Agosto 26, 2011: Dentro de algunos años, una nave espacial de la NASA buscará los componentes esenciales de la vida en una palada de polvo de asteroide. La sonda OSIRIS-REx1, cuyo lanzamiento está programado para septiembre de 2016, interceptará al asteroide 1999 RQ36, ingresará en órbita a su alrededor durante un año y luego usará un brazo robot para tocar su superficie.
"Lo llamamos 'toca y vete'", explica Michael Drake, quien es el investigador principal del proyecto en la Universidad de Arizona. "OSIRIS-REx se acercará a la superficie a una velocidad de 0,1 m/s (apenas 0,2 mph, lo que es menos de un décimo de la velocidad típica que llevamos al caminar) y, sin posarse sobre el asteroide, estirará su brazo robot, el cual está equipado con un recolector de muestras. Simplemente agitaremos la superficie del asteroide con nitrógeno extra-puro con el fin de revolver el material y capturarlo más fácilmente".
Un video en YouTube muestra cómo OSIRIS-REx se aproximará al asteroide, tomará muestras y las enviará en una cápsula de regreso a la Tierra. [Video en idioma inglés únicamente]
Los asteroides parecen tan carentes de vida como un cráneo de Yorick; sin embargo, el material de 1999 RQ36 podría guardar pistas sobre el origen de la vida en la Tierra.
Algunos científicos creen que la superficie de la Tierra sufrió una esterilización2 poco después de su formación, hace unos 4.500 millones de años. Algunos planetoides y otros materiales sobrantes del génesis de los planetas cayeron posteriormente a la Tierra, convirtiéndola de este modo en un terreno árido, cubierto de cráteres. La tremenda energía cinética de las colisiones calentó a nuestro planeta hasta llevarlo al punto de ebullición.
"La Tierra en la 'hora cero' tenía una atmósfera de vapor que fue escurrida para formar un océano hirviente", dice Drake. "Imagine estar de pie sobre un lago de lava como los que hay en Hawái, solo que del tamaño de todo el planeta y con una profundidad de 966 kilómetros aproximadamente (600 millas). Usted y todo lo demás, incluyendo a cualquier material orgánico y organismos unicelulares, se convertiría en agua y dióxido de carbono. No existiría".
En este escenario, para iniciar la formación de la vida habría sido necesaria una infusión de material orgánico proveniente de cualquier fuente. Los componentes esenciales para la vida en nuestro planeta pudieron haber venido, al menos en parte, de los asteroides.
"Las observaciones llevadas a cabo mediante telescopios ubicados en la Tierra sugieren que el asteroide 1999 RQ36 es rico en compuestos con base de carbono, pero no sabemos con exactitud qué hay allí. ¿Son aminoácidos? Para averiguarlo, necesitamos traer una muestra a la Tierra, donde contamos con instrumentos sofisticados y exquisitamente precisos, además de que podremos ser capaces de reaccionar ante nuevos descubrimientos".
Obtener tales muestras es un punto clave de la misión OSIRIS-REx.
El brazo destinado a tomar las muestras de la sonda OSIRIS-REx agita una capa de suelo de un asteroide usando nitrógeno puro. [Video de 97 MB]
Tras su llegada al asteroide 1999 RQ36, en 2019, el conjunto de cámaras e instrumentos de la nave pasará un año fotografiando al asteroide y midiendo la topografía de su superficie, su composición química y sus emisiones térmicas, mientras que los radio detectores de la sonda proveerán mapas de la masa y de la gravedad. Esta información incrementará nuestro entendimiento de los asteroides y ayudará a que el equipo de la misión seleccione el mejor sitio para tomar muestras.
Al igual que el dios Osiris del antiguo Egipto, la misión OSIRIS-REx está asociada tanto a la muerte como a la vida, a nuestro destino como a nuestro origen. Esto es porque el asteroide 1999 RQ36 es el objeto cercano a la Tierra "que cuenta con más posibilidades de tener éxito" (respecto de cómo podría afectar nuestro destino). Tiene una probabilidad de 1 en 1800 de chocar contra la Tierra en el siglo XXII.
La evidencia sugiere que un asteroide de 9,7 km (6 millas) de diámetro chocó contra la Tierra hace 65 millones de años y ocasionó la extinción de los dinosaurios, alterando de este modo la historia de la vida. En vez de que prevalecieran los dinosaurios, surgieron los mamíferos, los cuales evolucionaron hasta convertirse en seres humanos.
"Somos la primera especie capaz de mitigar la extinción que pudieran ocasionar los asteroides", comenta Drake. "Con información suficiente, podemos predecir la órbita de un asteroide que represente una amenaza".
Si los investigadores pudieran determinar con precisión la trayectoria de un objeto cercano a la Tierra (Near Earth Object o NEO, por su sigla en idioma inglés), podrían tal vez encontrar una manera de desviar al objeto de una trayectoria de colisión con la Tierra. La nave OSIRIS-REx ayudará a la NASA a aprender cómo navegar cerca de un asteroide, sentando las bases para aterrizar sobre uno de ellos. Esto puede ser bastante complicado, si consideramos que los asteroides como 1999 RQ36 tienen muy poca gravedad.
"Si usted simplemente se empujara con un dedo contra su superficie, saldría volando hacia el espacio y ¡nunca regresaría!"
La nave espacial OSIRIS-REx, sin embargo, se mantendrá a corta distancia y sus cámaras nos proporcionarán asientos "del lado de la ventanilla" para visualizar sus delicadas maniobras de recolección de muestras. El equipo de la misión planea cubrir las operaciones casi en vivo. Pero la verdadera acción comienza, dice Drake, cuando la muestra regrese a la Tierra, en 2023.
Una futura historia de Ciencia@NASA explicará cómo se manipularán las muestras a su regreso a la Tierra y describirá algunos de los experimentos que los investigadores harán con ellas. Permanezca pendiente.
Créditos y Contactos
Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionaria Responsable de NASA: Ruth Netting
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Más información 1.OSIRIS-REx es la sigla en idioma inglés de Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer (en idioma español: Nave exploradora de regolito con capacidad de interpretación espectral y de orígenes, identificación de recursos y seguridad). Dante Lauretta, quien es el investigador principal a cargo de la misión, inventó el acrónimo mientras escribía una lista de objetivos para la misión. "Dante está interesado en la mitología egipcia. Se encontraba haciendo garabatos con una pluma y un anotador cuando se inclinó para mostrarme a OSIRIS y cómo cada letra representaba uno de los objetivos de la misión. No me di cuenta de su significado mitológico al principio. Pero estaremos tomando este material prebiótico del asteroide, pulverizándolo y distribuyéndolo a científicos en diversos puntos del planeta con el fin de que estudien de dónde venimos. La figura mitológica también fue dividida y distribuida".
"El OSIRIS de la mitología egipcia es el dios de la vida y de la fertilidad, el dios que enseñó a los egipcios la agricultura", dice Lauretta, también de la Universidad de Arizona. "Hay una analogía con la misión espacial propuesta del siglo XXI. Estamos observando el tipo de objeto que creemos que pudo haber traído la vida a la Tierra; es decir, objetos que sembraron la Tierra con las primeras biomoléculas, los precursores de la vida". Respecto del acrónimo, la "O" representa el tema científico: orígenes. En idioma inglés, "SI" representa "spectral interpretation" (representación espectral), ya que se tomarán imágenes del objeto cercano a la Tierra en diferentes longitudes de onda, para revelar su composición. "RI" representa "resource identification" (identificación de recursos), porque se hará un mapeo del telescopio con el fin de encontrar recursos de utilidad, como agua y metales. La última "S" representa "seguridad", o sea, aprender cómo predecir el movimiento detallado de los asteroides que se aproximan a la Tierra. 2. En este contexto, decir que "la Tierra fue esterilizada" no significa que la vida estaba presente en un principio. No hay evidencia alguna de la existencia de vida en el sistema solar antes de la formación de los planetas, de modo que probablemente no había nada para esterilizar", destaca el astrobiólogo Michael New, de las oficinas centrales de NASA. Simplemente significa que el intenso bombardeo y el calentamiento de la Tierra debido a los asteroides hubiese esterilizado cualquier forma de vida hipotética que hubiese estado entonces presente. Créditos: El Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), ubicado en Greenbelt, Maryland, estará a cargo de la dirección general de la misión, de los sistemas de ingeniería, del aseguramiento y de la seguridad de la misión para OSIRIS-REx. La empresa Lockheed Martin Space Systems, con sede en Denver, construirá la nave espacial. La carga útil de la sonda OSIRIS-REx incluye instrumentos de la Universidad de Arizona, así como del centro Goddard, de la Universidad Estatal de Arizona, en Tempe, y de la Agencia Espacial Canadiense. El Centro de Investigaciones Ames (Ames Research Center, en idioma inglés), de la NASA, en Moffet Field, California, el Centro de Investigaciones Langley (Langley Research Center, en idioma inglés), en Hampton, Virginia, y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory, en idioma inglés), ubicado en Pasadena, California, también se encuentran involucrados en este proyecto. El equipo científico se compone de numerosos investigadores de universidades y de agencias privadas y del gobierno estadounidense. Esta es la tercera misión del Programa New Frontiers (Nuevas Fronteras), de la NASA. La primera, New Horizons (Nuevos Horizontes) fue lanzada en 2006. Esta misión volará hasta el sistema Plutón-Caronte, en julio de 2015, y después tomará como objetivo otro objeto del cinturón de Kuiper para su estudio. La segunda misión, Juno, será lanzada en agosto de este año para convertirse en la primera nave espacial en orbitar Júpiter de polo a polo y estudiar la atmósfera y el interior del planeta gigante. El Centro Marshall para Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center, en idioma inglés), localizado en Huntsville, Alabama, dirige el programa New Frontiers para el Directorio de Misiones Científicas (Science Mission Directorate, en idioma inglés), en Washington.
