La NASA (National Aeronautic and Space Administration) es el organismo oficial de investigación espacial civil del gobierno estadounidense. Fue creada en 1958 para coordinar los esfuerzos dedicados a arrebatar a la URSS la ventaja en la carrera espacial. En 1960, la NASA puso en marcha un ambicioso programa para enviar hombres a la Luna antes de que acabara la década y para enviar sondas espaciales a los distintos planetas. Todos sabemos con qué rigor y eficacia se realizó este programa y cómo Estados Unidos logró, etapa por etapa, alcanzar y luego superar a la URSS en casi todos los dominios de la conquista espacial. Este éxito se debe a una organización muy cuidadosa y a la preparación atenta de cada etapa de una misión, la cual pasa por incontables ensayos. Inspirada por su éxito, la NASA preparó proyectos cada vez más amibiciosos durante las décadas de 1970 y 1980, como el programa de los transbordadores espaciales, quizás sin el rigor de las primeras épocas.

Insignia de la NASA

En 1987, el fracaso estrepitoso que representó la explosión del Challenger justo después del despegue frenó en seco todos los programas y llevó a la NASA a revisar toda su política, lo cual impuso retrasos importantes en muchas misiones. Solo en la década siguiente reanudó su trabajo, a pesar de los fuertes recortes en el presupuesto. Terminada la Guerra Fría, la conquista espacial habia dejado de ser una batalla política para convertirse en un terreno de competencia económica, para lo cual no estaba preparada la NASA. Sin embargo, animada por el éxito de la sonda Mars Pathfinder, la agencia anunció para el siglo XXI un programa gigantesco de misiones tripuladas, que se ha convertido en objeto de debates enérgicos.

Actualmente, el proyecto más importante es la Estación Espacial Internacional (ISS), fruto de una colaboración encabezada por Estados Unidos y con la participación de otros 15 países, entre ellos Rusia, Japón y varios países europeos. Este enorme proyecto, que está costando entre 50 y 100 mil millones de dólares, resultó de la fusión del proyecto estadounidense de la estación Freedom y el proyecto ruso Mir 2. Su primer módulo fue puesto en órbita en 1998, la primera tripulación permanente llegó en 2000 y a partir de 2001 relevó a la estación Mir, que fue retirada de la órbita al comenzar el siglo XXI.

La construcción de la estación se interrumpíó en 2003 luego de la explosión del transbordador Columbia. Dado que los estadounidenses decidieron suspender los vuelos de los transbordadores, el reemplazo de equipo y los módulos de suministro se realizan sólo con las naves rusas Progress y Soyouz. La construcción de la estación debe terminarse en 2010. Dedicada a la investigación civil, formará, a 400 Km de altitud, un conjunto de 108.6m de longitud y 79.9m de ancho, con un peso de 456 toneladas y un vólumen habitable de 1,200 metros cuadrados. Habitada de manera permanente por varios astronautas (a fines de 2005, abrigó a su doceava tripulación), servirá de laboratorio para la realización de expermientos ciéntificos y teconlógicos en microgravedad y micropeso, así como de estación de servicio para la reparación de satélites.

Una de las primeras aplicaciones de la exploración espacial, en 1946, fue el estudio de la radiación cósmica por medio de un cohete V2, antes perteneciente al ejército alemán, que Estados Unidos lanzó a 116 Km de altura. El interés por estudiar el espacio desde fuera de la atmósfera ha motivado numerosas misiones, como el célebre telescopio espacial Hubble (HST, por Hubble Space Telescope). La puesta en órbita de este aparato enorme (13 m de largo, 4.3m de diámetro y un peso de 11.6 toneladas) estaba programada para 1983, luego para 1986, pero se realizó en 1990, cuando ya había pasado la tragedia del Challenger. Comenzó a funcionar en forma en 1993, después de una misión para corregir una falla óptica. Desde entonces ha producido una lluvia impresionante de información en todas las escalas de distancia.

4 fotos tomadas por el grandioso telescopio espacial Hubble.

