11 de junio de 2016

El descenso de la sonda Huygens sobre la luna Titán de Saturno






Publicado el 1 mar. 2016 
En los mundos inexplorados, el sonido de la ciencia es una armoniosa melodía de campanas, clics y zumbidos mecánicos. 
Al menos esa es la forma en que un científico interpreta el 2005 el descenso de enero y el aterrizaje de la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea en Titán. 
A medida que la sonda de 700 libras en paracaídas a la superficie, dos instrumentos de imágenes proporcionadas por la NASA a bordo capturados vistas ambiente lleno de nubes de la luna y el terreno polvoriento. 
En total, se recogieron cerca de 3.500 imágenes y transmitidos a la Tierra a través de la Cassini, una nave espacial que transportaba la sonda a Titán y se mantuvo dentro de contacto por radio durante la misión de tres y media horas. En la Tierra, un video de lapso de tiempo se ensambla a partir de las imágenes. 
Como beneficio adicional, un miembro del equipo del instrumento sonidos añadió al video que representan movimiento, la fuerza de transmisión de la sonda y sus instrumentos duales de formación de imágenes en el trabajo. ¿El resultado? Vea el vídeo para ver por sí mismo. Descarga: https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11323

Huygens lo vimos en Titán - Nueva Procesamiento de Imágenes | Vídeo 
Publicado el 14 ene. 2015 Para los 10 años de la sonda de aterrizaje, una nueva secuencia se ha rendido a partir de datos de descenso de Huygens Imager / Radiómetro Espectral (DISR). 
La nave aterrizó en la luna más grande de Saturno, el 14 ene 2005 - Landing Animación: http://goo.gl/6t6XuA


Sonda Huygens
Réplica de la sonda Huygens expuesta en el Salón Europeo de la Investigación, junio de 2005.



La sonda Huygens, fabricada por la Agencia Espacial Europea (ESA) y llamada así por el astrónomo holandés del siglo XVII Christiaan Huygens, (descubridor de la luna Titán del planeta Saturno), es una sonda de entrada a la atmósfera de Titán transportada como parte de la misión Cassini/Huygens. La nave espacial Cassini-Huygens fue lanzada desde la Tierra el 15 de octubre de 1997
Huygens se separó del orbitador Cassini el 25 de diciembre de 2004, y aterrizó en Titán el 14 de enero de 2005 cerca de la región de Xanadu.

Descripción
Imagen de la superficie de Titán captada por la sonda al aterrizar.




La sonda Huygens fue concebida para explorar las nubes, la atmósfera y la superficie de Titán, la mayor luna de Saturno penetrando en la atmósfera de Titán y llevando un laboratorio robotizado a la superficie. Cuando se planeó la misión, se desconocía el tipo de superficie que Titán podía tener. En los meses previos al aterrizaje de la sonda se confiaba en que el análisis de los datos de Cassini ayudaría a responder esta cuestión. La mayor de las incertidumbres iniciales era saber si la sonda se posaría sobre terreno sólido o sobre la superficie de un lago o mar de hidrocarburos.

Basándose en las imágenes tomadas por Cassini, a unos 1200 km de distancia de Titán, el sitio de aterrizaje aparentaba ser una costa. Asumiendo que el sitio de aterrizaje no sería sólido, la sonda Huygens fue diseñada para sobrevivir varios minutos al impacto con la superficie líquida y enviar información acerca de las condiciones encontradas. Se esperaba que fuese la primera vez que una sonda humana amerizase en un océano no terrestre. La sonda disponía tan sólo de unas tres horas de energía en sus baterías de las cuales una mayoría se gastaría durante el descenso. Los ingenieros esperaban obtener como máximo 30 minutos de datos desde la superficie.

La sonda Huygens consiste en la sonda en sí misma, que descendió sobre Titán, y el 'Equipo de Soporte de la Sonda' (PSE), que permanece anclado a la sonda orbital (Cassini). El PSE incluye la electrónica necesaria para seguir a la sonda, recuperar los datos adquiridos durante el descenso, y procesar y enviar los datos al orbitador, desde donde fueron transmitidos a tierra.

La sonda permaneció dormida durante el viaje interplanetario de 6,7 años, excepto por chequeos bianuales cuyos resultados se transmitían hasta la Tierra para su análisis por los expertos de sistemas y carga útil de la ESA.