Septiembre 2, 2010: El atrevido plan de visitar el Sol que tiene la NASA tuvo un significativo avance hoy con la selección de cinco investigaciones científicas clave para la nave espacial Solar Probe+ (Sonda Solar+, en idioma español).
Con su lanzamiento programado a más tardar para el año 2018, la inteligente nave espacial, que tiene el tamaño de un automóvil, se zambullirá directamente en la atmósfersa del Sol con el propósito de resolver algunos de los misterios más grandes de la física solar. Los anuncios de hoy han dado luz verde para que los investigadores comiencen a construir sensores con el fin de realizar mediciones in situ sin precedentes de la frontera más interna del sistema solar.
"Solar Probe+ irá a sitios adonde ninguna otra nave espacial ha ido antes", dice Lika Guhathakurta, quien es una investigadora del programa Solar Probe+, en el centro de operaciones de la NASA. "Será la primera vez que podamos 'tocar, probar y oler' al Sol".
Haga clic en la imagen para visualizar una hoja de datos (en PDF) sobre Solar Probe+ (en idioma inglés). Vea también la historia "La NASA planea visitar el Sol", de Ciencia@NASA.
El año pasado, la NASA convocó a reconocidos investigadores de todo el mundo para que enviaran propuestas detallando posibles investigaciones científicas que podrían hacerse con la sonda, que será pionera en su categoría. Se recibieron trece propuestas, de las cuales se han seleccionado cinco: –SWEAP, Solar Wind Electrons Alpha and Protons Investigation (Investigación sobre Electrones, Alfas y Protones del Viento Solar, en idioma español): Las partículas más abundantes en el viento solar son los electrones, los protones y los iones de helio. SWEAP realizará un conteo de estas partículas y medirá sus propiedades, incluso "barriendo" algunas de ellas en un Receptor de Sondeo Solar especial con el fin de analizarlas directamente. El investigador principal es Justin C. Kasper del Observatorio Astrofísico Smithsoniano, ubicado en Cambridge, Massachusetts.
Concepto artístico de Solar Probe+, con el escudo térmico en funcionamiento y los paneles solares replegados. [Más información]
–WISPR, Wide–field Imager for Solar Probe Plus (Cámara de Campo Amplio para la Sonda Solar Probe Plus, en idioma español): WISPR es un telescopio que producirá imágenes tridimensionales de la superficie del Sol, similares a las que se obtienen por medio de las técnicas de exploración por tomografía axial computarizada de uso médico. WISPR puede incluso ver el viento solar y fotografiar nubes de plasma y ondas de choque cuando se acerquen y pasen junto a la nave espacial. Este telescopio es un importante complemento de los instrumentos in situ de la nave espacial, los cuales tienen como función tomar muestras de los plasmas que WISPR detecte. El investigador principal es Russell Howard, del Laboratorio de Investigación Naval, ubicado en Washington, DC. –FIELDS, Fields Investigation for Solar Probe Plus (Investigación de Campos para Solar Probe Plus, en idioma español): Este instrumento tomará mediciones directas de los campos eléctricos y magnéticos, de las emisiones de radio y de las ondas de choque que se propagan a través del plasma atmosférico solar. FIELDS también convierte a Solar Probe Plus en un enorme detector de polvo, ya que puede registrar las variaciones de voltaje características que se producen cuando motas de polvo golpean la antena de la nave. El investigador principal es Stuart Bale, de la Universidad de California en Berkeley. –ISIS, Integrated Science Investigation of the Sun (Investigación Científica Integrada del Sol, en idioma español): Los instrumentos EPI–Hi y EPI–Lo de ISIS monitorizarán los electrones, los protones y los iones que son acelerados a altas energías por ondas de choque en la atmósfera del Sol. Estas son las mismas partículas que representan peligro para los astronautas en el espacio, que dejan fuera de servicio a los satélites y que ionizan la atmósfera superior de la Tierra. –Solar Probe+ Observatory Scientist (Científico Observador de Solar Probe+, en idioma español): Esta no es una propuesta relacionada con un instrumento sino con una persona. El investigador principal, Marco Velli, se ha convertido en el Científico Observador de la misión. En los próximos años, él desarrollará una profunda familiaridad con la nave espacial y con su construcción, ayudando de este modo a asegurar que los instrumentos adyacentes in situ no interfieran entre sí mientras analizan el ambiente solar. Asimismo, Velli guiará las investigaciones científicas con "enfoque global" de la misión después de que Solar Probe+ se adentre en la atmósfera del Sol.
"Los sensores que hemos elegido para que la sonda Solar Probe+ lleve a bordo están diseñados con el fin de resolver algunos de los misterios más grandes de la física solar", dice Dick Fisher, quien es el jefe de la División de Heliofísica de la NASA, en Washington, DC.
La sonda Solar Probe+ sobrevuela Venus en su trayecto hacia el Sol. [Animaciones]
¿Por qué es que la atmósfera del Sol está mucho más caliente que su superficie? ¿Qué es lo que impulsa al viento solar?
"Nos hemos esforzado por responder estas preguntas durante décadas", dice Fisher. "Solar Probe+ finalmente debería darnos algunas respuestas".
Solar Probe+ posiblemente descubrirá nuevos misterios también, pues se adentrará en un dominio que ninguna otra nave espacial se ha atrevido a visitar. En su acercamiento máximo, Solar Probe+ se encontrará a 7 millones de km del Sol, o aproximadamente 9 veces el radio solar. Allí, el escudo térmico de la nave espacial, que estará hecho de compuestos a base de fibras de carbono, deberá soportar temperaturas de hasta 2.000 grados Celsius y deberá sobrevivir al bombardeo de la radiación que rápidamente dejaría fuera de servicio a otras misiones. Desde estas distancias tan reducidas dentro de la atmósfera del Sol, el disco solar parecerá, amenazadoramente, 23 veces más ancho de lo que se ve en los cielos de la Tierra.
"¿Qué encontraremos allí?", se pregunta Guhathakurta. "Este es un territorio verdaderamente inexplorado". Los instrumentos que fueron seleccionados para Solar Probe están diseñados con el objetivo de que sean lo suficientemente versátiles como para investigar muchas clases diferentes de fenómenos. Independientemente de lo que encuentre la sonda (ya sea eléctrico o magnético, de alta o de baja energía, ondulatorio o turbulento), los instrumentos deberían poder medirlo.
"Las posibilidades de futuros descubrimientos", dice, "sobrepasan todos los límites".
Créditos y Contactos
Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionaria Responsable de NASA: Ruth Netting
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Más información (en inglés y español)
La misión Solar Probe Plus es parte del Programa Viviendo con una Estrella, de la NASA. Este programa está ideado para entender los aspectos del Sol y del ambiente espacial de la Tierra que afectan la vida diaria y la sociedad. El programa es dirigido por el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA, en Greenbelt, Maryland, y está supervisado por la División de Heliofísica del Directorio de Misiones Científicas de la NASA, en las oficinas centrales de la NASA, ubicadas en Washington. El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, es el responsable de formular, implementar y operar la misión Solar Probe. "La NASA planea visitar el Sol" —Ciencia@NASA. Solar Probe Plus, una misión de la NASA para tocar el Sol —página oficial del Laboratorio de Física Aplicada. Solar Probe —página oficial de la NASA Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
Se develó el misterio de las extrañas espirales marcianas
Durante 40 años, los investigadores han estado desconcertados por extraños patrones con forma de espiral y hendiduras conformados por cañones de hielo, en las cercanías del polo norte marciano. Nuevos datos obtenidos por el Orbitador de Reconocimiento Marciano, de la NASA, han resuelto el misterio.
Junio 16, 2010: Hace casi 40 años, la nave espacial Mariner 9, de la NASA, transmitió a la Tierra las primeras imágenes de video del casquete polar norte de Marte, revelando de este modo un extraño patrón de remolinos con forma de espiral que ha desconcertado a los científicos desde entonces. Usandos datos nuevos obtenidos por el Orbitador de Reconocimiento Marciano (Mars Reconnaissance Orbiter o MRO, en idioma inglés), los investigadores finalmente han revelado los secretos de los canales que serpentean a través del casquete polar como si fueran un laberinto de espirales.
