Los próximos retos de la exploración espacial, por Roberto G.V.

¡Otro fichaje! Roberto Guzmán es físico e ingeniero de materiales, y cuando nos hicimos amigos en el MIT siempre me explicaba freakadas interesantísimas provenientes del mundo de la tecnología. Pero lo que más me gustaba es que no se quedaba en la anécdota. Sus conocimientos científicos le permitían dar un contexto y valorar en detalle si era algo símplemente curioso o un gran avance. Esperemos que se suelte, y periódicamente nos explique lo último de lo último de la tecnología, un espacio poco cubierto en el blog. El principio de flexibilidad – uno de los pocos que tiene este blog – hace sin embargo que hoy Roberto inaugure con un post de menor carácter tecnológico, y aproveche su asistencia a un evento con los astronautas Aldrin y Armstrong del Apollo 11 para plantear un tema de preactualidad: la exploración espacial. Utilizo este término porque pronto empezaréis a escuchar noticias sobre el 40 aniversario de la llegada del hombre a la Luna que tendrá lugar el próximo 20 de julio. Sin querer quitar protagonismo a Roberto, ¿de qué creéis que se hablará más? ¿de la teoría conspirativa según la cuál todo fue un montaje y Armstrong nunca pisó a la luna? ¿o de si vale la pena invertir una millonada de dólares en repetirlo e incluso ir a Marte? ¿CUÁLES SON LOS SIGUIENTES RETOS DE LA EXPLORACIÓN ESPACIAL?, por Roberto Guzmán de Villoria Cuando se nos pregunta el porqué invertir dinero en investigación y se habla de medicina, informática o avances en ingeniería, todo el mundo suele estar de acuerdo en que está completamente justificado. Sin embargo cuando se habla de investigación espacial, la opinión general no es tan unánime, más aún cuando nos encontramos en una crisis como la actual. Tal cual están las cosas, no parece tener mucho sentido gastar parte de los impuestos en buscar vida en otros planetas y mucho menos mandar astronautas al espacio. Conscientes de la decreciente popularidad que tiene hoy en día la exploración espacial, un simposio como “Giant Leaps”, donde se podía encontrar a Buzz Aldrin o Neil Armstrong (aunque sólo acudió a un memorial previo), parecía una ocasión ideal para plantear el futuro de la investigación espacial, y conocer de primera mano hacia donde se dirige. Maria Zuber responsable del Departamento de Tierra, Atmósfera y Ciencias Planetarias del MIT , y la posterior mesa redonda, se encargaron de mostrarnos próximos retos. 1. Estudio de la fisiología y el comportamiento humano en condiciones de baja gravedad. Realmente importante desde el punto de vista de la exploración espacial con humanos, más cuando se piensa en estancias largas. En este sentido la Estación Espacial Internacional está siendo fundamental. Aunque se planea utilizar robots, todavía se está muy lejos de conseguir la versatilidad de un ser humano. Evidentemente es un campo científico con menos utilidad para los no astronautas. 2. Medida de la variabilidad solar. Aparte de la importancia que tiene para nosotros, como ya se explicó en un interesante post , en el caso de la investigación espacial es necesario conocer la predicción del tiempo espacial evitando por ejemplo tormentas solares que pueden incomunicar la nave o el satélite. 3. Determinar la extensión y la composición del universo. Se piensa que el 73% del universo está formado por una forma hipotética y misteriosa de energía llamada energía oscura que hace que el universo se expanda cada vez más deprisa, y el 22% por materia oscura, una materia indetectable con los medios actuales salvo por su efecto gravitacional en otras particulares (es decir, una materia con masa, pero "invisible"). Si esto es así, y además no se ha probado la existencia de ambas, significa que no conocemos muy bien de que está compuesto el universo. El observar el límite del universo daría muchísima información de su formación, pero dudo que se puede hacer en un tiempo. 