Antes de la separación de la sonda del orbitador, el 25 de diciembre de 2004 se ejecutó un chequeo final de 'salud'. Un temporizador fue cargado con el período necesario para encender los sistemas de la sonda (15 minutos antes de su encuentro con la atmósfera de Titán) y entonces la sonda se desacopló del orbitador y navegó por el espacio hasta Titán durante 22 días, con los sistemas apagados excepto el temporizador para 'despertar'.

Imagen de la superficie de Titán tomada por la sonda a una altura de 16 km





La fase principal de la misión consistió en descenso en paracaídas a través de la atmósfera de Titán. Las baterías y todos los recursos fueron dimensionados para una duración estimada de 153 minutos, correspondientes a un tiempo de descenso máximo de 2,5 horas más 3 minutos adicionales (posiblemente media hora o más) en la superficie de Titán. En enlace radio con la sonda fue activado al principio de la fase de descenso, y el orbitador escuchó a la sonda durante las siguientes 3 horas. Poco después del fin de esta ventana de comunicación de 3 horas, la Antena de Alta Ganancia(HGA) de Cassini fue reorientada de Titán hacia la Tierra.

Grandes telescopios de la Tierra estaban también escuchando la transmisión de 10 vatios de Huygens usando una técnica de 'interferometría de muy amplia base' y modo de apertura sintético. A las 11:25 CET del 14 de enero, eltelescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) en Virginia detectaba la señal portadora de la sonda. El GBT continuó detectando la señal incluso después de que Cassini dejase de escuchar. Además del GBT, otros ocho de los diez telescopios VLBA también estaban escuchando la señal de la Huygens.

La fuerza de la señal de Huygens recibida en la Tierra fue comparable a aquella de la sonda Galileo tal como fue recibida por la red Very Large Array.

Se espera que el análisis de desplazamiento Doppler de la señal según descendía en la atmósfera de Titán permitirá calcular la intensidad del viento y su dirección con cierta precisión. A través de la interferometría, se espera también que se pueda determinar la posición del punto de aterrizaje con un error de 1 km a una distancia de la Tierra de 1200 millones de kilómetros. Esto es una resolución angular de aproximadamente 170 segundos de arco. Una técnica similar fue usada para determinar el lugar de aterrizaje de los Mars Exploration Rovers.

Investigación

Resultados preliminares en un principio apuntaban a que el lugar de aterrizaje de la sonda Huygens, situado en una región conocida como Adiri -visible desde la sonda Cassini como una zona oscura- y que se ha decido bautizar como Hubert Curien Memorial Station en memoria de un presidente de la Agencia Espacial Europea , era un océano líquido. Sin embargo, hoy se sabe que la sonda aterrizó en esa zona oscura y que en realidad es sólida, no existiendo tal océano.

Los instrumentos revelaron "una nube densa o una niebla gruesa aproximadamente a 18-20 kilómetros de la superficie", que es probablemente el fondo del metano que está sobre la superficie. Las fotografías han revelado un terreno esponjoso.

Huygens también ha captado sonidos durante más de dos horas y media en el satélite.

Conclusiones de los descubrimientos de Huygens tras aterrizar en Titán:
  • Titán contiene océanos, lagos y ríos de metano líquido y éstos son alimentados por lluvias, también de metano líquido y fragmentos orgánicos.Estas lluvias y evaporaciones de metano cubren el cuerpo celeste de una tenue niebla. Estas superficies de metano incluyen entre ellas islas y zonas de profundidad. El metano erosiona en paisaje como en la Tierra y luego se filtra.
  • La superficie sólida de Titán es naranja, esponjosa, muy fría y con algunas rocas dispersas sobre ella. Se ha dicho que debe imaginarse como un desierto parecido al de Arizona. La superficie misma parece consistir en un material arcilloso; los científicos la compararon con yogur.
  • Pudo haber algo parecido a actividad volcánica en el pasado, sólo que en lugar de lava las erupciones habrían sido de hielo y amoníaco.
  • En el cuerpo celeste se pueden detectar vientos que van en la dirección en la que el satélite rota, siendo en la superficie entre los 60 y 100 km/h de velocidad.
  • El satélite se encuentra a una temperatura de -180 Cº.
  • En Titán hay actividad geológica interna.
  • En el satélite se pueden encontrar pedruscos de hielo.
Instrumentación
La sonda Huygens tiene seis complejos instrumentos a bordo que tomaron un amplio rango de datos científicos después de que la sonda descendió en la atmósfera de Titán. Los seis instrumentos son:
Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI)
Este instrumento contiene un conjunto de sensores que medirán las propiedades eléctricas y físicas de la atmósfera de Titan. Unos acelerómetros medirán las fuerzas experimentadas en los tres ejes durante el descenso a través de la atmósfera. 
Dado que se conocen las propiedades aerodinámicas de la sonda, será posible determinar la densidad de la atmósfera de Titán y detectar corrientes de aire. Si se aterriza en una superficie líquida, también se podrían medir el movimiento de la sonda debido a las olas. Sensores de presión y temperatura medirán las propiedades térmicas de la atmósfera. 
El componente de Permitividad y el Componente de Análisis de Onda medirán la conductividad de la atmósfera y buscarán actividad de ondas electromagnéticas. En la superficie de Titán, también se medirán la conductividad y la permitividad. El subsitema HASI también contiene un micrófono que grabará sonidos durante el descenso y aterrizaje. Si la misión Huygens tiene éxito, será la segunda vez en la historia (una nave Venera 13 fue la primera) que se graben sonidos de otro planeta.