La ausencia de atmósfera permite obtener imágenes perfectamente nítidas, con el límite teórico que permite el espejo de 2.40m de diámetro, y la ausencia de luz difusa permite acceder a objetos muy poco brillantes. Se trate de los planetas del Sistema Solar, de nubes de polvos donde están naciendo estrellas dentro de nuestra Galaxia, de cefeidas en galaxias lejanas o de quásares ubicados en los confines del Universo, el Hubble envía regularmente imágenes que deslumbran por su belleza y su interés científico. Aunque otros instrumentos de observación en órbita han brindado información inestimable, Hubble, que será reemplazado por el telescopio espacial James Webb en 2010, permanecerá como uno de los logros más prestigiosos de la exploración espacial.

Despegue del Ariane 5 desde la base de Kourou.

Desde la región de ultramar perteneciente a Francia, la Guayana Francesa, la base de Kourou fue la protagonista en el despegue del Ariane 5. Esta base está ubicada muy cerca del ecuador, lo cual representa una ventaja importante para las puestas en órbita, pues en este punto alcanza su máximo la velocidad que imprime la rotación terrestre. El despegue fue realizado el 21 de Octubre de 1998, el último cohete enviado al espacio por parte de la ESA (European Space Agency). Este poderoso cohete de 747 t es capaz de poner en órbita geoestacionaria de transferencia casi 7 toneladas de material.

Existen cámaras de pruebas electromagnéticas de los satélites de telecomunicaciones muy parecidas a la de la imagen, que miden con gran precisión las condiciones de recepción y emisión de ondas radio por parte de un satélite de telecomunicaciones, es necesario probarlo en un ambiente comparable al espacio. En esta cámara, las paredes están revestidas de estructuras en forma de picos que funcionan como trampas para impedir cualquier reflexión de ondas electromagnéticas. Así se puede medir exactamente qué emite el satélite, sin ninguna interferencia.

La sonda Ulises se diseño para medir el campo magnético en las regiones polares del Sol. Fue lanzada en el plano de la eclíptica y luego llegó al campo gravitatorio de Júpiter para poder cambiar de plano orbital y cumplir su misión. Esta sonda ofreció a los ciéntificos una oportunidad para comprobar la realidad. Esta aventura espacial conjunta de la Agencia Espacial Europea y la NASA, fue lanzada en 1990 para observar el sistema solar en latitudes solares muy altas. Cada 6 años, la sonda espacial vuela 2.2 UA sobre los polos solares. No existe ninguna otra sonda que viaje tan lejos por encima del plano orbital de los planetas. Ulises viajó por última vez sobre los polos solares en 1994 y 1996, durante el mínimo solar, y la nave hizo varios descubrimientos sobre los rayos cósmicos, el viento solar y otros. Ahora se pueden observar los polos solares durante el otro extremo: el máximo solar.

Después de un encuentro con Júpiter en 1992, la sonda espacial Ulises viajó hacia una alta órbita polar.

Para concluir el programa Apolo, Estados Unidos decidió utilizar el resto de los recursos para equipar el laboratorio espacial Skylab, que funcionó de Mayo de 1973 a Febrero de 1974 y albergó equipos de tres astronautas en periodos de 84 días. No hubo más. En cambio, los soviéticos establecieron desde 1971 el programa de estaciones Saliut que se prolongó por 15 años con diversas marcas: duración de estancia, número de visitas de reabastecimiento, etc. En ese periodo los soviéticos fueron los campeones en la vida en el espacio.

Insignia de la ISS, estación espacial, destino de los 4 primeros turistas espaciales.

Mientras tanto, la guerra fría terminó, la colaboración sustituyó la competencia feroz y los desarrollos espaciales perdieron fuerza en la opinión pública; en consecuencia, los presupuestos se redujeron considerablemente. La estación soviética MIR, puesta en órbita en Febrero de 1986, sobrevivió a la desaparición de la URSS gracias a la NASA… Y la gigantesca ISS (International Space Station, estación espacial internacional), cuyo primer elemento se puso en órbita en 1998 y su terminación está prevista para 2010, tendrá elementos rusos, estadounidenses, europeos y japoneses. en 2003, China envió a su primer hombre al espacio, un taikonauta (del chino taikong, “espacio”), cuyo regreso a la Tierra fue muy celebrado. en total, luego del comienzo de la aventura espacial, más de 400 hombres y mujeres han viajado al espacio.