Derecha: Una imagen de TV del casquete polar norte de Marte, tomada alrededor del año 1972. [Imagen ampliada]
Jack Holt, de la Universidad de Texas, y un estudiante graduado, Isaac Smith, quien fue alumno suyo, usaron datos del Radar Superficial de Poca Profundidad ubicado a bordo del MRO con el fin de dar solución al caso. Al examinar los detalles de este nuevo conjunto de datos, lograron vislumbrar la estructura interna del casquete polar, revelando de este modo pistas acerca de la formación de estos masivos canales de hielo.
Parece ser que el viento es el responsable de esto.
"Los cortes hechos por el radar revelan capas de hielo que han sido depositadas a lo largo de la historia del casquete polar", dice Holt. "El tamaño y la forma de estas capas indican que el viento ha tenido un papel clave en la tarea de formar y moldear los canales con forma de espiral".
Además de dar forma a las espirales, el viento también hace que se desplacen. Giran muy lentamente en torno al polo norte como un molinete y, curiosamente, lo hacen en dirección contraria el viento.
Smith explica el proceso: "El aire frío que proviene de la parte superior del casquete polar baja por la pendiente, tomando a su paso velocidad y acumulando vapor de agua y partículas de hielo. Cuando esta corriente de viento atraviesa los canales y se encuentra con la pendiente opuesta (el lado más frío, de espaldas al Sol), se desacelera y esto causa que se precipite el hielo que contiene. Todo este hielo se deposita sobre la pendiente fría, acumulándose, de manera tal que el canal se engrosa y migra, lentamente, en dirección opuesta al viento".
Arriba: Alan Howard, de la Universidad de Virginia, fue el primero en proponer el modelo de migración de los canales tomando como base datos de la nave espacial Viking, de 1982. Su teoría, que la combinación de erosión causada por el viento y luz solar da forma y desplaza los canales, nunca fue muy reconocida, pero los nuevos datos la respaldan. [Imagen ampliada]
La fuerza de Coriolis producida por la rotación de Marte tuerce las corrientes de viento que recorren el casquete polar.
"Eso explica el diseño espiral de los canales", dice Smith.
Se pueden encontrar formaciones similares en regiones antárticas de la Tierra, pero sin la forma espiral.
Derecha: Las megadunas de la Antártida no se tuercen adoptando una forma espiral como los canales de Marte. [Más información]
"No se ven espirales en las capas de hielo de la Antártida terrestre debido a que la topografía del lugar impide que los vientos sean dirigidos por la fuerza de Coriolis".
Los datos de radar han resuelto también otro misterio helado: el origen del Chasma Boreale.
El Chasma Boreale es una hendidura del tamaño del Gran Cañón que atraviesa el complejo espiral de canales. Las teorías existentes hasta el momento han propuesto que el Chasma Boreale fue excavado ya sea por la erosión del viento o bien por un único evento de derretimiento, en los últimos 5 a 10 millones de años.
"Esto no es así", dice Holt. "Los datos proporcionados por el MRO muestran claramente que la hendidura se formó [mucho antes que las espirales] en una capa de hielo mucho más antigua, hace miles de millones de años. Debido a la forma de esa antigua capa, los depósitos de hielo más recientes han profundizado la hendidura. Los vientos que soplan a través del casquete polar probablemente impidieron que nuevas capas de hielo se formaran en el interior de la hendidura [así que nunca se llenó]".
Los datos proporcionados por el radar también revelaron una segunda hendidura que es comparable en tamaño con Boreale.
Derecha: La flecha indica la posición de Chasma Boreale en esta imagen moderna del polo norte de Marte. [Más información]
"Esta es la primera vez que se ve dicha hendidura; a diferencia de Boreale, sí se llenó de hielo, probablemente por estar en un lugar diferente. Boreale está más cerca de las regiones más altas del antiguo casquete polar, donde los vientos son más poderosos y más consistentes".
Al descubrir que tanto Chasma Boreale como los canales espirales helados fueron formados por procesos similares durante épocas distintas, Holt y Smith dan respuesta a algunas de las preguntas sobre la historia del clima marciano. Pero también están encontrando nuevos interrogantes.
"Durante un gran período de la historia marciana, las capas de hielo eran regulares y uniformes, y luego llegó un momento en el cual las espirales de hielo comenzaron a formarse", dice Smith. "Algo cambió. Seguramente ocurrió un cambio muy rápido (relativamente hablando) y poderoso en el clima. Aún no sabemos cuál fue este cambio".
"Para descifrarlo, tendremos que buscar evidencias de otros cambios que hayan ocurrido al mismo tiempo en el resto de Marte", dice Holt. "Esto es solamente la punta del iceberg".
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.
Más información (en inglés)
Orbitador de Reconocimiento Marciano —página oficial Orbitador de la NASA penetra en los misterios del casquete polar marciano —comunicado de prensa de la NASA Créditos: Holt y Smith, ambos de la Universidad de Texas, en el Instituto de Geofísica de Austin, fueron los autores principales de dos artículos sobre este tema, publicados en la edición del 27 de mayo de 2010 de la revista Nature. Entre los coautores del artículo "The Construction of Chasma Boreale on Mars" (La Construcción de Chasma Boreale en Marte, en idioma español), se encuentran Kathryn Fishbaugh (Museo Nacional Smithsoniano del Aire y el Espacio), Shane Byrne (Laboratorio Lunar y Planetario, Universidad de Arizona), Sarah Christian (Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas y Colegio Bryn Mawr), Kenneth Tanaka (Centro de Ciencia Astrogeológica, Servicio Geológico de Estados Unidos), Patrick Russell (Instituto de Ciencias Planetarias), Ken Herkenhoff (Centro de Ciencia Astrogeológica, Servicio Geológico de Estados Unidos), Ali Safaeinili (Laboratorio de Propulsión a Chorro), Nathaniel Putzig (Instituto de Investigaciones del Sudoeste) y Roger Phillips (Instituto de Investigaciones del Sudoeste).
El Big Bang es muy misterioso. Son muchas las preguntas que se suscitan sobre la teoría del Big Bang y, en la actualidad, los científicos continúan interrogándose sobre el origen y la composicion del Universo.
Por supuesto, al estudiar el Big Bang los científicos se hacen una pregunta recurrente: ¿existe la vida? Todo parece ser un misterio. La historia del cosmos es una larga saga que ya lleva alrededor de 13,7 mil millones de años. El cosmos ha nacido a partir de un estado muy denso y muy caluroso. Al principio, todo era tan sólo energía. El espacio entra en una expansión violenta. Posteriormente, aparecen las estrellas, las galaxias, el sol, la Tierra y la vida.
En física, se conoce como teoría del Big Bang o también “teoría de la gran explosión”. Básicamente, se trata de la expansión del Universo a partir de su estado primitivo. Se denomina Big Bang al momento mismo de la expansión o a la evolución de la expansión del cosmos.
La teoría del Big Bang, para hacerlo sencillo, es como una saga que va siguiendo diferentes etapas de evolución:
Orígenes: el reino de la superfuerza o de las superfuerzas.
La era de la gran unión de las fuerzas.
La inflación: un destello de energía luminosa y bienvenida.
La fuerza nuclear débil se separa a su vez de la interacción electromagnética.
Se forman los protones y los neutrones.
La materia cobra poder, en un segundo, sobre lo inmaterial.
Aparecen los primeros núcleos atómicos.
Aparece la “era de la transparencia”.
Materia y energía: más de un 95% del cosmos no está al alcance de nuestros ojos.
Se originan las galaxias.
Ciclo de nacimiento, vida y muerte de las estrellas.
Agujeros negros: objetos de todos los fantasmas, son el resultado natural de las estrellas grandes.
Las estrellas hacen una explosión de vida en las galaxias.
Los rayos cósmicos: la luz no es la única mensajera que nos envían las estrellas.
Ahora bien, con la influencia de la expansión, con el correr del tiempo, las galaxias parecen congelarse así como la evolución de las estrellas. El universo parece que se extingue. Por ello, la ciencia se apresura en el estudio del Big Bang y observa la expansión del Universo, cuantificada en la Ley de Hubble. ¿Existe la vida?
ía | CNRS
Imágenes 1 y 2 | Google, Google
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
La entrada de hoy es la última que dedicamos al propio Júpiter, ya que a partir de ahora seguiremos explorando el sistema joviano, pero satélite a satélite. Como recordarás, hace un par de semanas analizamos las ventajas e inconvenientes de colonizar el propio gigante en un artículo que tal vez resultase algo deprimente. Mi conclusión al respecto era básicamente que no tiene mucho sentido colonizar Júpiter, por muy sugerentes que sean las imágenes mentales al respecto (y que me perdone Lando Calrissian). Hoy nos dedicaremos una vez más a especular, esta vez acerca de las posibilidades de vida en Júpiter, y mucho me temo que las conclusiones tampoco son esperanzadoras, ¡lo siento!
Júpiter es sugerente como posible asiento de vida porque, incluso hoy en día, existe una diferencia fundamental con otros lugares del Sistema Solar, como Marte. En el caso de Marte, dado que podemos ver con gran claridad la superficie del planeta, sabemos que si hay vida en él se trata con enorme probabilidad de vida microscópica: no vamos a encontrar criaturas del tamaño de un elefante, porque de haberlas allí las habríamos visto ya con nuestros satélites. ¡Ah, pero Júpiter es diferente! La profundísima capa de nubes, el propio tamaño gigantesco del planeta y la minúscula fracción que hemos logrado explorar bajo las nubes suponen que, en teoría, podría haber criaturas del tamaño de ciudades allí abajo, y no tendríamos ni idea de que están allí.