Doppler Wind Experiment (DWE)
Este experimento usa un ultra estable oscilador para mejorar la comunicación con la sonda dando una frecuencia muy estable a la portadora. El desplazamiento de la sonda debido a los vientos en la atmósfera de Titan producirá un desplazamiento dopler medible de la señal portadora. 
Desafortunadamente, los investigadores no recibieron los datos de este instrumento por causa de un error de programación que resultó en la pérdida de uno de los canales de datos. Este fallo también resultó en la pérdida de la mitad de las imágenes del descenso. 
Sin embargo, el análisis de las señales de 10 vatios recibidas en la tierra por una red mundial deradiotelescopios debe permitirnos deducir la mayor parte de la información que hubiera proveído el DWE. Las medidas comenzaron a 150 kilómetros sobre la superficie de Titán, donde fue volado Huygens hacia el este a más de 400 kilómetros por hora, de acuerdo con las primeras mediciones de los vientos en altitud de 200 kilómetros, realizados en los últimos años con los telescopios. 
Entre 60 y 80 kilómetros, la Huygens fue azotada por la rápida fluctuación de los vientos, que se cree que son cizalladuras verticales del viento. A nivel del suelo, la de la Tierra bassada en el efecto Doppler y mediciones basadas en el VLBI muestran vientos suaves de unos pocos metros por segundo, casi en línea con las expectativas.

Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR)
Este instrumento realizará observaciones espectrales usando diversos sensores. Midiendo el flujo de radiación hacia arriba y abajo, se medirá el balance de radiación (o el imbalance) de la gruesa atmósfera de Titán. Sensores solares medirán la intensidad de luz alrededor del Sol debido a la dispersión por aerosoles en la atmósfera. 
Esto permitirá el cálculo del tamaño y la densidad de las partículas en suspensión. Dos cámaras (una visible, otra infrarroja), observarán la superficie durante las últimas fases del descenso, y dado que la sonda girará lentamente, construirán un mosaico de fotografías alrededor del sitio de aterrizaje. También se tomarán imágenes laterales para obtener una vista horizontal del horizonte y el lado inferior de la capa de nubes. 
Para las medidas espectrales de la superficie, una lámpara que se encenderá brevemente antes del aterrizaje aumentará la débil luz solar.

Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GC/MS)
Este instrumento es un versátil analizador químico de gases diseñado para identificar y medir compuestos químicos en la atmósfera de Titán. Está equipado con muestreadores que se llenarán a una gran altitud para su análisis. 
El espectrómetro de masas construirá un modelo de las masas moleculares de cada gas, y una más potente separación de especies moleculares se logrará con el cromatrografo de gases. Durante el descenso, el GCMS analizará también productos de pirólisis (es decir, muestras alteradas por calentamiento) recolectadas por el Aerosol Collector Pyrolyser. 
Finalmente, el GCMS medirá la composición de la superficie de Titán si se da un aterrizaje seguro. Esta investigación es posible al calentar el GCMS justo antes del impacto para vaporizar el material de la superficie después del impacto. El GC / MS fue desarrollado por el Goddard Space Flight Center y la Universidad de Física Espacial de Michigan del Laboratorio de Investigación.

Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP)
Este experimento hará pasar partículas de aerosoles de la atmósfera a través de filtros, que después se calientan en hornos (el proceso de pirólisis para vaporizar los componentes volátiles y descomponer los materiales orgánicos complejos. 
Los productos se envián luego a través de una tubería al GCMS para su análisis. Existen dos filtros para recoger muestras a distintas altitudes. El ACP fue desarrollado por un (francés) equipo de la ESA en el Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA).