Después del programa Apolo, Estados Unidos decidió convertirse en el principal administrador del espacio, un mercado prometedor por la demanda creciente de satélites, sobre todo para las telecomunicaciones. Hasta la desintegración de la URSS, la Guerra Fría mantuvo la presión entre los dos bloques, y la Unión Soviética conservó su superioridad en cuanto a cantidad y calidad de los cohetes lanzadores. Mientras tanto, otros paises entraron en el mercado, como Francia, luego el resto de Europa con el programa Ariane, China y Japón. Durante las décadas de 1970 y 1980, Estados Unidos se concentró en desarrollar el transbordador espacial, un vehículo tripulado capaz de poner una carga en órbita y regresar a la Tierra o de acoplarse a satélites en órbita para entregar provisiones o cumplir con otra misión.

El primer vuelo del transbordador Discovery en 1981 fue prometedor y la veintena de vuelos que lo siguieron confirmaron el éxito, pero la explosión del Challenger con siete pasajeros en Enero de 1986 detuvo el programa durante dos años. En ese tiempo se desarrolló el programa Ariane y el cohete lanzador europeo ocupó el primer lugar en el mercado mundial. En 2003, la explosión del transbordador Columbia, con la muerte de otros siete pasajeros y pérdidas importantes de equipo y resultados ciéntificos, volvió a frenar el programa estadounidense durante un año y complicó la continuidad de los trabajos en la estación espacial ISS, sustituto internacional de la estación MIR.

El SpaceShipOne, una alternativa de turismo espacial con vuelos sub-orbitales.

El transbordador espacial despega de manera vertical, como todos los satélites, porque tiene cohetes desprendibles. La puesta en órbita baja (300Km) está controlada por los reactores de la nave. El tiempo que pasa en órbita es variable y depende de la misión encomendada. El regreso a la Tierra comienza con una desatelización generada por el freno de los reactores. Debido al calentamiento intenso de la nave en la atmósfera, la etapa final y el aterrizaje deben calcularse de manera muy precisa.

1.- Despegue.
2.- Desprendimiento de los cohetes.
3.- Desprendimiento del tanque de reserva.
4.- Entrada en órbita.
5.- Vuelo orbital / Desatelización.
6.- Entrada en la atmósfera.
7.- Descenso.
8.- Aterrizaje.

Transbordador espacial Discovery en la plataforma de lanzamiento 39B.

Enviar un satélite tripulado al espacio requiere un buen control del cohete de lanzamiento, que debe tener suficiente impulso para hacer despegar no sólo el satélite, sino también su propia masa, formada sobre todo por las sustancias (propergoles) que consumen sus motores cohete en pocos segundos.
En general, es poco relevante qué ocurre con un satélite después de que termina su misión. Algunos se volatilizan al volver a entrar en la atmósfera, otros desaparecen en el cosmos. No ocurre lo mismo con las cápsulas tripuladas, pues su regreso a la Tierra es un problema delicado. Cualquiera que sea su órbita, una cápsula que regresa a la Tierra tiene que atravesar la atmósfera a una velocidad considerable, lo cual produce un gran calentamiento. Además, debe ir frenando para no estallar al tocar el suelo. Soviéticos y estadounidenses eligieron estrategias distintas tanto para el cruce de la atmósfera como para el contacto final: los primeros en tierra y los segundos en mar.
Además, la cabina debe contar con los elementos básicos de supervivencia, como una atmósfera respirable, una temperatura adecuada y espacio mínimo para el desplazamiento. durante la primera fase de la conquista espacial, el perfeccionamiento de los vuelos tripulados fue el principal esfuerzo de las dos superpotencias.