4. Descubrir otras Tierras. Bueno, escrito así suena un poco a ciencia ficción, pero es cierto que el periodo interglaciar que estamos viviendo y hace posible la vida (y que no nos congelemos) no va a durar siempre. La última edad de hielo fue hace 10 000 años. El último gran meteorito que impactó la tierra, se estima que fue hace 65 millones de años (probablemente el causante de la desaparición de los dinosaurios). En cualquier caso el sol consumirá la tierra en unos 5 mil millones de años, haciéndola inhabitable mucho antes. Aunque parece que hay bastante margen (bueno, eso sin tener en cuenta el factor humano) , de momento sólo se ha conseguido llevar astronautas por largos periodos de tiempo a la Estación Espacial Intenacional que está a unos 480 Km de distancia. Así que tarde o temprano hay que empezar a investigar si existen planetas habitables con el fin de encontrar propiedades similares a la tierra. De momento la tecnología que tenemos de naves espaciales no da para mucho, así que hay que conformarse con buscarlos mediante telescopios "coronograph " de luz visual y de interferometría infrarroja, y así realizar un “censo” de planetas de tamaños similares a la tierra, situados a distancias similares de su sol y con atmosferas de composición semejante. El programa de la NASA se llama "Terrestrial Planet Finder " y se espera lanzar el primer telescopio para el 2014. 5. Preservar nuestro planeta. Como una vez me dijo un profesor de matemáticas, puedes observar la piel de un elefante con una lupa durante horas, pero sólo si te alejas te darás cuenta que es un elefante. Con la Tierra ocurre lo mismo. Si existen potentes telescopios que se dedican a buscar planetas similares a la tierra, ¿por qué no usar esa potente tecnología para saber qué ocurre con nuestro planeta?. Se está estudiando la estructura de las capas de hielo de la Antártida y como están evolucionando. Queda mucho por investigar sobre fenómenos geológicos, siendo muy útil lo que se denomina "Estudio comparativo de los planetas". El planeta más semejante y cercano es Marte, y la mayor ventaja en estudiarlo respecto a la Tierra, es un motivo tan ridículo como real. Al no existir países ni gobiernos, no hay problemas políticos ni de seguridad para poder estudiar el planeta a sus anchas…una lástima para la ciencia. 6. Búsqueda de vida extraterrestre. En los últimos años siempre se habla de Marte, hay indicios de que existe agua en su superficie, por lo que es probable que pudiera existir algún ser vivo primitivo (microorganismos). Pero la búsqueda va algo más lejos, ¿es posible encontrar indicios de vida en otros lugares en nuestro sistema solar? De momento los candidatos son una luna de Saturno, Titán; y otra de Júpiter, Europa. En Titán se han encontrado lagos de metano e incluso lluvia de éste durante el verano . Desde luego no parece un paraíso para vivir un sitio lleno de metano, que en ese caso es líquido debido a las bajas temperaturas (alrededor de los -180 C). El interés radica en el origen de este metano , ya que puede ser de origen orgánico (liberado por los seres vivos durante la digestión de los nutrientes, especialmente los rumiantes, o mejor dicho las bacterias de sus intestinos) o de origen geológico. En cualquier caso parece una hipótesis poco probable, aunque posible . Parece más interesante Europa , la sexta luna de Júpiter, de tamaño similar a nuestra luna. En este se piensa que bajo una superficie de hielo la temperatura es de -160 C podría haber un océano de agua líquida...agua líquida a tan bajas temperaturas...una hipótesis es que Jupiter produjera mareas que calentarán el agua a modo de océanos subterráneos. Como curiosidad hoy se han publicado evidencias de un océano subterráneo en otra luna de Saturno, Encélado . Así que cómo se puede ver, todavía queda bastante por hacer en el espacio, aunque el siguiente gran reto, del mismo nivel mediático que el Apollo 11 es …rumbo Marte.