Surface-Science Package (SSP)

El SSP contiene diversos sensores diseñados para determinar las propiedades físicas de la superficie de Titán en el punto de impacto, sea la superficie líquida o sólida. Un sonar acústico, activado durante los últimos 100 m del descenso, medirá continuamente la distancia a la superficie, midiendo la velocidad de descenso y la rugosidad de la superficie (por ejemplo, debido a olas). 
Si la superficie es líquida, el sonar medirá la velocidad del sonido en el "océano" y posiblemente la estructura por debajo de la superficie (profundidad). Durante el descenso, las medidas de la velocidad del sonido darán información de la composición y temperatura de la atmósfera y un acelerómetro medirá con precisión el pérfil de la deceleración durante el impacto, indicando la dureza y estructura de la superficie. Otro sensor medirá cualquier movimiento pendular durante el descenso e indicara la orientación de la sonda después del aterrizaje y mostrará cualquier movimiento debido a olas. 
Si la superficie es realmente líquida, otros sensores medirán su densidad, temperatura y reflexión a la luz, conductividad térmica, capacidad calorífica y permitividad eléctrica. Un instrumento de penetrómetro, que sobresalía 55 mm más allá de la parte inferior del módulo de descenso de la sonda Huygens, se utilizó el penetrómetro para crear un trazado cuando Huygens aterrizase en la superficie midiendo la fuerza ejercida sobre el instrumento por la superficie, como el instrumento se rompió con la superficie y fue empujado hacia abajo en el planeta por la fuerza de la sonda de aterrizaje propia. 
La huella muestra esta fuerza como una función del tiempo durante un período de alrededor de 400 ms. La traza tiene un pico inicial que sugiere que el instrumento golpeó a uno de los guijarros de hielo en la superficie fotografiada por la cámara DISR.

La SSP Huygens fue desarrollada por el Departamento de Ciencias Espaciales de la Universidad de Kent y el Rutherford Appleton Laboratory del Departamento de Ciencias del Espacio, bajo la dirección del Profesor John Zarnecki. La investigación SSP y la responsabilidad transferida a la Universidad Abierta cuando John Zarnecki transfirió en 2000.

Diseño de la nave

Huygens fue construida bajo el contratista principal de Aérospatiale en su Centro Espacial de Cannes Mandelieu, Francia, ahora parte de Thales Alenia Space. El sistema de escudo de calor se construyó bajo la responsabilidad de Aérospatiale, cerca de Burdeos, ahora parte de EADS SPACE Transportation.

Paracaídas

Martin-Baker Space Systems es el responsable del paracaídas de la Huygens y los componentes estructurales, mecanismos y pirotécnicos que controlan el descenso de la sonda en Titán. IRVIN-GQ es el responsable de la definición de la estructura de los paracaídas de la Huygens.

Diseño del aterrizador


Huygens se compone de dos partes: la sonda y el equipo de apoyo de la sonda (PSE). La sonda se compone de dos elementos, así: la aerocubierta, que protege a los instrumentos durante la entrada de alta velocidad en la atmósfera de Titán, y el módulo de descenso, que contiene la instrumentación científica. El módulo de descenso está encerrado en la aerocubierta. Estos elementos están unidos entre sí en tres puntos.

La aerocubierta se compone de dos partes: un escudo frontal y una cubierta trasera. El escudo frontal es de 79 kg, 2,75 m de diámetro, 60 grado medio-coni ángulo superficie esférica. Azulejos de "AQ60" material ablativo (un fieltro de resina fenólica reforzado por fibras de sílice) proporciona protección contra el calor de la entrada en la atmósfera de Titán. La estructura de apoyo es una fibra de carbono reforzada en forma de panal de abeja, también diseñada para proteger el módulo de descenso del calor generado durante la entrada. Los azulejos fueron unidos a la estructura de soporte mediante un adhesivo. 
Una suspensión de las esferas de sílice en el hueco de un elastómero de silicona (Prosial) fue rociado directamente sobre la estructura de aluminio de la superficie posterior del escudo para aislar aún más la superficie. La cubierta trasera, que experimenta calentamiento por lo menos durante la reentrada en la atmósfera, lleva varias capas de aislante para proteger la sonda durante la fase de crucero a Saturno y durante la fase de la costa. Un agujero en la cubierta para permitir la despresurización durante el lanzamiento y permite represurización durante la entrada. Se trata de un 11,4 kg con carcasa de aluminio endurecido protegido por una capa de 5 kg de Prosial.