En 1959 se envió una sonda rudimentaria a la Luna: Luna 1. Le siguieron Pioneer 4 y Luna 2 y 3 (la última fotografió la cara oculta). Desde entonces se enviaron sondas al espacio interplanetario de manera regular. Algunas misiones han recibido mucha atención, como la visita a Marte de las sondas Viking 1 y 2 (1976-1982) o, más reciente, las misiones Pathfinder (1997) y Mars Express (2003).

Mars Express en órbita alrededor de Marte con la antena MARSIS desplegada.

Otras misiones han sido determinantes. Mercurio y Venus se visitaron varias veces (Venus Express, lanzada en 2005, es la primera sonda de la Agencia Espacial Europea). Las sondas Voyager 1 y 2 (lanzadas en 1977) visitaron Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno y varias docenas de sus satélites. Galileo, lanzada en 1989 y destruida en 2003, obtuvo millares de informaciónes sobre Júpiter y sus cuatro satélites mayores (Jupiter Icy Moons Orbiter, una nueva sonda de exploración de las lunas jupiterianas, la sucederá a principio de los años 2010). Hasta el momento Plutón es el único planeta que no ha sido explorado por una sonda, pero New Horizons, lanzada en Enero de 2006, lo alcanzará en 2015.
El Sol también ha sido blanco de misiones de exploración. Ulises ha sobrevolado los polos en 1994- 1995 y luego en 2000-2001, en tanto que Voyager 1 navega desde 2004 hacia la heliopausa, la parte más externa de la heliosfera.

Entre los hechos más modernos hay que resaltar el regreso a la Tierra, a principios de 2006, de una cápsula desprendida de la sonda Stardust, que trajo polvos galácticos y otras muestras de la cola del cometa Wild 2.

Estas tres palabras designan aparatos espaciales diseñados con distintos fines. Desde el comienzo de la era espacial, estadounidenses y soviéticos han construido muchos, pero sus misiones no siempre han tenido éxito.

Los satélites. No están tripulados y giran alrededor de la Tierra.

Sus misiones pueden ser de tres tipos:

1. Telecomunicaciones: estos satélites sirven de enlace entre las estaciones terrestres para la transmisión intercontinental de información, ya sea telefónica o televisiva. En general, están colocados en órbitas geoestacionarias a una altitud de 35,900 Km sobre el ecuador. Como giran a la misma velocidad que la Tierra, se mantienen en una posición fija en el cielo.

2. Observación de la Tierra: esta vigiliancia desde el espacio, ha probado ser muy efectiva en varios campos sobre todo:

- Metereología: transmisión permanente del estado de la nebulosidad en grandes superficies y mediciones de la radiación infrarroja, para determinar la temperatura en cada capa de la atmósfera.
- Geodesia: la teledetección y observación del suelo y los océanos permite detectar estructuras geológicas, recursos mineros, agrícolas, y piscícolas.
- Navegación: las emisiones satelitales de radio permiten a los receptores terrestres determinar su posición. Estos sistemas se diseñaron para el ejército, pero ahora se han abierto al uso civil.
- Espionaje militar.

3. Observación del espacio: por medio de satélites es posible hacer observaciones libres del obstáculo que representa la atmósfera por sus turbulencias, nubosidad y absorción de muchas longitudes de onda.

Las sondas. Se trata de objetos diseñados para salir del campo gravitatorio terrestre y observar otros cuerpos del Sistema Solar: primero la Luna y luego Marte y Venus.

Algunos entran en órbita alrededor de estos astros y otros llegan a su superficie, ya sea que se destruyan después de haber transmitido cierta información, o que aterricen y se conviertan en observatorios.

Las cápsulas. Pueden llevar tripulantes. Las primeras sólo permitían a uno o dos cosmonautas pasar una jornada de algunas horas en el espacio, pero sin salir de su asiento. Poco después, tanto soviéticos como estadounidenses, en sus preparativos para los vuelos lunares, diseñaron las cápsulas más amplias que luego darían lugar a las estaciones espaciales.

