Cuando entra en juego el doblaje de los rovers

Más de 250 millones de kilómetros de distancia, un desierto árido con una presión mucho menor a la atmosférica. A su alrededor, únicamente rocas y arena, con un cielo con tonalidad rojiza, y, por supuesto, ni una gota de agua a su alrededor.

Afortunadamente, tampoco lo necesitan. Sobre la superficie, y en lados opuestos del planeta, dos rovers de menos de 200 kg de peso y metro y medio de altura llevan ya más de 3 años de vida con muchos kilómetros a sus espaldas (la duración esperada de la misión era de 3 meses, lo que demuestra la resistencia de estas “criaturas” alimentadas por paneles solares).

Pero la llegada hasta aquí ha sido dura, ya que después de pasar por un largo camino desde la Tierra hasta Marte, en donde son vulnerables al viento solar, estas dos sondas fueron soltadas sobre la atmósfera marciana.
Durante la caída, el escudo térmico evitó que las sondas se achicharrasen por el calor producido por la fricción entre la atmósfera y la alta velocidad de la sonda, ya que aunque la atmósfera de Marte sea mucho más débil que la nuestra, es suficiente para abrasar la nave, a la vez que reduce su velocidad de los iniciales 19.000 km/h hasta “solo” 1.600 km/h en aproximadamente un minuto.

Una vez el escudo térmico hizo su trabajo, fue soltado y pasó el relevo a los paracaídas y retrocohetes, que frenaron la nave lo suficiente para que a pocos metros de la superficie, dejasen caer ésta, y que fuera rebotando, gracias a los 7 airbags que la cubrían, por la superficie hasta que finalmente se paró, comunicando el éxito del descenso.

A continuación, un duro trabajo de investigación recorriendo la superficie marciana y “curioseando” todas las rocas y accidentes geográficos que se encontraban.
Dado la lejanía de las naves, sus comunicaciones tardan, en promedio, un cuarto de hora en venir, lo que hace que cualquier posible orden sea recibida en una media hora (nos envía la señal y nosotros le retornamos la orden), aunque en el peor de los casos esto puede ascender hasta una hora (o descender hasta unos 10 minutos). Por ello, y dado que no se puede realizar un control remoto de una nave con una hora de retraso, estas naves tienen una navegación autónoma, lo que les permite salvar la mayoría de los obstáculos ellas mismas.

A pesar de esto, siempre hay ciertos encontronazos o decisiones que se deben de tomar desde Tierra, como cuando alguna de las naves queda atascada en alguna zona del desierto marciano.

En estas ocasiones, la decisión de cómo liberar la nave debe tomarse considerando cualquier posible consecuencia, ya que puede que no haya una segunda oportunidad y no se puede corregir en directo, ya que cualquier orden tarda bastante tiempo en llegarle.

Aquí es donde entra en juego el equipo práctico, con el objetivo de buscar la mejor forma de liberar la nave. Para ello, recrean lo más parecido posible el lugar donde se ha atascado la nave, usando arenas y sustancias lo más parecidas posibles a las presentes en Marte, y sitúan la réplica de la nave en la misma posición.
A partir de aquí, un exhaustivo trabajo de observación y estudio hasta dar con la forma de liberarla.

La primera vez que entró en juego este equipo fue con la Opportunity en 2005, y ahora vuelven a ser el centro de atención con el bloqueo que ha sufrido la nave gemela, la Spirit, desde principios de mayo.
Para ello, se siguen barajando varias alternativas (la más considerada quizá, la que se usaría el propio brazo de la nave para elevarla un poco y que las ruedas traccionen).

Por supuesto, las posibles decisiones son estudiadas con detenimiento para que la nave pueda seguir su camino por la superficie marciana mientras sus paneles solares se lo sigan permitiendo, aunque de momento gozan de una buena salud.

Más información:

Visto en Microsiervos.

Información sobre las MER (Mars Exploration Rovers) en Wikipedia.

Página oficial sobre las misiones de las MER. (en inglés)

El equipo de Free Spirit. (en inglés)

Vídeo del “alunizaje” del Apollo 11

Y siguiendo con el aniversario del primer paseo lunar de la historia, tenemos este vídeo de la NASA donde podemos ver el aterrizaje del Apollo 11 desde la ventanilla del módulo, observando cómo vivieron los astronautas el descenso.

Simultáneamente, podemos ver un mapa lunar con la zona que se va viendo por la ventanilla y el lugar donde finalmente aterrizaron, algo que no pudieron identificar los astronautas como consecuencia de varios factores como la poca resolución de los mapas que se tenían en aquella época o el polvo lunar que se fue elevando debido a los propulsores de la nave que se iban encendiendo durante el aterrizaje, lo cual confundió a ambos astronautas imposibilitándoles averiguar dónde habían aterrizado exactamente, algo que fue conocido solamente después de la vuelta de la misión, al comparar una vez en tierra todos los datos e imágenes obtenidas.

Un “aterrizaje” totalmente diferente a los que estamos acostumbrados, ya que la falta de atmósfera hace que los movimientos de la nave sean igual que los que se realizan en el espacio: únicamente pequeños cambios de dirección al encender alguno de los motores, y no un movimiento continuo como en un aterrizaje terrestre debido a la atmósfera.

Visto en Eureka.

El espejo en la Luna (Apollo 11)

Después de hablar sobre la llegada del Apollo 11 a la Luna, toca describir uno de los instrumentos que dejaron en la Luna, el único que aún hoy está en funcionamiento, y del que siempre me ha intrigado su funcionamiento, aunque como resultó ser, se basa en algo muy simple.

A unos 30 metros del módulo de descenso del Apollo 11, se puede observar que hay un pequeño cacharro de aproximadamente medio metro de ancho: un panel que consta de 100 espejos que apunta a la Tierra.
Con esto, mandando un pulso láser con cualquier radiotelescopio terrestre, se puede calcular fácilmente la distancia de la Luna a nosotros con una gran precisión (del orden de centímetros).

Esto es posible midiendo el tiempo que tarda la onda en llegar a la Luna y volver, ya que como ésta viaja a una velocidad constante (la velocidad de la luz: 300.000 km/s), este tiempo nos dice automáticamente la distancia que ha recorrido, que será igual al doble de la distancia Tierra-Luna (ya que medimos la ida y la vuelta).

Ahora bien, para que todo esto funcione bien, se necesita que dicho espejo devuelva el rayo incidente exactamente por el mismo camino por el que ha llegado éste (así dicho rayo volverá a la Tierra).

Sin embargo, esto ya crea un problema a cualquiera que sepa un poco sobre cómo se refleja la luz (y básicamente cualquier objeto al chocar sobre una superficie dada), ya que si esta incide con un ángulo a sobre dicha superficie, saldrá con un ángulo a, pero siguiendo hacia delante (ver imagen de la derecha), lo que provocaría que dicho rayo no volvería a la Tierra sino que se perdería por el espacio.

Así que.. ¿cómo solucionar esto?

Una de las soluciones que podríamos pensar es en orientar perfectamente el espejo apuntando hacia la Tierra, lo cual provocaría que el rayo volviese exactamente por donde ha venido.
Sin embargo, esto no es posible ya que (olvidando que se ha colocado en la Luna, por astronautas con un gran traje que no les permite excesivos movimientos y no se podría conseguir alinear con esa precisión el panel) aunque la Luna siempre nos enseña la misma “cara”, esto es, siempre vemos la misma mitad de ésta.

Aunque esto es cierto, lo es hasta cierto punto, ya que si bien “aproximadamente” vemos siempre la misma parte de la Luna, como consecuencia de varios movimientos que tiene esta (además de la rotación sobre su eje y la traslación en torno a la Tierra, están las libraciones como consecuencia de la excentricidad de la órbita de la Luna, que son movimientos análogos a un “cabeceo” de la Luna), causa que no veamos solo el 50% de la superficie lunar, sino que a veces vemos un poco más de algún costado y otras veces de otro… llegando a poder ver desde la Tierra casi el 60% de la superficie lunar (por supuesto no simultáneamente).

Esto hace que aunque apuntemos nuestro espejo muy bien hacia la Tierra, en unos días ya no estará apuntando hacia nosotros sino que se habrá desviado (debido a este “cabeceo” que presenta la Luna).