El módulo de descenso se compone de una cúpula hacia adelante y un después de cono que rodean a la plataforma de experimentación. Una completa plataforma superior del recinto. La cúpula hacia adelante y la plataforma superior contienen una variedad de puertos para permitir el acceso a los sensores de experimentar la atmósfera y para proporcionar un medio para el despliegue de los paracaídas.

El PSE, aunque es una parte del sistema de la Huygens, permanece unida a la nave Cassini. Su propósito es apoyar la investigación y proveer de energía a la sonda antes de la separación y para proporcionar comunicaciones entre la sonda y el orbitador, tanto antes como después de la separación. Asimismo, establece el giro dado a la sonda durante el proceso de separación.

Potencia de la sonda Huygens después de la separación cuenta con cinco baterías LiSO2 capaz de almacenar 1600 Wh de energía y puede proveer cerca de 250 W de potencia de la prevista de tres horas de operación de la sonda. Para el control térmico, la sonda de usos múltiples capas de aislamiento y de alrededor de 35 W de calentadores de radioisótopos. Una unidad de acondicionamiento de potencia de distribución (PCDU) se encarga de la distribución y conversión de energía orbital y la energía de la batería sonda para todos los experimentos y los subsistemas de la sonda. También proporciona armamento y funciones de disparo de las líneas de Pyro. Antes de la separación, toda la energía de la sonda es proporcionada por el orbitador Cassini.

Sonda de eventos son controlados a través de software y hard-wired secuencias, incluyendo un triple-vigilia hasta redundante temporizador y un G-switch para detectar la desaceleración de la sonda por la atmósfera de Titán. Redundantes altímetros radar de medida de altitud de 20 km hacia abajo, cada transmisión de 60 mW de potencia a 15,4 o 15, GHz a través de una antena de 125 x 162 mm ranura plana.

Un fallo crítico en el diseño

Largo tiempo después del lanzamiento, unos tenaces ingenieros descubrieron que el equipo de comunicación de la Cassini tenía un fallo crítico de diseño, que hubiese causado la pérdida de todos los datos transmitidos por la sonda Huygens.

Dado que Huygens es demasiado pequeña para transmitir directamente a la tierra, está diseñada para transmitir por radio a la Cassini la telemetría obtenida durante el descenso, que a su vez la retransmite a la Tierra usando su antena principal de 4 metros de diámetro. Algunos ingenieros, entre los que se puede mencionar a los empleados de la ESA en Darmstadt Claudio Sollazzo y Boris Smeds se sentían intranquilos sobre el hecho de que, en su opinión, esta característica no había sido probada antes del lanzamiento en condiciones realistas. Smeds logró, con ciertas dificultades, convencer a sus superiores para ejecutar tests adicionales mientras la Cassini estaba en vuelo. A principios del 2000, envió datos simulados de telemetría a varios grados de potencia y desplazamiento Doppler desde la Tierra a la Cassini. Sucedió que la Cassini fue incapaz de retransmitir los datos correctamente.

La razón: cuando Huygens desciende a Titán, acelera relativamente a la Cassini, causando que su señal se desplace debido al efecto Doppler. De esta manera, el hardware de Cassini fue diseñado para recibir en un rango de frecuencias desplazado. Sin embargo, el firmware no fue diseñado teniendo en cuenta que el efecto Doppler no sólo cambia la frecuencia portadora, sino también el tiempo de los bits, codificados a 8192 bits por segundo, y esto no era tenido en cuenta por la programación del módulo.

Reprogramar el firmware era imposible y como solución la trayectoria tuvo que ser cambiada. Huygens se separó un mes después (diciembre de 2004 en vez de noviembre) y se aproximó a Titán en un rumbo tal que sus transmisiones viajan perpendicularmente a su dirección de movimiento respecto a la Cassini', reduciendo ampliamente el desplazamiento Doppler.

El cambio de trayectoria anuló el fallo de diseño y la transmisión se realizó con éxito.

Fuentes: Nasa, Wikipedia

Una joven estrella bajo un velo dorado

A golden veil cloaks a newborn star

La protoestrella de la imagen se encuentra en plena efervescencia, intentando abrirse paso al Universo que la rodea como un polluelo a punto de romper el cascarón.

Un velo dorado de luz rodea a este joven objeto estelar conocido únicamente como IRAS 14568-6304. Está expulsando gas a velocidades supersónicas, lo que, con el tiempo, acabará perforando la nube circundante y permitirá que se vea fácilmente desde el Universo exterior.