La ciencia moderna tiene la particularidad de extenderse y especializarse a una velocidad considerable a medida que avanzan nuestros conocimientos sobre el medio en que vivimos y existimos. La física es una de las ciencias más antiguas. Y tiene un montón de ramificaciones que estudian objetos físicos concretos. Hoy he leído en el periódico local la aparición de una nueva rama que llaman física de astropartículas.

Aquí está la referencia a la noticia:

SOCIEDAD

Europa une esfuerzos con siete planes a gran escala para entender el universo

Los estudios se centrarán en la física de Astropartículas, una disciplina muy relacionada con la Cosmología

JOSÉ MANUEL NIEVES

Ayer fue la puesta de largo en Europa de una nueva rama de la Ciencia. La Física de Astropartículas, una disciplina que bebe de las fuentes de la Cosmología, la Astrofísica y la Física de partículas convencional. Y que ayudará a responder, por cierto, algunas de las cuestiones más acuciantes a las que hoy se enfrentan los investigadores de todo el mundo.

¿Qué es la materia oscura? ¿Cuál es el origen de los rayos cósmicos que recorren de punta a punta el Universo? ¿Qué papel y qué efectos tienen los violentísimos episodios cósmicos cuyos ecos llegan continuamente a los instrumentos de los científicos? ¿Conseguiremos alguna vez detectar ondas gravitacionales?

[...]

La «hoja de ruta», hecha pública ayer, prevé la puesta en marcha de siete proyectos a gran escala (bautizados ya por los físicos como ‘los Siete Magníficos‘), y que permitirán desvelar algunos de los misterios más excitantes del universo.

[...]

Por curiosidad he buscado alguna referencia sobre el asunto que comenta el artículo de una presentación en Europa de esta nueva rama de la física y de la estrategia europea para entender el universo. Parece que he localizado una noticia similar en inglés de un portal de física llamado physorg, fechada en el día de ayer:

The ‘Magnificent 7′ of European astroparticle physics unveiled to the world

Physics / Physics

Today Europeans presented to the world their strategy for the future of astroparticle physics. What is dark matter? What is the origin of cosmic rays? What is the role of violent cosmic processes? Can we detect gravitational waves?
With seven types of major large-scale projects physicists want to find the answers to some of the most exciting questions about the Universe:

– CTA, a large array of Cherenkov Telescopes for detection of cosmic high-energy gamma rays

– KM3NeT, a cubic kilometre-scale neutrino telescope in the Mediterranean Sea

– Ton-scale detectors for dark matter searches

– A ton-scale detector for the determination of the fundamental nature and mass of neutrinos

– A Megaton-scale detector for proton decay’s search, neutrino astrophysics & investigation of neutrino properties

– A large array for the detection of charged cosmic rays

– A third-generation underground gravitational antenna

[...]

Y finalmente tengo otras dos referencias muy interesantes sobre el mismo tema de dos fuentes muy interesantes. La primera es de innovation reports de ayer:

The “Magnificent Seven” of European astroparticle physics unveiled to the world

29.09.2008

Today Europeans presented to the world their strategy for the future of astroparticle physics. What is dark matter? What is the origin of cosmic rays? What is the role of violent cosmic processes? Can we detect gravitational waves?

[...]

La segunda es de hoy mismo del portal ScienceDaily:

Science News

The ‘Magnificent Seven’ Of European Astroparticle Physics Unveiled To The World

ScienceDaily (Sep. 30, 2008) — Today Europeans presented to the world their strategy for the future of astroparticle physics. What is dark matter? What is the origin of cosmic rays? What is the role of violent cosmic processes? Can we detect gravitational waves?

[...]

Hoy he leído en el periódico que se ha confirmado de manera oficial la existencia de trazas de agua en marte. Esto es un hecho muy relevante respecto a la posibilidad de que en algún momento el planeta rojo pudiera haber albergado alguna forma de vida tal y como la conocemos en la tierra.