Comments

[Publicado por: [email protected]]

Respecto a lo de colonizar otros planetas y la respuesta dada por el autor del Blog, pregunto con todo respecto: hipótesis ad hoc: la capacidad de la tierra podría ser tres veces mayor de la que tiene, incluso, nuestra amada Tierra podría albergar hasta 22 mil millones de seres. 1ª premisa: nos preocupamos por un problema ageno. 2ª premisa: para solucionar el problema demografico, (la sobrepoblación como me gusta llamarlo) en caso de que exista, ¿no deberíamos replantearnos de forma general (ya sabéis un poco de todo) nuestra actitud en el mundo en primer lugar. Preocuparnos, por ejemplo, por factores que verdaderamente nos incumbe más, como el hecho de que lo que despilfarra en comida, (y tiramos a la basura) sólo Europa, serviría para alimentar al submundo, al continente africano. 3ª premisa: el miedo a la falta de recursos para sobrevivir ¿recae, en verdad, en la limitación de nuestro planeta o bien es una cuestión de nuestra condición odiosa, esto es, egoista, de hombre devorador sin conciencia de la realidad que cree quedarse sin espacio y sin recurso, por haber muchos lobos en la manada? Conclusión: el problema más acuciante que tiene el genero humano ¿no será de caracter moral? ¿No tendríamos que evitar esas hambrunas terribles que terminan cada año con miles de seres muertos por inanición, antes de pensar que no vamos a tener ni tierra ni recursos para sobrevivir todos? Quizá el problema no sea ver la manera de poder alimentar nuestros cuerpos, con los recursos más que suficientes que nos da nuestra amada madre Tierra, sino el de alimentar nuestros Espíritus, sedientos de salud, equilibrio y paz. ¡Ah, los desvarios de los semidioses! No levantamos un palmo del suelo miserable que horadamos y pretendemos conquistar nuevos mundos para seguir alimentando nuestra ansia de destrucción. Pobre Espíritu humano, aún lo ciega el orgullo, la arrogancia y la vanidad. El refran se hace cierto: no vemos más allá de un palmo de nuestras narices. ¡Estúpida condición humana! Pero no sufrir, a pesar de ello seremos dioses: conquistaremos el infinito, esto es, la vida eterna. Un saludo amigo.

[Publicado por: Malena]

Summer y Roberto Guzman.. agradezco mucho sus explicaciones, me resultaron muy útiles y esclarecedoras... Me encanta que tengamos que explicar todavía muchas cosas de nuestro universo. Saludos!

[Publicado por: Ignacio García-Valiño]

Gracias, Roberto, sigue ahí.

[Publicado por: bicilindro]

Hola a todos. Sólo deseo comentar que el problema de cuánta población admite el planeta lo calculó Isaac Asimov ( sí, el autor de ciencia ficción ) en un cuento y consistía en sustituir toda la biomasa del planeta por seres humanos y algas. La cifra era 12 billones de individuos. Por otro lado, la superfície seca del planeta son 149 millones de km2. Si suponemos la mitad con una densidad media de 1000 hab/km2 nos daría una cifra de unos 75.000 millones de individuos. Diez veces más que hoy. saludos

[Publicado por: Roberto Guzman]

Muchas gracias Summer! No había visto tu comentario, supongo que lo colgaste mientras escribía el mío :-). Muy interesante y didáctica tu explicación, me ha gustado mucho, Es genial que la gente aporte "granitos de arena" como el tuyo, Un saludo!

[Publicado por: Pere]

gracias por el apunte J.M. Corregido queda. y al resto por los comentarios y lecturas, como no..., y a Roberto por sus respuestas. saludos!

[Publicado por: J. M.]

Pere, creo que al encabezamiento le falta una ese. Te lo señalo por la portada de los blogs en la página de El País. Perdón por la pedantería.

[Publicado por: Roberto Guzman]

