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    Cómo un experimento a bordo de un globo puede hacer el trabajo del telescopio espacial Hubble

    SuperBIT esperando su lanzamiento mientras se infla su globo gigante de helio. Crédito:Bill Rodman/NASA

    Un telescopio astronómico diseñado para complementar el antiguo telescopio espacial Hubble despegó de la isla sur de Nueva Zelanda el 16 de abril de 2023. Pero cuando una esfera del tamaño de un estadio de fútbol se elevó silenciosa y lentamente sobre las montañas Tauhinukorokio, comenzaron a llegar llamadas de los residentes. /P>

    Sin embargo, la NASA había informado a la policía local y a las estaciones de radio que el globo gigante de helio elevaría el telescopio SuperBIT de dos toneladas a 40 kilómetros sobre el nivel del mar, durante las próximas tres horas. La misión en la que participamos era probar si un telescopio a bordo de un globo podría capturar imágenes del espacio profundo con una resolución suficientemente alta para estudiar la sustancia desconocida, denominada materia oscura, que representa el 85% de todo el material del universo. P>

    Las observaciones y el posterior análisis de datos han demostrado que los experimentos con globos pueden ser tan útiles como los lanzados con cohetes, pero mucho más baratos. Ahora depende de los científicos, las agencias gubernamentales y las empresas privadas aprovecharlos al máximo.

    Durante el mes siguiente, los vientos estratosféricos polares llevaron SuperBIT alrededor del mundo cada ocho días, principalmente sobre el océano Antártico, pero cortando la punta de América del Sur. Iba hacia donde lo llevaba el viento, pero podía mirar en cualquier dirección.

    Cada día, los paneles solares recargaban sus baterías. Por la noche, fotografió el cielo, incluida la nebulosa Tarántula, una fuente de luz a 160.000 años luz de distancia, y cúmulos de galaxias a 20.000 veces más lejos.

    Sin trípode, SuperBIT utilizó giroscopios para estabilizar cualquier balanceo (descubrimos que la estratosfera está sorprendentemente tranquila... excepto en las turbulencias sobre los Andes, donde SuperBIT una vez cayó 300 metros). Fue el primer telescopio a bordo de un globo que logró un rendimiento similar al del Hubble para las longitudes de onda cortas de luz visibles para el ojo humano.

    Ruta de vuelo de SuperBIT. Crédito:NASA

    El globo y el telescopio siguieron funcionando perfectamente, pero las conexiones de comunicación por satélite fallaron gradualmente. Creemos que la radiación dañó las antenas de SuperBIT. Todavía podríamos descargar datos dejando caer al suelo los discos duros conectados al telescopio. Pero al final, la NASA quería recuperar su globo, así que llevamos el telescopio en paracaídas a Argentina.

    Este fue el quinto vuelo de SuperBIT, tras diez años de trabajo.

    Beneficios de los globos

    A diferencia de las misiones orbitales, si las cargas útiles de los globos no funcionan la primera vez, se pueden reparar y relanzar. Esto fomenta un diseño simple y creativo. Los componentes que ahora se ha demostrado que funcionan en el espacio incluyen gel para el cabello (para sujetar cosas), bolsas para asar pollo (para mantenerlos calientes) y partes de arcos utilizados por los arqueros olímpicos (para soltarlos).

    El fracaso y el éxito son oportunidades para aprender. Después de cada vuelo, reparamos o mejoramos la tecnología. Por ejemplo, dado que las cámaras han mejorado y abaratado rápidamente, hemos equipado a SuperBIT con un nuevo sensor cada año. Todo esto reduce costes.

    La mayor parte del costo de los vuelos espaciales tradicionales es mitigar el riesgo de falla. Siempre es necesario hacer concesiones entre la seguridad, la protección de equipos costosos y la obtención de datos.

    SuperBIT sostenido por una grúa para controles finales. Crédito:Richard Massey, CC BY-SA

    Si una misión en globo sale mal, normalmente importa menos, porque recuperamos el equipo. SuperBIT fue construido principalmente por Ph.D. canadiense. estudiantes, que ya han creado una nueva empresa de tecnología.

