremas, pero es deslumbrante poder estudiarla y conocer muchos más sobre sus propiedades.

Se plantea que las deformaciones y formas irregulares de la pasta nuclear podrían incluso generar ondas gravitacionales, pero por el momento los instrumentos que tenemos solo han sido capaces de detectar ondas gravitacionales mucho más potentes, como las producidas por la violenta colisión de estrellas de neutrones, con un par de casos descubiertos hasta la fecha.

El futuro de la exploración espacial

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Después de que se cumplieran cincuenta años del que continua siendo el acontecimiento más relevante en la exploración del ser humano en espacio, la llegada a la Luna el 20 de julio de 1969, los esfuerzos continuan para seguir profundizando en el conocimiento de nuestro entorno cósmico, y en develar algunos de los misterios del universo que nos generan gran curiosidad.

En la actualidad, la exploración del espacio tiene nuevos objetivos, que además se consiguen de manera diferente a la que predominaba en el comienzo de la carrera espacial. Muchos de estos objetivos tienen ahora repercusión directa sobre áreas que antes no eran prioridad, y que tienen que ver con lo que sucede aquí abajo en la Tierra; el crecimiento económico, la cooperación internacional, la innovación, e incluso la protección de nuestro propio planeta, son temas de gran relevancia en el contexto actual y hace medio siglo pasaban casi desapercibidos encubiertos por la demostración de supremacía de las grandes potencias en la conquista del espacio.

De la exploración desarrollada como un proyecto individual de naciones en el pasado estamos experimentando una visión mucho más colaborativa que, aunque en muchas ocasiones se hace a un ritmo más lento, puede asegurar la sostenibilidad de los esfuerzos a largo plazo. Sin embargo, también hay  nuevos ingredientes; uno de ellos es la incorporación directa de empresas privadas en los temas del espacio, a lo que muchos ahora denominan la segunda carrera espacial, pero desde el lado comercial. La competencia se da ahora entre grandes empresas que trabajan a todo ritmo para ganar terreno en temas como el turismo espacial, o la extracción de recursos minerales de algunos cuerpos celestes.

Nuevos proyectos

Centrándonos en el futuro cercano de la exploración del espacio, el que tendrá lugar en la próxima década, las líneas de acción principales se pueden resumir en dos. Por una parte la exploración del universo con telescopios haciendo uso de la nueva generación de instrumentos para observar diferentes objetos. Por otra parte la consolidación de la exploración física del espacio con misiones robóticas no tripuladas, y viajes espaciales de seres humanos. En cuanto a telescopios espaciales uno de los más esperados es el James Webb, el sucesor del Hubble Space Telescope. Dentro de las misiones no tripuladas los objetivos son: la Luna, Marte, asteroides y algunas lunas de los planetas gigantes de nuestro sistema solar.

Exploración marciana

Marte seguirá siendo el principal objetivo de la exploración planetaria, con varias misiones que en los próximos años profundizarán en el estudio del planeta rojo. Se destacan la misión ExoMars, que ahora lleva por nombre Rosalind Franklin en honor a la científica que hizo grandes aportes al entendimiento de la estructura del ADN, liderada por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Federal Rusa (Roscosmos). El objetivo principal del vehículo que durante siete meses recorrerá la superficie marciana, es buscar signos de antigua vida en el planeta. 

Por su parte Nasa contará con la misión Mars 2020 con objetivos similares relacionados con la habitabilidad del Marte en el pasado. Podría recoger muestras y el vehículo tendrá apoyo de un helicóptero tipo dron.

Este nuevo “boom” de exploración marciana se completará con proyectos de China  (Mars Global Remote Sensing Orbiter y el pequeño vehículo de exploración HX-1; para estudiar el ambiente marciano), India (Mars Orbiter Mission 2, también llamada Mangalyaan 2; que entrará en órbita marciana apropiada para observaciones) y Emiratos Árabes Unidos (Hope Mars Mission, la primera misión a Marte de un país árabe, que estudiará su atmósfera para investigar el clima en diversas partes del planeta y en diferentes épocas del año.)

Los gigantes gaseosos

Debido a su compleja estructura, y a sus variados sistemas de lunas que aun nos genera multitud de interrogantes, los planetas gaseosos seguirán siendo fuente de exploración en los próximos años. 