Hola, Muchas gracias por vuestros comentarios (no te di las gracias, Principe Telipe). Me alegro que os haya resultado interesante. Se agradece cualquier comentario que enriquezca el post, sé que hay bastantes astrofísicos que siguen el blog con mucho que aportar ;-) A Malena Muchas gracias! La verdad es que tienes razón, se sabe cuánta hay, pero no se sabe si existe…bueno, a modo muy,muy,muy simple (perdón a los expertos) en el caso de la materia oscura, se sabe que existe por sus efectos pero no se puede medir con las técnicas actuales (no emite luz ni ningún tipo de radiación que se pueda medir), así que por eso se la llama oscura. Imagínate que vives en Plutón (que ya no es un planeta :-D ) y observas nuestra Luna, pero tienes la mala suerte de tener un extraño telescopio con el que no puedes detectar ni ver la Tierra. Mirarías el movimiento de la Luna y demás planetas, pero te darías cuenta que falta algo (algo atrae a la Luna, pero no está…). Otros científicos han hecho algo parecido (evidentemente con otras galaxias), y con estimaciones, se han dado cuenta que para que todo “cuadre” falta mucha materia en el espacio, pero simplemente no la pueden medir experimentalmente aunque si estimar. Me temo que no debe haber ninguna materia oscura en la Tierra, pero no sabría que responderte. Mucho mejor explicado http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_oscura#Pruebas_observacionales Respecto a la energía oscura, el cómo se sabe cuánta hay es más complejo. Digamos que por diversas mediciones se estima cuánta materia/energía hay en el universo. Como se puede estimar la cantidad de materia oscura y la cantidad de materia que se puede observar, de esta forma, el resto sería energía oscura. En teoría podría haber algo en la Tierra, pero de existir la cantidad sería muy, muy pequeña. Siento que me haya quedado realmente simple, te he copiado este texto de la wikipedia (debajo), que lo explica infinitamente más riguroso ;-) Si te interesa el tema te puede interesar este vínculo. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=does-dark-energy-exist Un saludo, Roberto http://es.wikipedia.org/wiki/Energia_oscura#La_energ.C3.ADa_oscura_y_el_destino_del_Universo “La existencia de la energía oscura, de cualquier forma, es necesaria para reconciliar la geometría medida del espacio con la suma total de materia en el Universo. Las medidas del fondo cósmico de microondas más recientes, realizadas por el satélite WMAP, indican que el Universo está muy cerca de ser plano. Para que la forma del Universo sea plana, la densidad de masa/energía del Universo tiene que ser igual a una cierta densidad crítica. Posteriores observaciones del fondo cósmico de microondas y de la proporción de elementos formados en el Big Bang han puesto un límite a la cantidad de materia bariónica y materia oscura que puede existir en el Universo, que cuenta sólo el 30% de la densidad crítica. Esto implica la existencia de una forma de energía adicional que cuenta el 70% de la masa energía restante.[5] Estos estudios indican que el 73% de la masa del Universo está formado por la energía oscura, un 23% es materia oscura (materia oscura fría y materia oscura caliente) y un 4% materia bariónica. La teoría de la estructura a gran escala del Universo, que determina la formación de estructuras en el Universo (estrellas, quasars, galaxias y agrupaciones galácticas), también sugiere que la densidad de materia en el Universo es sólo el 30% de la densidad crítica.”

[Publicado por: Summer]

