Un económico láser basado en tierra puede poner la basura espacial fuera de donde represente algún problema, según un estudio de la NASA.
Esquema del sistema de láser.
En 1978, el científico de la NASA Donald Kessler predijo que una colisión entre dos pedazos de basura espacial puede desencadenar una cascada de impactos adicionales, creando peligrosamente grandes cantidades de escombros.
Kessler señaló que si el ritmo al que se forman los desechos fuera más rápido que el ritmo al que son sacados de órbita, la Tierra se vería rodeada por permanentes cinturones de basura, un escenario que ahora es conocido como el síndrome Kessler.
El pasado sábado, la Fuerza Aérea de Estados Unidos puso en órbita un segundo vehículo orbital no tripulado X-37B, cuya misión es "secreta", al igual que la de su predecesor.
Cohete Atlas V carga el segundo X-37B. Crédito: NASAtech.net
Se ha hablado mucho sobre la naturaleza secreta del Vehículo Orbital de Prueba (Orbital Test Vehicle, OTV). Más conocido como X-37B, el segundo OTV de la Fuerza Aérea de EE.UU. rugió en el Complejo de Lanzamiento 41 de la Estación de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral el sábado 5 a las 5:46 pm EDT. El Atlas V 501 despegó desde la plataforma de lanzamiento cargando el segundo de los dos OTVs en órbita.
Mientras nos esforzamos por encontrar fuentes de energía alternativa, un número de investigadores continúa explorando lo que se considera lo último en energía renovable: el Sol. Sin embargo, en la Tierra, el crear paneles solares eficientes continúa siendo siendo un desafío.
Crédito: plus.maths.org
Mientras que las celdas solares han aumentado su eficiencia, y mientras se hacen nuevos avances en tecnología solar sobre tierra, hay algunos que buscan cosechar energía solar un poco más cerca de la fuente mediante la captación de la energía del viento solar.
El viento solar es un flujo de partículas cargadas emitidas desde la atmósfera superior del Sol. Se mueven hacia la Tierra y el resto de los planetas, y ofrece el potencial de dar energía a la Tierra completa, según algunos investigadores. Y, a pesar de que nos referimos al viento solar como "viento", no proporcionaría energía de la manera en que vemos actuar a las turbinas de viento en tierra.
En un inesperado revés de la suerte, la nave espacial NanoSail-D, de la NASA, ha logrado desplegar una reluciente lámina compuesta por un material de la era espacial, a 650 km de altitud sobre la Tierra. Esta es la primera vela solar en dar la vuelta a nuestro planeta.
Concepto artístico de una vela solar orbitando la Tierra.
"¡Estamos surcando el espacio con una vela solar!", dice Dean Alhorn, quien es el investigador principal de NanoSail-D, en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ubicado en Huntsville, Alabama. "Este es un logro monumental".
Durante el pasado mes y medio, la NanoSail-D estuvo atorada dentro de su nave nodriza, el satélite FASTSAT (Fast, Afforable, Science and Technology SATellite). El FASTSAT fue lanzado en noviembre de 2010 con la NanoSail-D y otros cinco experimentos ubicados a bordo. Ya sobrevolando la Tierra, un resorte debía empujar la sonda, la cual tiene el tamaño de una caja de zapatos, hacia una órbita propia con espacio para desplegar la vela. Pero cuando llegó el gran momento, la NanoSail-D se atoró.
Una nueva estimación de la cantidad de energía necesaria para visitar las estrellas, sugiere que no tendremos suficiente por, al menos, dos siglos.
Comparación del ritmo al que la humanidad incrementa su energía disponible versus la energía requerida para viajes interestelares.
¿Cuándo podría lanzar la humanidad una misión a las estrellas? Esta es la pregunta considerada por Marc Millis, ex-director del Proyecto de Avances en la Física de Propulsión de la NASA, y fundador de la Fundación Tau Zero, que apoya la ciencia del viaje interestelar.