Ahora bien, hay una forma bastante simple que se les ocurrió a los miembros de la NASA sobre cómo hacer un espejo que refleje el rayo en la misma dirección en que le ha recibido. Y esta forma es poner prismas cúbicos (aquí, en vez de hacer uno, se construyó una red de 100 “espejos” para aumentar el rayo que se refleja), o también conocidos por retroreflectores.

Estos prismas trabajan de una forma análoga a lo que vemos en la imagen de la izquierda, donde vemos que al llegar un rayo con una inclinación dada (da igual la que sea, siempre que se mantenga dentro de un rango válido como para que el rayo realice un par de reflexiones en los espejos), éste se refleja en los dos lados del prisma, para terminar saliendo de éste con la misma dirección que la que traía inicialmente.
Así, conseguimos que dicho rayo retorne fácilmente a la Tierra y podamos medir el tiempo que ha tardado en regresar.

Conclusiones

De las medidas obtenidas durante estos años, se han podido obtener comprobaciones de la Teoría de la Relatividad (cualquier experimento que se propone se le suele aplicar para verificar dicha teoría), la constancia de la Constante de la Gravitación Universal introducida por Newton, o ver que la Luna se aleja de la Tierra a un ritmo de algo menos de 4 cm por año, lo cual es consecuencia de las fuerzas de marea que se ejercen mutuamente la Luna y la Tierra.
También de estas medidas se ha podido deducir que la Luna probablemente tiene un núcleo líquido que ocupa hasta un 20% de su radio.

El único problema que se esperaba de dichos espejos es que fueran cubriéndose de polvo lunar o que pudieran ser impactados por meteoritos que les destruyese. Sin embargo, ninguno de estos efectos han hecho que los espejos existentes (tanto por la misión Apollo 11 como por las posteriores misiones que también dejaron otros espejos en otros puntos de la Luna) dejen de estar operativos, por lo que parece que todavía seguirán siéndonos útiles durante mucho tiempo.

Por último, decir que aunque el proceso de medida parece fácil, tiene bastante más complicación ya que del pulso enviado, que cuenta con un gran número de fotones, solo unos pocos consiguen regresar a la Tierra, ya que una parte son absorbidos por la atmósfera terrestre, y otros se pierden en otras reflexiones sobre la Luna.

Para más información:

AstroSeti.

Imagen de los retroreflectores y de los diferentes paneles que hay colocados en la Luna. (en inglés)

Imagen en más detalle del panel que colocó, en esta ocasión, el Apollo 15 en la Wikipedia.

Artículo publicado en NewScientist. (en inglés)

Artículo que expone el núcleo líquido de la Luna. (en inglés)

Alunizaje del Apollo 11

Después de cuatro días desde que despegaron de la Tierra embotellados en el morro de un cohete Saturno V, el más potente de la época, con una altura superior al de la Estatua de la Libertad, los tres tripulantes del Apollo XI estaban en la Luna. Uno de ellos, Collins, en el módulo Columbia orbitando a la Luna (módulo que servía de control de la misión y el que les traería de vuelta ) y los otros dos (Armstrong, el comandante, y Aldrin) descendían a bordo del módulo Eagle.

Este módulo fue un reto en cuanto a cómo aligerar un proyecto, siendo reducido hasta límites insospechados, y quedándose en lo que sale en la imagen de la izquierda (ya sobre la superficie de la Luna), un pequeño “4 latas” pero suficiente para poder aterrizar y traer de vuelta a los dos astronautas hasta el otro módulo.

En este punto es donde podemos ver las diferencias de tamaño entre la Tierra y la Luna, donde en el primer caso para despegar una nave hace falta todo un cohete, mientras que para despegar el módulo del Eagle se necesita mucha menor cantidad de combustible, ya que la gravedad de la Luna es muy inferior a la de la Tierra y por tanto hace falta ejercer una fuerza menor.

El alunizaje

Mientras la nave pasaba por la cara oculta de la Luna, dicho módulo se separó del módulo Columbia y comenzaba su lento descenso hacia la superficie lunar en el cual se iba encendiendo los motores de forma intermitente para ir frenando la velocidad del módulo.

En esta etapa, Armstrong tuvo que recurrir al control manual en el movimiento lateral de la nave debido a que llevaban una excesiva velocidad de descenso y se estaban encaminando hacia una zona con una gran cráter, además de varias alarmas (no críticas como les aseguraron desde Houston después de varios minutos de tensiones) sonando continuamente, y con Aldrin leyéndole las notas del radar y del ordenador. Finalmente, pudieron aterrizar suavemente sobre la superficie lunar, transmitiendo la primera frase inédita:

“Houston…aquí base tranquilidad, el Águila ha alunizado”

Eran las 20:17 UT del 20 de julio de 1969, y se transmitió desde un punto del mar de la tranquilidad (Mare Tranquilitatis) de la Luna.

Cinco horas y media después de esta frase, los dos astronautas se prepararon para salir a la superficie lunar, siendo el primero el comandante, Armstrong, con su famosa frase:

“Un pequeño paso para un hombre, un gran salto para la Humanidad”

A continuación descendió Aldrin, protagonista de la mayoría de las fotos que se ven, ya que una vez Armstrong abajo, pudo filmarle con su cámara, de mayor resolución que la que había en el exterior de la nave, mientras bajaba por la escalera.

Las primeras frases de Aldrin tuvieron un poco más de humor, quizá por tener menos presión mediática:

Quizás para Neil fuera un pequeño paso, pero para mí ha sido un bonito salto

y después de echar un ojo al paisaje que les recibió:
<div style="text-align:center;"Bonito…bonito… Una magnífica desolación

A continuación y después de inspeccionar el terreno realizaron varios paseos lunares en los que recogieron diferentes piedras, pusieron la bandera americana, discos con los saludos en los idiomas de los diferentes países, insignia en recuerdo de los 3 astronautas del Apollo 1, fallecidos en la rampa de lanzamiento, y colocaron un sismógrafo y un “espejo” (del que hablaré en una próxima entrada) que reflejaba cualquier onda de radar recibida, permitiendo calcular con una extraordinaria precisión la distancia del satélite a nosotros.

Despegue lunar y vuelta a casa

Después de 13 horas desde que aterrizaron (o alunizaron), en los que tuvieron tiempo para descansar un rato echándose un “sueño lunar” durante unas 4 horas, los dos astronautas realizaron el despegue de la luna a bordo de la Eagle, o más bien de parte de ella, ya que todo el armazón inferior se quedó allí en la Luna.

Una vez el Eagle se puso en órbita lunar, se fue acercando lentamente hasta la órbita del Columbia y alcanzó a éste después de otras 4 horas. Aquí, solo quedaba la vuelta a casa, donde efectuaron un nuevo encendido de los motores para salir de la órbita lunar y obtener una trayectoria hiperbólica hacia la Tierra.

Finalmente, en el módulo de mando, que es la única parte de la nave original que regresa sana y salva a la Tierra, los tres astronautas realizan la reentrada en la atmósfera, donde la nave se frena por rozamiento desde los 40.000 km/h que lleva inicialmente hasta velocidades subsónicas.
Y por último, por medio de varios paracaidas descienden sobre el Océano Pacífico el 24 de julio, donde son recogidos por el portaaviones Hornet, después de 8 días desde que despegaron desde Florida.

Curiosidades

Mientras los tres astronautas estaban en la Luna, descubrieron un inesperado acompañante: a través de las pequeñas ventanillas del Columbia se observaba una pequeña nave que hacía peligrar la seguridad de la órbita del módulo americano.
El responsable, una sonda soviética, la Luna 15, que fue mandada en un último intento ruso para conseguir robar protagonismo al logro americano. Su misión era presumiblemente recoger muestras de la Luna, aunque por lo que vieron los astronautas americanos, y recogió su sismógrafo, la nave terminó por estrellarse en la Luna. Para más información de este acontecimiento, que puso en peligro la misión Apollo 11 en varios momentos, ver el artículo de Aldea Irreductible

La retransmisión del primer paseo sobre la Luna iba a haber sido captada desde observatorios americanos, pero debido a la débil señal que captaban desde aquí, se tomó la decisión de retransmitir la señal que se obtenía desde las bases australianas .

Con motivo de este aniversario, la NASA ha efectuado procesados modernos sobre los vídeos que se han encontrado de la misión (cuando anunciaron hace unos años que se paraba el último centro que podría dar soporte a los datos originales de las misiones que se realizaron por esas fechas, hubo varios equipos que comenzaron a buscar las cintas originales, pero debido a que la mayoría no se guardan con un estricto orden, ha pasado mucho tiempo hasta haber encontrado las principales, y todavía quedan algunas por aparecer), lo cual ha resultado en unas imágenes y vídeos con mayor calidad a los originales. Para los vídeos retocados del alunizaje, podéis entrar en la página de la NASA, y ver algunas de las imágenes aquí.

