Jueves, 26 de abril de 2007
Usando una poderosa pistola vertical, cient?ficos de la NASA simulan el impacto de meteoroides contra la Luna.


El cient?fico Bill Cooke, de la NASA, est? disparando canicas y jugando al "c?rculo". El premio no ser?n las canicas de otro jugador, sino conocimiento que contribuir? a la seguridad de los astronautas cuando Estados Unidos regrese a la Luna, la pr?xima d?cada.

Cooke est? disparando "proyectiles" de un cuarto de pulgada (aproximadamente 0,64 cm) -hechos de vidrio refractario tipo Pyrex, para ser exactos- hacia el suelo, no hacia otras canicas. Y tiene que utilizar una nueva canica en cada vuelta porque cada tiro, a una velocidad de 26.000 km/h (16.000 mph) ?, lo que es igual, a 7 km/s, destruye dicha canica.

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Arriba: El fin de un "proyectil". Esta es una fotograf?a real de una canica de vidrio refractario tipo Pyrex cuando explota al impactar durante un experimento realizado en el Campo de Tiro para la Pistola Vertical del Centro de Investigaciones Ames (Ames Vertical Gun Range) de la NASA. Cr?dito de la fotograf?a: Peter Schultz, Universidad de Brown, y NASA.


"Estamos simulando impactos de meteoroides contra la superficie lunar", explica. Cooke y otros cient?ficos del Grupo de Investigaci?n de Ambientes Espaciales (Space Environments Group), en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA, han grabado eventos genuinos muchas veces. Sus telescopios detectan explosiones en la Luna de forma rutinaria, cuando se producen impactos de meteoroides contra la superficie de nuestro sat?lite.

Un destello t?pico proviene de "un meteoroide del tama?o de una pelota de softball que se estrella contra la Luna a una velocidad de 27 km/s y que explota con la energ?a de un trozo de dinamita de 70 kg".

Pero cuidado", dice Cooke, "estas mediciones est?n basadas en un destello de luz a 400.000 km de distancia. Nuestros c?lculos de velocidad, masa y energ?a son muy inciertos. Nos gustar?a confirmar estas cifras".

Y aqu? es donde entran en juego las canicas....

Cooke est? usando el Campo de Tiro para la Pistola Vertical del Centro de Investigaciones Ames (Ames Vertical Gun Range), de la NASA, ubicado en Mountain View, California, para disparar canicas contra suelo lunar simulado. Los disparos le permiten calibrar lo que ?l ve en la Luna. Su trabajo se lleva a cabo con fondos de la Oficina de Seguridad y Aseguramiento de Misiones (Office of Safety and Mission Assurance) de la NASA.

"Medimos el destello de tal manera que podamos averiguar qu? cantidad de la energ?a cin?tica del impacto se convierte en luz", explic?. "Una vez que conocemos esta eficiencia lum?nica, como nosotros la llamamos, podemos aplicarla en el contexto de los meteoroides reales cuando impactan contra la Luna". Contamos con c?maras de alta velocidad y un fot?metro (un dispositivo que mide la intensidad de la luz) para grabar los resultados.

El Campo de Tiro para la Pistola Vertical del Centro de Investigaciones Ames fue construido en la d?cada de 1960 con el prop?sito de apoyar el proyecto Apolo, la primera serie estadounidense de misiones a la Luna con tripulaci?n humana. La pistola vertical del Centro de Investigaciones Ames puede disparar materiales diversos y de diferentes formas, incluso c?mulos de part?culas, a velocidades que var?an entre 0,5 y 7 km/s. Generalmente, se provoca el vac?o de la c?mara donde se encuentra el blanco, la cual se puede rellenar de manera parcial para simular atm?sferas en otros mundos, o bien en cometas.

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Arriba: Un cr?ter de 30 cm de di?metro y polvo esparcido es todo lo que qued? luego de un tiro de prueba realizado con la Pistola Vertical del Centro de Investigaciones Ames. Cr?dito de la fotograf?a: NASA.

Otro dato igualmente importante: es posible inclinar el ca??n de la pistola para simular impactos a siete ?ngulos diferentes, desde una posici?n vertical hasta una posici?n horizontal, ya que los meteoros rara vez caen al suelo en forma recta. La canica se dispara con p?lvora negra y v?lvulas especiales capturan los gases de escape para que no dispersen el material del cr?ter de impacto.

Los experimentos de Cooke se est?n llevando a cabo en dos etapas. En una primera serie de 12 tiros, realizada en octubre de 2006, se dispararon bolas de vidrio tipo Pyrex sobre polvo de piedra p?mez (una clase de roca volc?nica), a una velocidad de hasta 7 km/s. Para la siguiente serie de experimentos se utilizar? un suced?neo de polvo lunar de tipo JSC-1a, una de las "falsificaciones aut?nticas" desarrolladas a partir de materiales terrestres para imitar las caracter?sticas del suelo lunar.

Conocer la velocidad y la masa del proyectil permitir? a Cooke medir la intensidad del destello y estimar la energ?a de los meteoroides, del tama?o de pelotas de softball, que chocan contra la Luna a velocidades de hasta 72 km/s, m?s de seis veces la velocidad que se logra con la pistola del Centro de Investigaciones Ames. Pero la eficiencia lum?nica es s?lo una parte del tema. Una gran cantidad de la energ?a del impacto se consume en pulverizar y derretir el proyectil ?lo que constituye la raz?n principal por la cual se utiliza vidrio en vez de metal? y en esparcir los residuos en todas direcciones.


Abajo: El Campo de Tiro para la Pistola Vertical del Centro de Investigaciones Ames. Cr?dito de la fotograf?a: NASA

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"El material expulsado del lugar del impacto puede viajar cientos de kil?metros", continu? Cooke. "Necesitamos saber m?s sobre este tema, si vamos a vivir en la superficie de la Luna por per?odos de varios meses". Debido a que, virtualmente, la Luna no tiene atm?sfera que frene las part?culas que vuelan, ?stas aterrizan con la misma velocidad con la que fueron expulsadas del sitio donde se produjo el impacto.

De manera que usted podr?a esquivar una bala, pero sin embargo podr?a ser alcanzado por una esquirla. Y la pregunta es: ?qu? es m?s probable: que las esquirlas esparcidas por el horizonte hieran su tobillo, o que una part?cula disparada con una trayectoria bal?stica muy alta caiga sobre su cabeza?

Para evaluar ese peligro, Cooke medir? la velocidad y la direcci?n de las part?culas secundarias por medio de la t?cnica de "hoja l?ser" (sheet-laser technique, en idioma ingl?s). En esta t?cnica, una serie de lentes y espejos dispersan un rayo l?ser hasta convertirlo en hojas de luz delgadas como un papel, de modo que las part?culas que salen volando son iluminadas brevemente varias veces. Las trazas de luz resultantes indican el tama?o, la direcci?n y la velocidad de las part?culas residuales que abandonan el sitio donde se produjo el impacto.

Esta t?cnica requiere un exhaustivo an?lisis de las im?genes, pero es m?s clara y m?s precisa que la antigua t?cnica, en la que se colgaban hojas de aluminio en la c?mara de impactos y se contaban los agujeros que se formaban en ellas.

Las respuestas ayudar?n a determinar el tipo de protecci?n para los seres humanos con la que deber?n contar los veh?culos de exploraci?n all? donde todos los d?as se juega a las canicas.




::: FUENTE: "[email protected]" :::
www.ciencia.nasa.gov

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