Jueves, 16 de agosto de 2007
?C?mo dise?ar un cohete lunar de gran capacidad? Comience por pensar c?mo utilizarlo para transportar un gran telescopio espacial

El pr?ximo cohete de la NASA que viaje a la Luna es todav?a un bosquejo, pero los cient?ficos ya est?n imaginando cosas grandes y novedosas para hacer con ?l.

"El cohete Ares V podr? lanzar misiones que, debido a su volumen o masa, o a ambas cosas, no se pueden manejar de otra manera", afirma Philip Stahl, un ingeniero ?ptico internacionalmente reconocido del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA. Tal vez, dice, deber?amos usarlo "para lanzar grandes telescopios espaciales".

?Qu? tan grandes? Tenga en cuenta lo siguiente: Ares V podr? colocar casi 130.000 kg (284.000 libras; 8% m?s que el cohete Saturno V de la d?cada de 1960) en una ?rbita baja alrededor de la Tierra. Dise?ado para transportar carga hacia la Luna, el cohete ser?a lo suficientemente grande como para transportar espejos primarios de m?s de 8 metros de ancho. A modo de comparaci?n, el espejo del Telescopio Espacial Hubble mide 2,4 metros.

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Arriba: Un telescopio espacial que midiera de 6 a 8 metros har?a parecer enano al Telescopio Espacial Hubble. Misiones clave incluir?an la b?squeda y exploraci?n de planetas parecidos a la Tierra en el espacio profundo. (NASA)


"?C?mo trabaja un t?pico astrof?sico?", pregunta Stahl. "Construye un telescopio gigante sobre la cima de una monta?a y lo utiliza durante d?cadas, y luego de una determinada cantidad de meses o a?os cambia los instrumentos o los moderniza para mantenerlo en funcionamiento". El Telescopio Espacial Hubble funciona de esta manera, con un transbordador espacial que realiza el servicio, y donde la ?rbita terrestre desempe?a el papel de la cima de la monta?a.

Pero Stahl quiere ir m?s all? de la ?rbita de la Tierra, mucho m?s all?, hasta el punto de Lagrange L2, entre el Sol y la Tierra.

Un punto de Lagrange es, b?sicamente, un punto de aparcamiento en el espacio. Si se coloca una nave en un punto de Lagrange entre el Sol y la Tierra, ?sta se mantendr? en una posici?n fija respecto de los dos astros. El matem?tico Joseph-Louis Lagrange (siglo XVIII) demostr? que existen cinco puntos de este tipo, los cuales est?n ilustrados en el diagrama que figura abajo.

El punto L1, se localiza a 1,5 millones de kil?metros de la Tierra, en direcci?n hacia el Sol, y es un buen lugar para los observatorios solares. Por ejemplo, el Observatorio Solar y Heliosf?rico (SOHO, por su sigla en ingl?s) ahora se encuentra all? disfrutando de una vista inmejorable del Sol, las 24 horas de los 7 d?as de la semana.

El punto L2 se encuentra en la direcci?n opuesta, a 1,5 millones de kil?metros del lado no iluminado de la Tierra. Una ventaja clave del punto L2 es que el Sol, la Tierra y la Luna est?n concentrados en una peque?a parte del cielo, proporcion?ndole a cualquier telescopio ubicado all? un campo de visi?n del espacio profundo amplio y sin obstrucciones. La Sonda de Anisotrop?a de Microondas Wilkinson (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe - WMAP, en idioma ingl?s) se encuentra en L2 y es posible que otras sondas se unan a ella.

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Arriba: Los puntos de Lagrangre entre el Sol y la Tierra. Haga clic en la imagen para ver los cinco puntos de Lagrange, L1?L5.

"El punto L2 es un lugar del espacio en el cual quisi?ramos colocar muchos telescopios", contin?a Stahl. As? que, "?por qu? no tomarlo como la cima de la monta?a?", donde el sat?lite de transporte del telescopio provea todos los servicios que deben tener las instalaciones reales en la cima de una monta?a.

En consecuencia, Stahl, Marc Postman, del Instituto Cient?fico del Telescopio Espacial (Space Telescope Science Institute o STScI, en idioma ingl?s), y otros investigadores que pertenecen a la comunidad cient?fica espacial est?n pensando a lo grande.

Las misiones en la lista de espera del Ares V van desde un radio telescopio con platos de 150 metros de di?metro (492 pies), destinado a detectar los susurros del espacio profundo, hasta un recipiente con 5 metros c?bicos de agua super pura recubierta por detectores de luz para analizar los rayos c?smicos por medio de los destellos de luz que se producen cuando impactan contra el agua. Un telescopio ?ptico con un espejo primario de 8 metros (26 pies) de di?metro podr?a buscar en poblaciones de estrellas de la V?a L?ctea y en galaxias cercanas el "registro f?sil" de su evoluci?n. Tambi?n podr?a ir en la b?squeda de "espectros con brillo terrestre", tenues se?ales de vida en la luz reflejada por exoplanetas.


La resoluci?n de las im?genes de dicho telescopio ser?a m?s de tres veces mayor que la del Hubble. Lo que es m?s importante, el espejo realizar?a detecciones de elementos 11 veces m?s tenues que los que detecta el Hubble, puesto que el ?rea del espejo ser?a 11 veces mayor.

Abajo: Diagrama de un corte transversal de un gran telescopio espacial monol?tico en donde se muestra que la mayor parte de ?l est? vac?a, lo cual deja a los dise?adores un amplio margen para equipar los m?dulos de sistemas y de instrumentos. (NASA)


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Hasta ahora, dicho espejo era demasiado grande como para tomarlo en cuenta. El Telescopio Espacial James Webb de nueva generaci?n ?cuya colocaci?n tambi?n est? planeada para el punto L2? fue considerado el pionero de los grandes telescopios espaciales del futuro. Su espejo primario de 6,5 metros de di?metro estar? compuesto por segmentos plegados cuidadosamente que se alinear?n con gran precisi?n una vez que se encuentren en la estaci?n. Pero los planificadores de la NASA han previsto que el Ares V tenga una capacidad de carga para espejos de hasta 12 metros (39,4 pies). Eso permite a Stahl considerar la posibilidad de disponer de un espejo est?ndar, similar a los espejos primarios de una sola pieza y de 8 metros (26,2 pies) de di?metro que poseen los telescopios Gemini, en la Tierra.

Por un lado, el Ares V incrementar?a su tama?o y, por el otro, disminuir?a el riesgo. "Las restricciones en los veh?culos de lanzamiento de la actualidad toman en cuenta los riesgos en el desempe?o t?cnico, los costos y lo que est? programado para sacar el mayor provecho posible", explica Stahl. Con el tama?o y la masa que el Ares V permitir? transportar se eliminan todas esas restricciones para pr?cticamente cualquier carga.

Stahl tambi?n considera que las tareas de mantenimiento constituyen un elemento clave.

"?Por qu? hacer dise?os para plazos de 10 o 15 a?os?", pregunta Stahl. "Dise?emos de manera tal que podamos cambiar los instrumentos peri?dicamente y que ?stos contin?en trabajando durante 50 a?os". La secci?n de transporte ?controles e instrumentos? ser? lo suficientemente peque?a como para que las piezas de recambio puedan ser enviadas por medio de veh?culos de lanzamiento de menor tama?o, equipados para reemplazar todos los componentes necesarios y comenzar con una nueva campa?a cient?fica de observaci?n.

En palabras de Postman, esto "convertir?a al punto L2 en la cima astron?mica".





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Publicado por zameex @ 8:00 AM  | [email protected]
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