El descubrimiento se ha llevado a cabo dentro de la misión espacial phoenix, de la que ya he hablado en anteriores ocasiones en el blog (incluyendo su amartizaje en el planeta rojo)

Esta es la referencia a la noticia del periódico:

SOCIEDAD

Hay agua en Marte

La NASA confirma su existencia «sin lugar a dudas» porque la sonda ‘Phoenix’ ha conseguido tocarla y probarla

AGENCIAS

Hay agua en el Marte. Lo que hasta hora constituían razonables suposiciones o pruebas indirectas se han confirmado plenamente. La NASA lo anunció anoche oficialmente: las pruebas de laboratorio realizadas en el vehículo explorador ‘Phoenix’ han confirmado, sin lugar a dudas, la existencia de agua en el ‘planeta rojo’. Una gran noticia no sólo para el mundo científico, sino para toda la humanidad.

[...]

Me he ido inmediatamente a la página web de la misión phoenix y en la portada estaba la noticia de la confirmación de la existencia de agua:

NASA Spacecraft Confirms Martian Water, Mission Extended

July 31, 2008 — Laboratory tests aboard NASA’s Phoenix Mars Lander have identified water in a soil sample. The lander’s robotic arm delivered the sample Wednesday to an instrument that identifies vapors produced by the heating of samples.

“We have water,” said William Boynton of the University of Arizona, lead scientist for the Thermal and Evolved-Gas Analyzer, or TEGA. “We’ve seen evidence for this water ice before in observations by the Mars Odyssey orbiter and in disappearing chunks observed by Phoenix last month, but this is the first time Martian water has been touched and tasted.”

[...]

La conferencia de hoy, impartida por el investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), Francisco J. Carrera Troyano, dentro del ciclo de Fronteras de la Física, ha tratado del tema de la exploración del universo.

La presentación comenzó con una introducción a la astronomía como ciencia, que intenta aportar pistas sobre el origen del universo, su evolución y nuestro lugar en el universo. Una de sus características, que la diferencia de otras ciencias experimentales, es que los objetos de su estudio son muy grandes y muy lejanos en los que no hay posibilidad de experimentar y se debe limitar a observarlos y extraer de ellos, con la instrumentación adecuada, todo el conocimiento posible. Los objetos astronómicos son en sí mismos los laboratorios de física donde se producen fenómenos que nos proporcionan una información muy valiosa que puede ser recogida y analizada para producir conocimiento científico.

La naturaleza observacional de la astronomía se puede comparar con la física de partículas, que será objeto de la siguiente conferencia, en la que el científico debe construir y operar el laboratorio donde producir experimentos que le reporten la información científica, que es recogida mediante a instrumentación adecuada en grandes instalaciones científicas como los colisionadores de partículas.

La observación del universo se realiza mediante la recogida de ondas de radio, microondas, radiación ultravioleta, rayos X, rayos gamma y por supuesto la luz visible, una ínfima parte del espectro de la radiación electromagnética que nos llega procedente de todas partes del universo. Esta radiación (partículas/ondas) se recoge en diferentes longitudes de onda y en lugares muy elevados donde se instalan instrumentos como telescopios de gran tamaño, que recogen la luz visible o radiotelescopios enormes que recogen las ondas de radio o microondas, o satélites de observación apuntando hacia el universo que recogen otras radiaciones más energéticas que no traspasan la atmósfera de la tierra (afortunadamente para nosotros)

¿Por qué necesitamos observar el universo desde tantas longitudes de onda?

La longitud de onda está relacionada con la energía. Una menor longitud de onda implica una mayor energía. La energía está a su vez asociada con la masa. Y también hay una relación entre la emisión de energía de un cuerpo con el concepto de temperatura, que se mide en grados Kelvin, llamada ley de Wien.