De hecho, algunos escritores de ciencia-ficción han elaborado historias maravillosas acerca de vida inteligente en Júpiter y de cómo su fisiología y psicología serían muy diferentes de las nuestras. ¿Puedes imaginarlo? Características físicas aparte, la vida inteligente que evolucionase en las profundidades de Júpiter tendría una concepción del Universo muy diferente de la nuestra. En la Tierra es imposible no mirar al firmamento y ver una miríada de estrellas, planetas, el Sol, los movimientos aparentemente circulares en el cielo, y preguntarse “¿qué hay más allá? ¿estamos solos en esto?”
Sin embargo, si nacieras en las profundidades de la atmósfera joviana, todo lo que verías sobre tu cabeza serían nubes y más nubes. Nada más allá, nada externo. Un filósofo de Júpiter probablemente haría equivalentes los conceptos de “Júpiter” y “Universo”. Y no sería fácil cambiar eso, porque si salir de la Tierra es difícil por la gravedad que nos ata a nuestro planeta –y nos ha costado mucho tiempo lograr escapar de él–, ¿imaginas lo que eso supondría en Júpiter? La tarea es de una enormidad apabullante, y la tecnología necesaria para alcanzar otros planetas sería, en el caso de los habitantes de Júpiter, mucho más difícil de alcanzar que para nosotros.
Pero ¡ay!, se trata sólo de especulaciones sin mucho fundamento, de acuerdo con los datos que hemos ido recopilando hasta el momento. Ahora que me he desahogado soñando un poco, volvamos a la firmeza de los hechos y la fría lógica y analicemos la situación con serenidad, porque la cosa está mal. Al principio había escrito el artículo en plan “éstas son las formas de vida que podrían existir en Júpiter… éstas son las cosas que sabemos hoy que hacen que probablemente esas formas de vida no existan”, pero he cambiado de idea, más que nada porque esa manera de atacar el asunto es un poco deprimente; he decidido hacerlo justo al revés — primero nos quitamos de encima las razones por las que actualmente pensamos que es probable que no haya vida joviana, y luego hablamos de cómo podría ser si estamos equivocados y sí que la hay. Un final más dulce, ¿no?
Estamos bastante seguros de que existe un nivel por debajo del cual no puede existir vida en Júpiter, ni parecida a la nuestra ni diferente de ella –salvo que sea de tal modo que el propio término “vida” no sea aplicable–. La razón es que los organismos vivos compuestos por moléculas sólo pueden existir si puede haber moléculas… y hay un nivel por debajo del cual la presión y la temperatura jovianas son tan gigantescas que las moléculas son rotas en pedazos y sólo puede haber átomos sueltos (y, como hemos visto, por debajo de eso ni siquiera hay átomos sino materia degenerada). Suele llamarse a esa profundidad nivel pirolítico, por la rotura de moléculas a causa de una gran temperatura. Desde luego, el nivel depende de la molécula en cuestión, pero dadas las temperaturas tremendas en lo profundo de Marduk, no hay duda de que ese nivel existe y no hay que ir muy abajo.
Nivel pirolítico en Júpiter, de acuerdo con C. Sagan y E. E. Saltpeter.
Para que surja la vida, por tanto, hace falta que puedan formarse moléculas suficientemente complejas durante el tiempo suficiente como para asociarse unas a otras, como pensamos que sucedió en nuestro propio planeta en el pasado. El problema en Júpiter es que, aunque nuestras primeras misiones no lo detectaran, los vientos verticales en la atmósfera son muy intensos y llegan muy profundamente. Esas células convectivas “reciclan” una gran parte de la atmósfera joviana en tiempos relativamente cortos, llevando las moléculas de regiones más externas hacia dentro… por debajo del nivel pirolítico. Incluso aunque las descargas de los rayos y los compuestos orgánicos simples de la atmósfera joviana por encima de ese nivel pudieran permitir la formación de moléculas más complejas, esas moléculas serían luego arrastradas a las profundidades, densas y tórridas, de Marduk, que se las tragaría y las destruiría sin piedad antes de que diera tiempo a la formación de vida.
La combinación del nivel pirolítico y los vientos verticales intensos parecen, por tanto, una condena para la vida potencial en el planeta. Sin embargo, siempre podemos dudar, o soñar: tal vez la complejidad enorme de la dinámica atmosférica joviana permite la existencia de bolsas de gas que no sufren ese “reciclaje” que destruyese las posibles moléculas complejas. Tal vez en algunos lugares el movimiento es menos profundo, o menos rápido, y una vez formada vida simple ésta pudiese defenderse de algún modo de la ulterior destrucción desarrollando algún mecanismo que le permitiese elevarse o, al menos, resistir el impulso del viento que trata de sumergirla en el infierno de las capas inferiores de la atmósfera de Brihaspati. Como digo, es probable que no, pero ¿alguien nos impide especular sin el menor rubor?
Si nuestros datos son incompletos o nuestros razonamientos erróneos, de lo que noy hay duda es de que, de haber vida en Júpiter, sería muy distinta de la vida terrestre en casi cualquier aspecto. Como hemos visto a lo largo de los artículos dedicados al Leviatán, las condiciones son tan diferentes de las terrestres como se podría imaginar: no hay una superficie definida que separe atmósfera de ningún “suelo”, los lugares en los que la temperatura es parecida a la terrestre tienen presiones gigantescas, y donde la presión es similar a la atmosférica en la Tierra la temperatura es gélida.
El principal artículo “temprano” de especulación sobre las posibilidades de vida en Júpiter tras nuestros primeros datos del planeta en los años 70 es “Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere”, de Carl Sagan y Edwin Ernest Saltpeter, publicado en 1976. Aunque se trata de un documento que ha quedado obsoleto por los descubrimientos posteriores de todas las sondas que hemos enviado a Júpiter, sigue siendo absolutamente delicioso leerlo, y si te manejas en la lengua de Shakespeare, te lo recomiendo sin dudar. Tan imaginativo, riguroso con los datos del momento y sugerente es, que no puedo evitar dar detalles sobre las ideas de Sagan y Saltpeter aunque estén anticuadas en algunos aspectos.
La claridad de mente de Sagan y Saltpeter se muestra en dos detalles del texto; por un lado, aunque algunos de los datos con los que trabajan son erróneos, como la estimación del tiempo que tardarían las corrientes de convección en hacer descender las moléculas orgánicas hasta niveles pirolíticos, los dos científicos identifican ese tiempo como uno de los factores fundamentales en la estimación de las posibilidades de vida en Júpiter. Por otro lado, dejan muy claro que sus especulaciones no son más que eso, y proporcionan maneras concretas mediante las que detectar algunas de las formas de vida que proponen desde órbita, con datos muy específicos (como tasas de absorción de radiación a distintas longitudes de onda) que serían indicativos de la presencia de la vida que postulan. El hecho de que más tarde hayamos comprobado que los datos concuerdan con la ausencia de vida simplemente valida, en mi opinión, la calidad del documento, que lejos del voluntarismo nos ha proporcionado las propias herramientas para demostrar que sus hipótesis son falsas. La ciencia en estado puro; ¡un brindis por Saltpeter y Sagan!
El caso es que ambos se centran en un modelo similar en algunos aspectos al de los océanos de la Tierra; al fin y al cabo, por encima del nivel pirolítico Júpiter es un mar de gas sin una superficie sobre la que apoyarse. El problema principal en Júpiter, a diferencia de los océanos terrestres, es que la intensa gravedad y las corrientes de convección son un peligro constante para las formas de vida, ya que al caer o ser arrastradas hacia el infierno de las profundidades sufrirían una destrucción muy rápida. Además, en la concepción de estos dos científicos, la principal fuente energética de la vida joviana, a pesar de la enorme distancia al Sol, podría seguir siendo la fotosíntesis, lo que supone una vez más una motivación muy poderosa para mantenerse a gran altitud en la atmósfera del planeta.
Esta combinación de factores –más energía disponible arriba y menor peligro de acabar como una tostada en el horno– hace que Saltpeter y Sagan sugieran mecanismos físicos por los que la supervivencia sería posible a gran altitud. Básicamente, sugieren dos tipos de solución al problema, y cuatro tipos básicos de organismos en el océano de Júpiter –aunque pueden solaparse hasta cierto punto–: hundidores, flotadores, cazadores y carroñeros.
Nota: Para que resulte más natural, voy a utilizar el indicativo para hablar de los posibles organismos jovianos de acuerdo con Sagan y Saltpeter, pero recuerda que esto no significa que pensemos que realmente están ahí (más bien pensamos que no es así).
Por un lado, proponen un primer tipo de organismos muy simple, que denominan hundidores1. Estos seres no utilizan ningún sistema de flotación para mantener su altitud, y su densidad es mayor que la de la atmósfera que los rodea. Por tanto, eventualmente se hunden en la atmósfera y son destruidos al alcanzar el nivel pirolítico.