Ésta es una pregunta de creciente importancia, dado el ritmo al que los astrónomos están descubriendo nuevos planetas alrededor de otras estrellas. Muchos creen que es sólo cuestión de tiempo que encontremos un análogo de la Tierra. Y cuando encontremos un lugar con el potencial de albergar vida como la nuestra, habrá probablemente un importante debate sobre la posibilidad de visitarlo.
Ilustración artística de una cámara de crecimiento marciana, donde se pueden pueden cultivar frutas y hortalizas sin suelo. Crédito: Pat Rawlings/NASA
Los amantes de la ciencia-ficción no son los únicos cautivados por la posibilidad de colonizar otro planeta. Los científicos están participando en numerosos proyectos de investigación que se centran en determinar cómo de habitables son otros planetas para la vida.
Marte, por ejemplo, está revelando más y más pruebas de que probablemente alguna vez tuvo agua líquida en su superficie, y podría algún día convertirse en un hogar lejos de casa para los humanos.
X-37B después de aterrizar el día 3 de diciembre,
concluyendo su misión de más 220 días. Crédito: Boeing
El mini transbordador espacial secreto X-37B realizó un sigiloso aterrizaje durante las primeras horas de la mañana del viernes, tocando tierra en la base de la Fuerza Aérea en Vandenberg a las 1:16 am PDT (9:16 GMT) el día 3 de diciembre. La nave espacial no tripulada de la Fuerza Aérea estadounidense volvió a la superficie terrestre luego de permanecer 225 días en el espacio.
El director del programa de X-37B, el teniente coronel Troy Giese, declaró momentos después del aterrizaje: "Estamos muy complacidos de que el programa completó todos los objetivos en órbita de su primera misión".
La Estación Espacial Internacional recibió su primera tripulación el 2 de noviembre de 2000, y desde entonces ha pasado 10 años permanentemete habitada.
El día 2 de noviembre se cumplió el 10º aniversario del inicio de la ocupación permanente de la Estación Espacial Internacional (EEI). Para aquellos cuyos recuerdos se han oscurecido con el paso de los años, aquí hay algunos hechos destacados de los primeros 10 años de la estación:
29 de julio de 1970
La NASA abandona toda esperanza de una mayor producción de sus gigantescos cohetes Saturn V, que lanzaron a los astronautas del Apollo a la Luna. Como resultado, se cancela la gran estación espacial que se había planeado construir como sucesora del Skylab.
La Luna no es el lugar más hospitalario para el cultivo de frutas y verduras. La falta de atmósfera y agua natural, temperaturas extremas, y la exposición a los rayos cósmicos presentan algunos desafíos importantes para los futuros habitantes que quieran seguir una vida sostenible en la Luna. Con estos retos en mente, los científicos han construido un invernadero lunar que está diseñado para cultivar plantas como la papa, maní, tomates y pimientos en virtud de las condiciones extremas de la Luna.
Desarrollado por Phil Sadler de la compañia Sadler Machine, Gene Giacomelli y otros investigadores en la Universidad de Arizona, el invernadero de más de 5 metros de largo sería enterrado debajo de la superficie de la Luna para evitar los mortales rayos cósmicos y las erupciones solares. Las plantas pueden crecer sin tierra en el invernadero gracias a la tecnología hidropónica, las soluciones de nutrientes minerales, y los grandes sobres que mantienen a las semillas en su lugar a medida que empiezan a crecer.
El Mars Science Laboratory, también conocido como Curiosity, es parte del Programa de Exploración de Marte de la NASA, un programa a largo plazo de exploración robótica del Planeta Rojo. La misión tiene previsto su lanzamiento desde Cabo Cañaveral, en Florida, a finales de 2011, y llegar a una región fascinante de Marte en agosto de 2012. El objetivo de Curiosity, un laboratorio rodante, es determinar si Marte alguna vez tuvo un ambiente capaz de soportar vida microbiana y las condiciones favorables para la conservación de pistas de vida, si es que existió. Esto nos ayudará a comprender mejor si la vida pudo haber existido en el Planeta Rojo y, en caso afirmativo, donde podríamos buscarla en el futuro.