Todos los procesos que ocurren este gran laboratorio que es el universo están asociados a la temperatura, a la energía y a la masa. Los procesos más energéticos, que involucran a masas mayores, generarán ondas de longitud de onda muy pequeña. Otros procesos menos energéticos lo harán con ondas de longitud de onda mayor. Nosotros debemos registrar todos los procesos para comprender el universo. Por lo tanto debemos ser capaces de “ver” el universo en todas las longitudes de onda. En la presentación se pudo ver que los objetos cósmicos, como el sol emiten en varias longitudes de onda (si bien su pico se encuentra en la zona visible del espectro electromagnético) y se pudieron ver imágenes del sol captadas en diferentes longitudes de onda (visible, Ultra Violeta, Rayos X y Radio) en la que se pueden apreciar fenómenos como las manchas solares.

NOTA: Parece ser que existe masa y energía que no emite ninguna radiación, que nosotros seamos capaces de momento de registrar y medir y por lo tanto existe una gran cantidad de masa y energía en el universo que no somos capaces de “ver”. Es lo que constituye la energía y masa oscuras del universo. Son uno de los asuntos por dilucidar por la astronomía.

¿Por qué situamos los instrumentos de observación en sitios elevados?

La razón es la atmósfera. Esta capa de gases que nos cubre tiene propiedades de absorción, distorsión y dispersión de las ondas electromagnéticas/partículas que nos llegan procedentes del universo y que son nuestro objetivo. Cuanto más elevado esté el instrumento de observación, menos porción de la atmósfera que distorsione o impida las medidas. Lo ideal es prescindir totalmente de ella colocando los instrumentos de observación en el espacio, orbitando alrededor de la tierra (o de la luna)

¿Por qué tienen que ser los telescopios de gran tamaño?

Los límites de los instrumentos de observación, en concreto de los telescopios, vienen determinados por su tamaño y el efecto de la atmósfera. Los cuerpos que se pretenden observar emiten una energía que se va dispersando desde su punto de origen de forma esférica con una densidad inversamente proporcional a la distancia al cuadrado. Un telescopio de gran tamaño permite recolectar el máximo de energía para obtener la imagen de lo que se quiere observar.

También se mejora la resolución, es decir, la capacidad de distinguir dos fuentes de radiación muy próximas entre sí, que está limitado por otra parte por la atmósfera, que pone el límite en un grado de arco y los fenómenos de interferencia a una longitud de onda concreta.

Redes de telescopios

No se puede construir un telescopio de tamaño arbitrario ya que el peso de la lente hace que se combe y se distorsione la imagen. Lo que se hace entonces es, o bien construir el telescopio con paneles pequeños hexagonales que luego se ensamblan y pueden llegar a controlarse de forma individual (óptica adaptativa) para compensar los efectos de la cambiante atmósfera o poner varios telescopios pequeños separados entre sí y distribuidos en un área y procesar las señales procedentes de cada uno para dar la ilusión de un gran telescopio, un procesado que se denomina interferometría.

Con esta técnica se puede aumentar la resolución y reducir el límite al impuesto por la interferencia de la longitudes de onda de la radiación utilizada. El inconveniente de esta técnica es que la energía recogida por el conjunto de la red de telescopios es igual a la suma de las áreas de cada uno de ellos. Por esto se pueden necesitar muchos y en un área muy extensa para lograr una calidad aceptable.

En la presentación se habló de proyectos nacionales e internacionales de redes de telescopios como el Very Long Baseline Array (VLBA)

Observación del Sistema Solar

Tras la introducción a los instrumentos de observación desde tierra se hizo una pequeña incursión a la observación del sistema solar mediante instrumentos de captación de ondas electromagnéticas abordo de sondas espaciales. Para superar las limitaciones de la observación desde tierra en la observación de nuestro sistema solar, se diseñaron las diversas misiones espaciales a lo largo del siglo XX que han permitido obtener observaciones detalladas de pŕacticamente todos los planetas de nuestro sistema solar, muchos de sus satélites y del sol.

Se comentaron tres tipos de misiones de observación. La de nuestro sol con el Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) previsto para el 2015, con el objetivo de ver el sol a la mayor resolución y posible y su helioesfera. Finalmente se vio la exploración de mercurio, un gran olvidado en la exploración del sistema solar, que actualmente tiene la misión Messenger por parte de la NASA, y para el 2013 la ESA junto con la agencia espacial japonesa (JAXA), tiene planificada la misión Bepi-Colombo.

