Mientras tanto, los ingenieros siguen evaluando las pruebas realizadas sobre la resistencia a la radiación de los transistores de la nave espacial. La longevidad es clave, porque la nave espacial viajará más de cinco años para llegar al sistema de Júpiter en 2030.
Ciudad de México, 4 de octubre (SinEmbargo).– La nave espacial interplanetaria más grande construida por la NASA acaba de recibir sus “alas”: enormes paneles solares de 30 metros que la alimentarán en su viaje a la luna helada de Júpiter, Europa. Los científicos buscan responder a la pregunta de si, debajo de las capas heladas del satélite, el agua que ahí fluye puede albergar vida.
La nave espacial Europa Clipper de la NASA fue recientemente equipada con un conjunto de enormes paneles solares en el Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida. Cada uno de ellos mide unos 14.2 metros de largo y unos 4.1 metros de alto, y son los más grandes que la NASA haya desarrollado jamás para una misión planetaria. Tienen que ser grandes para que puedan absorber la mayor cantidad posible de luz solar durante la investigación de la nave espacial de la luna Europa de Júpiter, que está cinco veces más lejos del Sol que la Tierra.
Los paneles han sido plegados y asegurados contra el cuerpo principal de la nave espacial para el lanzamiento, pero cuando se desplieguen en el espacio, Europa Clipper tendrá una extensión de más de 30.5 metros, un poco más que una cancha de baloncesto profesional. Las “alas”, como las llaman los ingenieros, son tan grandes que sólo se pueden abrir de a una en la sala limpia de la Instalación de Servicio de Carga Peligrosa de Kennedy, donde los equipos están preparando la nave espacial para su período de lanzamiento, que comienza el 10 de octubre.
In less than a month, the journey begins.
@EuropaClipper is a mission crafted with one overarching goal: determine if Jupiter’s icy moon, Europa, has conditions suitable for life.
#EuropaClipper’s launch window opens on Oct. 10. Dive in: https://t.co/eX4ZYUn03w pic.twitter.com/9ZZlHx4FXG— NASA (@NASA) September 13, 2024
Mientras tanto, los ingenieros siguen evaluando las pruebas realizadas sobre la resistencia a la radiación de los transistores de la nave espacial. La longevidad es clave, porque la nave espacial viajará más de cinco años para llegar al sistema de Júpiter en 2030. Mientras orbita el gigante gaseoso, la sonda sobrevolará Europa varias veces, utilizando un conjunto de instrumentos científicos para averiguar si el océano debajo de su capa de hielo tiene condiciones que podrían sustentar la vida.
Para alimentar esos sobrevuelos en una región del sistema solar que recibe sólo entre el 3 y 4 por ciento de la luz solar que recibe la Tierra, cada panel solar está compuesto por cinco paneles. Diseñados y construidos en el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins (APL) en Laurel, Maryland, y Airbus en Leiden, Países Bajos, son mucho más sensibles que el tipo de paneles solares que se utilizan en los hogares, y la nave espacial altamente eficiente aprovechará al máximo la energía que generan.
En Júpiter, los paneles de Europa Clipper proporcionarán en conjunto aproximadamente 700 vatios de electricidad, aproximadamente lo que necesita un pequeño horno microondas o una cafetera para funcionar. En la nave espacial, las baterías almacenarán la energía para hacer funcionar todos los componentes electrónicos, una carga completa de instrumentos científicos, equipos de comunicaciones, la computadora y un sistema de propulsión completo que incluye 24 motores.
Next week, a journey of 1.8 billion miles begins.
All about our mission to explore Jupiter's intriguing moon Europa: https://t.co/KX1yfEbQD2
The launch period opens on Oct. 10. Here's how to watch: https://t.co/x4XNEuvKXs pic.twitter.com/DCjUpaP3yV
— NASA Europa Clipper (@EuropaClipper) October 3, 2024
Mientras hacen todo eso, los paneles deben operar en un frío extremo. La temperatura del hardware caerá a menos 240 grados Celsius cuando esté a la sombra de Júpiter. Para garantizar que los paneles puedan operar en esos extremos, los ingenieros los probaron en una cámara criogénica especializada en el Centro Espacial de Lieja en Bélgica.
“La nave espacial es acogedora. Tiene calentadores y un circuito térmico activo, que la mantienen en un rango de temperatura mucho más normal”, dijo en un comunicado Taejoo Lee de APL (Apllied Physics Laboratory), el gerente de entrega de productos de paneles solares. “Pero los paneles solares están expuestos al vacío del espacio sin ningún calentador. Son completamente pasivos, por lo que, sea cual sea el entorno, esas son las temperaturas que alcanzan”.
