Hace cincuenta y ocho días, en una mañana casi sin viento en la plataforma de hielo de Ross, un globo del tamaño de un estadio despegó sobre la Antártida, llevando consigo tecnología de infrarrojo lejano del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona en busca de pistas sobre el ciclo de vida estelar en nuestra galaxia y más allá.

GUSTO, abreviatura de Observatorio Espectroscópico de Terahercios ULDB Galáctico/Extragaláctico, ha batido ahora el récord de misión de globo pesado de vuelo más largo de la NASA, que anteriormente era de 55 días, 1 hora y 34 minutos. Actualmente, el enorme globo de presión cero navega por corrientes de aire estratosféricas a 120.000 pies sobre el continente antártico, recogiendo emisiones de radio en el infrarrojo lejano de la materia entre las estrellas. GUSTO superó el récord anterior a las 10:22 a. m. del sábado, hora de Tucson.

Las débiles señales de terahercios que busca GUSTO (con frecuencias hasta un millón de veces más altas que las ondas emitidas por una radio FM) son fácilmente absorbidas por el vapor de agua en la atmósfera terrestre antes de que puedan llegar a los telescopios terrestres. Sólo los lugares muy secos o de gran elevación son adecuados para observatorios que capturen algunos de esos fotones esquivos, como el alto desierto de Atacama y el Polo Sur.

En busca de condiciones más secas, "nos vemos obligados a ir a lugares cada vez más remotos", dijo Chris Walker, profesor de astronomía del Observatorio Steward, investigador principal de la misión GUSTO, que ha trabajado en proyectos de telescopios en la Antártida desde 1994. La ciencia de los globos abre nuevas puertas posibilidades para el campo en rápida evolución de la espectroscopia de terahercios, que permite a los observadores recolectar señales del infrarrojo lejano antes de que se pierdan en las capas inferiores de la atmósfera, a una fracción del costo de un telescopio totalmente espacial.

Los telescopios de globo como GUSTO combinan la potencia de la observación espacial con la proximidad de las operaciones en la Tierra, y presentan desafíos únicos. Un lanzamiento exitoso requiere una ventana climática perfecta, con bajas velocidades del viento tanto en tierra como en la estratosfera.

Cuando las condiciones lo permiten, el lanzamiento en sí es un espectáculo de gran dramatismo. Los camiones de apoyo conducidos hacia la plataforma de hielo inyectan helio en el globo, que se orza y ​​aletea "como una vela" a medida que se llena, dijo Walker. "Empiezas a escuchar el subidón del helio cuando el globo se infla, y cuando lo sueltan, retumba mientras se despliega". Éste es un momento delicado:si hay una imperfección o una ráfaga de viento, el globo puede hacerse trizas. Sobre el proyecto que batió récords, Walker dijo que "volar en globo es lo más difícil que he hecho profesionalmente, pero también es lo más gratificante".

Si todo va bien, como le ocurrió a GUSTO, el globo eleva el telescopio dentro de su góndola especializada y lo transporta a 35 kilómetros sobre la Tierra hasta la remota costura entre la estratosfera y el espacio. Desde aquí, los astrónomos dependen de las corrientes circulares de viento sobre el continente antártico durante el verano del hemisferio sur para transportar el globo en amplios bucles, recogiendo las firmas luminosas de los químicos cósmicos.

A bordo de GUSTO, los detectores de líneas de emisión recopilan información molecular sobre el medio interestelar:el gas y polvo cósmico entre las estrellas que da origen a nuevas estrellas y galaxias.

"Todos éramos parte del medio interestelar:cada átomo y molécula de nuestro cuerpo fue en algún momento gas y polvo que fluía entre las estrellas", dijo Walker. Para complicar las cosas, la química del universo es diferente hoy de lo que era después del Big Bang. Para comprender la historia de la formación estelar en el universo (y, por extensión, la historia de nuestros propios orígenes), los astrónomos están interesados ​​en comparar la composición del medio interestelar en galaxias de diferentes edades.