El tamaño de este primer tipo de organismos no puede ser muy grande; al igual que las gotitas de una nube, pueden sostenerse pese a tener una mayor densidad que el aire circundante debido a su pequeño tamaño y las corrientes ascendentes, pero un tamaño demasiado grande y caen como las gotas de lluvia. Por tanto, o bien siempre son pequeños o, si crecen, antes de hacerse demasiado grandes y descender hacia las tórridas capas inferiores deben reproducirse de algún modo, sexual o asexualmente, para soltar pequeños hundidores nuevos muy ligeros que asciendan en las corrientes convectivas hacia la zona óptima, más fresca y cercana a la débil radiación solar.
Hundidores globulares.
¿De dónde obtendrían el sustento estos hundidores? Las dos posibilidades de siempre: o bien se trata de organismos autótrofos, que realicen la fotosíntesis y creen sus propias moléculas orgánicas, o bien se trata de seres heterótrofos que filtren las moléculas orgánicas ya existentes en la atmósfera joviana, formadas por descargas eléctricas, radiación ionizante o cualquier otra causa, o que capturen otros hundidores de menor tamaño. Dado el pequeño tamaño de estas criaturas y lo pasivo de su existencia, cual gotas de agua en una nube inmensa, no les haría falta una gran cantidad de energía para subsistir. Probablemente tampoco necesitarían demasiada inteligencia, o nada en absoluto.
Una de las opciones de los hundidores heterótrofos se parece mucho al modo en el que crecen las gotículas de agua en una nube: debido a la diferente velocidad vertical, una gotícula algo más grande puede atrapar a una más pequeña y absorberla. Al hacerlo, se hace ligeramente más pesada, con lo que disminuye su velocidad ascendente o incluso desciende, si es lo suficientemente grande. Cuanto mayor se hace, más gotitas pequeñas se cruzan en su camino debido a la diferencia de velocidad vertical, y más rápidamente crece… y lo consigue sin gastar la más mínima energía en locomoción, aprovechando simplemente lo inevitable de la atracción gravitatoria.
Para organismos más grandes no es posible sobrevivir de este modo durante un tiempo razonable en Júpiter sin tener algún tipo de locomoción propia o un sistema que evite hundirse hacia las profundidades, de modo que se plantea un segundo tipo de organismos: los flotadores. En este caso se trata de seres que consiguen tener una densidad lo suficientemente pequeña como para flotar a gran altitud; tiene que ser, claro está, una densidad muy baja, puesto que las capas superiores de la atmósfera joviana son muy tenues.
Flotadores grandes como ciudades.
Para ello, la solución de los flotadores es convertirse en una especie de globos aerostáticos: o bien calientan su interior para hincharse, o bien aislan hidrógeno o helio del exterior para lograr esa baja densidad. Gracias a su flotabilidad, los flotadores no so n tan susceptibles a ser arrastrados hacia las profundidades como los hundidores, y pueden alcanzar un tamaño mucho mayor. A cambio, requieren un mayor consumo energético y una complejidad evolutiva bastante más grande. Al igual que sus “primos menores”, los flotadores también pueden ser autótrofos o heterótrofos, y su tamaño podría ser gigantesco. ¡Ríete tú de la ballena azul!
Cuando digo “primos” tal vez quiera decir “hermanos menores”… porque una posibilidad es que la solución al problema dependa de la etapa de crecimiento del ser. Es posible, por ejemplo, que uno de estos organismos nazca siendo un hundidor, ya que su reducido tamaño no requiere de soluciones complejas, y que tras crecer y sufrir una metamorfosis de algún tipo, o una serie de cambios graduales menos traumáticos, se convierta en una segunda etapa de flotador cuando ya tenga un tamaño lo suficientemente grande. En este modelo, la criatura empezaría su vida en las capas más altas, iría descendiendo poco a poco según va creciendo y, después, volvería a ascender según va acumulando gases de baja densidad en su interior, para reunirse con sus hermanos más pequeños otra vez.
Tanto hundidores como flotadores tienen una cosa en común: carecen de métodos de locomoción controlada, especialmente rápida. De ahí que su modo de subsistir sea bastante pasivo, o bien realizando la fotosíntesis o bien filtrando sustancias de la atmósfera joviana. Desde luego, ir obteniendo moléculas orgánicas y energía de ese modo es factible, ya que aunque su concentración no sea grande, la atmósfera es gigantesca, con lo que sólo hace falta paciencia. Pero hay otra solución mucho más rápida: comerse a los hundidores o, mejor aún, a los flotadores. De ahí que el tercer tipo de organismo propuesto por Saltpeter y Sagan sean los cazadores.
Cazadores (¿no asustan un poco?).
Los cazadores deben detectar y atacar a sus presas, con lo que han de disponer de mecanismos de locomoción adicionales, como alas, aparte probablemente de sistemas de flotación, aunque sea parcial. Su número no puede ser grande comparado con el de presas, y su vida probablemente sería bastante más interesante. Naturalmente, si existe una población de criaturas de rapiña, es probable que los flotadores más complejos hayan desarrollado mecanismos de defensa o de huida.
Finalmente, muy por debajo de las capas en las que viven la mayor parte de su existencia hundidores, flotadores y cazadores puede haber un cuarto grupo: los carroñeros. Éstos viven cerca del nivel pirolítico –pero por encima de él claro– en una existencia precaria. Por un lado, dependen de los cadáveres de las criaturas de niveles superiores que desciendan hacia el nivel pirolítico y deben encontrar esos cadáveres y consumirlos antes de que desciendan más allá de su alcance; por otro, su propia existencia está en el filo de la navaja, ya que viven en regiones muy densas y calientes, cerca del “infierno”, y probablemente con alto grado de turbulencia. La población de carroñeros no puede ser muy grande por ambas razones.
Como ves, se trata en muchos casos de criaturas de gran tamaño, frágiles y maravillosas, y daría a mi primogénito por poder ver una algún día… si es que existen, que probablemente no. Y, como dije al principio, más fascinante aún que su aspecto físico sería su psicología si desarrollasen la inteligencia –de todos ellos, los cazadores son los que más pinta tienen de hacerlo, pero no estoy seguro de que me gustase charlar con uno–.
Si quieres seguir disfrutando de los seres saltpeter-saganianos, Sagan los incluyó en su inefable serie Cosmos. No tengo referencia del vídeo en castellano –seguro que lo hay–, pero incluso si no entiendes lo que dice, tras leer el artículo debería ser razonablemente fácil ser consciente de lo que ves en cada momento (si alguien tiene el enlace al vídeo en español, lo añado):
A pesar de que la cantidad de agua en la atmósfera joviana no parece ser tan grande como pensábamos cuando Sagan y Saltpeter publicaron su artículo, existen otras alternativas. El astrónomo V. Axel Firsoff publicó a lo largo de la década de los 60 una serie de artículos en los que postulaba químicas alternativas a la usual como sustrato de vida. Una de las opciones de Firsoff era el amoníaco (NH3) como sustituto del agua. ¿Podrían las criaturas de Sagan y Saltpeter ser esencialmente como las describieron pero utilizando amoníaco como disolvente en vez de H2O?
Desde luego, no tenemos ni idea. Por un lado, el NH3 es bastante diferente del H2O en algunos aspectos fundamentales; su tensión superficial es menor, dado que los enlaces intermoleculares son bastante más débiles. También es menor su calor específico, y sin embargo su conductividad es mucho mayor que la del agua. Pero, por otra parte, existen muchas similitudes en el comportamiento químico de ambos compuestos y, especialmente, en su interacción con moléculas complejas que pueden ser sustrato de vida. Los péptidos, por ejemplo, se comportan igual en agua que en amoníaco.
Molécula de NH3. ¿Sustrato de vida joviana?
Incluso en el caso de moléculas que no funcionarían igual como sustrato de vida en una disolución en NH3, como muchas de las macromoléculas orgánicas, existen análogas a ellas con amoníaco como sustrato. Si has estudiado química orgánica en algún momento, sabes que existen cadenas de carbono muy similares entre sí pero que pueden terminar en radicales -OH y otras en -NH2, y las segundas pueden tomar el lugar de las primeras si las reacciones se producen dentro de NH3 en vez de H2O. Naturalmente, la cosa no es sencilla, pero sí nos permite suponer que el agua no es un requisito absolutamente imprescindible para una vida similar a la nuestra: las criaturas de Saltpeter y Sagan, si estuvieran basadas en cadenas de carbono con amoníaco como disolvente, no tendrían que ser sustancialmente distintas a nosotros en muchos aspectos.
Una de las principales diferencias sería el rango de temperaturas y presiones a las que podrían vivir estos seres. Al igual que nuestra propia vida requiere de presiones y temperaturas en las que el agua sea líquida, la de seres amónicos tendría limitaciones similares. A la presión atmosférica terrestre, el amoníaco hierve a -33 ºC, es decir, bastante por debajo del punto de congelación del H2O –de ahí que no suelas ver amoníaco líquido por ahí–. Pero, como recordarás de artículos anteriores de la serie, las condiciones en Júpiter son muy diferentes dependiendo de dónde mires: si desciendes en la atmósfera joviana hasta lugares en los que la presión sea de unas 60 atmósferas (y no hay que ir tan lejos), el amoníaco aguanta en forma líquida hasta los 98 ºC, con lo que formas de vida amónicas tendrían condiciones similares a las nuestras a una presión 60 veces superior.