La misión JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) desarrollada por la ESA se dedicará a investigar tres de las cuatro de las llamadas lunas galileanas. Ganimedes, Calisto y Europa tendrán el foco de atención dadas las posibilidades de que puedan albergar agua líquida debajo de su superficie, con las consecuencias que esto tendría para aumentar las posibilidades de habitabilidad.

Por su parte la misión Europa Clipper, de Nasa, tiene como objetivo estudiar la posible existencia de ese océano bajo la superficie congelada de la luna Europa, a partir de sobrevuelos alrededor del planeta más grande de nuestro sistema solar.

El Sol

Los análisis de las observaciones del satélite Solar Parker que ya se encuentra muy cerca del Sol, y la misión Solar Orbiter que el próximo año viaja hacia él, nos ayudará a entender mejor el comportamiento de Sol y su heliosfera, relacionado con el clima espacial, de vital importancia para planear futuras misiones espaciales.

Minería espacial

En los próximos años la extracción de recursos minerales en asteroides pasará de ser exclusiva de la ciencia ficción para convertirse en un lucrativo negocio para algunas empresas. Se abrirán además nuevas perspectivas para la colonización futura del espacio que de otra forma, sin el uso de recursos minerales para construir bases espaciales, se tornaría casi imposible. Se busca por ejemplo extraer y procesar agua congelada y elementos como el carbono para producir propelentes y químicos esenciales para el sostenimiento de la vida. Hierro, Cobalto y Níquel, serán gran utilidad para la construcción y mantenimiento sostenible en el espacio, y otros como el Rutenio, Osmio, Rodio, Paladio, Iridio y Platino, ideales para el desarrollo de nuevos materiales y uso en avances tecnológicos en nuestro planeta.

Un asteroide como el 2011UW158, que en el 2014 pasó cerca de la Tierra, contiene gran cantidad de platino y otros materiales valiosos, cuya equivalencia se estima en más de 5  billones de dólares.

La nueva fiebre del “oro” espacial, tiene ya una ley en Estados Unidos, aprobada por el presidente Obama a finales del 2016 y conocida como “Ley del Espacio”, que autoriza por primera vez en al historia el uso comercial de los objetos recogidos en cuerpos celestes, como los asteroides o la Luna.

Las empresas Deep Space Industries, y Planetary Resources, contarán con satélites de prospección, el (Dragonfly y Arkyd Series 300, respectivamente) que, de manera similar a los que se usan para la Tierra, harán modelamiento geofísico, reconocimiento magnético y gravitacional de asteroides.

El camino ya esta siendo abonado. La misión japonesa Hayabusa 2 – secuela de Hayabusa que trajo muestras de un asteroide en el 2010 – ya se encuentra de regreso a la Tierra después de visitar el asteroide Ryugu para profundizar en el contexto geológico de las muestras recolectadas. Por el lado norteamericano, la misión OSIRIS-REx obtendrá muestras del asteroide 101955 Bennu, que ya tiene en la mira, para traerlas de vuelta a la Tierra en el año 2023 y someterlas a un exhaustivo análisis que pueda dar información sobre los orígenes del sistema solar y nuevos avances en los métodos de extracción de los potenciales recursos que estos cuerpos albergan.

Nueva generación de telescopios

Desde su invención en 1609, el telescopio nos ha permitido cambiar nuestra visión del universo, mediante el descubrimiento de nuevos objetos. Después de más de 400 años, este instrumento sigue siendo una de las principales herramientas para responder los actuales interrogantes sobre el cosmos. Varias investigaciones se apoyarán de las observaciones que se realizarán con la próxima generación de telescopios.

Entre los más esperados está el que reemplazará al Telescopio Hubble, y que lleva por nombre James Webb Space Telescope (JWST), en honor a uno de los administradores de la Nasa. Con su espejo – formado por la combinación de 18 segmentos – de 6.5 metros de diámetro, el JWST alcanzará a ver objetivos muy débiles y muy distantes, pudiendo así tener la posibilidad de captar los objetos más distantes en el universo,  profundizar en el estudio de la formación de las primeras galaxias y obtener imágenes de planetas extrasolares, pudiendo estudiar también sus atmósferas dado que podrá ver la luz infrarroja que proviene de ellas con información sobre los elementos que tienen.