Las estrellas nacen en el interior de densas nubes de polvo y gas. Esta nube en concreto se conoce como Complejo de nubes moleculares Circinus. Se encuentra a 2.280 años luz de distancia y tiene unos 180 años luz de diámetro. Si nuestros ojos fueran capaces de captar el leve brillo infrarrojo del gas de la nube, ocuparía en el firmamento más de 70 veces el tamaño de la luna llena. Además, contiene gas suficiente para dar lugar a 250.000 estrellas como nuestro Sol.

IRAS 14568-6304 fue descubierta por el Satélite Astronómico de Infrarrojos, o IRAS, lanzado en 1983 dentro de un proyecto conjunto de Estados Unidos, Reino Unido y Países Bajos para realizar el primer estudio por infrarrojos de la totalidad del cielo desde el espacio.

Esta imagen fue tomada por el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. Se trata de una combinación de tan solo dos longitudes de onda: la luz visible (azul) y la infrarroja (anaranjada). La franja oscura que atraviesa la imagen es la nube molecular Circinus, tan densa que oscurece las nubes que se encuentran por debajo.

A longitudes de ondas de infrarrojos más largas, esta oscuridad se encuentra llena de estrellas en forma de puntos profundamente incrustados y que algún día “brotarán” como ahora está haciendo IRAS 14568-6304.

De hecho, IRAS 14568-6304 no es más que una de las protoestrellas que proyectan gas en un cúmulo de jóvenes objetos estelares situados en esta parte de Circinus. Unidas, forman uno de los caudales más brillantes, masivos y con más energía que nunca hayan observado los astrónomos. Con los años, constituirán una hermosa y brillante nube estelar.

Fuentes: ESA

CÓMO SE PRODUCEN LAS FASES LUNARES



La Luna es un cuerpo opaco, que brilla al reflejar la luz del Sol. A medida que se mueve en su órbita alrededor de la Tierra, la Luna presenta siempre la misma cara hacia nuestro planeta, por lo que desde la Tierra, sólo puede apreciarse la parte de su hemisferio iluminado que mira hacia nuestro planeta.

Las fases lunares se producen como consecuencia del cambio de las posiciones relativas de la Tierra, la Luna y el Sol. El porcentaje de la superficie lunar iluminada por el Sol que podemos ver desde la Tierra va cambiando a lo largo de un ciclo que se repite periódicamente cada 29 días, 12 horas, 43 minutos y 12 segundos. Conocido como mes sinódico, se trata del período que transcurre entre dos mismas fases consecutivas de la Luna.



Cuando la Luna está en conjunción (es decir, ubicada a lo largo de una línea recta con el Sol y la Tierra en cada uno de sus extremos), se encuentra en la fase conocida como Luna nueva, la posición 1 en el gráfico de arriba, en la que su lado oscuro mira directamente hacia la Tierra. Su proximidad al Sol en el firmamento terrestre durante esta fase impide su observación directa.

En los días anteriores y posteriores a una Luna nueva, además de la fase menguante o creciente, es posible observar también con un brillo tenue la porción no iluminada del disco lunar. Esto se debe a la luz del Sol que nuestro planeta refleja sobre el hemisferio lunar oscuro; este fenómeno se denomina “luz cenicienta”.

En esta imagen obtenida desde la Estación Espacial Internacional el 31 de julio de 2011, la Luna en fase menguante muestra su hemisferio oscuro brillando tenuemente gracias a la luz cenicienta reflejada por nuestro planeta. Créditos: NASA.






Durante los días que siguen a la Luna nueva, se suceden fases crecientes (posición 2 en el gráfico de arriba) en las que el porcentaje iluminado de la cara visible de la Luna aumenta progresivamente, hasta llegar a la fase conocida como cuarto creciente (posición 3), en la cual puede verse el 50% del hemisferio lunar iluminado.

Las fases crecientes continúan aumentando (posición 4) hasta que una semana más tarde la Tierra se encuentra ubicada a lo largo de una línea recta con la Luna y el Sol en cada uno de sus extremos. Esto hace que desde nuestro planeta pueda verse la totalidad del hemisferio lunar iluminado. Esta fase se denomina Luna llena (posición 5).

Durante los días que siguen a la Luna llena, se suceden fases menguantes (posición 6) en las que el porcentaje iluminado de la cara visible de la Luna disminuye progresivamente, hasta llegar a la fase conocida como cuarto menguante (posición 7), en la cual nuevamente puede verse el 50% del hemisferio lunar iluminado.