Recientemente, y con motivo también de dicho aniversario, se ha publicado el libro La conspiración lunar ¡vaya timo!, de Eugenio Fernández Aguilar, en el cual va comentando y desmontando todas las tonterías argumentos que dan algunos sectores de por qué no se llegó a la Luna realmente. Un gran libro en el que se responde de una forma sencilla los errores de dichos argumentos.
Pero siempre habrá gente que desmienta que llegásemos a la Luna… y también a América… no?

La sonda lunar LRO que fue lanzada recientemente, ha estado filmando los diferentes lugares donde aterrizaron las misiones Apollo que llegaron a la Luna, imágenes que podemos ver en la web de la NASA. Dada la gran resolución de la sonda, se puede distinguir el módulo de descenso que se quedaba en la Luna (la parte inferior de la Eagle).

Desde la página de We choose the Moon podemos seguir viendo en “directo” la misión del Apollo 11, donde a las 22:16 de esta noche se retransmitirá el primer paseo espacial.

Para más información, los magníficos artículos que está escribiendo Eureka explicando las distintas partes de la misión, o Wikipedia

40 aniversario del Apollo 11

Tal día como hoy, despegaba de la Tierra la misión, probablemente, más importante que ha tenido lugar hasta ahora, el primer descenso de un ser humano sobre la Luna.

Encerrados en una lata de sardinas (los módulos Apollo eran poco más grande e igual de cómodos) y después de varias misiones preparatorias, fueron lanzados hace exactamente 40 años tres astronautas: Neil Armstrong, Edwin E. Aldrin y Michael Collins con un destino bien fijo: la superficie de la Luna.

Tardaron 4 días en llegar (el lunes que viene hace los 40 años del alunizaje), pero al final mereció la pena.

Para poder seguir la misión, en esta página se está recreando toda la misión (con el lanzamiento del Apollo en unos 15 minutos) a tiempo real, con el desfase obvio de 40 años.

Y en esta otra página tenéis una magnífica colección de obtenidas por y durante la misión.

Dentro de unos días, más…

Adiós… ¡ Ulysses !

Ulysses alejándose de la Tierra.

Finalmente, y después de casi 20 años, hoy se pone fin oficialmente a la misión de la sonda Ulysses, como consecuencia del estado de sus generadores.

La misión

Desde su lanzamiento el 6 de octubre del ‘90, la sonda Ulysses se convirtió en la primera sonda que realizaría un intenso estudio del Sol, observando por primera vez sus zonas polares, las cuales no son posibles de ver desde la Tierra, ya que nuestra órbita está en todo momento en el plano del ecuador solar.

órbita de Ulysses (azul) y de los planetas:

Para ello, esta nave debía de salirse del plano de la eclíptica (el plano que forman las órbitas de los planetas del Sistema Solar, que coincide con el plano del ecuador solar) para poder ver los polos del Sol.
Esto, que puede parecer una operación relativamente fácil, requiere una gran energía, lo que se traduciría en una nave pesadísima, lo cual causaría que no se pudiera lanzar desde la Tierra.

Sin embargo, esto se pudo solucionar lanzando la nave hacia Júpiter (justo en dirección contraria a donde está el Sol), donde ayudándose de la gravedad de este planeta, pudo obtener la energía suficiente para situarse en una órbita inclinada unos 80º con respecto de la eclíptica en el ‘92 (ninguna nave hasta entonces había superado los 30º de inclinación).

Historial de la misión

Así, en 1994 y 1995 realizó un intenso estudio sobre el polo norte solar, y en 2000 y 2001 le realizó del polo sur (fue cuando se colocó en la posición opuesta de su órbita: mirando al polo sur).

Por medio, Ulysses realizó observaciones de lo que se fue encontrando:

El 1 de mayo del ‘96 cruzó la cola del cometa Hyakutake, mostrando que ésta era mayor de lo que se pensaba hasta entonces.

En 2003 y 2004 volvió a pasar cerca de Júpiter, por lo que aprovechó el momento para realizar más observaciones de éste.

En 2007 y 2008 retornó al polo norte, donde consiguió realizar más mediciones, ya en una extensión de la misión.

En febrero del 2007 registró datos procedentes de la cola del cometa McNaught.

Además, durante todo este tiempo Ulysses, como la única nave fuera del plano de la eclíptica, se convirtió en un fantástico observador de estallidos de rayos gamma (GRB), pudiendo facilitar la localización de éstos.

Logros

Durante todo este tiempo, esta sonda nos ha hecho ver la complejidad del campo magnético solar y su efecto sobre el Sistema Solar, observando cómo los dos polos difieren enormemente entre sí, lo cual puede se debido al dinamismo que presentan éstos.

También se descubrió que el material interestelar (de fuera del Sistema Solar) es unas 30 veces mayor de lo que se pensaba, viendo que no estamos tan aislados como podíamos pensar de lo que nos llega de los objetos vecinos.

El fin de la misión

Después de haberse extendido la misión hasta marzo del 2009, le llega su final esperado, ya que sus Generadores Termoeléctricos de Radioisótopos (RTG) empiezan a no producir la suficiente energía como para seguir manteniendo descongelado el combustible de la nave, lo que causa que la antena deje de orientarse hacia la Tierra, cortando así sus comunicaciones.

Por este hecho, hoy se pone fin a esta exitosa misión, aunque Ulysses seguirá en su peculiar órbita alrededor del Sol.

Más información:

El espacio de Javier Casado

Sondas Espaciales – Ulysses

Sun to set on Ulysses solar mission, (ESA).

Ulysses science results.

Planck y Herschel.. al espacio

Este mediodía a las 13:12 UTC (15:12 hora local) fue lanzado un cohete con los dos telescopios espaciales Herschel y Planck que nos traerán nuevas metas en los próximos meses.

La misión Planck

Tras unos años de retrasos, por fin fue lanzado el reemplazo del WMAP para seguir captando la radiación de fondo cósmico de microondas (CMB).
Con Planck se logrará una resolución mucho mayor de la que se consigue con WMAP, alcanzando unos 10 minutos de arco, lo que aunque parece muy poco si se lo compara con telescopios visibles, es una resolución fantástica para lo que se tiene en microondas.

La misión Herschel

Este otro satélite, con un espejo de 3.5 metros que lo convierte en el mayor telescopio espacial construido hasta la fecha, analizará lo que observamos del Universo en otra zona del espectro: el infrarrojo.
Una de las principales ventajas de esta radiación es que no es absorvida por las nubes de polvo, lo cual hace que sea mucho más fácil ver objetos que en luz visible son ocultados por el polvo cósmico.

Después de 40 minutos de intensa espera, los dos telescopios mandaron hacia la Tierra la primera señal de “estoy vivo”, por lo que han tenido un fantástico inicio que esperemos siga sin mayores problemas.

Más información:

Las misiones, ESA.

Página oficial de la misión Planck (en inglés).

Página oficial de la misión Herschel (en inglés).

Sobre Herschel, en Eureka

Imagen de la cabecera, en alta resolución, ESA.

El transbordador y el murciélago

Pues seguimos juntando “animalillos” con temas de astrofísica (en la pasada entrada con la relatividad, hoy con el transbordador espacial).

El pasado domingo despegó del Centro Espacial Kennedy el transbordador espacial Discovery, con ruta hacia la Estación Espacial Internacional (ISS), a la cual se acopló hace dos días.
Sin embargo, además de los 7 tripulantes que suele llevar el transbordador, esta vez llevaron a un inesperado acompañante: un pequeño murciélago de la fruta.

Este animalillo se paró a tomar un tranquilo descanso en la pared del tanque principal de combustible (el gran bombo naranja que se ve siempre en estos lanzamientos). Poco sabía lo que le esperaba…

Gracias al sistema de vigilancia y control que se puso en estos lanzamientos desde la catástrofe del Columbia, se pudo observar a este bichito posado unas pocas horas antes del despegue.

Se esperaba que éste echara a volar cuando los motores comenzaran a encenderse… aunque se vio que el murciélago debería encontrarse “calentito”.
Al final, se quedó hasta el último momento en el que indudablemente moriría abrasado…

Triste final para nuestro amiguito.