La ESA y la NASA han seleccionado los instrumentos científicos de su primera misión conjunta a Marte, el Trace Gas Orbiter. La misión se centrará en el estudio de la composición química de la atmósfera marciana, especialmente del metano, que podría apuntar la existencia de vida en el Planeta Rojo.
Concepto artístico del Trace Gas Orbiter.
La NASA y la ESA han puesto en marcha un programa conjunto de exploración marciana, una alianza sin precedentes para realizar investigaciones futuras en Marte. El ExoMars Trace Gas Orbiter es la primera de una serie planificada de misiones conjuntas para traer una muestra de la superficie marciana. Se invitó a los científicos de todo el mundo a proponer los instrumentos de la nave espacial, y ahora se comunican los proyectos elegidos.
"Para explorar completamente Marte queremos reunir todos los talentos de la Tierra que podamos", dice David Southwood, director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.
La astronomía ha recorrido un largo camino en los 401 años desde que Galileo orientase su primer telescopio primitivo hacia el cielo, por lo que no es una sorpresa que veamos un Sistema Solar muy diferente del que vieron aquellos primeros pioneros.
Los telescopios actuales son millones de veces más potentes que la lente dual de Galileo de 1609, y las agencias espaciales han enviado rutinariamente naves a la Luna, el Sol y otros rincones del Sistema Solar para retornar información de primera mano.
Un panel de expertos que asesoran al gobierno japonés llama a enviar un robot a la Luna en cinco años, para construir la primera base lunar en 2020.
Dibujo conceptual de una base lunar robótica.
"Es extremadamente importante para explorar la Luna... debido a que ahora vemos el amanecer de la edad de la gran exploración del Sistema Solar", decía el jueves el informe aprobado formalmente por el panel.
"China, la India y otros países tienen el objetivo de explorar la Luna. Si la actividad de Japón se retrasa, será difícil mantener nuestra superioridad en ciencia lunar", dijo.
Cuando el pionero espacial estadounidense, el Dr. Robert L. Forward, propuso en 1984 una forma de mejorar en gran medida las telecomunicaciones por satélite usando una nueva familia de órbitas, algunos afirmaron que era imposible.
Esquema de la órbita geoestacionaria desplazada.
Pero ahora, ingenieros del Laboratorio de Conceptos Espaciales Avanzados de la Universidad de Strathclyde han demostrado que Forward estaba en lo cierto.
El fallecido Dr. Forward -renombrado físico que trabajó en los Estados Unidos y cuyo segundo hogar fue Escocia- creía que era posible usar "órbitas desplazadas" para desplegar más satélites al norte o sur del ecuador de la Tierra, ayudando a cubrir la creciente demanda de comunicaciones.
Propuso que la órbita de un satélite geoestacionario podría empujarse hacia arriba -o abajo- del habitual anillo geoestacionario alrededor de la Tierra, el cual sigue la línea del ecuador, usando una gran vela solar propulsada por la presión del viento solar. No obstante, los críticos afirmaron posteriormente que tales "órbitas desplazadas" eran imposibles debido a la inusual dinámica del problema.
Un robot que pueda funcionar en la oscuridad podría ganar el premio de la NASA de US$1,5 millones.
El concurso del rover nocturno es uno de los tres nuevos "Desafíos del Centenario" de la agencia. La NASA espera que esto anime al desarrollo de tecnología para explorar la Luna, donde un explorador robótico de energía solar tiene que enfrentar hasta dos semanas de oscuridad.
"La motivación es crear tecnología de almacenamiento de energía para la exploración", dice Andrew Petro, administrador del programa Desafíos del Centario de la NASA en Washington DC.
La agencia espacial japonesa informó ayer en su página web que la aceleración de la vela espacial Ikaros por la presión solar ha sido confirmada.
Una animación de 32 fotogramas del despliegue de Ikaros.
