Como se crean las imagenes del Hubble

abril 9, 2011

Quería mostrarles este increible video que muestra algo sobre lo cual escribi hace mucho tiempo: el proceso de colorizacion de las imagenes captadas por los satelites y telescopios de organizaciones como la NASA o la ESA. El video muestra muy bien como se compagina la información captada por una misma camara que usa distintos filtos. Se tiene en cuenta cosas como el movimiento de la camara durante la toma de las distintas imagenes (sería el tiempo que toma en cambiar el filtro) y otras cosas diversas para combinar las imagenes correctamente. Este detrás de escena es algo que no se ve muchas veces, y ciertamente resulta muy interesante!

Mas información: NASA


La Luna se encoje

agosto 22, 2010

Al parecer, la Luna se ha achicado unos 100m en diámetro en los últimos 800 millones de años. Esto ha sido demostrado por nuevos resultados obtenidos por el LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), que han sido publicados hace unos 3 días. Geológicamente hablando, se podría decir que se trata de algo reciente, pero en este caso creo que no es particularmente reciente en el sentido temporal, pero si respecto de las ideas que se tenían respecto de estos eventos. Luego de su formación, el centro de la Luna, aun caliente luego del explosivo nacimiento del astro, ha ido enfriándose lentamente. Al enfriarse, su volumen decrece, provocando pequeños derrumbes hacia su interior.

Lo nuevo de esta noticia es que hay fisuras que evidencian este proceso que son más recientes de lo que se hubiera esperado encontrar. Esto puede significar que el proceso aun ocurre hoy, y que la Luna no ha terminado de enfriarse completamente (o al menos su interior). Las fallas se conocían hace años, pero se creía que estas solo estaban presentes en ciertas partes de la Luna. El LRO ha encontrado que estas fallas se encuentran en toda su superficie, implicando que son formadas por un proceso que ocurre a escala global.

Esquema del proceso de formación de los escarpes

Ahora, teniendo la Luna unos 3475km de diámetro, esto representa un encogimiento del 0,003%, nada por lo cual preocuparse. La Luna va a seguir acompañándonos durante el día y la noche con su familiar forma. Para leer más sobre esta noticia les recomiendo visitar los siguientes links:

BadAstronomy

AstronomyNow

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Video: Hayabusa vuelve a casa

junio 15, 2010

Hayabusa es una sonda japonesa que fue lanzada en el año 2004 con el objetivo de aterrizar en el asteroide Itokawa y volver a la tierra con una muestra. No es algo que ocurra todos los días. Se trata de un logro técnicamente impresionante, y de una gran oportunidad para el estudio de objetos que amenazan la existencia misma de este planeta. De hecho, va a ser la primera vez que podamos estudiar una muestra de un asteroide que no haya sido sometido a un impacto con nuestro planeta.

Este es el asteroide Itokawa:

Parece una papa gris, pero consideren que sus dimensiones son 535x294x209 metros. Noten que no presenta impactos en su superficie y no parece ser una masa sólida, si no un aglomerado de rocas y polvo. Son dos datos muy interesantes. Esperemos que las muestras hayan aterrizado con éxito y que puedan ayudarnos a comprender más la composición y formación de estos viajeros espaciales. Los dejo con el video, que es simplemente increíble:

PD: Me gustaria que alguien editara el video y le ponga un poco de Death Metal.

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Viajes espaciales (II)