Visto en Eureka.

Anomalías de las Pioneer

Debido a que llevo varias semanas peleándome con este tema, he decidido comentarle también aquí (haciendo un breve resumen).

Las Pioneer 10 y 11

Las Pioneer 10 y 11 son dos sondas espaciales que envió la NASA en los años ‘72 y ‘73 para explorar los planetas Júpiter y Saturno, hasta entonces inexplorados.

Ambas sondas eran gemelas en construcción, llevando una gran antena de comunicaciones, pilas nucleares (ya que a las distancias a las que iban a ir los paneles solares no eran eficientes) y con varios instrumentos científicos.

Las dos naves pasaron por Júpiter (la P10 en el ‘73 y la P11 un año más tarde), ganando velocidad y tomando rumbos diferentes: la P10 tomó una trayectoria para alejarse del Sistema Solar, en dirección aproximada hacia la estrella Aldebarán, que se puede ver las noches de invierno como la estrella más brillante en la constelación de Tauro, a la que, en el caso de que consiguiese llegar, lo haría dentro de unos 2 millones de años.
Mientras que la P11 se dirigió hacia Saturno, para después tomar una trayectoria similar a su gemela, solo que dirigiéndose en otra dirección.
Debido a esto las dos sondas llevaban una placa donde se encontraba grabados un hombre y una mujer, así como la “localización” de la Tierra, por si alguna hipotética civilización extraterrestre encontrase algún día las naves.

Finalmente, las sondas se sitúan actualmente a una distancia de unas 100 veces la distancia Sol-Tierra, aunque se perdió el contacto con ellas en 1995 (P11) y 2003 (P10).

La anomalía

A medida que se alejaban, las sondas iban transmitiendo información sobre su “estado” a Tierra, la cual fue analizándose poco a poco (durante varias décadas).

Y analizándose estos datos, se comenzó a encontrar una cosa curiosa: se encontró que las naves se estaban frenando ligeramente más de lo debido (recordemos que aunque están demasiado lejos de la Tierra, el Sol las sigue atrayendo). Era una aceleración prácticamente inapreciable, casi en el borde de lo que se podía detectar, pero ahí estaba, y tenía una magnitud de aproximadamente 10^-9 m / s².

Así que la pregunta era clara: ¿qué hacía frenar a la nave más de lo previsto?

Primeras explicaciones

Antes de nada, recordar que estamos en el espacio, donde no hay “aire” como aquí, luego un objeto que está moviéndose en el espacio no encuentra resistencia que lo frene.

Así que las primeras hipótesis que se barajaron fueron las lógicas: en la nave se debe de estar produciendo algún fenómeno que frena la nave:

Dado que las naves llevan una reserva de combustible para poder hacer correcciones a sus órbitas, podrían tener alguna fuga de dicho combustible, lo que las haría frenar. Pero esta explicación no era coherente ya que es altamente improbable que se haya producido la misma fuga en el mismo punto de la nave, dejando escapar la misma cantidad de combustible en la misma dirección…

También se barajó que podría ser debido a un calor emitido por las naves en una dirección concreta (generado por las pilas nucleares que llevaban). De existir esto, podría ser idéntico en las dos naves por su construcción, pero éste calor debería decrecer con el tiempo debido a que las pilas nucleares van produciendo menor calor.
Además, el efecto, de existir, sería bastante menor al encontrado.

Y así se sugirieron varias posibles explicaciones, aunque con ninguna (ni juntando todas de la mejor forma posible) se llegó a explicar esta aceleración.

Otras causas

Abandonando estos razonamientos, se empezó a pensar que esta aceleración podría ser debida a causas ajenas a la nave, como una gravedad mayor de lo esperado, u otras influencias que no se tenían en cuenta.

Esto se vio confirmado por la observación de una aceleración similar en otras naves (como la Galileo y la Ulysses).
Así que el origen estaba claro: la aceleración no procedía de la nave.

Las primeras hipótesis no tardaron en llegar:

Si hubiera otro cuerpo en el Sistema Solar (del tamaño de Plutón por ejemplo) podría atraer a la nave causando dicha aceleración. Aunque aquí también se propuso que más que un cuerpo, podría ser materia oscura presente en nuestro Sistema Solar.
El problema de este razonamiento era que si se ajustaba dicha masa “desconocida” para que provocase tal aceleración, se descompensaba la órbita de los demás planetas, con lo cual esta masa nueva no podía existir ya que la órbita de los planetas es bien conocida desde hace muchos años.

También se pensó en que podría ser debido a que las partículas (polvo) que existe entre estrellas pudiera estar generando una fricción en la nave, pero esto parece muy improbable ya que por lo que se conoce la poca densidad que existe en el espacio no podría provocar este efecto.

Por supuesto, también hubo quienes propusieron que esto era un síntoma de que las leyes actuales de la física era erróneas y aquí se obtenía otra prueba nueva de ello.

Explicación más probable

Pero la posible solución (la más probable y la única que lo explica razonadamente en la actualidad) vino traída por una coincidencia que se descubrió sobre los ‘90:
dicha aceleración tenía un valor prácticamente igual (y coherente dado los márgenes de error) a la cantidad c·H₀ donde c es la velocidad de la luz, y H₀ es la constante de expansión de Universo, o constante de Hubble.

Esto hizo pensar que dicha aceleración podría tener relación con la expansión del Universo (aunque en principio esta no influía para distancias tan pequeñas).

Y la explicación vino tras más de 35 años desde que se lanzaron las naves: debido a que el Universo no es totalmente plano (sino que el espacio-tiempo tiene una ligera curvatura), sobre las señales que emite la nave se produce un efecto similar al efecto Doppler (el de la ambulancia que se acerca, y por ello se oye la sirena más aguda) llamado corrimiento al azul (también existe la contrapartida: corrimiento al rojo que se suele oir más a menudo) que hace que dicha señal (que no deja de ser otra cosa que luz) tenga un tono más azulado de lo normal (en el caso en que pudiéramos ver la señal, ya que ésta es una señal de radio).

Así que realmente no se trataba de ninguna aceleración que sufren las naves, sino más bien de un efecto que se produce sobre las señales que éstas envían a Tierra por estar las naves moviéndose y por estar el Universo expandiéndose.

PD: parece que lo del “breve resumen” brilla por su ausencia después de escribirlo…

Aquí tenéis una descripción del proyecto de las Pioneer.

Soyuz vs Transbordador

Inaugurando el año (aunque un poco tarde), escribiré otra entrada con una comparativa entre la forma de hacer las cosas entre los rusos y americanos, aunque ahora toca comentar lo relacionado con las naves utilizados por unos o por otros para mandar a sus astronautas.

La Soyuz rusa

En 1967, los rusos hicieron el primer “vuelo” de su nave Soyuz, la cual es un módulo de 7×3 m que admite a 3 astronautas (lo que comúnmente se denomina lata de sardinas). Esta nave, aún con las incomodidades y poco espacio que da, ha permanecido hasta nuestros días, siendo el medio por el que los astronautas (bajo los programas rusos) suben al espacio.
Además, es la nave que se encuentra como módulo de emergencia en la Estación Espacial Internacional (ISS).

Si bien se le han ido introduciendo algunas características nuevas a lo largo de todos estos años, el diseño inicial permanece intacto. Mientras que los costes de mantenimiento son muy reducidos (por no decir prácticamente escasos en ciertos periodos de tiempo).

En estas naves, los astronautas han de permanecer bastante apretados durante todo el tiempo que dura el viaje, además de no poder transportar una gran carga. Y durante la reentrada, en vez de aterrizar como un avión como el transbordador espacial, abre un paracaídas y aterriza sobre tierra (normalmente sobre siberia). Aquí es donde tienen que esperar los astronautas a que les localicen desde tierra (ya que durante el descenso, el error en el punto de aterrizaje es de varias decenas de kilómetros) para poder salir de las naves y encontrarse con un frío… acogedor.

Eso sí, en todos estos años, no ha tenido ningún fallo debido a la nave que haya provocado ninguna muerte, mostrándose bastante sólida. Aunque algún rasguño sí se suelen hacer los astronautas al tocar tierra…

El transbordador americano

En lo que podía ser una inversión similar a la del boli, el transbordador representa todo un logro de la ingeniería, siendo un vehículo muy sofisticado por tamaño, prestaciones, y presupuesto.
El transbordador tiene unos 37 m de longitud, 17 de altura y 23 de ancho (contando las alas), lo cual deja a las dimensiones de la Soyuz… ejem, ¡aquí pueden jugar al fútbol y todo! diendo normalmente unos 7 astronautas, realizando su primer vuelo en el ‘81.
Claro que para poder lanzar semejante bestia, hubo que construir un tanque externo de combustible, más otros cohetes externos, de forma que se pudiera alcanzar la suficiente potencia durante el lanzamiento para mandarla a órbita.