Este es un hito importante en el vuelo, probablemente el penúltimo paso antes de que se consiga el completo control del vuelo de la vela solar (el giro de la nave espacial para sumar o restar la velocidad de una manera controlada). El sólo hecho de detectar la aceleración a causa de la presión de fotones no es nuevo; la aceleración por la presión de luz solar sobre las naves espaciales ha sido conocida desde el comienzo de la era espacial. Sin embargo, es una nueva prueba de ingeniería, el aprovechamiento de la fuerza de la presión de la luz para modificar la trayectoria de una nave-vela de manera controlada.
JAXA ha confirmado mediante imágenes que la vela de la nave espacial Ikaros se ha desplegado completamente con éxito.
Imagen tomada por una cámara desprendida de Ikaros, que muestra la vela de la nave espacial totalmente desplegada.
Una diminuta cámara espacial, ha tomado asombrosas fotos de la primera nave espacial del mundo con una vela solar que viaja al espacio profundo en una misión interplanetaria de Japón.
El velero solar, llamado Ikaros, aprovechó la oportunidad para tomarse un autorretrato desplegando una cámara cilíndrica flotando libremente de tan sólo 6 cm. En las fotos, la vela Ikaros brilla como un barco de plata reluciente en un mar de espacio negro.
La cámara tomó las nuevas fotos de la vela solar al partir la misión hacia Venus y más allá.
Ikaros, abreviatura de "Interplanetary Kite Accelerated by by Radiation Of the Sun", fue lanzada a finales de mayo y desplegó su vela solar a principios de junio para convertirse en la primera misión espacial propulsada sólo por luz solar. La misión fue diseñada y construida por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA).
Los ingenieros de JAXA supervisarán la energía generada por la delgada película de células solares incrustadas en la vela con forma de cometa, con la esperanza de que futuras misiones puedan combinar la propulsión por vela solar con la electricidad de los motores iónicos.
Al igual que la historia de Ícaro, que cuenta la historia de un muchacho que voló demasiado cerca del Sol, la vela solar Ikaros también se espera que pueda explorar nuestra estrella más cercana. Está dirigida hacia el otro lado del Sol después de rodear a Venus, dijeron responsables de la agencia.
"Mediante estas tareas nuestro objetivo en última instancia será la adquisición de tecnología a través de la navegación por vela solar", dijeron responsables de la agencia japonesa en un comunicado el viernes pasado.
La misión Ikaros fue lanzada junto con la nave espacial Venus Climate Orbiter, llamada Akatsuki ("Amanecer" en japonés).
La nave Ikaros de Japón ha desplegado su vela solar por primera vez en el espacio. JAXA logró la hazaña al girar la nave rápidamente y hacer girar la vela por la fuerza centrífuga. Ikaros es la primera nave espacial del mundo alimentada por energía solar.
La vela de Ikaros comienza a desplegarse.
La vela solar desplegada por Ikaros (acrónimo de Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun) es una membrana de plástico aluminizada de sólo 0,0075 mm de espesor cubierta con una delgada película de células solares. La vela trabaja gracias a los fotones de la luz reflejados por la vela que transfieren su impulso a la vela para empujar la nave hacia adelante.
Los cuatro paneles de la vela forman un cuadrado de 20 metros a lo largo de la diagonal. Fue desplegada al girar la nave hasta a 20 revoluciones por minuto, y una vez desplegada la vela se mantiene en posición horizontal por el movimiento de rotación de la nave. La nave también cuenta con dispositivos que ajustan el ángulo de la vela al Sol.
Ikaros es alimentada sólo por la abundancia de los fotones provenientes del Sol y no necesita otra fuente de alimentación o propulsión, una tecnología ideal para los viajes espaciales de larga duración.
Las células solares de la vela también convierten parte de la luz en electricidad fotovoltaica, y en el futuro este sistema podría utilizarse para alimentar un motor. La nave no es accionada por el viento solar, que se compone de partículas ionizadas mucho más lentas que crean una fuerza de sólo un 1% la producida por los fotones.