febrero 10, 2010

En el anterior artículo sobre viajes espaciales vimos el problema que presenta la gravedad terrestre a cualquier intento de exploración espacial. Básicamente, elevarse a 200km sobre el nivel del mar requiere una monstruosa cantidad de energía, mientras que para pasar de estar a 100.000km en reposo relativo a estar a 100.200km necesitamos un leve empujón. Una vez escapada la gravedad terrestre estamos libres de ir a donde queramos, siempre que tomemos la precaución de no pasar demasiado cerca a una luna o un planeta que nos haga desviarnos de curso. En las películas de ciencia ficción podemos ver como el dominio sobre la dirección de desplazamiento de las naves espaciales es absoluto. En Star Wars, Han Solo hace loops con su Milenium Falcon, girando y cambiando drásticamente de curso en un instante. Las naves más grandes de la película, también pueden girar y moverse con relativa facilidad. Sin embargo, es probable que si, en algún momento le damos al espacio el desagrado de ser parte de nuestras guerras, la trayectoria de las naves dependa estrictamente de orbitas preestablecidas. La complejidad de las fuerzas gravitacionales y las velocidades que entran en juego, junto con la limitada cantidad de combustible, hacen que cualquier cambio de trayectoria sea increíblemente costoso. Es de esperar que, al menos durante unos cuantos cientos de años, los viajes a Marte se hagan cuando el planeta se acerque a nuestra posición, y que en los viajes, quizás de turismo espacial a Júpiter y otros lados, se haga usoa extensivo de la llamada “Asistencia gravittoria”, que no es más que pasar cerca de algún planeta y dejar que su gravedad nos acelere. Para ayudarnos a entender esto, podemos imaginarnos una tela estirada, sobre la cual se apoya una bola de bolos, produciendo una curva en la tela. Si tiramos una pelota lejos de la bola, la misma seguirá una trayectoria recta, pero si la hacemos pasar por la parte de la tela que se hunde por el peso de la bola, se acelerará en dirección a esta. En la siguiente imagen, tomada usando el programa Celestia se puede ver la trayectoria de la nave espacial Cassini, claramente espiral. En su camino a Saturno, la misma pasó cerca de la Tierra, Júpitery Venus, los cuales la aceleraron hacia su encuentro con el Señor de los Anillos.



Todo es relativo

Primero: Todo no es relativo. Quiero sacarme de entrada esta maldita frase que lamentablemente se popularizó. La teoría de relatividad de Einstein no dice que todo es relativo, créanme, o mejor, agarren un libro de Mecánica Cuántica y verifíquenlo. Una advertencia: la teoría de la relatividad es fundamentalmente contra-intuitiva, difícil y profundamente matemática. Sin embargo, se pueden tratar algunas de sus conclusiones en forma relativamente sencilla.
El tiempo y el espacio son relativos. Si son relativas, significa que pueden variar. ¿Cómo las hacemos variar? Bueno, yendo extremadamente rápido. Estrictamente, cualquier diferencia entre nuestra velocidad y la de otro objeto nos colocará en un tiempo distinto a este, pero la diferencia es tan ínfima que es prácticamente inexistente. Ahora, si vamos a velocidades cercanas a la velocidad de la luz (c), 300,000,000 metros por segundo, entonces empiezan a pasar cosas extrañas. Principalmente, los efectos son: la dilatación del tiempo y la contracción del espacio. La contracción del espacio básicamente implica que si corremos muy, muy, muy, muy rápido, y nos sacan una foto de costado, nuestro cuerpo se verá achatado, aunque si la sacamos nosotros mismos mientras corremos, no. Dicen que hay que “usar el sentido común”. Olvidense de eso cuando se habla de la relatividad o de la mecánica cuántica.

Ecuación de la dilatación temporal relativista



La dilatación relativista del tiempo es, en definitiva lo que nos interesa. A lo bruto, significa que el tiempo transcurre más lentamente para quien viaja más rápido. Un amigo me pidió que escriba sobre el viaje en el tiempo. Aquí esta una posibilidad. Si viajamos muy rápido, nuestro tiempo pasa muy lento. Por ejemplo, si orbitamos la Tierra a 0,9c, o a 90% la velocidad de la luz durante 2 años, para nosotros, los viajeros, habrán pasado 2 años. Para la gente que está en la Tierra, 4 años y medio. El problema se agrava si vamos más rápido. Si vamos a 0,999c, o 99,9% la velocidad de la luz, a la vuelta de nuestro viaje de 2 años, habrán pasado 44,7 años en la Tierra.
Tanto la dilatación del tiempo como la contracción del espacio actúan en conjunto. Cuando viajamos a velocidades relativistas, velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz, se puede considerar que el trayecto que recorremos se contrae, haciendo que la distancia entre un punto y otro sea menor. De esta manera, si viajamos a Alpha Centauri, que se encuentra a poco más de 4 años luz, a una velocidad de 0.99c, llegaríamos en poco menos de 1 año. ¿No estaríamos viajando entonces, más rápido que la luz? No, parece así porque el espacio se ha contraído durante nuestro viaje. Les dije que era contra-intuitivo.