Aproximadamente 90 minutos después del lanzamiento, los paneles se desplegarán desde su posición plegada en el transcurso de unos 40 minutos. Aproximadamente dos semanas después, seis antenas fijadas a los paneles también se desplegarán a su tamaño completo. Las antenas pertenecen al instrumento de radar, que buscará agua dentro y debajo de la gruesa capa de hielo de la luna, y son enormes, desplegándose hasta una longitud de 17.6 metros, perpendiculares a los paneles.
LOS FÍSICOS PRUEBAN A VAN GOGH
La pintura de Vincent van Gogh “La noche estrellada” representa un cielo azul con remolinos, una luna y estrellas amarillas. El cielo es una explosión de colores y formas, cada estrella encapsulada en ondas amarillas, brillando con luz como reflejos en el agua.
Las pinceladas de Van Gogh crean una ilusión de movimiento del cielo tan convincente que llevó a los científicos atmosféricos a preguntarse hasta qué punto se corresponde con la física del cielo real. Si bien el movimiento atmosférico en la pintura no se puede medir, las pinceladas sí.
En este contexto, en un artículo publicado esta semana en Physics of Fluids, por AIP Publishing, investigadores especializados en ciencias marinas y dinámica de fluidos en China y Francia analizaron la pintura de van Gogh para descubrir lo que ellos llaman la turbulencia oculta en la representación del cielo del pintor.
“La escala de las pinceladas jugó un papel crucial”, comenta el autor Yongxiang Huang, del The Hong Kong University of Science and Technology en Hong Kong. “Con una imagen digital de alta resolución, pudimos medir con precisión el tamaño típico de las pinceladas y compararlas con las escalas esperadas a partir de las teorías de turbulencia”.
Para revelar la turbulencia oculta, los autores utilizaron pinceladas en la pintura como hojas que se arremolinan en un embudo de viento para examinar la forma, la energía y la escala de las características atmosféricas de una atmósfera que de otro modo sería invisible. Utilizaron el brillo relativo, o luminancia, de los distintos colores de la pintura como sustituto de la energía cinética del movimiento físico. “Revela una comprensión profunda e intuitiva de los fenómenos naturales”, enuncia Huang. “La representación precisa de la turbulencia por parte de Van Gogh podría deberse al estudio del movimiento de las nubes y la atmósfera o a un sentido innato de cómo capturar el dinamismo del cielo”.
El estudio examinó la escala espacial de las 14 formas giratorias principales de la pintura para descubrir si se alinean con la teoría de la energía en cascada que describe la transferencia de energía cinética de flujos turbulentos de gran a pequeña escala en la atmósfera.
Descubrieron que la imagen general se alinea con la ley de Kolmogorov, que predice el movimiento atmosférico y la escala según la energía inercial medida. Al profundizar en el microcosmos dentro de las propias pinceladas, donde el brillo relativo se difunde por todo el lienzo, los investigadores descubrieron una alineación con la escala de Batchelor, que describe las leyes de energía en la turbulencia escalar pasiva a pequeña escala que sigue al movimiento atmosférico.
Encontrar ambas escalas en un sistema atmosférico es poco común y fue un gran motivo para su investigación. “Se cree que la turbulencia es una de las propiedades intrínsecas de los flujos de alto Reynolds dominados por la inercia, pero recientemente se han informado fenómenos similares a la turbulencia para diferentes tipos de sistemas de flujo en una amplia gama de escalas espaciales, con números de Reynolds bajos donde la viscosidad es más dominante”, concluye Huang. “Parece que ha llegado el momento de proponer una nueva definición de turbulencia que abarque más situaciones”.
EL HIELO ÁRTICO ROZA MÍNIMO HISTÓRICO
Este verano el hielo marino del Ártico se redujo a mínimos casi históricos en el hemisferio norte y probablemente se derrita hasta su extensión mínima anual el 11 de septiembre de 2024. El descenso continúa la tendencia que se ha prolongado durante décadas de reducción y adelgazamiento de la capa de hielo en el océano Ártico, según los investigadores de la NASA y el National Snow and Ice Data Center (NSIDC).
Este año, el hielo marino del Ártico se redujo a una extensión mínima de 4.28 millones de kilómetros cuadrados. Eso es aproximadamente 1.94 millones de kilómetros cuadrados por debajo del promedio de finales de verano de 1981 a 2010 de 6.22 millones de kilómetros cuadrados. La diferencia en la capa de hielo abarca un área más grande que el estado de Alaska. La extensión del hielo marino se define como el área total del océano con al menos un 15 por ciento de concentración de hielo.