Ikaros es una nave de demostración y, como tal, está diseñada sólo para probar si la vela solar puede funcionar como se pretende mediante la puesta de la nave en camino hacia Venus. Después de pasar por Venus en un plazo de seis meses va a viajar al lado más alejado del Sol, donde llegará en 2013
JAXA está planeando una segunda misión que incluye motores de propulsión iónica, junto con una vela solar de 50 metros de diámetro. Esta segunda misión tendrá como objetivo utilizar la energía solar para tratar de llegar a los asteroides troyanos que orbitan Júpiter.
Sistema de despliegue de la vela de Ikaros.
JAXA ha confirmado que la vela solar está generando energía, pero pueden transcurrir varias semanas antes de recibir la confirmación de que la vela mueve la nave ya que tendrá que pasar cierto tiempo para producir un impulso suficiente y comenzar a navegar por el espacio. La aceleración producida por los fotones es muy pequeña, pero es continua, a diferencia de la propulsión de los motores químicos que son encendidos hasta que la nave llega a la velocidad prevista y luego se apagan para ahorrar combustible. Una vez en marcha, la vela solar puede acelerar a la nave de forma constante y alcanzar altas velocidades en cortos periodos tiempo.
Ikaros fue lanzada desde el Centro Espacial de Tanegashima el 20 de mayo junto con la sonda Akatsuki Venus Climate Orbiter.
Este es el segundo fracaso consecutivo del programa espacial de Corea del Sur, lo que abre un interrogante sobre el futuro del programa espacial del país asiático.
Lanzamiento de cohete surcoreano Naro-1.
El cohete surcoreano Naro-1, con el que la base de control perdió hoy la comunicación poco después de su despegue, parece haber estallado en el aire a los dos minutos del lanzamiento, informó el ministro surcoreano de Ciencia, An Byongman.
Al parecer, el cohete explotó sólo 137,19 segundos después del despegue, tras alcanzar una altitud de 70 kilómetros, según la agencia local Yonhap.
Este es el segundo fracaso consecutivo en el programa espacial de Corea del Sur, que pretendía convertirse en el décimo país del mundo en lanzar al espacio un cohete de fabricación propia, construido con la colaboración de Rusia.
El ministro de Educación y Ciencia dijo que los controladores vieron cómo la cámara que llevaba el cohete se iluminó en su parte superior, lo que podría confirmar que el cohete explotó durante la primera fase.
Sin embargo, en un primer momento se albergaban esperanzas de que el cohete hubiese seguido camino como estaba previsto hasta poner en órbita el satélite que cargaba.
Científicos de Corea del Sur y Rusia iniciaron un análisis en detalle de la trayectoria del cohete y ahora se formará un comité de investigación de los dos países para esclarecer la causa.
La primera fase del cohete debía desprenderse a los 232 segundos, cerca de cuatro minutos después del despegue, y cinco minutos después debía colocar en órbita a 302 kilómetros de altura el satélite de cien kilos que transportaba.
El cohete fue lanzado desde la base espacial de la isla de Naro, en la provincia de Jeolla, a unos 485 kilómetros al sur de Seúl, a las 17:01 hora local. En un principio, estaba previsto que el Naro-1 se lanzara ayer, pero el despegue tuvo que ser pospuesto por un problema en el sistema de prevención de incendios en la plataforma de lanzamiento.
En agosto del pasado año Corea del Sur intentó poner en órbita un satélite con su primer cohete de fabricación propia, pero éste no llegó a entrar en órbita. Los expertos consideraron que la prueba de 2009 fue un éxito "a medias" ya que el cohete, fabricado también en colaboración con Rusia, funcionó sin problemas pese a que el satélite no llegó a orbitar.
Muchas de las tecnologías del siglo XXI son vulnerables a las tormentas solares.
La Tierra y el espacio están a punto de entrar en contacto de una manera que es nueva en la historia de la humanidad. Y para comenzar a prepararnos, las autoridades de Washington DC sostienen una reunión: el Foro Empresarial de Clima Espacial en el Club Nacional de Prensa el 8 de junio.
Richard Fisher, jefe de la División Heliofísica de la NASA, explica de qué se trata:
"El Sol se está despertando de un profundo sueño, y en los próximos años esperamos ver niveles mucho más altos de actividad solar. Al mismo tiempo, nuestra sociedad tecnológica ha desarrollado una sensibilidad sin precedentes para las tormentas solares. La intersección de estas dos cuestiones es la razón por la que nos vamos a reunir a discutir".