También lleva a bordo un brazo (grúa) con la que pueden mandar a órbita a otros satélites, o reparar algunos, como el Hubble.

El principal problema de estos monstruos viene del gran coste de mantenimiento que necesitan, además de la fragilidad de las losetas térmicas (el escudo protector que tiene la nave en su “panza” para cuando entra en la atmósfera, construido por losas de cerámica), lo cual ha provocado más de un accidente (como el Columbia)…

Y la historia de los transbordadores finaliza este año, jubilándose los que quedan (3 de los 5 construidos, ya que el Challenger y el Columbia… estallaron), para dar paso a una futura nave que, en principio, entrará en funcionamiento por 2010…
Mientras tanto, los viajes necesarios (a la ISS) correrán a cargo únicamente de los rusos.

Rusos vs americanos y el superboli

Hoy toca comentar una de las leyendas más famosas en la carrera espacial: la de los bolígrafos americanos.

En la carrera espacial, siempre han estado como primeras potencias mundiales EEUU y Rusia (o más bien la URSS en aquella época), y por supuesto esto dio lugar a muchas rivalidades y secretismo, ocultando hasta el más mínimo detalle a los del otro charco.

Cuando comenzaban a mandarse astronautas (humanos) al espacio, situación en la que los americanos fueron segundos (los rusos mandaron a Yuri Gagarin, el primer hombre en el espacio), éstos se comenzaron a plantear un problema básico para sus astronautas: ¿Cómo escribir en el espacio? (al parecer, nadie se planteó el problema hasta que se dieron de bruces con él).

La pregunta no era trivial, ya que aquí en la tierra, al escribir la tinta del boli se sitúa en la punta por efecto de la gravedad, permitiendo que a medida que escribimos, la punta se vaya reponiendo de tinta.
Sin embargo, en el espacio nos encontramos que no hay gravedad aparente, lo cual hace que la tinta no caiga hacia abajo, encontrándonos una situación similar a cuando intentamos escribir en un papel boca arriba, donde el boli deja de escribir al poco rato porque la tinta tiende hacia abajo (al lugar contrario de donde está la punta con el papel).

Para resolver este problema (los astronautas no conseguían escribir nada), se estuvo ideando y construyendo un bolígrafo que pudiera escribir sin gravedad, naciendo así el bolígrafo de tinta a presión, tras un gasto de aproximadamente 1 millón de dólares y mucho tiempo.

Cuando consiguieron observar lo que utilizaban los rusos, se dieron cuenta de que éstos trabajaban con lápices.

¿Qué hay de leyenda y de realidad es esto?

Desde varios lugares, todo el mundo te dirá que es enteramente cierta, y desde otros te dirán que es totalmente falsa (los afectados desde luego dirán esto último), así que… ¿ cual es la realidad ?.

Por lo que parece, la empresa Fisher sí construyó dichos bolis, gastando tal cantidad de dinero, para que pudieran ser utilizados por la NASA (si fue por orden de ésta o no, no está claro), aunque éstos en sus orígenes utilizaban lápices, como los rusos.

Sin embargo, y dando otra vuelta de tuerca a la historia, la versión real que vivieron los astronautas americanos (contada por Pedro Duque, preparado en la NASA, en esta entrada, que recomiendo leer) es que para escribir en el espacio solo existía o el lápiz o el boli a presión, que se compraban todos los astronautas (la verdad es que estar en el espacio, en una nave que cuesta millones, detrás de una agencia espacial que gasta millones, y escribir a lápiz, es un poco cutre).
Sin embargo, al ver a los rusos (Pedro Duque ha hecho varias misiones con los rusos también), observó que éstos utilizaban un boli corriente (un Bic vamos), que según ellos han utilizado desde siempre, escribiendo perfectamente.

Al parecer la explicación es que con la presión atmosférica, y en ausencia aparente de gravedad, el bolígrafo normal también funciona. Claro que los americanos no se molestaron en probarlo…

Así que la leyenda, con algunos posibles matices, es básicamente cierta. Y como logro de los americanos, siempre quedará haber inventado el bolígrafo con tinta a presión.

Pilas nucleares

Cuando vemos una imagen de una sonda espacial, lo primero que se suele reconocer son los paneles solares, ya que suelen abarcar la mayor parte del volumen de la sonda.
Estos paneles solares son los que provee la energía necesaria a la nave para que sus sistemas funcionen, y es el sistema que más se utiliza ya que son económicos y aportan la suficiente energía que necesita una nave de estas.

Sin embargo, ¿qué ocurre con las naves que se lanzan a lugares lejanos del Sol, donde la energía que llega de éste ya no es suficiente?

Para misiones a Marte, éste se encuentra más lejos del Sol que la Tierra, pero la energía que llega de éste es aún suficiente para mantener a los robots que enviamos sobre su superficie o los orbitadores.
Pero para las misiones que van a Júpiter o más lejos, ya se necesita otro mecanismo de combustible, ya que el Sol desde estos lugares es demasiado débil.
Además, estas misiones suelen necesitar un periodo de tiempo bastante grande (de más de 5 años normalmente), ya que para llegar a estos sitios se necesita un periodo de tiempo bastante grande. Por esto, se necesita un combustible que provea de la suficiente energía a la nave, y que además no se gaste en un tiempo muy corto, con el añadido de que el peso debe ser mínimo, para poder obtener una nave con suficientes aparatos científicos y que pueda ser lanzada desde tierra.

Todo esto nos conduce a las pilas nucleares (o más formalmente llamados generador termoeléctrico de radioisótopos) presentes en todas las naves donde no se observan los paneles solares. Estos generadores se basan en los procesos de desintegración que se producen en los átomos radiactivos.
Se encierra dentro de una “caja” una cierta cantidad de un determinado elemento radiactivo, de forma que se vaya desintegrando con el tiempo (aquí, se elige el material más apropiado en función de la energía que suministra y el tiempo que tarda en desintegrarse: su vida media, que deberá ajustarse al tiempo que dure la misión, eligiéndose normalmente plutonio-238 ya que permite que funcione durante unos 90 años).

Y su funcionamiento no es muy complicado: el material radiactivo emite calor cuando uno de sus átomos se desintegra. Este calor es absorbido por las paredes del contenedor, donde se encuentran varios termopares, que producen energía gracias a éste calor.

Los termopares son unos aparatos que esquemáticamente constan de dos láminas (A y B) de diferentes metales unidas por sus dos extremos (T1 y T2). Si estos extremos se ponen a diferentes temperaturas, por las láminas se induce una corriente eléctrica, que es la que utiliza la nave para utilizar sus instrumentos (es el llamado efecto Seebeck).

Por supuesto, este contenedor está blindado para que la radiación no traspase dicho contenedor y afecte a los instrumentos. Esta es otra de las limitaciones que hay que imponer al material radiactivo: que produzca la suficiente energía para mantener la nave, pero sin producir una radiación tan alta que necesite un contenedor demasiado grueso (con su consiguiente aumento de peso).

Estas pilas nucleares ha sido utilizadas en misiones como en la Cassini que ha ido a Saturno, las Voyager o Pioneer, donde llegan a tener un peso de alrededor de 50 kg; pero también han tenido aplicaciones en la tierra, como en los faros o balizas situadas en lugares alejados donde no vive nadie, como en la zona de Siberia, y se necesitaba tener unas señales permanentes (para que los barcos no se chocasen). Aunque estos últimos usos se van desmantelando debido a la poca seguridad que tienen ante ladrones o los chatarreros, los cuales abren dichos contenedores sin ningún tipo de preocupación por lo que pueda haber allí.
Otras de las aplicaciones que tuvo (hasta hace algunos años) fue en marcapasos, que proveían energía durante suficiente tiempo a éste marcapasos. El único problema que tenían era el riesgo a que el “portador” fuera disparado, dándole en dicho marcapasos, o que fuera incinerado sin haberle quitado el marcapasos.

Más información en Wikipedia.