    La gestión de riesgos es diferente para los globos y la NASA no siempre logra el equilibrio correcto. La espera de un clima "perfecto" y del globo perfectamente diseñado hizo que se suspendieran todos los lanzamientos desde Texas en 2017. Los cálculos de riesgo físicamente imposibles, como un globo que explota tres veces, casi arruinaron el programa de 2023.

    Un globo sólo puede estallar una vez. Pero las agencias espaciales de Francia y Canadá, el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de Estados Unidos y el Consejo de Investigación Científica del Reino Unido han demostrado que se puede relanzar un globo cada pocos días. La evaluación de riesgos puede ser más realista. Los equipos de globos pueden probar, jugar y mejorar continuamente el proceso. Para el lanzamiento de cohetes, sólo hay una posibilidad.

    Creciente interés internacional

    La geografía es importante para desarrollar un programa nacional de globos exitoso. Los países con una gran superficie terrestre pueden realizar vuelos cortos dentro de su propio espacio aéreo, como Canadá y Estados Unidos. Los países del norte de Europa pueden utilizar vientos de verano estables y fiables para ampliar los vuelos a través del océano Atlántico, por ejemplo desde Escocia hasta Canadá.

    Los países también pueden realizar lanzamientos desde el territorio de países socios de todo el mundo, como el Reino Unido desde Australia.

    SuperBIT envuelto en la niebla de la mañana antes del lanzamiento. Crédito:Steven Benton, CC BY-SA

    La geopolítica también influye en la elección de la ruta de vuelo:una lección bien aprendida del rebelde globo chino que sobrevoló Estados Unidos en 2023 y finalmente fue derribado. Cruzar el espacio aéreo de cualquier país requiere permiso y evitamos zonas de guerra o áreas de conflicto donde el globo podría confundirse con un objetivo hostil. Esta es una de las razones por las que lanzamos desde Nueva Zelanda.

    El interés del gobierno en los programas nacionales de globos está aumentando, a medida que la nueva ciencia de los materiales y las técnicas de fabricación han creado globos que retienen helio, alargando los vuelos de días a meses. Estados Unidos reafirmó su interés en un documento gubernamental de 2023 y Canadá, Francia y Suecia tienen programas de globos establecidos desde hace mucho tiempo.

    El Reino Unido dirigió un programa de globos líder en el mundo hasta la década de 1990. Al abandonarlo se perdió la oportunidad de capacitar a científicos e ingenieros para que asumieran roles de liderazgo. A menudo todavía se invita a equipos británicos a unirse a misiones de satélites franceses o estadounidenses, pero ya no lideramos ni decidimos lo que se construye. Prevemos pocas barreras técnicas, geográficas o políticas para que el Reino Unido reinicie un programa de globos en paralelo a sus incipientes lanzamientos de cohetes.

    Los globos son lo suficientemente altos

    Oficialmente, el espacio comienza a 100 kilómetros sobre el nivel del mar. Pero no hay una línea mágica y hay una atmósfera preciosa por encima de los 40 km. Allí las estrellas dejan de brillar y el cielo se vuelve negro. Las fotografías astronómicas de larga exposición se vuelven nítidas y revelan objetos débiles y distantes que los astrónomos en tierra ven borrosos.

    Las cámaras de globo o los espectrógrafos también pueden mirar hacia abajo y están lo suficientemente altos como para capturar observaciones de la Tierra como las de los satélites. También pueden tomar mediciones atmosféricas a su alrededor, incluida la capa de ozono en la estratosfera.

    Los globos no reemplazarán a todos los cohetes, ya que no pueden viajar a más de 40 kilómetros. Y aunque el helio es un recurso finito, los globos son más "ecológicos". No requieren combustible para cohetes durante el lanzamiento, no contribuyen al aumento de desechos espaciales en órbita y, al final de su vida útil, no se queman en la atmósfera. ¿Qué es lo que no te gusta?

    Proporcionado por The Conversation

    Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.




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