GUSTO tiene como objetivo mapear la distribución de carbono, oxígeno y nitrógeno en la joven Vía Láctea y en la vecina Gran Nube de Magallanes, que tiene características comparables a las de galaxias mucho más antiguas. Una comparación de las dos galaxias ayudará al equipo GUSTO a realizar el primer estudio espectroscópico completo de todas las fases del ciclo de vida estelar, desde el desarrollo de las nubes de gas interestelar hasta la formación de guarderías estelares, pasando por el nacimiento y la evolución de las estrellas. /P>

La misión GUSTO ha recorrido un largo camino hasta llegar a la estratosfera. El equipo de Walker presentó una propuesta del Programa Explorador de la NASA en 2014 y el proyecto fue seleccionado por la NASA en 2017. La góndola para la misión fue construida por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins; El equipo de Walker del Observatorio Steward en la Universidad de Arizona proporcionó el telescopio y la instrumentación (llamada "carga útil"), trabajando junto con varios socios, incluido el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

En agosto de 2023, el equipo GUSTO realizó una prueba de suspensión en la Instalación de Globos Científicos Columbia de la NASA en Palestina, Texas. Desde allí, la góndola totalmente integrada y la carga útil, que pesaba aproximadamente tanto como un SUV, viajaron a la Antártida a bordo de un avión de carga C-130H de la NASA, la primera vez que una misión en globo se embarcaba completamente ensamblada por aire. En la Antártida, el equipo GUSTO pasó los meses de otoño e invierno realizando viajes diarios de 12 kilómetros desde la estación McMurdo hasta el hangar para preparar el telescopio para el lanzamiento, viajando a bordo de furgonetas antárticas con colosales neumáticos de baja presión a través del terreno helado.

El 31 de diciembre, una década después de que el equipo GUSTO presentara su propuesta de investigación, la misión se lanzó en medio de vientos débiles y cielos despejados, con el globo blanco ondeando contra el fondo del helado Monte Erebus.

En el campus de la UArizona, los investigadores de GUSTO continúan ejercitando resistencia en condiciones extremas. Mientras muchos miembros del equipo GUSTO viajaron a la Estación McMurdo para prepararse para el lanzamiento de la misión, Craig Kulesa, profesor de investigación asociado del Observatorio Steward e investigador principal adjunto de GUSTO, "se desplegó" en el Edificio de Investigación Aplicada en el campus de la Universidad de Arizona, dijo Walker. Desde allí, en una habitación sin ventanas, Kulesa opera la carga útil en vuelo, a menudo durmiendo en el suelo y compartiendo los controles con un equipo del Steward Observatory.

Los datos llegan en tiempo real a través de una red diversa de tecnologías de telecomunicaciones, incluidos satélites geosincrónicos, Iridium y StarLink. Los miembros del equipo GUSTO en UArizona y Johns Hopkins trabajan las 24 horas del día para monitorear y administrar de forma remota la instrumentación y la góndola, respectivamente. Una línea Zoom disponible las 24 horas conecta a socios de todos los continentes, desde Harvard hasta Holanda.

Al obtener una transmisión en vivo de la trayectoria de vuelo de GUSTO, Walker mostró la trayectoria que el globo ya ha recorrido sobre el continente de 5,4 millones de millas cuadradas, cada bucle con un color diferente en la pantalla. La misión no tiene una fecha fija para el aterrizaje; por primera vez, la NASA ha dado autorización para que el globo vuele durante el mayor tiempo posible, incluso si se desvía más allá del borde del continente antártico o aterriza donde no se puede recuperar. /P>

Será la misión de globo estratosférico de carga pesada más larga de la historia. Del vuelo récord.

"GUSTO ha demostrado que los globos se pueden utilizar para hacer ciencia realmente innovadora, no sólo durante unos días, sino durante semanas y semanas", afirmó Walker.

La duración del vuelo dependerá en última instancia de cuánto tiempo pueda funcionar el sistema de refrigeración (a bordo, se espera que un tanque de helio líquido dure hasta marzo) y del cambio de temperatura a medida que los días antárticos comiencen a acortarse. Los globos como GUSTO solo pueden realizar misiones de larga duración durante el verano en regiones polares, donde el globo permanece expuesto a la luz solar constante y no se hunde en el aire fresco de la noche.

Las firmas azules, verdes y rojas superpuestas de los bucles de vuelo de GUSTO aparecen pequeñas en la pantalla de Walker, pero representan un paso enorme en la astronomía de terahercios:4.800 libras de tecnología de Arizona moviéndose en el borde extremo de la atmósfera durante más tiempo que nunca. P>

Si la próxima propuesta de investigación de Walker se lleva a cabo, la misma instrumentación que se encuentra actualmente a bordo de GUSTO podría probarse en el espacio, en busca de las elusivas firmas en el infrarrojo lejano de los sistemas de formación de planetas y las zonas habitables.

"Si no estás al límite, ¿cuál es el punto?" dijo Walker.

Proporcionado por la Universidad de Arizona