Viaje a otros planetas

A raíz de una conversación del otro día, se me ha ocurrido esta entrada, donde pondré algunos de los principales problemas para un viaje de este tipo.

La primera pregunta que surge es, si hemos llegado a la Luna, ¿por qué no podemos llegar a Marte?

La respuesta es fácil. Marte está mucho más lejos de la Tierra que la Luna (recordemos que ésta no es más que un satélite que orbita la Tierra, y no un planeta que está girando en torno al Sol). Comparativamente, si tardásemos una hora en ir a la Luna, tardaríamos unos 25 días en llegar a Marte, diendo a la misma velocidad (y he dicho “si tardásemos”, ya que por ejemplo en las misiones Apollo se tardaban unos 4 días en llegar a la Luna).

Por otro lado, al alejarnos tanto de la Tierra, dejamos de estar dentro de su “cobijo”, lo que provoca que los astronautas estén desprotegidos un largo camino.

Tiempo

Entre las características está el tiempo del viaje, en el que se invertirían unos 6 meses en llegar a Marte, solo en la ida.
Por lo tanto, sería un viajecito algo largo (necesitarán unas cuantas pelis para no aburrirse…).

Espacio

Con lo anterior surge otro problema. En los viajes a la Luna, se pudo meter a los astronautas en unas latas de sardinas, con las que se les mandó a la Luna. Esto estaba bien para unos viajes de unos pocos días (seguro que los astronautas tienen otra opinión, pero bueno). Sin embargo, para unos viajes de un año (ida y vuelta), habría que pensar en dejarles un poco más de espacio.
No digo ningún tipo de lujo (que se olviden del sofá por supuesto!) pero sí que está bien dejarles que puedan “estirar las piernas” de vez en cuando.
Esto provocaría naves mucho más grandes y por lo tanto costosas.

Combustible

Y esto último deriva en cómo lanzar la nave. Ya que cuanto más peso, más combustible hace falta para lanzarla… (y cuanto más combustible, más peso, con lo que hace falta un extra mayor de combustible…)

Además, las Apollo contaban con una ventaja indudable: la gravedad de la Luna es muy pequeña, así que para despegar de su superficie no necesitaban mucho combustible. Pero Marte, aunque tiene bastante menos que la Tierra, tiene una gravedad mucho mayor que la Luna, por lo que también haría falta mucho combustible para que despeguen de ahí (otra solución es dejarles ahí y que se busquen la vida claro).

Comida

Antes he comentado el combustible para la nave… ahora para los astronautas. Éstos necesitarán comer, y aunque se pongan a dieta severa, sigue siendo un año.
Así que se necesita un gran tanque de comida, además de, probablemente, mecanismos para conseguir comida fresca (crecimiento de plantas, hortalizas, etc) ya que ésta no duraría tanto tiempo. Lo que conduce a más peso…

Oxígeno

También necesitan respirar, lo que conllevaría un gran tanque de oxígeno para todo el viaje, lo que también se transforma en más peso para la nave, que a estas alturas ya debería de tener un tamaño como la Enterprise.

Radiación

Y por último, uno de las mayores problemas, la radiación emitida por el Sol (aunque mejor dicho, las partículas emitidas por el Sol: rayos cósmicos o viento solar).
Éstos tienen grandes energías, además de ser partículas cargadas, lo que provoca muchos daños en los satélites terrestres o comunicaciones, aún estado protegidos por todo el campo magnético de la Tierra.
Así que imaginad lo que pasaría en mitad del espacio, sin esta protección (pobrecitos…).
De hecho, aún en la Tierra, cuando hay una de estas grandes tormentas solares, se suelen proteger todos los satélites, además de a los astronautas que están en la estación espacial (y ésta está en una órbita muy baja, casi rozando la atmósfera terrestre).

Psicología

Otro rasgo que se suele tener en cuenta es cómo puede afectar a los astronautas el estar tanto tiempo lejos de la Tierra (que solo verían como un punto azul), ya que podría tener consecuencias importantes para la misión. (en la Luna, además de ser viajes cortos, veías la Tierra con un tamaño bastante grande, lo que les daba la sensación de tenerla ahí, y poderla tocar).

Así que, como hemos visto, los viajes a Marte tendrán que esperar un poco… y los de la Luna con un mínimo de comodidad también.

Por último, decir que este tipo de viajes tampoco tienen demasiado interés científico, ya que hoy por hoy las máquinas te pueden hacer casi lo mismo, a menores costes (lo de sin errores no lo pongo porque ya hemos visto que eso no se evita…), además de que de esa forma no contaminas todo el planeta, como se veía en las imágenes de los Apollo con los astronautas radiando de todo… echando a perder todo el proceso de desinfección que se hace a cualquier nave que sale de la Tierra.

Chapuzas astronaúticas II

Hoy completo con algunos hitos más en las andanzas de los ingenieros aerospaciales demostrando cómo se las gastan….

Mariner 1, la primera misión de la NASA a Venus

En 1962 la NASA lanzó su primera misión con destino a Venus: la Mariner 1. Como todas las naves, son lanzadas dentro de un cohete que las coloca en el espacio, en este caso el responsable iba a ser un cohete Atlas.
Sin embargo, a los 4 minutos y 53 segundos de despegar, éste comenzó a inclinarse más de lo debido… total, que hubo que mandar una orden de autodestrucción unos segundos antes de cuando iba a soltar la sonda.
El error: informático. A alguien se le olvidó poner una coma en el código de navegación del cohete… obligando a destruir toda la misión.
Así inauguró la NASA los viajes a Venus…

Voskhod 2, una larga odisea…

En 1965 los cosmonautas rusos Beliáiev y Leonov, a bordo de la nave Voskhod 2, iban a dar el primer paseo espacial. Leonov salió al espacio, y tras unos 10 minutos de paseo, regresó a la nave, pero… no cabía por la puerta!!.
Debido al vacío del espacio, su traje se había hinchado lo suficiente como para no permitirle entrar. Al final pudo solventarlo vaciando parte del aire del traje, aunque esto solo fue el comienzo de lo que les esperaba…

Una vez dentro, se dio cuenta de que la escotilla no se cerraba, lo que casi provoca un incendio debido a que el sistema de la nave comenzó a llenar la cámara de oxígeno puro…

Una vez solucionado todos los problemas (anteriores), pudieron regresar a la Tierra, momento en el cual fallaron los retrocohetes, además de un sensor de orientación, con lo que tuvieron que aterrizar manualmente después de dar una órbita de más…
Por si todavía no habían experimentado suficiente, el módulo de servicio de la nave no se consiguió separar, lo que derivó en una reentrada en la atmósfera cuanto menos entretenida (todo el rato estuvieron dando vueltas sin control…)

Una vez llegaron a tierra, aterrizaron a varios kilómetros del lugar previsto, en un bosque helado y espeso de los Urales, donde tuvieron que pasar la noche sobre un árbol, rodeados de lobos…
Al día siguiente les rescataron.
Sé de dos que no quieren volver a las “alturas”…

Gemini y el primer baile espacial

En 1966, la nave Gemini intentó acoplarse a la última fase del cohete Agena, que se encontraba en órbita (eran ensayos para preparar futuros viajes a la Luna). Durante el acoplamiento, un motor de la Gemini se quedó bloqueado (y encendido), lo que derivó en un baile entre las dos naves que comenzaron a dar vueltas sin parar.
Para solucionarlo, Neil Armstrong (que estaba en la nave, y sí, el primer hombre en la Luna) desacopló las dos naves, pensando que el problema estaría en la otra nave (siempre hay que echar la culpa al otro…). Pero esto fue lo peor que pudo hacer. Al reducir el momento angular de la nave (ya que pasó de ser Gemini+Agena a solo Gemini), el giro de la nave aumentó…
mucho.
Finalmente pudieron pararse con los motores secundarios, lo que les llevó un 75% de todo el combustible, obligándoles a hacer un aterrizaje de emergencia en el Pacífico…

Cosmos y la relatividad del tiempo

El 10 de mayo de 1971, un día después de que una nave de la NASA, la Mariner 8, acabara en el océano, los rusos mandaban otra nave a Marte, la Cosmos 419.
Sin embargo tuvieron el mismo éxito que sus enemigos. La última fase del cohete que la lanzaba al espacio no se encendió…
Otro error de programación: en vez de poner que se encendiera 1.5 horas después del lanzamiento… se equivocaron de unidades cambiaron horas por años.
La nave no les esperó tanto tiempo…

La Soyuz y los lagos siberianos

En 1976, otra misión rusa tuvo ciertos problemas para aterrizar. Lo hicieron de noche en un lago siberiano… con una tormenta de nieve, a unos 20 grados bajo cero. Además, el paracaídas, como estaba mojado, hizo que la nave se hundiera en el lago.
Finalmente, y tras muchos intentos, un helicóptero les consiguió sacar, arrastrándolos durante bastantes kilómetros por todo el hielo (imaginaos las dimensiones de un lago en siberia…).
Los cosmonautas estaban alucinados… de haber salido vivos.