Rápido

Todo esto es muy lindo, pero no es como si podemos ir a la esquina y comprarnos un Boeing 99c que nos vaya a llevar a las estrellas a velocidades increíblemente rápidas. ¿Cómo hacemos para lograr esas velocidades? Bueno, considerando que la energía cinética depende del cuadrado de la distancia, la energía que tendríamos que estar generando para llegar a viajar a 90% la velocidad de la luz, es 300 millones de millones de veces superior a la que usa nuestro auto para llevarnos al trabajo. Es, como se dice en el mundo de la ingeniería, “un problemón”.
Sin embargo, a pesar de la aparentemente imposibilidad que se presenta, se han diseñado algunas naves espaciales con sistemas de propulsión “poco ortodoxos” que, si bien no resuelven el problema, al menos nos acercarían a los planetas más rápido que tecnologías actuales.
Antes de entrar en detalle, quiero hacer un paréntesis para remarcar lo difícil que es predecir que tecnología va a estar a la vanguardia de los sistemas de propulsión del futuro. De por sí, se trata de un campo de aplicación de la ciencia que está siempre utilizando tecnología experimental. Con la forma en la que se investigan las cosas actualmente, donde los laboratorios de 27 kilómetros de diámetro rompen partículas que ni siquiera podemos ver, es difícil saber qué va a pasar. Por lo tanto, si decidimos hoy construir una monstruosa nave espacial, cuya construcción llevaría 30 años, trillones de dólares y que nos llevaría a 0,2c, quizás en 20 años se descubre alguna nueva particularidad física que podríamos usar para construir naves una monstruosa nave que nos lleve a 0,8c. Efectivamente, es posible que si algún día mandamos una nave tripulada a otro sistema solar, la segunda nave que mandemos llegue antes que la primera.

Project Orion
Una buena manera de hacer que algo acelere rápidamente, es explotarlo. Siguiendo esta excelente idea, a algunos ingenieros se les ocurrió la osada propuesta de hacer una nave espacial cuyo sistema de propulsión sean detonaciones atómicas. Algo como una película de Hollywood donde el héroe corre de la explosión para luego ser lanzado por el aire en el momento crítico, pero reemplazando a Tom Cruise por una nave espacial de 100m y a la explosión de la fábrica de narcóticos por una bomba nuclear. A pesar del evidente peligro que sería viajar en esta nave, es una excelente idea. Un sistema de amortiguadores absorbería la tremenda sacudida y la transmitiría a la nave, que sufriría una gran aceleración durante unos instantes. Como combustible, usaría bombas atómicas, previamente destinadas y reservadas para la aniquilación de seres humanos y su hábitat. ¿Qué mejor que sacarle a un gobierno unas mil bombas nucleares para explorar el cosmos?

La nave, con su sistema de amortiguadores de impacto.


Quizás lamentablemente, el proyecto murió cuando en 1963 se firmó el Tratado de prohibición parcial de ensayos nucleares en la atmosfera, en el espacio exterior y bajo el agua. Digo quizás, porque obviamente dejar de explotar bombas nucleares es algo beneficioso, pero es una lástima, porque esta nave prometía mucho y hubiese reducido activamente el número de bombas nucleares en el mundo de haber sido construida.

Vela solar
Como mencione antes, viajar por el espacio es más parecido a viajar por el mar que viajar sobre la tierra. En el mar no solo tenemos el viento si no también las corrientes. Ambas arrastran a la nave y afectan su trayectoria. En el espacio, hay vientos solares, básicamente flujos de partículas irradiadas desde el sol, y hay campos gravitacionales que nos pueden desviar.



Una vela solar usa los vientos solares como modo de propulsión. Los mismos impactan sobre una enorme superficie, cada partícula produciendo un empuje increíblemente pequeño. Con una superficie suficiente, digamos, un disco de un kilómetro de diámetro, la fuerza transmitida por estos impactos se suma y se convierte en verdadero impulso. Si, es un impulso muy débil, pero no tenemos que llevar combustible a bordo y no se va a acabar. Dado que no hay fricción en el espacio, con una pequeña aceleración se pueden alcanzar velocidades astronómicas, si uno está dispuesto a esperar. Lo que se podría hacer, es usar una vela solar que viaje durante años, alcanzando una velocidad suficientemente grande, y luego abordarla usando otra nave de corto alcance que logre la misma velocidad con un tremendo y corto impulso. De esta manera, todos los sistemas de soporte de vida, comida, agua, medicamentos y demás, ya estarían en la vela solar hace años, esperando que lleguen sus tripulantes.
El problema de la vela solar es que a medida que nos alejamos del sol, el impulso recibido disminuye, y, dado que estamos hablando de naves capaces de viajar a otras estrellas, esto presenta un gran problema. Una posible solución es disparar láseres desde la tierra hacia la nave. El impacto de los fotones en la vela impulsaría a la vela, con la ventaja de que se puede direccionar el láser y el mismo podría seguir a la nave, dando un impulso regulable a lo largo de grandes distancias.