De modo que, ¿es probable que haya depredadores volantes gigantescos en la atmósfera joviana, zambulléndose entre las nubes como cazas a velocidades vertiginosas y bebiendo amoníaco cuando tienen sed? Seguramente no. Pero el Universo sería un lugar más bello si así fuera.
En la próxima entrada entraremos por fin en el estudio de las grandes lunas jovianas, los satélites galileanos.
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
Después de cuatro entradas dedicadas a Júpiter, aún seguimos explorando este Leviatán del Sistema Solar… y en este caso con una disculpa antes siquiera de empezar. En el último artículo acerca de Júpiter os dije que continuaríamos hablando de su hueste de satélites, pero no tuve en cuenta una cosa. En el resto de cuerpos estudiados hasta el momento no hemos abandonado el planeta en cuestión sin hablar de dos aspectos fundamentales, y que no se mencionan tan a menudo en muchos textos sobre el Sistema Solar: las posibilidades de colonización y las de vida extraterrestre. De modo que pido perdón por el cambio de tercio, y paciencia para llegar a las lunas, ya que antes de eso nos dedicaremos a especular y soñar acerca de posibles bases en Marduk y vida joviana en sendas y breves entradas.
¿Existen razones para tratar de colonizar Júpiter? ¿Sería esto posible de alguna manera, si decidiésemos hacerlo? ¿Cuáles serían los principales problemas a los que nos enfrentaríamos, y cómo podríamos superarlos? ¿Qué tipo de vida llevarían los posibles colonos? A estas disquisiciones, que rayan en ciencia-ficción –pero, eso sí, “dura”, porque seguiremos intentando ser rigurosos en la ciencia del asunto– nos dedicaremos hoy.
Como siempre, antes de plantearnos la colonización de cualquier otro lugar del Sistema Solar debemos preguntarnos si merece la pena. No voy a repetir mis argumentos generales (no es bueno tener todos los huevos en una misma cesta, etc.), porque ya hemos hablado de esto en artículos pasados, sino que quiero centrarme específicamente en Júpiter — ¿qué razones existen para establecer una base allí en vez de en otros lugares del Sistema cercanos al Leviatán? ¿Justifican esas razones el esfuerzo de colonizar el gigante? Mi respuesta en el caso de Júpiter es que las razones no son suficientes, y que no merece la pena que lo colonicemos, pero veremos si coincides conmigo tras analizar el problema.
Como hemos visto al estudiar Brihaspati, las condiciones en él son absolutamente diferentes a las que existen en la Tierra, y cualquier intento de establecer bases permanentes allí requeriría una adaptación extrema. Desde luego, no tiene sentido plantearse algo análogo a lo que sucedía en el caso de Marte: es imposible establecer bases sobre la superficie joviana… porque no hay una “superficie” en el sentido de “suelo”. Ya vimos que, por lo que sospechamos, la transición es más bien difusa. En cualquier caso, llegar a la suficiente profundidad como para plantearse hablar de nada que se parezca a un “suelo” supone unas presiones y temperaturas absurdamente grandes.
No, cualquier base en Júpiter se parecería más a las que describimos en el caso de Venus, es decir, bases flotantes inmersas en la densa atmósfera joviana y sostenidas por el empuje ejercido por el gas circundante. Pero, antes de entrar en detalles acerca de cómo lograrlo, y de qué problemas existen en este caso en comparación con Venus –y los hay, y muy gordos–, sólo lo menciono ahora para hacer énfasis en el hecho de que es muy difícil construir bases jovianas. Requiere de una tecnología y un esfuerzo considerables, dado lo extremo del entorno: de modo que debe haber razones de peso para plantearnos hacerlo. ¿Por qué querríamos ir a Júpiter de forma permanente?
La principal razón para hacerlo es la misma que existe para el resto de los mal llamados gigantes gaseosos: Júpiter es monstruosamente grande, y contiene cantidades gigantescas de muchos recursos, algunos de los cuales son muy escasos en otros lugares del Sistema Solar. Uno de estos recursos podría ser fundamental para nuestro consumo energético en el futuro, tanto en la Tierra como para abastecer viajes espaciales, y Júpiter lo tiene a paladas: el helio-3.
Ya hablamos de este isótopo estable del helio al estudiar la Luna, puesto que es una de las posibles razones para establecer bases de abastecimiento de recursos en nuestro satélite. En Júpiter el viento solar –que, como tal vez no recuerdes, originaba el helio-3 lunar– es muchísimo más débil que en la Luna, y además el campo magnético que protege a Júpiter de él es gigantesco, como hemos visto ya, lo que significa que la proporción de helio-3 frente al helio “normal” (helio-4, con dos protones y dos neutrones) es muy pequeña: el espectrómetro de masas de la sonda Galileo midió una proporción de alrededor de una parte entre diez mil. Sin embargo, en Júpiter hay una cantidad de helio en general extraordinariamente grande, con lo que la cantidad absoluta de helio-3 en el gigante es gigantesca, como todo en Marduk.
Desde luego, es posible que en el futuro no tengamos la menor necesidad de obtener helio-3, o bien porque no desarrollemos la fusión nuclear y nos decantemos por otros caminos, o bien porque el tipo de fusión que desarrollemos no requiera de este isótopo. Pero, si lo necesitamos, Júpiter es un candidato para abastecernos de helio-3 por la enorme cantidad que hay en él, y porque el trabajo de extracción sería, una vez allí, mucho menor que en la Luna, donde hace falta procesar el regolito, frente a filtros en la atmósfera joviana que se queden con el helio-3 y dejen pasar el resto de gases. Eso sí, hay problemas de los que hablaremos en un momento.
De modo que la respuesta a la pregunta que planteábamos antes es que sí, es posible –aunque difícil decir cuán probable a estas alturas– que existan razones en el futuro para querer ir a Júpiter. Sin embargo, como adelantaba al principio del artículo, las características de Júpiter no lo hacen idóneo para establecer ninguna base tripulada, incluso teniendo en cuenta el inmenso depósito de helio-3 que constituye el planeta. Si tu cabeza no ha estallado con cuatro artículos de información sobre Faetón, es posible que intuyas algunas de las razones, o tal vez incluso todas ellas.
Antes de nada, como hemos dicho antes, cualquier tipo de base en el interior de Júpiter sería necesariamente una base atmosférica, ya que no hay un “suelo” sobre el que apoyarse. Básicamente, dependiendo de la densidad de la base comparada con la densidad exterior, ésta se hundiría en la atmósfera hasta alcanzar una profundidad a la que el empuje proporcionado por la atmósfera joviana sustentase su peso y allí flotaría, al igual que una de las posibilidades que mencionamos en Venus gracias a su densa atmósfera. Naturalmente, estas bases tendrían que estar cerradas a cal y canto y proporcionar su propia atmósfera a los colonos, científicos o técnicos que en ellas vivieran, puesto que la atmósfera de Júpiter –básicamente hidrógeno, helio y alguna cosa más, como vimos– no es respirable.
Sin embargo, lo que en Venus era una posibilidad bastante razonable, en Júpiter sería un martirio para los colonos, y un riesgo enorme para su salud y seguridad. En primer lugar, recordemos la aplastante gravedad joviana: independientemente de la altitud a la que se estableciese la colonia flotante, la gravedad sería de entre dos y dos veces y media la gravedad terrestre, lo que supondría no sólo incomodidad sino también problemas de salud diversos a medio y largo plazo: problemas circulatorios, en las articulaciones, etc.
Va a ser que no.
Pero ése no sería el único problema. Recordarás que las bases flotantes en Venus estaban inmersas en una atmósfera compuesta fundamentalmente por dióxido de carbono. Tener lo que sería básicamente un globo con varios gases dentro, entre ellos cantidades considerables de oxígeno, en el interior de una atmósfera de CO2, no es un problema. Tener el mismo globo dentro de una atmósfera compuesta básicamente por hidrógeno es algo extraordinariamente peligroso. Recuerda que el hidrógeno es un gas altísimamente inflamable. Desde luego, Júpiter no arde como una antorcha, porque no contiene oxígeno molecular que pueda combinarse con el hidrógeno para hacerlo arder, pero nuestros colonos necesitan O2 para poder sobrevivir, y que probablemente aislarían a partir de óxidos moleculares existentes en la atmósfera de Júpiter. Un escape de algún tipo y la catástrofe sería tremenda según el oxígeno de dentro se combinara con el hidrógeno de fuera para formar agua y cocinar a los colonos en su propia salsa.
Además, para conseguir una sustentación adecuada habría que estar a cierta profundidad dentro de la atmósfera joviana, de modo que la densidad fuera lo suficientemente grande… pero eso significaría también estar expuestos a tormentas y vientos de una violencia inimaginable en la Tierra. La estabilidad de estas colonias flotantes estaría en riesgo en cuanto las condiciones meteorológicas se volvieran mínimamente adversas, por mucho cuidado que tuviéramos en su construcción.