Phobos y las horas libres…

En 1988, la sonda rusa Phobos estaba a medio camino de Marte, cuando un operador ruso se preparaba para mandar nuevas instrucciones a la nave.
Normalmente, había un ordenador central que comprobaba los comandos antes de mandarlos (porque ya hemos visto lo que puede pasar si solo te fías de los que lo escriben…), pero esa noche no funcionaba. Sin embargo, para eso tenían un controlador de reserva, que examinaba los comandos… el cual no estaba donde debería estar, en su sitio… (abría partido de fútbol…).
Así que el controlador (todo decidido eso sí) decidió mandar las instrucciones sin comprobación (para qué perder el tiempo…).
Y como mandan los cánones, había cambiado un menos por un más, lo que hizo que la nave dejara de seguir las estrellas de referencia, desviándose de su ruta, lo que derivó en un giro que hizo que los paneles no captasen luz, agotando las baterías y congelando la nave.

Minisat y los antiincendios

En 1997, el satélite Minisat, completamente español, fue lanzado al espacio desde nuestro territorio, para lo que se trajo un cohete Pegasus americano.
Para evitar el riesgo de un posible incendio de tal tanque de combustible, en la sala limpia donde se guardaba el satélite y el cohete se instaló un potente dispositivo antiincendios.
Y sí, resultó ser muy potente. De repente se activó dicho sistema, derramando bastantes toneladas de agua sobre el satélite en pocos segundos (eso sí era una sala limpia…).
A pesar de los restos de cal y agua, el satélite funcionó muy bien en el espacio, salvo algún que otro instrumento científico.
La causa: oficialmente, se debió a un fallo del sistema antiincendios. Extraoficialmente, durante la instalación del interruptor se colocó la posición de ON para OFF y viceversa…
Si es que esas palabritas inglesas…

La Phoenix y su pala

Hace unos días hablé del final de la Phoenix en Marte, andadura que no paso sin sus respectivos problemas.
La sonda llevaba una “pala” (un brazo con un recipiente) para coger la arena del suelo y meterla en varios contenedores que tenía el cuero de la nave para hacer experimentos.
El primer día que lo probaron ya se dieron cuenta de una cosa: la pala dejaba caer la tierra encima del contenedor, pero a éste no entraba nada.
Las partículas eran ligeramente mayores de lo esperado y además se solían apelotonar, con lo que no traspasaban la rejilla que había encima del contenedor.
Resultado: varias animaciones donde se veía que siempre se requieren soluciones “rudimentarias” hay en estas misiones: la sonda depositaba la tierra a un lado de los paneles solares, movía su brazo arriba y abajo para aplastar unas cuantas veces la tierra, y finalmente la dejaba caer sobre el contenedor.
Al menos así conseguían poder examinar la tierra.

Qué seria la carrera espacial sin estas graciosas anécdotas…
Noticia original de B. Luque y F. Ballesteros en la revista Astronomía feb. 05.

Chapuzas astronaúticas

A raíz de la anterior entrada, se me vino a al cabeza un “bonito” tema del que hablar: los errores monumentales que a veces (más de lo razonable) se comenten en misiones o proyectos.

El AVE, made in Spain

Comienzo con uno que, aunque no es espacial, también tuvo su fama.
Nos situamos en la construcción del tren AVE, todavía en fase de construcción. Como este tren alcanza grandes velocidades, había que asegurar que el parabrisas delantero aguantase los posibles impactos de aves que se cruzasen por el camino, así que pidieron a la U.S. Federal Aviation Administration (U.S.F.A.A.) unos cañones de aire comprimido con los que lanzaban pollos muertos para comprobar la resistencia de los parabrisas de las aeronaves (como se malgasta la comida…).

Como la utilidad era exactamente la misma (solo que cambiando aeronave por AVE, que hasta suena casi igual), era una forma perfecta para comprobar sus parabrisas.
Así que los ingenieros españoles comenzaron a comprobar la resistencia del parabrisas con los pollos, e increíblemente vieron que el parabrisas no aguantaba ni uno solo de los impactos (y los pollos no estaban dopados, que conste), ni siquiera para velocidades relativamente bajas.

Como les parecía imposible lo que veían, mandaron un informe a los yanquis con todos los pasos que daban, y pidiendo explicaciones de lo que ocurría.
La respuesta americana tardó poco en llegar… “Descongelen los pollos antes de lanzarlos”.
Si es que España es así…

El Hubble y su miopía

El Telescopio Espacial Hubble nos ha dado las mejores imágenes del Universo hasta ahora, sin embargo tuvo un comienzo algo más difícil.
Cuando fue lanzado y comenzó a tomar las primeras imágenes desde su órbita, en la NASA comenzaron a darse cuenta de una cosa… las imágenes estaban borrosas. Y sí, el Hubble tenía miopía, debido a un defectuoso tallado del espejo principal. Claramente a nadie se le ocurrió la brillante idea de comprobar las cosas antes de lanzarlas al espacio… aunque en este caso se pudo solucionar con una lente correctora (que aumentó considerablemente el presupuesto) que se colocó 3 años después del “estreno” del Hubble.
Es otra forma de prolongar la misión…

La Climate Orbiter y las unidades

En el 1998 llegaba a Marte la nave Mars CLimate Orbiter que como se puede extraer del nombre, era un orbitador (un satélite que se pondría a dar vueltas orbitando sobre Marte) que se iba a centrar en el clima de nuestro vecino (como si fuera un Meteosat marciano vamos).
Sin embargo, en su maniobra de entrada en órbita de repente desapareció estrellándose en la superficie marciana.

El motivo fue que la navegación de la sonda estaba compartida entre el JPL-NASA y Lockheed Martin. Uno tenía las unidades de los datos en metros y newtons, y el otro en millas y libras, y a ninguno de los dos se les ocurrió advertir ni en qué unidades mandaban los datos ni de comprobar que lo que recibía fueran coherentes con lo suyo. Así que la nave se hizo un lío entre metros por manzana y millas por pera, que acabó estrellándose.
Si es que las unidades son importantes chicos…

La HESSI y las g’s

Antes de mandar un satélite al espacio, se suelen hacer varias comprobaciones, entre ellas una en la que se la somete a una vibración intensa simulando las condiciones del despegue. En este caso, esta sonda tenía que aguantar entre una vez y media y dos veces la gravedad de la Tierra (1.5g ó 2g), así que se le colocó en la plataforma y se le puso a fuerzas de 2g… upss no, se coló un cero, resultando una fuerza de 20g.
Cuando se apretó el botón del ON (desde otra sala, por seguridad) “todo el edificio vibró”, lo que derivó en “enseguida supimos que algo iba mal”.
Y efectivamente, cuando entraron en la sala del satélite vieron como éste había actuado cual sopa de lentejas, impregnando todas las paredes de la sala con sus restos, incluidos los paneles solares que se destruyeron totalmente.
Dos años después de lo previsto se pudo lanzar el satélite…

El NOAA N Prime y las sujeciones

El NOAA N Prime era un satélite meteorológico, que se hallaba en la sala limpia de los laboratorios de Lockheed Martin. En estos lugares, el satélite está sobre una plataforma que permite girarle, para poder trabajar con él en posición vertical u horizontal. Para ello tiene unos 24 tornillos que le fijan a dicha plataforma.