Las fases menguantes continúan avanzando (posición 8) hasta que una semana más tarde la Luna se encuentra otra vez entre la Tierra y el Sol, de nuevo en la fase de Luna nueva (posición 1).

2 de junio de 2016

LA HISTORIA DEL TELESCOPIO



La invención del telescopio marcó un antes y un después en la evolución de la astronomía y la ciencia en general. Se cree que el primer telescopio fue creado por el fabricante de lentes Hans Lippershey en Holanda, durante los primeros años del siglo XVII. Según una de las historias asociadas al descubrimiento, los hijos de Lippershey jugaban con un par de lentes en su taller cuando notaron que, con cierta combinación de ellas, el tamaño de los objetos lejanos se ampliaba. Lippershey observó ese fenómeno y ofreció el invento en secreto a la corona de su país, dado su indiscutible valor estratégico.

En las demostraciones que siguieron se hallaba un amigo de Galileo Galilei, que a su regreso a Italia le comunicó con gran entusiasmo lo que había visto en ellas. Esto sucedió en noviembre de 1609, y Galileo, sin perder un momento y habiendo imaginado cómo se podría lograr el mismo efecto, comenzó a experimentar con las lentes de un amigo suyo, fabricante de anteojos. Así logró, en pocos días, reproducir el fenómeno de la amplificación de objetos lejanos, pensando de inmediato en su aplicación al estudio del firmamento.



Para montar las lentes de su primer instrumento, Galileo empleó un viejo tubo de órgano, y en la noche del 6 de enero de 1610 estrenó su telescopio al apuntarlo a la Luna, las estrellas y el planeta Júpiter, que podía verse al anochecer. Además de ser el primer hombre en ver los cráteres de la Luna, y cientos de estrellas de escasa magnitud jamás vistas antes, su descubrimiento más importante fue el de los satélites de Júpiter, cuya observación durante varios días ratificó la teoría heliocéntrica de Copérnico y le hizo escribir su famoso tratado “Sidereus Nuncius” que de inmediato circuló por toda Europa. Nacía así la astronomía moderna.

Galileo construyó varias docenas de telescopios similares, fabricados con una lente objetivo convexa, de unos tres centímetros de diámetro, y otra lente cóncava y más pequeña, llamada ocular por ser la más cercana al ojo del observador. Este tipo de telescopio, compuesto por lentes, es denominado un refractor.

Posteriormente, el alemán Johannes Kepler mejoró el instrumento de Galileo utilizando como ocular una lente convexa, lo que aumentaba considerablemente el campo del telescopio, aunque invertía la imagen aumentada. Debe aclararse que la mejora introducida por Kepler era relativa, ya que aunque proporcionaba un campo mayor, provocaba en la imagen resultante una mayor aberración esférica respecto al diseño de Galileo, que en cierta forma compensaba ese efecto.

El holandés Christiaan Huygens, a mediados del siglo XVII, trató de combatir la aberración esférica alargando la distancia focal de sus objetivos, con lo que lograba además un aumento de la imagen proporcionalmente mayor; gracias a ello pudo constatar que Saturno, el “planeta triple”, descrito anteriormente por Galileo, no era tal, sino que en realidad estaba circundado por un brillante anillo. En 1655, Huygens también descubrió a Titán, el primer satélite conocido de Saturno.

Años después el inglés Isaac Newton, que creía que la aberración esférica no podría corregirse nunca, ideó otro tipo de telescopio, el reflector, a base de espejos. El razonamiento de Newton era simple y brillante: si la luz no atravesaba ninguna lente, la aberración esférica dejaría de ser un problema. Su telescopio le valió el ingreso a la Academia de Ciencias de Inglaterra.

Simultáneamente con Newton, el francés Guillaume Cassegrain inventaba el telescopio reflector que lleva su nombre, y el escocés James Gregory ideaba otro sistema similar; por desgracia, este tipo de telescopios, conocidos actualmente como catadióptricos, requerían de espejos con superficies curvas que ningún óptico podía fabricar en esa época, y en ambos casos, recién pudieron ser construidos hacia fines del siglo XIX. La variante más popular en la actualidad es la Schmidt-Cassegrain, denominada así ya que en 1930 el astrónomo estonio Bernard Schmidt agregó al diseño del francés una lente con la que logró corregir la aberración propia de ese tipo de telescopios.