Hola! Acabo de descubrir este blog, y la verdad es que me ha encantado, enhorabuena a Pere y también a Roberto por este post tan interesante. Si me lo permitís, además de las felicitaciones aportaré mi granito de arena respondiendo brevemente a la pregunta de Malena. La existencia de la materia y la energía oscura se conoce únicamente a través de sus efectos. Sin embargo nadie ha detectado todavía una partícula de materia o energía oscura, y en ese sentido es en el que podemos decir que su existencia no está confirmada. Por poner una analogía, es como si nosotros vemos que la rueda de nuestra bicicleta está perdiendo aire. Evidentemente, la explicación más lógica es suponer que tiene un pinchazo. Pero mientras no detectemos el pinchazo no podemos estar seguros de su existencia (por ejemplo, podría ser también que la válvula de aire tuviese un defecto... ¡o incluso podría ser que la rueda no estuviese perdiendo aire, sino que sólo se hubiese desinflado un poco por el calor!). Por ejemplo, hablando de la energía oscura: se tienen datos que indican que el Universo no sólo se está expandiendo, sino que lo está haciendo de manera acelerada, es decir, como dice Roberto, cada vez más deprisa. Si en el Universo sólo hubiera materia (ya sea materia "ordinaria" u "oscura"), la expansión en vez de acelerarse se frenaría, porque la materia tiene un efecto gravitatorio atractivo (por visualizar esto un poco más: que el Universo se expande se traduce en que las galaxias se están alejando unas de otras...pero como las galaxias se atraen gravitacionalmente, si solo hubiese materia eso haría que se alejasen cada vez más despacio, es decir, la expansión se frenaría hasta pararse). Así pues, si tenemos datos que indican que la expansión se está acelerando, la explicación más lógica es suponer que existe "algo" que tiene un efecto gravitatorio contrario al de la materia, es decir repulsivo en vez de atractivo. A ese "algo" se le llama "energía oscura", pero no se tiene ni idea de lo que es y nadie la ha detectado directamente nunca, simplemente conocemos sus efectos, es decir, que la expansión del Universo es acelerada. Algo similar pasa con la materia oscura. Observaciones de galaxias indican claramente que en ellas existe mucha más materia aparte de la "materia luminosa" (es decir, aparte de la que podemos ver en forma de, por ejemplo, estrellas). Como no la podemos ver (sólo vemos sus efectos), la llamamos "materia oscura" y lo único que sabemos de ella es que, sea lo que sea, no se trata de materia ordinaria (es decir, no está formada por protones, electrones y neutrones, que es lo que forma todo aquello que vemos: la pantalla del ordenador, nosotros mismos, la Tierra, las estrellas, etc...). Nuevamente, nadie ha detectado nunca una partícula de materia oscura y por tanto ni sabemos qué es, ni tan siquiera su existencia está totalmente confirmada. En efecto, hay científicos que opinan que la materia oscura no existe en absoluto y que los efectos que observamos se pueden explicar modificando ligeramente la ley de gravitación de Newton que nos enseñaron a todos en la escuela (es decir, que una parte de la comunidad científica opina que no hay ningún pinchazo, y el problema está en la válvula). Sin embargo, la posición de la materia oscura es bastante más cómoda que la de la energía oscura, porque hay muchas observaciones independientes (no sólo los estudios de galaxias) que precisan de su existencia. Otras explicaciones alternativas, como las modificaciones de la gravedad de las que hablábamos antes, permiten explicar una o varias de estas observaciones, pero no todas simultaneamente, cosa que si permite la materia oscura. Por tanto y para concluir, insisto en que en la Tierra no existe ni materia ni energía oscura. Todo lo que hay en la Tierra es materia ordinaria, formada por átomos. Sin embargo, en nuestra propia galaxia si que existe muy probablemente materia oscura, sólo que no podemos verla! La energía oscura, sea lo que sea, está distribuida de manera uniforme por el Universo, es decir está por todas partes (nos podemos imaginar un Universo "sumergido en agua"...pero con energía oscura en el papel del agua!) Bueno, pues espero que se haya entendido algo, un saludo para todos, y de nuevo felicidades por el blog, intentaré seguirlo siempre que pueda!

[Publicado por: Roberto Guzman]

Hola Principe Telipe, Sobre el modelo de Alcubierre, para quien le pueda interesar, de forma muy, muy simpe (perdón si simplifico demasiado) es un poco lo de Mahoma y la montaña, es decir, si nosotros no podemos ir a planetas muy lejanos, que vengan los planetas a nosotros. Para ello hay que comprimir el espacio que hay entre nosotros y el planeta en cuestión (el espacio vacío sí se podría contraer o expandir más rápido que la velocidad de la luz. Es lo que se piensa que sucedió en el Big-Bang). De esa forma, se evita ir más deprisa que la velocidad de la luz. Dicho así parece hasta sencillo ;-). Uno de los problemas es que para esto ocurra haría falta materia negativa, materia que en vez de atraer masa, la repele (es decir, si hubiera algo de esta materia en la tierra, estaría flotando). Como no se ha demostrado que exista, y de existir solo lo haría en el espacio profundo (ya que estaría repelida por los demás planetas), de momento está un poco complicado el viajar más rápido que la velocidad de la luz. Por cierto, la teoría de Miguel Alcubierre está inspirada en Star Treck ;-) Y ya contestando a tu pregunta, teóricamente sería posible (no viola ninguna ley física), pero desde luego no es posible en un largo periodo de tiempo (tecnológicamente es imposible, y parece que va a serlo por mucho tiempo). Un saludo,

[Publicado por: Roberto Guzman]