Para estudiar planetas extrasolares – uno de los temas que se llevó el Premio Nobel de Física este año, y específicamente su formación, se destaca el futuro telescopio CHEOPS que entrará en órbita a 700 kilómetros de la Tierra a mediados de la próxima década.

El telescopio PLATO, por su parte, tiene la misión particular de descubrir planetas similares a la Tierra, alrededor de estrellas como nuestro Sol, que se encuentren en la llamada zona de habitabilidad – donde las posibilidades de agua liquida son mayores. Para ello deberá analizar hasta un millón de estrellas en búsqueda del paso de tales planetas frente a ellas, método conocido como tránsito planetario.

El ser humano en el espacio

El mayor desafío en la exploración del espacio sigue siendo el relacionado con llevar humanos en misiones tripuladas a sitios cada vez más remotos. En los próximos 10 años será muy difícil que rompamos el record logrado hace medio siglo, y que aun persiste, de llevar a miembros de nuestra especie a casi 400 mil kilómetros de la Tierra.

Las misiones tripuladas sin embargo serán cada vez más comunes para llevar astronautas a la Estación Espacial Internacional, gracias a la entrada de empresas privadas como Space X y Boeing. Cada compañía ha sido contratada por Nasa para llevar a cabo 6 vuelos tripulados cada una entre el 2019 y el 2024. Recordemos que desde la salida en operación del los transbordadores espaciales en el 2011, en el momento la única forma de llevar humanos al espacio es a través de las naves rusas Soyuz.

Los planes para regresar a la Luna son parte del menú principal para los próximos años. Se espera con el programa Artemisa – de Nasa junto con empresas comerciales y socios internacionales como ESA – colocar a la primera mujer en la superficie lunar en el año 2024. El nuevo sistema de lanzamiento que está en desarrollo, el Space Launch System (SLS), sería el encargado de lograr esta renovada hazaña, con nuevos objetivos científicos para ir preparando la idea de una presencia más prolongada y sostenible en la Luna estableciendo una base

Turismo espacial

Luego de que se dio inicio al turismo espacial el 30 de abril de 2001 con la visita por placer y previo pago del magnate Dennis Tito  a la Estación Espacial Internacional, el interés de ofrecer tiquetes para ir al espacio sigue latente y con gran proyección. Para empresas del sector, y para las propias agencias espaciales esta será una forma de financiar sus iniciativas científicas y de desarrollo tecnológico.

Recientemente Roscosmos anunció sus planes para construir un nuevo módulo en la Estación Espacial Internacional, que estaría acondicionado como hotel espacial de lujo. Según anunciaron, el precio de la estancia será de 40 millones de dólares por dos semanas, ampliables a un total de un mes, y con la posibilidad adicional de realizar un paseo espacial por otros 20 millones de dólares.

Frente a nosotros se presenta un panorama de grandes proyectos, algunos de los cuales llevan más de una década de planeación y ahora verán la luz. Sumado a los mencionados, otros estudiaran 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.

A Marte más si pude

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Después de pasar por un año en donde la luna fue la gran protagonista al conmemorar los 50 años de las primeras pisadas humanas en el cercano astro, en el 2020 la mirada estará puesta en el planeta rojo, y se esperan con emoción las cuatro nuevas misiones de exploración marciana.

La principal es la Mars 2020, una de las misiones del programa de exploración de Marte de Nasa, que incluye un vehículo de exploración (rover) basado en el diseño del exitoso robot Curiosity enviado a Marte en el 2011. La carga de instrumentos científicos del Mars 2020 permitirá estudiar la superficie marciana con gran detalle, y explorar condiciones que permitan determinar si Marte tuvo vida en el pasado, a partir del análisis de compuestos orgánicos presentes en rocas. Se probará igualmente un método para obtener oxígeno del aire en la atmósfera marciana, algo crucial para una futura misión tripulada al planeta, ya que se necesitaría llevar grandes cantidades de oxígeno líquido en la nave que pueda ser usado para la supervivencia una vez en Marte.