Propulsión iónica
Otro sistema que usa el enfoque de “poco impulso durante mucho tiempo” es la propulsión iónica. En este caso, se lleva una cantidad de gas a bordo de la nave espacial, el cual es ionizado para luego ser eyectado a gran velocidad. El consumo de gas es sumamente lento, y el impulso muy débil, pero a lo largo de años se logran velocidades increíbles.

Ensayo de propulsion iónica para la sonda Deep Space 1



Quizás este sistema se podría utilizar, al menos, para enviar nano-exploradores a distintas regiones del universo, a una fracción del costo de enviar exploradores humanos. Adicionalmente, podrían viajar durante más tiempo y cubrir mayores distancias, transmitiendo la información de vuelta a nuestro planeta.

Existen otros sistemas de propulsión, algunos más viables que otros, y les recomiendo que hagan sus propias investigaciones sobre el tema si les interesa. Hay muchísima información disponible, por lo que no quiero entrar en mucho detalle, ya que seguramente, alguien habrá explicado cada uno de estos sistemas y conceptos mejor y con mayor información de la que se encuentra acá.

Viaje de Ida

Como mencioné al principio, es posible viajar a las estrellas si se va lo suficientemente rápido. Sin embargo, cuando más rápido vamos, más nos acercamos a estar realizando un viaje de ida únicamente. Debido a la dilatación del tiempo, nuestro viaje nos estaría llevando, efectivamente, hacia el futuro. Por lo tanto, si viajamos a algún sistema solar a 20 años luz de distancia, cuando volvamos, posiblemente la tierra haya dejado de existir. Un excelente tratado sobre este tema es realizado en el libro The Forever War, de Joe Haldeman, el cual les recomiendo lean si les gustan los cuentos de ciencia ficción. Por el momento, y hasta que la física no nos presente alguna nueva extravagancia importante, esta es la triste realidad. Sin embargo, parte de mi no puede dejar de tener la esperanza de que se descubra alguna locura cuántica o algo por el estilo, que nos permita conocer el universo como en las películas, pero por el momento, la exploración de nuestro propio sistema solar va a seguir asombrándome a diario.

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Júpiter increible.

enero 25, 2010

Júpiter, el planeta más grande del sistema solar. Es 1321.8 veces más grande que la Tierra y tiene 318 veces su masa. Es verdaderamente un planeta gigante, el coloso de nuestro sistema solar. Junto con Saturno, es uno de los planetas que más me cautiva, al menos visualmente. Es por eso que quería compartir con ustedes estas increibles imagenes:

Clickeen en la imagen para verla en grande (vale la pena)

Hagan click en la imagen, una imagen tan chica no capta la escencia de este gigante. Esa foto fue sacada por la sonda Cassini en el año 2000. Ahora Cassini esta tomandole fotos a Saturno y sus lunas (1, 2, 3). Si la imagen anterior les pareció buena, miren esto:

Callisto, Europa y Jupiter

Io transitando Jupiter

Recuerden clickear en las imagenes para verlas aumentadas. De todas formas, acá esta la página donde pueden ver más imagenes como estas. ¡Espero les haya gustado!

Les dejo algunas cosas más relacionadas con este increible mundo:

Jupiter – Holst (música clásica)

“Sonidos” de las interacciones electromagnéticas entre Júpiter y Voyager

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Paisajes de otro mundo

enero 19, 2010

Miren esta imagen:

Al verlo uno no tiene idea que es (quizas el titulo del artículo les indique algo), pero sin embargo, es una imagen increible, ¿no? Se trata de unas dunas marcianas, captadas por la camara HiRISE, en increible resolución. Jamas hubiese pensado que Marte podía ofrecer paisajes tan extraños. Sin duda, uno no se espera ver esos colores y menos aun, esos patrones, que parecen ser plantas de algun tipo. Bueno, en esta página explican que es, pero esta en inglés.