Hola Ignacio, Realmente es un tema muy interesante, un buen tema para un domingo por la tarde con un café ;-) Como opinión personal, si llevamos el ritmo de crecimiento actual de crecimiento de población, tarde o temprano se acabarán los recursos. Es cierto que se han “mejorado” los sistemas de cría de animales-cultivos para obtener cantidades masivas de alimentos a poco precio, pero tarde o temprano, al disponer de un espacio finito como la superficie de la Tierra, si seguimos el ritmo de crecimiento de población actual, llegaremos a un límite que obligará a tomar una decisión. La más pacífica sería conquistar otros planetas. No hay que olvidar además que el consumo energético y de agua es cada vez más elevado, lo que aceleraría esto. Esperemos que esto no ocurra en mucho tiempo (no estamos preparados y queda muchísimo para que lo estemos). Puede que nunca lleguemos a este límite y nos extingamos antes (por algún desastre natural, o propiciado por nosotros, directa o indirectamente, lo que tiene bastantes probabilidades) o la opción más positiva, que la sociedad al evolucionar se autorregule a sí misma y ocurra como en Europa donde la población está envejeciendo. Con todo el tema de la crisis leí un artículo (lo siento, no guardo el vinculo) en que escribían que esta crisis es un buen momento para plantearse el sistema de continuo crecimiento al que estamos acostumbrados. Da que pensar. En cualquier caso, por un motivo u otro (falta de recursos o algún desastre), si queremos evitar la extinción habrá que buscar más superficie habitable. En cualquier caso esto sería a muy largo plazo (a ser posible cientos de años o más), aunque siempre es mejor a destruirnos por alguna tontería de la raza humana (hay cientos de películas al respecto). De todas formas es solo mi opinión. Por supuesto, mucho antes de que esto ocurra, el conocimiento que se obtiene de estudiar otros planetas es muy interesante a nivel científico. Muy interesante tu pregunta. Un saludo,

[Publicado por: Roberto Guzman]

Upppppppppssssssss.....despiste con lo de Europa, es una luna de Jupiter ;-) Gracias Ángel! (le he dicho a Pere que lo corrija en el texto)

[Publicado por: Malena]

Hola.. el punto 3 es de lo más interesante... creo que es lo que más vale la pena hoy día, o tal vez lo novedoso. ¿en la tierra también existe materia y energía oscura? ¿Y como es eso de que se tienen los datos de su existencia (de la materia y energía oscura), pero no se ha confirmado la misma... ? Saludos.

[Publicado por: Ángel Gómez]

Interesante post el de Roberto. Sin embargo, creo necesario aclarar un pequeño error en el último punto, el de la búsqueda de vida extraterrestre: Europa no es un satélite de Saturno, sino de Júpiter. Acerca de esta fascinante tarea de buscar biologías alienígenas, este mismo periódico publicó un artículo sobre el tema en su Semanal del 13 de julio del año pasado, se puede leer online en http://www.elpais.com/articulo/portada/Hay/alguien/ahi/elpepusoceps/20080713elpepspor_7/Tes Gracias por vuestra labor de acercar la ciencia.

[Publicado por: El príncipe Telipe]

Pere, gracias por el nuevo fichaje: Roberto Gúzman. Estás haciendo un equipo galáctico a base de tirar del talonario. Supongo que estará (Roberto) en las mismas cifras que Cristiano Ronaldo, pues su conocimiento de la física es bastante más técnico que el de C. R. [8D] Bromas aparte, ahí va mi pregunta para Roberto: ¿Qué te parece el modelo matemático de Miguel Alcubierre, que permitiría viajar más rápido que la luz sin violar el principio físico, para viajar a otros planetas y, en última instancia, a otras galaxias? ¿Es ciencia-ficción o tiene apoyo teórico y tecnológico a medio plazo? Gracias de antemano. Saludos de El príncipe Telipe desde la Casa Peal.

[Publicado por: Ignacio García-Valiño]

¿Qué pinas tú, Roberto, de la declaración de Hawking de que la única esperanza de futuro de la humanidad es colonizar otros planetas? Tu frase "tarde o temprano hay que empezar a investigar si existen planetas habitables con el fin de encontrar propiedades similares a la tierra", puede entenderse en la línea del astrofísico, pero también admite otras interpretaciones, como mejorar nuestras condiciones de vida o nuestro conocimietno de la Tierra desde lo que nos aporta el estudio de otros planetas. Imagino que te referías a lo primero.