¡Ah, pero es que la cosa no acaba ahí! Como recordarás, los equipos electrónicos que hemos enviado a Júpiter han sufrido mucho debido a la intensa magnetosfera del planeta y los cinturones de radiación asociados a ella… ¿qué hay de los colonos? Estarían sometidos a niveles de radiación que dependerían de la profundidad en la atmósfera, pero altísimos en cualquier caso: muy superiores a cualquier valor aceptable a largo plazo. De manera que ¿qué vida esperaría a nuestros colonos? Una gravedad insoportable, el peligro constante de acabar en llamas, el cáncer a la vuelta de la esquina y una simple tormenta como verdugo casi seguro a mucho más corto plazo. Francamente, no lo veo, sobre todo porque hay otros lugares en el Sistema Solar en los que también hay helio-3 y no suponen una condena de muerte segura.
Por supuesto, siempre podemos tener plantas extractoras de helio-3 robotizadas. De esa manera no hace falta oxígeno, con lo que un peligro desaparece; tampoco hay que preocuparse por una gravedad perjudicial para la salud, ni por el cáncer, y las condiciones de temperatura aceptables serían más amplias. El único peligro real sería la inestabilidad atmosférica, pero incluso eso es menos terrible para máquinas que para seres humanos que fueran bamboleados por un viento huracanado. Nuestras “factorías de helio-3″ podrían ir extrayendo el preciado isótopo de la atmósfera de Júpiter para luego enviarlo hacia la Tierra cada cierto tiempo.
Estas plantas no podrían depender de la energía solar para funcionar por dos razones fundamentales: la primera, la enorme distancia a la estrella hace de la intensidad de la radiación solar muy pequeña, como hemos mencionado ya al hablar del planeta. La segunda, que al estar inmersas dentro de la atmósfera de la que obtienen el helio-3, casi toda la radiación que llega, que ya es poca, sería absorbida por las nubes y la propia atmósfera. Sin embargo, existen soluciones diversas, dependiendo de nuestra tecnología cuando llegase ese momento: podrían utilizar sus propias plantas de fusión, ya que combustible no les faltaría.
Pero mucho más fácil incluso sería utilizar el calor del propio planeta: con filamentos muy largos que penetrasen profundamente en la atmósfera, existiría un gradiente de temperatura enorme entre la cima y la base de cada filamento, y esa diferencia de temperatura podría ser empleada para hacer funcionar la planta extractora. Naturalmente, la longitud de esos filamentos sería muy grande y haría falta que fueran muy resistentes, pero siempre podemos utilizar nanotubos de carbono. Nuestras gigantescas medusas podrían así funcionar utilizando el propio horno de Júpiter mientras filtran, incansables, el helio-3 de sus entrañas.
Sin embargo, por mucho que esta imagen espolee nuestra imaginación, sigo pensando que no es la mejor opción para nosotros, y seguro que te estás oliendo el porqué. Sí, supongamos que somos capacces de desarrollar nuestra tecnología para establecer bases no tripuladas que extraigan el preciado helio-3 de la atmósfera del monstruo. Y luego, ¿cómo demonios lo sacamos de allí? El pozo gravitatorio de Júpiter es, como el propio planeta, monstruoso. Esto significa que harían falta cantidades enormes de energía para poder sacar de allí el helio-3 extraído y poder traerlo hacia la Tierra… lo cual hace de toda la empresa algo poco realista.
Sí, ya sé que no sería imposible sacarlo de allí utilizando la suficiente energía, y que es posible que de manera neta ganásemos energía una vez empleado el helio-3 en la Tierra, pero ¿merece la pena? Existen otros lugares de donde extraerlo –ya mencionamos la Luna, pero veremos otros– que no requieren de ese enorme gasto energético para escapar de una gravedad tan intensa. Además, aunque el campo magnético o los intensos vientos no sean tan problemáticos para una planta no tripulada como para seres humanos, siguen siendo problemas serios con los que probablemente no merezca la pena luchar: no es que Júpiter sea inconquistable, pero es incómodo y probablemente económicamente ineficaz.
Desde luego, mucho de lo que estoy diciendo se refiere a bases en el propio Júpiter: según vayamos estudiando sus satélites, veremos que algunas de estas pegas no existen en ellos y, de hecho, mi opinión es que sí es fundamental establecer una o más bases en el sistema joviano (compuesto por el propio planeta y sus muchas lunas), pero no en el propio Júpiter. Iremos hablando del asunto según avancemos por las lunas, porque unas son mucho mejores candidatas que otras.
Eso sí, una cosa es no establecer bases permanentes en Júpiter y otra muy distinta abandonar su exploración: lo que existe bajo las nubes del planeta sigue siendo, en gran parte, un misterio. ¿Y si otro de los robots que enviemos ahí abajo, al estilo de la sonda atmosférica de Galileo, en un momento dado vislumbra una forma enorme y gelatinosa flotando entre las nubes? ¿Existen posibilidades de vida joviana? De ser así, ¿qué características podría tener? A eso dedicaremos la próxima entrada de la serie, dentro de un par de semanas.
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
La existencia o no de vida en Martesigue siendo un misterio para la comunidad científica. Hasta que los científicos no puedan estudiar el medioambiente de Marte de primera mano, sólo queda una solución, estudiar medioambientes parecidos a los del planeta rojo en la Tierra.
El desierto de Atacamaha servido a lo largo de los años para hacer pruebas sobre un posible ecosistema marciano. Ahora, se está centrando la investigación en lagos del oeste de Australia, ya que su agua ácida salina podría representar el tipo de medioambiente que hubo en la antigüedad en Marte… y también la que hubo en la Tierra hace miles de millones de años.
Por lo datos que se recogen de los estudios en Marte, se entiende que hubo lugares que tuvieron aguas ácidas y salinas. Si hubo alguna vez vida en el planeta rojo, esa vida podría haber tenido los mismos mecanismos que las que pueden encontrarse en estos lagos.
El estudio de los lagos australianos se viene realizando desde hace cuatro años. Entonces, los científicos reunieron muestras de 11 lagos de pH muy diferentes para estudiar que tipo de microbios sobrevivían en esos ambientes. Gracias a estas muestras y al estudio posterior, se han creado una especies de Bibliotecas de genes que podrían ayudar a los investigadores a dirigir correctamente el estudio para cuando tengamos muestras reales de Marte, cuya misión estaría programada para el año 2020.
Diciembre 2, 2009: En la Ilíada, de Homero, se narra la historia de Troya, una ciudad sitiada por los griegos durante la guerra troyana. Hoy en día, un solitario robot se encuentra sitiado en las arenas de Troya mientras que un grupo de ingenieros y científicos planean cómo ayudarlo a escapar.
Bienvenidos a "Troya" —al estilo de Marte. El vehículo explorador robot, Spirit (Espíritu, en idioma español), de la NASA, se encuentra atascado en el Planeta Rojo en un lugar al que los miembros del equipo bautizaron en honor a la antigua ciudad.
¿Por qué es que los científicos no se lamentan de esta situación?
"Las ruedas del vehículo, al girar, han roto la corteza del suelo y hemos encontrado algo de supremo interés en el material que ha quedado al descubierto", dice Ray Arvidson, de la Universidad Washington, en Saint Louis.
El Spirit, al igual que su hermano gemelo, el Opportunity (Oportunidad, en idioma español), ha recorrido el planeta por casi seis años. Durante ese tiempo, el explorador ha estado varias veces muy cerca de quedar fuera de servicio, pero siempre ha salido airoso. De hecho, se ha desplazado en reversa desde que una de sus ruedas se descompuso, en 2006.
Derecha: El Spirit hace un reconocimiento de su propia situación. El material brillante, que se ve en la parte izquierda de la imagen, es material suelto, de poca densidad, que ha sido revuelto por la rueda frontal izquierda, cuando el Spirit, que se desplazaba en reversa, se hundió al romper una delgada corteza en el suelo. En la parte derecha de la imagen, se muestra la menos incrustada de las seis ruedas del vehículo explorador. [Imagen ampliada]
Desde el comienzo, el lema de la misión ha sido "sigamos el agua". Ambos vehículos de exploración han estado buscando en Marte minerales formados en presencia de H2O. Marte parece estar seco hoy en día, pero los minerales pueden proporcionar pistas de que el agua alguna vez estuvo presente allí.
"Ha sido fácil para el Opportunity encontrar dichos materiales", explica Arvidson. "El Opportunity se posó en el lecho de un antiguo lago. El Spirit ha tenido que trabajar mucho más duro, pues amartizó en planicies basálticas formadas por flujos de lava que han sido carcomidos por repetidos impactos de meteoroides. Ha habido escasa evidencia de que allí algo haya estado muy húmedo alguna vez".
Pero cuando el Spirit llegó a un área de Marte llamada "Columbia Hills", cambió todo el carácter de la misión. "El Spirit encontró hidróxido de hierro, un mineral que se forma en presencia de agua. Esto nos alertó sobre el cambio. Comenzamos a encontrar más y más rocas formadas en presencia de agua".
Y entonces el Spirit quedó atrapado en una zona de tierra suelta, a la orilla de un pequeño cráter. Un profundo suspiro. Atrapado de nuevo.
