Por la Dra. Omaira González Martín
(Incluido en los libros de Lectura Científica del Gobierno de Michoacán 2019-2020)
Pie de figura: Recreación del Telescopio Espacial James Webb. Será el telescopio espacial más grande del mundo, cien veces más potente que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble. Podremos detectar planetas como la Tierra en otros sistemas solares, estudiaremos los comienzos del Universo y un sinfín de grandes hitos. Su lanzamiento es de una gran complejidad porque se va a desplegar en el espacio en miles de operaciones. Nada puede fallar porque estará situado tan lejos de la Tierra que no podremos ir a repararlo. Crédito: Agencia Espacial Europea.
Hemos hecho enormes avances en el entendimiento del Universo utilizando observatorios terrestres pero hay motivos para querer observar también desde el espacio. Desde Tierra no se puede observar con la misma calidad en todas las longitudes de onda puesto que la atmósfera no permite pasar toda la radiación y, aun cuando pasa la radiación, la atmósfera emborrona nuestras imágenes astronómicas debido a sus propios cambios. Además, se han lanzado misiones para tomar medidas en otros cuerpos del Sistema Solar. El primer satélite artificial se lanzó en 1957 a través del programa Sputnik; que dio comienzo a la famosa carrera espacial. Sin ánimo de ser exhaustiva, en este artículo pretendo enumerar algunas anécdotas y logros de las misiones y satélites astronómicos desde entonces.
El programa Venera fue un rosario de pruebas para aterrizar misiones no tripuladas en Venus. Rusia lanzó 16 de estas misiones que dan cuenta de cómo hemos aprendido de nuestros errores. Venera 1 falló al salir de la Tierra. Una semana después ya habían lanzado otra “Venera 1” (y al poco tiempo Venera 2) cuya señal también se perdió. Venera 3 fue el primer satélite artificial en impactar (no digo más) contra otro planeta. Tuvimos que llegar a Venera 7 para que las naves comenzaran a descender, aunque atropelladamente. De Venera 9 a 12 algunos de los instrumentos fallaron porque los protectores de las lentes no se abrían; es decir, pretendían tomar fotografías con una cámara con la tapa puesta. Venera 14 fracasó porque esos mismos protectores ocultaron la zona a estudiar. Aun así el programa Venera permitió estudiar la superficie del planeta Venus. No crean que esto es historia pasada. La misión Rosetta (2004-2014) tardó 10 años en aterrizar a su módulo Philae en un cometa. Sin embargo, dos días después del aterrizaje tuvo que hibernar por falta de energía al aterrizar en un lugar con poca luz solar. Philae despertó de su letargo un año después tomando valiosas medidas.
En cuanto a satélites artificiales dedicados a observación astronómica, el Telescopio Espacial Hubble es uno de los más exitosos de todos los tiempos. La idea era situar un telescopio pequeño más allá de la atmósfera para evitar las distorsiones que produce la misma. Hubble no estuvo tampoco libre de problemas. Cuando tomaron las primeras medidas se dieron cuenta que la lente tenía un fallo de construcción que producía imágenes borrosas; Hubble era miope. Tras soportar la burla de la comunidad astronómica mundial, la NASA le añadió unas “gafas” al Hubble. Desde entonces ofrece una visión espectacular del Universo.
Les decía al principio que otro motivo para lanzar un satélite astronómico es el de observar en un rango del espectro electromagnético que está prohibido por la atmósfera. Este es el caso de los rayos-X que son perjudiciales para los seres vivos pero permiten estudiar los fenómenos más calientes y energéticos del Universo. Las misiones en rayos-X más exitosas posiblemente han sido los satélites Chandra y XMM-Newton. Estos satélites fueron una oportunidad para aprender acerca de cosas que no preveíamos. Solo un mes después de que Chandra fuese puesto en órbita, ingenieros y astrónomos notaron que el satélite estaba perdiendo visión. Esta degradación era debida a unas partículas que emite el Sol. La solución, que se aplicó también a XMM-Newton, fue cerrar el telescopio a su paso cerca del Sol. Los físicos de partículas aún siguen investigando qué pueden ser estas partículas.