Así que un día dado llegó el equipo de turno y le giró para ponerle en posición horizontal, cuando vieron, estupefactos, como el satélite se resbalaba… cayendo al suelo del laboratorio, lo que le provocó ciertos daños…
La conclusión: había muchos incompetentes por allí: primero, el anterior equipo que estuvo 5 días antes sustrajo los 24 tornillos sin previa notificación; y segundo, el equipo que llegó no verificó que todo estuviera en su sitio y el satélite estaría sujeto a la plataforma, ya que, según ellos, como lo habían utilizado la semana anterior… (sí, yo también comprobé hace dos semanas que el coche tuviera gasolina…)

Génesis y el dentro/fuera

En el 2004, la sonda Génesis, que había estado recogiendo polvo interestelar por el espacio (básicamente las partículas del viento solar), iba a volver a la Tierra.
Para que no hubiera ninguna contaminación en las muestras, la NASA planeó un aterrizaje a lo Hollywood (con lo que se ganó la salida en la prensa): la sonda desplegaría su paracaídas, y un helicóptero la recogería con un gancho en el aire.
A este plan le salió un fallo… los paracaídas no se abrieron, con el consiguiente impacto nave-suelo en el desierto de Utah a unos 310 km/h.
El error fue bastante cómico: la nave, al detectar el frenazo provocado por la entrada en la atmósfera, abre los paracaídas con unos interruptores. Salvo que estos interruptores se pongan al revés… y no abren nada (así nos encontramos puertas que abren hacia donde no deberían…).
Finalmente se pudo conservar algunas de las muestras…

En otra entrada seguiré con algunas anécdotas más, ya que hay para escribir un libro…
Noticia original de B. Luque y F. Ballesteros en la revista Astronomía feb. 05.

Recuerdo de la Phoenix

Bueno, hoy comentaré una muerte anunciada, que ha ocurrido hace unos días: la de la sonda Phoenix.

Ésta, era una sonda que ha estado posada en Marte en los últimos 5 meses. A diferencia de otras, no se podía mover por la superficie marciana (simplemente aterrizó, que no es poco), investigando con un brazo robótico todo lo que tenía “a mano”.

La novedad fue que por primera vez (con éxito) se colocó una sonda en un lugar bastante cercano al polo norte marciano. Y entre sus éxitos está la primera imagen donde claramente se observa hielo de agua en Marte.
Se sabía desde hace varios años que existía hielo de agua en sus polos (visible por imágenes desde satélite por radar o infrarrojos), aunque lo que no se había conseguido era una imagen visible con el hielo ahí cerquita… (sí, el logro fue más sentimental que otra cosa y por ello consiguió salir en todos los medios de comunicación).

Otra de las “novedades” de la misión, aunque más que novedad fue vuelta al pasado, fue que la sonda utilizó unos retrocohetes para aterrizar (unos cohetes que encendía para ir frenando en el descenso), al igual que las primeras misiones marcianas, “venusianas” o lunares, al igual que las Apolo.
En las últimas misiones a Marte, la de los robots Spirit y Opportunity y la de la sonda Pathfinder, éstas se recubrían de varios airbags, que inflaban antes de chocar contra la superficie, y hacía que la sonda fuera rebotando hasta que por fin se paraba, momento en el cual podía deshacerse de los airbag y comenzar su trabajo (antes de llegar a la superficie se valía también de unos paracaídas, ya que por muy buenos que fueran los airbags, si cayese directamente se destrozaría sin apelativos).

¿Airbags o retrocohetes?

He explicado por encima qué es cada cosa, pero ¿por qué se utiliza uno u otro?.
La ventaja de los airbags es que reducen mucho peso en la nave (no necesitas el combustible para los retrocohetes), además de que suelen ser más fiables, ya que no tienes que calcular a qué altitud tiene que encenderse, durante cuanto tiempo, etc. Tú los abres antes de llegar a tierra, y no necesitas preocuparte por mucho más, saliendo mucho más económicos.

Visto esto, es fácil pensar que es mejor utilizar éstos siempre. Pero la principal pega viene cuando pensamos en mandar un hombre a Marte (o donde sea vamos).
¿Os le imagináis aterrizar en Marte y comenzar a dar tumbos por toda la superficie metido dentro de una cápsula rodeada de airbags?. Además hay que comentar que la gravedad de Marte es bastante menor a la de la Tierra, además de que su atmósfera es más débil, así que obtendríamos que la sonda daría tumbos por mucho más tiempo de lo que estamos acostumbrados en la Tierra (en el caso en que viéramos dichas naves caer por aquí, claro).

A parte de ésto, también entran otras consideraciones como el diseño de la nave, su movimiento, etc.

Fin de la misión

Como viene siendo habitual en estas misiones, la sonda dura más tiempo del que se ha planteado para la misión (más que las sondas funcionen mejor de lo esperado, yo me declino por el “vamos a reducir el tiempo esperado por si falla antes…”), de los tres meses previstos, a durado 5.
Aunque al alargar la misión, pensaban que el fin ocurriría dentro de unas 3 semanas, ya que como está en el polo, el Sol comienza a dejarse de ver por estas fechas (entraba en el otoño).
Pero varias tormentas de polvo bastante extendidas por la superficie marciana han ocultado antes de tiempo la luz del Sol y llenado los paneles de polvo.

Así, pasado día 2 se dejó de recibir contacto con la nave, y hace unos días finalmente han dado por terminada la misión, aunque se seguirá a la escucha por si resucita.

Más información.

Moverse por el espacio

En tierra, podemos andar porque la fuerza que ejercemos con los pies sobre la tierra hace que vayamos hacia delante. En un coche, el motor hace girar las ruedas para que éstas en contacto con la carretera hagan avanzar el coche. En un avión, los rotores aceleran el aire que pasa por sus hélices para conseguir un impulso hacia delante. Pero… ¿qué ocurre en una nave/astronauta que viaja al espacio?
Allí no hay ningún medio del que ayudarse para avanzar. No tienen ni una superficie sobre la que moverse, ni aire o algún tipo de gas con el que interactuar en su movimiento.

Entonces… se deben valer de algún otro mecanismo. Y este mecanismo es uno de los principios de conservación más importantes de la física: la conservación de la cantidad de movimiento (formalmente llamado momento lineal).

¿Qué significa este principio?

Viene a decir que si tenemos un móvil (véase, nuestro astronauta) que se mueve a una determinada velocidad, y sobre él no se ejercen fuerzas (supongamos que está aislado en el espacio), entonces el producto de su masa por su velocidad no puede variar.

Por lo tanto, si se mueve hacia delante con una cierta velocidad, está condenado a moverse en esa dirección y con esa velocidad eternamente, siempre que no se encuentre ningún obstáculo.

Pero… las naves cambian de dirección

La clave está en que lo que se debe conservar es el producto de su masa por su velocidad. Luego, si la nave varía su masa, variará su velocidad.
Y esto es lo que utilizan: lo que hace una nave para girar es echar una cierta cantidad de combustible hacia una dirección. Así, la nave tenderá a ir en la dirección contraria, de forma que la masa del gas por su velocidad más la masa de la nave por su velocidad sea igual a lo que se tenía inicialmente.

O como se puede ver en el esquema, si el huevo se divide y una de las partes va hacia la izquierda, la otra ganará una velocidad hacia la derecha para compensarlo, de forma que la velocidad total en la horizontal siga valiendo cero.

Esto es lo utilizado tanto para moverse por el espacio las naves como los astronautas (éstos suelen llevar una “mochila” que tiene un motor y un depósito de gas, que es el que van expulsando), así como los cohetes al despegar. Por eso éstos sueltan tantos gases al despegar: cuanto más gas y a más velocidad expulsen por las toberas, más rápido ascenderán.

Como alivio, tenemos que si al astronauta se le acaba el combustible, siempre puede lanzar hacia delante un objeto (un martillo, un guante,…) para frenarse. En este caso, dado que el astronauta pesa mucho más que el martillo, tendrá que lanzar éste a una velocidad alta para compensarlo (unas 100 veces más rápido que el cambio de velocidad que quiera experimentar).

Reentrada de la Jules Verne

El pasado 30 de septiembre se grabó este vídeo de la reentrada en la atmósfera del módulo de aprovisionamiento Jules Verne, después de su misión hacia la Estación Espacial, ISS.
La misión, no tripulada, consistía en aprovisionar a los astronautas de la ISS de los suministros que necesitan, además de efectuar una elevación en la órbita de la ISS para minimizar el riesgo de colisión con restos de un satélite ruso.
Sin embargo, los astronautas también sacaron otras ventajas al módulo, utilizándolo como suite de lujo: dado su gran volumen, aprovecharon el módulo para asearse con una mayor intimidad y comodidad, además de utilizarlo como dormitorio ya que el sistema de ventilación era más silencioso.
Una vez terminada la misión, se hizo reentrar al módulo en la atmósfera terrestre, en la vertical del Pacífico, donde fue destruído completamente como se observa en el vídeo.