Lo que se ve ahi en un blanco verdoso es dióxido de carbono congelado, algo que ocurre con regularidad en este otro mundo. Al descongelarse debido a la acción de los rayos del sol, el viento es capaz de soplar el polvo de la superficie, dejando unos rastros negros. De hecho, si miran de cerca, se puede ver una ráfaga de polvo siendo soplada precisamente en el momento en que se tomo la imagen. La camara HiRISE toma imagenes realmente sorprendentes que pueden ver y descargar desde esta página. Es lamentable que semejantes testimonios de otro mundo, que escapan cualquier expectativa que uno pueda tener, no capten el interes de los medios, sin darse a conocer. Realmente, vean las siguientes imagenes. ¿Acaso no son dignas de empapelar nuestros periodicos y revistas?

Creo que es importante que la gente vea imagenes como estas, que provienen de otro mundo, que tiene otra historia, otros lugares, otros procesos y otro futuro. ¿No lo creen?

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Lagos en Titan

enero 7, 2010

Titán es una de las lunas de Saturno, que, al contrario de muchas de las lunas del sistema solar, tiene una atmósfera muy densa, rica en materia orgánica. Hace poco, la sonda Cassini-Huygens se separó, lanzando a Huygens hacia Titán, donde logró aterrizar y sacar una serie de imágenes, todas prácticamente iguales, ya que se trataba de una sonda muy básica que apuntaba hacia un solo lado. Esto es lo que vio:

El desenso

Touchdown

La imagen es borrosa debido a la densa atmósfera de la luna. Si quieren ver un video del descenso, pueden hacerlo aca.

Un poco de historia: Huygens era un astrónomo holandés del siglo XVII, y fue quien postuló, por primera vez, que Saturno tenia anillos chatos y elípticos, que no tocaban al planeta. También inventó el reloj de péndulo y postuló que la luz era una onda y no una partícula, lo cual se confirmó muchos años después. En definitiva, era un “groso”. Cassini, fue el primero en observar las lunas de Saturno, y en descubrir una separación en los anillos, la cual pasó a llamarse “División de Cassini”. El Voyaguer comprobaría luego que la división tiene material, solo que no refleja tanta luz, y por lo tanto, parece como si los anillos estuviesen divididos. Hoy en día, la sonda Cassini sigue navegando por el espacio, sacando increíbles imágenes, lo cual me lleva al eje del artículo.

Hace mucho tiempo que se sabe la composición atmosférica de Titán, gracias al uso de espectrómetros. Los espectrómetros son detectores de luz muy precisos, que son capaces de distinguir bandas de oscuridad en los colores que conforman la luz de un objeto. Cuando la luz atraviesa un prisma (o una gota de lluvia), la misma se descompone en los colores rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Los colores no están separados, se funden entre sí, como se puede apreciar en un arco iris. Sin embargo, si observamos minuciosamente la luz proveniente del sol, podemos ver que hay zonas donde hay saltos, donde “falta” una banda de color. Se ha demostrado que la ubicación y cantidad de estas bandas de oscuridad, dependen exclusivamente del material que emite la luz. De esta manera, se pudo descubrir el Helio al observar la luz del sol, antes de descubrirlo acá en la Tierra. Se llama así por el nombre griego para el sol: Helios.

En fin, debido a otras características, como la temperatura, masa y tamaño de Titán, se hicieron hipótesis sobre la existencia de lagos de metano y de otros compuestos orgánicos en su superficie. ¡Algo muy parecido a la “sopa primordial, que se cree fue el origen de la vida en la tierra! Hacia años que se venia obteniendo evidencia de la existencia de lagos en fotografías como estas, que muestran regiones oscuras, con formas características de un lago:

Imagen del polo sur de Titán

Imagen de radar

Y esta es la ultima imagen, la del reflejo:

Por lo tanto, esta nueva evidencia confirma lo sabido anteriormente. Lo importante es que lo hace mediante una línea de evidencia distinta. Es decir, no es otra foto de algo oscuro, si no que es un reflejo de luz distintivo de una superficie liquida. A su vez, hay que tener en cuenta la afortunada alineación de la luz sobre Titán y la sonda, haciendo posible esta imagen. Así que… ya se sabia, pero esto lo confirma nuevamente, y seguramente, la luz reflejada del lago podrá mejorar el entendimiento de su composición. Espero que algún día logremos mandar una sonda capaz de explorar Titán con mayor detalle, quizás usando algún tipo de dirigible capaz de usar los gases atmosféricos para propulsarse. Lamentablemente, el diseño de tales naves y el tiempo de viaje hace que la espera sea insoportablemente larga.

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