Uno de los últimos lanzamientos de satélites de rayos-X fue Hitomi. También es conocido como Astro-H porque los japoneses, creadores del mismo, nunca dan nombre a un satélite antes de que se sitúe en su órbita porque lo consideran de mala suerte. Quizás debieron esperar a ponerle nombre a este porque realmente tuvo un final muy desagradable. El problema del satélite fue de estabilidad (de la capacidad del satélite de mantenerse en su órbita). Los satélites se estabilizan usando estrellas para corregir su trayectoria porque conocen con mucha precisión donde deben estar situadas. Sin embargo, mientras se hacen observaciones es posible que no haya estrellas cerca. En estos momentos se usa un sistema interno que es poco preciso pero mide con frecuencia. En una de las primeras observaciones, cuando el satélite pasó a depender de este sistema, éste hizo creer que el satélite estaba girando cuando no lo estaba. Intentó corregirlo por lo que entonces sí comenzó a girar. Los satélites tienen un grupo de propulsores controlados por una matriz de números que se utilizan para devolver la estabilidad en estos casos. Sin embargo, un técnico olvidó incluir unos signos negativos en esa matriz haciendo que alcanzara tal velocidad de giro que lo despedazó.
Es innumerable la lista de misiones que hemos puesto en el espacio. Les propongo que una noche fijen su visión en una estrella. Sin darse cuenta comenzarán a ver que hay otros “astros” que se desplazan respecto a ella. Cada uno de ellos es probablemente un satélite artificial. Muchos son objetos que pusimos en órbita pero que no se usan. Se estima que hay medio millón de desechos de distintos tamaños en el espacio. Se catalogan porque pueden afectar a nuevas misiones; es lo que se conoce como basura espacial. Para evitarla se diseña un plan para desintegrar los satélites cuando ya no estén en uso. Cassini-Huygens llegó a Saturno encontrando que hay volcanes que expulsan hielo en lugar de lava. Cuando terminó su objetivo científico, fue desintegrado de manera controlada al ser lanzado contra la atmósfera de Saturno en lo que se llamó el Grand Finale.
Termino hablándoles de un satélite que emociona a la comunidad astronómica: el Telescopio Espacial James Webb. Se trata de un esfuerzo conjunto de las agencias espaciales más importantes del planeta y contará con el espejo más grande jamás puesto en el espacio. Con él conseguiremos las imágenes más nítidas de los objetos más tenues del Universo.
Glosario de términos:
- Universo: Sistema cerrado en el que nos encontramos y que contiene toda la materia que nos rodea. Su componente principal son las galaxias.
- Ondas electromagnéticas: Es la forma en la que se desplaza la radiación (la luz) en el espacio. Esencialmente tiene una forma oscilante desplazándose entre crestas y valles colocados consecutivamente.
- Espectro electromagnético: Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.
- Longitud de onda: Es una de las características más importantes de las ondas electromagnéticas. Define la distancia que hay entre dos puntos iguales de la onda (por ejemplo, entre dos crestas consecutivas). Cuanta mayor es la longitud de onda, más alargada será la onda. Así se definen distintas longitudes de onda electromagnéticas; la ondas radio son las que tienen valores más grandes de este número mientras que los rayos X tienen valores más pequeños.
- Radiación: Emisión de energía o de partículas que producen algunos cuerpos y que se propaga a través del espacio.
- Carrera espacial: La carrera espacial fue una competencia entre Estados Unidos y la Unión Soviética que duró aproximadamente desde 1957 a 1975. Supuso el esfuerzo paralelo entre ambos países de explorar el espacio exterior con satélites artificiales, de enviar humanos al espacio y de posar a un ser humano en la Luna.
- Lentes: Es un objeto fabricado normalmente con vidrio, transparente, cuyas caras son curvas y que permiten desviar los rayos de luz para que se agrupen en un punto.
Preguntas de reflexión:
- ¿Por qué motivos es importante hacer observaciones de objetos desde el espacio?
- Buscar el nombre de otro satélite que esté ahora mismo operando desde el espacio.
- Buscar una imagen hecha con uno de los satélites mencionados en el texto e intentar entender que es el objeto astronómico que se observa.
- El satélite Hubble fue mejorado una vez puesto en órbita incluyendo un sistema de lentes que corregía la miopía que sufría. ¿Crees que siempre es posible arreglar los desperfectos que sufran los satélites una vez lanzados?