Observando el universo con luz

En esta sección de la presentación se dio un repaso a los futuros proyectos más importantes a escala internacional de observación del universo a diferentes longitudes de onda desde la luz visible hasta los rayos gamma.

La luz y las ondas de radio permiten observar el universo templado y frío (centros galácticos, formación de planetas, nebulosas frías, nidos de estrellas, etc.) Los telescopios y radio telescopios son sin duda los reyes sobre la tierra en estas observaciones.

En cuanto a los radio telescopios, se habló del gran proyecto internacional Square Kilometer Array (SKA) que implican la colocación de los radio telescopios en un área que cubre el sur de áfrica.

Para observar el universo templado hay que utilizar además de la luz visible el infrarrojo: la astronomía del infrarrojo.

La misión paradigmática en este caso es el James Webb Space Telescope (JWST) por parte de la NASA para el 2013. Esta misión pretende, mediante la instalación de un telescopio de infrarrojo en el espacio para observar mediante radiación infrarroja (que no llega a traspasar por completo la atmósfera, siendo en parte absorbida) el proceso de formación de galaxias, estrellas y planetas.

Entre los proyectos europeos de grandes telescopios para la luz visible y el infrarrojo cercano se comentó el E-ELT (European Extremely Large Telescope) en el que se pretende llevar al límite la resolución que se puede conseguir en la tierra mediante una técnica llamada de óptica adaptativa que permite modificar la forma de los grandes espejos constituidos por espejos individuales encajados entre sí, para compensar las distorsiones de la atmósfera y pasar del grado a los 0,003 grados (tres milésimas) con las que se podrán ver los planetas exteriores alrededor de estrellas lejanas y la física de galaxias lejanas. En este momento se está estudiando el emplazamiento, cuenta con una colaboración tecnológica internacional y un proyecto europeo del sexto programa marco asociado llamado ELT Design Studies.

Para el universo caliente (rayos X) hay un proyecto conjunto entre Europa (ESA) y Japón (JAXA) llamado X-Ray Evolving Universe Spectrometer (XEUS), en el que además colabora el IFCA (en marzo de este año se celebraron unas jornadas sobre el proyecto de las que se pueden consultar todas las presentaciones) El XEUS pretende estudiar el universo en Rayos-X. Se podrán observar objetos y procesos en el orden de los millones de grados kelvin. Entre los fenómenos que se espern observar destacan: formación y evolución de agujeros negros supermasivos, cúmulos de galaxias y fenómenos de gravedad extrema.

Otro interesante proyecto de la ESA, previsto para el año 2011, es la cartografía completa de la galaxia con la identificación, posicionamiento y seguimiento de todos las estrellas de la misma llamado The Galactic Census Project
(GAIA) Un ambicioso proyecto que va a requerir una gran esfuerzo computacional (de hecho, ya he hablado de esta parte del proyecto, en el que interviene además del IFCA, el departamento de inteligencia artificial de la UNED en el que estoy cursando el máster de Inteligencia Artificial y cuya asignatura de minería de datos se tiene un proyecto de maestría relacionado con este proyecto de la ESA)

NOTA: El uso de la computación en la astrofísica y en general en la ciencia se tratará en una conferencia posterior.

NOTA: gravitational red-shift (?)

Las ondas gravitatorias

Otra fuente potencial de datos son las ondas gravitatorias. La Teoría de la Relatividad General (Einstein 1915) predice la existencia de ondas gravitatorias con v=c. No han sido observadas directamente pero sí indirectamente por sus efectos en 1993 por lo cual se dio el premio Nobel de Física a Russell Alan Hulse y Joseph Hooton Taylor Jr.. Son emitidas por masas aceleradas como estrellas binarias.

Existe un proyecto de la NASA llamado Laser Interferometer Space Antenna (LISA) para poner tres satélites en órbita formando un interferómetro, con el objetivo de detectar esas ondas, entre otros.