Equipada con micrófonos, 23 cámaras y el apoyo de un helicóptero tipo dron de un par de kilogramos de peso que necesitará mover sus aspas 10 veces más rápido que en la Tierra para mantenerse suspendido en la débil atmósfera marciana, la Mars 2020 nos hará “palpar” todo lo que va sucediendo a decenas de millones de kilómetros de nuestro hogar.

China por su parte tendrá la misión de exploración Huoxing-1 que incluye un satélite orbitador, un módulo de aterrizaje, y un rover. Entre los objetivos principales están encontrar vida actual o los indicios de vida antigua en Marte, y evaluar las condiciones medioambientales. Con esta misión los chinos también quieren demostrar que tienen la capacidad tecnológica para una posterior misión que pueda traer a la Tierra muestras de rocas marcianas.

Otro rover, de nombre Rosalind Franklin, es la esperanza de la agencia espacial europea, en unión con la rusa (Roscosmos). Con un nombre que hace honor a la científica británica que preparó el camino para el descubrimiento de la estructura del ADN, la misión podrá perforar el suelo marciano para buscar indicios de vida subterránea y analizará muestras con un sofisticado laboratorio automatizado.

Para cerrar la lista, los Emiratos Arabes Unidos lanzan la primera misión a Marte de un país árabe. La Hope Mars Mission pondrá un satélite que estudiará la atmósfera marciana para investigar el clima en diversas partes del planeta y en diferentes épocas del año.

Se espera que estas cuatro misiones sean lanzadas hacia la mitad del año, y que sean la base que en el futuro nos permitirá posar nuestros pies por primera vez en otro planeta.

El invento que le cambió la vida a Newton

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Cuando nos aproximábamos a los últimos días del año, muchos apasionados por la ciencia recordaron el legado de uno de los más grandes científicos de la historia. El gran Isaac Newton nació el 25 de diciembre del año 1642 en Inglaterra, y dos décadas más tarde ya profundizaba sobre el trabajo de importantes personajes como Galileo y se codeaba con reconocidos profesores de la Universidad de Cambridge, como su tocayo Isaac Barrow.

Barrow era un reconocido matemático que había sigo elegido en 1663 primer profesor Lucasiano de matemáticas en esta reconocida institución – prestigioso cargo académico que desde entonces han ocupado científicos tan destacados como el propio Newton o más recientemente el mediático Stephen Hawking. 

Newton, un joven veineañero con muchas inquietudes en torno a la óptica, las matemáticas y la astronomía, y rápidamente comienza a mostrarle a los que lo rodeaban todo su potencial para revolucionar la ciencia. A sus escasos 25 años fabrica el primer telescopio reflector (que usa espejos), el primero de este tipo que se construía satisfactoriamente. Su invento no era una simple ocurrencia, y respondía a sus arduos intentos por entender las propiedades de la luz blanca.

El instrumento usado entonces para observar el cielo usaba lentes, el llamado telescopio refractor que había popularizado Galileo y con el cual había descubierto cosas tan fascinantes como los cráteres de la Luna. El problema era que tales lentes generaban imágenes alteradas, al distorsionar los colores en el objeto observado, lo que se conoce como aberración cromática,

Para entonces, Newton había experimentado con prismas y sospechaba que era el cristal, el mismo usado para las lentes, el responsable de separar los colores que estaban contenidos en la luz blanca y alterar la imagen a través del telescopio. Mientras que muchos pensaban que tales colores eran producidos mágicamente por el prisma, Newton proponía que la luz blanca era de hecho la unión de todos ellos.  Si tenía razón, un telescopio que usara espejos, en vez de lentes, no debería generar la tal aberración cromática. Y para sorpresa de muchos, esto fue justo lo que consiguió al fabricar y probar su telescopio reflector, cuya idea había sido planteada años atrás por otros, incluido el propio Galileo, pero sin llegar a su exitosa fabricación. El primer telescopio newtoniano, construido enteramente por el genio inglés, tenia un espejo de 33 milímetros de diámetro hecho de una aleación de estaño y cobre.

Newton envía su nuevo telescopio a la Real Sociedad de Londres, la sociedad científica más importante de la época, causando gran interés. En 1672 es admitido como miembro de la sociedad, y catapultado a la fama, fortalecida con sus incontables aportes a la física. Newton es el miembro más reconocido de la Real Sociedad, y ejerce como su presidente desde 1702 hasta su muerte en 1727.