El mínimo de este año se mantuvo por encima del mínimo histórico de 3.39 millones de kilómetros cuadrados establecido en septiembre de 2012. Si bien la cobertura de hielo marino puede fluctuar de un año a otro, ha tendido a la baja desde que comenzó el registro satelital de hielo a fines de la década de 1970. Desde entonces, la pérdida de hielo marino ha sido de alrededor de 77 mil 800 kilómetros cuadrados por año, según el NSIDC.
Los científicos miden actualmente la extensión del hielo marino utilizando datos de sensores pasivos de microondas a bordo de satélites en el Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa, con datos históricos adicionales del satélite Nimbus-7, operado conjuntamente por la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).
El hielo marino no solo se está reduciendo, sino que se está volviendo más joven, señaló Nathan Kurtz, jefe de laboratorio del Laboratorio de Ciencias Criosféricas de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard.
“Hoy, la abrumadora mayoría del hielo en el Océano Ártico es hielo más delgado, de primer año, que es menos capaz de sobrevivir a los meses más cálidos. Hay mucho, mucho menos hielo que tenga tres años o más ahora”, dijo Kurtz en un comunicado.
Las mediciones del espesor del hielo realizadas con altímetros espaciales, incluidos los satélites ICESat e ICESat-2 de la NASA, han descubierto que gran parte del hielo más antiguo y grueso ya se ha perdido. Una nueva investigación del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA muestra que en el Ártico central, lejos de las costas, el hielo marino otoñal ronda ahora los 1.3 metros de espesor, en comparación con el pico de 2.7 metros de 1980.
EL MISTERIO DE LA MATERIA OSCURA
La existencia de materia oscura es probablemente uno de los problemas que más incógnitas plantea a la comunidad científica y desentrañar su naturaleza se ha convertido en uno de los objetivos primordiales de la Física moderna. En términos simples, no sabemos de qué está hecha a pesar de representar el 85 por ciento de toda la materia en el Universo.
Un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) asegura que la materia oscura no es como describe el paradigma dominante en el que las partículas de materia oscura solo se relacionan entre sí y con la materia ordinaria a través de la gravedad. El estudio del IAC determina que la materia oscura siente también otras fuerzas que, aunque solo modifican su comportamiento ligeramente, proporcionan una nueva clave que permitirá entender su naturaleza.
El estudio, realizado con datos del telescopio espacial Hubble, ha sido publicado por la revista Astrophysical Journal Letters y está firmado por los investigadores del IAC y de la Universidad de La Laguna (ULL) Jorge Sánchez Almeida e Ignacio Trujillo, con la colaboración del investigador de la Universidad del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires (Argentina), Ángel Plastino.
La comunidad científica sabe, desde hace décadas, que más del 85 por ciento de la materia del Universo no emite ningún tipo de radiación. Por ello, se le denomina materia oscura, aunque algunos investigadores sugieren que más que ‘oscura’ sería apropiado llamarla materia “invisible”.
Pero, ¿cómo estudiar algo que no emite radiación? La respuesta está en observar el movimiento de la materia ordinaria (es decir de las estrellas y el gas) bajo su efecto. Así, los astrónomos han podido determinar que se necesita materia oscura en grandes cantidades y que influye sobre el resto de la materia conocida fundamentalmente a través de la fuerza de la gravedad.
Por este motivo, en las últimas cuatro décadas, la hipótesis fundamental ha sido suponer que la materia oscura está compuesta por partículas con masa pero ninguna otra propiedad, sin interacción entre ellas ni con el resto de la materia conocida más allá de la fuerza de gravedad.
Este modelo de materia oscura se conoce como materia oscura fría sin colisiones. Explica bien el efecto de la materia oscura sobre la formación de estructuras en el Universo. Sin embargo, no resuelve la incógnita fundamental: ¿qué es la materia oscura y cómo encaja su existencia dentro del modelo de partículas elementales conocidas?
El estudio del IAC viene a desechar la idea de que la materia oscura solo interacciona a través de gravedad y se realizó analizando con una técnica nueva: la distribución de luz observada en unas galaxias muy poco masivas (con solo unas pocas miles de estrellas).
“Tras este estudio, no se resuelve la pregunta de ‘¿qué es la materia oscura?’, pero sí puede responder algo esencial: no es lo que pensábamos hasta ahora”, explica Jorge Sánchez Almeida.