Pero... ¡esperen!
"El Spirit tenía que quedarse atrapado para hacer su siguiente descubrimiento", dice Arvidson.
Conforme el explorador trataba de soltarse, sus ruedas comenzaban a revolver el material del suelo, dejando al descubierto los sulfatos que se encontraban debajo.
"Los sulfatos son minerales que se encuentran justo debajo de la superficie y que nos gritan que se formaron en respiraderos de vapor ya que el vapor suele contener azufre. El vapor está asociado a la actividad hidrotérmica —evidencia de vulcanismo explosivo rico en agua. Tales áreas podrían alguna vez haber albergado vida".
"Y lo que es más sorprendente, la frontera entre el suelo rico en sulfatos y el suelo que apenas cumple con la concentración genérica de sulfatos corre justo por debajo de la barriga del vehículo atrapado. El Spirit está alojado en la orilla del cráter —¡varado precisamente sobre la frontera!"
Arriba: Un mapa topográfico de los alrededores del Spirit, en Troya. El Spirit está montado sobre la orilla de un pequeño cráter. Los sulfatos se localizan en el cráter (desde la parte del medio del vehículo explorador, y se extienden hacia la izquierda). El mapa topográfico fue generado mediante imágenes estereográficas tomadas con la cámara de navegación del Spirit cuando se aproximaba al área, el 7 de abril de 2009.
"Asimismo, el robot descubrió que la porción superior del material con sulfatos tiene una corteza quebradiza. Los antiguos sulfatos probablemente formaron dicha corteza conforme eran procesados por variaciones en el clima asociadas con cambios en la órbita de Marte a lo largo de millones de años".
Y esto es lo que piensan los científicos: cuando un polo de Marte apunta hacia el Sol en el verano marciano, se vuelve más caliente en dicho polo, y el hielo de agua se desliza hacia el ecuador del planeta. ¡Incluso llega a nevar! El terreno más oscuro y caliente, ubicado debajo de la nieve, hace que la capa de nieve del fondo se derrita. El agua entonces se abre camino hacia los sulfatos, disolviendo los sulfatos de hierro que son solubles en agua y formando una corteza al combinarse con los sulfatos de calcio que aún están allí.
"Al estar varado en Troya, el Spirit ha podido enseñarnos acerca del ciclo moderno del agua en Marte". De hecho, la saga del Spirit en Troya ha dado a los científicos evidencia de un pasado acuoso en Marte en dos escalas de tiempo: una en épocas de los antiguos volcanes y otra en los ciclos que se desarrollan hasta la actualidad.
"Aquí hemos permanecido durante más de seis meses. Eso es un tiempo bastante largo para tomar mediciones. Hemos aprendido mucho. Troya es un buen lugar para estar sitiado, pero ya estamos listos para partir".
¿Spirit podrá ser liberado para que continúe su increíble viaje? No deje de leer Ciencia@NASA para saber si el plan de escape tiene éxito.
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
Con una precisión sin precedentes, la superficie del Solha sido mapeada, arrojando nueva luz sobre el comportamiento del Astro Rey, de vital importancia para la vida en la Tierra (y si la hay en otro punto del Sistema Solar).
Estas fotografías han sido obtenidas gracias al telescopio SUNRISE, el mayor telescopio solar jamás lanzado fuera de la Tierra. El pasado 8 de junio partió de Suecia, del centro espacial ESRANGE, levantando su peso de 6 toneladas gracias a un gigantesco globo de helio de 130 metros de diámetro.
Después del lanzamiento, el SUNRISE alcanzó una altitud de crucero de 37 kilómetros, manteniéndose en la estratosfera, donde tiene unas condiciones parecidas a las del espacio exterior a la hora de tomar imágenes. A esta altitud el telescopio no se ve afectado por las turbulencias del aire y puede captar la luz ultravioleta, cosa que la capa de ozonoevita que llegue a la Tierra.
Uno de los datos más interesantes es el estudio de la variación del campo magnético del Sol, que siguiendo un ciclo de actividad de 11 años provoca que el brillo del Sol aumente, afectando por ello al calor que llega a nuestro planeta. Durante sus primeros cinco días tomó imágenes que aproximadamente ocupaban 1.8 Terabytes, por lo que los astrónomos con optimistas respecto a la cantidad de información que se puede obtener gracias a SUNRISE.
Dentro de un año, el 14 de junio, el SUNRISE descenderá de forma segura a Somerset Island, en el norte de Canadá. El proyecto está encabezado por Alemania, en colaboración con España y los Estados Unidos.
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
El argumento de que la Luna es un sitio seco y desolado ya quedó en el pasado. En una conferencia de prensa que tuvo lugar hoy, investigadores dieron a conocer datos enviados por la misión LCROSS, de la NASA, los cuales indican que existe agua en un cráter lunar que se encuentra permanentemente en sombras.
Noviembre 13, 2009: El argumento de que la Luna es un sitio seco y desolado ya quedó en el pasado.
En una conferencia de prensa que tuvo lugar hoy, los investigadores dieron a conocer datos preliminares proporcionados por el Satélite de Observación y Detección de Cráteres (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite ó "LCROSS", en idioma inglés), de la NASA, los cuales indican que existe agua en un cráter lunar que se encuentra permanentemente en sombras. El descubrimiento abre un nuevo capítulo en nuestro entendimiento de la Luna.
Arriba: Imágenes enviadas por una cámara en las que se muestra un penacho de material expulsado aproximadamente 20 segundos después del impacto. Crédito: LCROSS/NASA. [Más imágenes]
"Estamos extasiados", dijo Anthony Colaprete, científico del proyecto LCROSS y principal investigador en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, ubicado en Moffett Field, California.
La nave espacial LCROSS y una sección de su cohete propulsor realizaron impactos casi simultáneos en el cráter Cabeus, localizado cerca del polo sur de la Luna, el 9 de octubre. Un penacho de polvo se desplazó en un ángulo alto más allá de la orilla de Cabeus y en dirección a la luz del Sol, mientras que otra cortina de polvo fue eyectada de manera más lateral.
"Existen muchas pruebas que demuestran que el agua estaba presente tanto en el penacho de vapor que se elevó en un ángulo alto como en la cortina expulsada que creó el impacto del cohete Centaur (Centauro) de la nave LCROSS", dice Colaprete. "La concentración y distribución del agua y de otras sustancias requiere más análisis, pero se puede decir que Cabeus contiene agua".
Desde que se produjeron los impactos, el equipo de ciencia de la misión LCROSS ha estado analizando la gran cantidad de datos que reunió la nave. Asimismo, el equipo se concentró en datos obtenidos de los espectrómetros del satélite, los cuales proporcionan la información más concluyente sobre la presencia de agua. El espectrómetro ayuda a identificar la composición de materiales al examinar la luz que éstos emiten o absorben.
Además, el equipo tomó las huellas espectrales de agua conocidas en el infrarrojo cercano, y de otros materiales, y las comparó con los espectros del impacto que obtuvo el espectrómetro de infrarrojo cercano de la nave LCROSS.
"Pudimos hacer coincidir los espectros de los datos reunidos por la nave LCROSS únicamente cuando insertamos los espectros para el agua", dijo Colaprete. "Ninguna otra combinación razonable de otros compuestos que probamos coincidió con las observaciones. La posibilidad de contaminación del Centaur también fue descartada".
Derecha: Datos obtenidos mediante el espectrómetro de infrarrojo cercano de la nave LCROSS, tomados de 20 a 60 segundos después del impacto del cohete de impulso Centaur. La curva corresponde a un modelo que contiene agua y otros compuestos (algunos de los cuales continúan sin identificación). Un modelo ajustado que contiene únicamente agua se puede hallar aquí. Crédito: NASA [Imagen ampliada] [Más imágenes]
Los investigadores obtuvieron una confirmación adicional, la cual provino de una emisión en el espectro ultravioleta que fue atribuida al hidroxilo (OH), un producto de la descomposición del agua por acción de la luz del Sol.
Datos proporcionados por los otros instrumentos de la nave LCROSS están siendo analizados con el fin de obtener indicios adicionales del estado y de la distribución del material en el sitio del impacto. El equipo científico de la misión LCROSS y colegas de éstos se encuentran estudiando los datos con el propósito de entender cabalmente el evento relacionado con el impacto, desde el destello hasta el cráter. El objetivo es entender la distribución de todos los materiales dentro del suelo en el sitio del impacto.
"Es posible que lleve algún tiempo comprender cabalmente los datos enviados por la nave LCROSS. Los datos son muy ricos", dijo Colaprete. "Además del agua en Cabeus, hay indicios de otras sustancias intringantes. Las regiones de la Luna que se encuentran permanentemente en sombras son verdaderas trampas heladas, que reúnen y conservan materiales a través de miles de millones de años".
Manténgase conectado para obtener más novedades.
Portal de recursos para la Educación, la Ciencia y la Tecnología.
Noticias
"Las ruedas del vehículo, al girar, han roto la corteza del suelo y hemos encontrado algo de supremo interés en el material que ha quedado al descubierto", dice Ray Arvidson, de la Universidad Washington, en Saint Louis.