La Academia Nacional de Ciencias enmarcó el problema hace dos años en un importante informe titulado "Graves Eventos Meteorológicos Espaciales—Impactos Sociales y Económicos". Se notó cómo la gente del siglo XXI confía en sistemas de alta tecnología para lo fundamental de la vida cotidiana. Redes inteligentes de energía, navegación GPS, transporte aéreo, servicios financieros y de comunicaciones de emergencia por radio pueden ser anulados por la intensa actividad solar. La Academia advirtió que una tormenta solar de proporciones podría causar veinte veces más daños económicos que el huracán Katrina.
Gran parte del daño puede ser mitigado si los gerentes saben se acerca una tormenta. Poner satélites en 'modo seguro' y desconectar los transformadores puede proteger estos artefactos de daño por sobrecarga eléctrica. La acción preventiva, sin embargo, requiere de un pronóstico exacto, un trabajo que ha sido asignado a NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).
"El pronóstico del clima espacial se encuentra todavía en su infancia, pero estamos avanzando rápidamente", dice Thomas Bogdan, director del Centro de Predicción del Clima Espacial de NOAA en Boulder, Colorado.
Entre las decenas de naves espaciales de la NASA, tres son de especial importancia: STEREO, SDO y ACE.
STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) es un par de naves colocadas en lados opuestos del Sol con una vista combinada de 90% de la superficie estelar. En el pasado, las manchas solares activas podían esconderse en la cara oculta del Sol, invisible desde la Tierra, y de repente emergían desde algún extremo las llamaradas y CME (coronal mass ejection). STEREO hace que este tipo de ataque sorpresa sea imposible.
SDO (Solar Dynamics Observatory) es la última incorporación a la flota de la NASA. Lanzado en febrero, es capaz de fotografiar las regiones solares activas con una resolución espectral, temporal y espacial sin precedentes. Los investigadores ahora pueden estudiar las erupciones con gran detalle, dando esperanzas de que van a aprender cómo trabajan las llamaradas y la manera de predecirlas. SDO también supervisa la salida de UV extremo del Sol, que controla la respuesta de la atmósfera terrestre a la variabilidad solar.
Sin embargo el satélite de la NASA favorito de Bogdan es uno más viejo: el ACE (Advanced Composition Explorer) lanzado en 1997. "¿Dónde estaríamos sin él?", se pregunta. ACE es un monitor de viento solar. Se encuentra entre el Sol y la Tierra, para detectar las ráfagas de viento solar, las CME de mil millones de toneladas, y las tormentas de radiación unos 30 minutos antes de que lleguen a nuestro planeta.
"ACE es nuestro mejor sistema de alerta temprana", dice Bogdan. "Nos permite notificar a los operadores de servicios y de satélites cuando una tormenta está a punto de golpear".
Las naves espaciales de la NASA no estaban incialmente destinadas a hacer pronósticos, "pero resulta que nuestros datos tienen usos prácticos en lo económico y civil", señala Fisher. "Este es un buen ejemplo de la ciencia espacial apoyando a la sociedad moderna".
2010 marca el cuarto año consecutivo en el que políticos, investigadores, legisladores y periodistas se han reunido en Washington DC para compartir ideas sobre clima espacial. Este año, los organizadores del foro planean perfeccionar el enfoque en la protección de infraestructuras críticas. El objetivo final es mejorar la capacidad del país para preparar, mitigar y responder a fenómenos climáticos espaciales potencialmente devastadoras.
"Creo que estamos en el umbral de una nueva era en la que el clima espacial puede ser tan influyente en nuestra vida cotidiana como lo es el clima terrestre común", concluye Fisher. "Nos tomamos esto muy en serio".
El siguiente video es una visión general de la división de Heliofísica de la NASA que explica cómo la NASA estudia el Sol y -lo más importante- cómo afecta a nuestras vidas cotidianas.