En la época de Cassegrain surgió en Inglaterra John Dollond, defensor de Newton en la controversia con Huygens sobre la aberración esférica. Para demostrar que Newton tenía razón, Dollond construyó telescopios con toda clase de lentes. Para su gran sorpresa, descubrió que combinando ciertos tipos de vidrio y de curvaturas, la aberración esférica sí podía corregirse. Así surgieron en el siglo XVIII los objetivos acromáticos y con ellos, el telescopio de Newton dejó de usarse, ya que los telescopios volvieron a ser en su mayoría refractores.

La siguiente gran mejora la logró el francés León Foucault, quien fabricó sus espejos con vidrio en lugar de metal de campana como Newton, e inventó un procedimiento químico para platearlos. De ese modo, los telescopios reflectores se volvieron prácticos y se inició una competencia contra los refractores, construyéndose instrumentos cada vez más grandes de los dos tipos. El refractor más grande terminó siendo el de Yerkes, construído a fines del siglo XIX en Estados Unidos, con poco más de un metro de diámetro.



Ya en el siglo XX, y ante la imposibilidad física de construir telescopios refractores más grandes por el elevado peso de sus lentes, los reflectores terminaron ganando la batalla. Entre los más importantes podemos citar el observatorio de Monte Wilson de 2,5 metros de diámetro, con el que Edwin Hubble descubrió la expansión del universo, y más tarde el de Monte Palomar, de 5 metros de diámetro, que fue el mayor del mundo hasta 1970.

En los últimos veinte años se han construido telescopios de hasta 8,4 metros de diámetro con espejos monolíticos, y de hasta 10 metros de diámetro con espejos segmentados, como los dos telescopios Keck instalados en Mauna Kea, Hawaii. En estos telescopios, los espejos primarios están soportados por actuadores controlados por computadoras, con lo cual puede ajustarse la curvatura de los mismos para un máximo poder de resolución (sistemas activos) y también para contrarrestar las aberraciones producidas por la turbulencia de las capas atmosféricas (sistemas adaptativos). Gracias a ello y mediante el uso de detectores electrónicos CCD (Charge Coupled Devices, dispositivos de carga acoplada) se logran, con la ayuda de computadoras para procesar las imágenes, resultados inimaginables hasta hace apenas unas décadas.



A pesar del uso de sistemas de óptica activa y adaptativa, y de la división en segmentos de los espejos primarios, la única forma de seguir aumentando el poder de resolución de los telescopios sin aumentar todavía más su diámetro es utilizar técnicas de interferometría óptica. Esto consiste en captar la luz de dos telescopios alejados entre sí, y combinarla en una pantalla común para que produzcan un patrón de interferencia. Mediante la modificación de la distancia recorrida por los haces de luz y midiendo la visibilidad del patrón de interferencia resulta posible medir, entre otras cosas, el diámetro angular de estrellas lejanas.

Por ejemplo, los cuatro reflectores de 8,2 metros que componen el observatorio europeo VLT, instalado en Cerro Paranal, Chile, pueden combinarse con otros cuatro telescopios auxiliares de 1,8 metros para formar un telescopio/interferómetro con un diámetro virtual de 100 metros. La combinación de los haces de luz procedentes de los distintos telescopios genera un patrón de interferencia que poco tiene que ver con una imagen de alta de resolución, pero a partir de diversas mediciones realizadas sobre ese patrón de interferencia es posible reconstruir una imagen de alta resolución del objeto observado usando algoritmos especializados para procesar los datos. Los astrónomos consiguen alcanzar así una resolución angular extremadamente elevada, en el orden de las milésimas de segundo de arco.

Desde hace ya varias décadas, los astrónomos cuentan también con telescopios capaces de realizar observaciones en otras regiones del espectro electromagnético además de la luz visible.

En agosto de 1931, el ingeniero estadounidense Karl Jansky detectó por primera vez las ondas de radio que emanan del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El rápido desarrollo tecnológico del radar durante la Segunda Guerra Mundial se tradujo en un gran avance de la radioastronomía durante los años de posguerra.

La atmósfera terrestre no interfiere con la propagación de las ondas de radio generadas por fuentes astronómicas, pero los radiotelescopios son instalados en regiones alejadas de los centros urbanos a fin de reducir al mínimo la interferencia electromagnética generada por las actividades humanas.

A diferencia de las ondas de radio, la observación de fuentes astronómicas de rayos gamma, rayos X, luz ultravioleta y gran parte del espectro infrarrojo es imposible desde la superficie terrestre, ya que la atmósfera de nuestro planeta actúa como un filtro que evita que la radiación se propague en esas longitudes de onda. Esto llevó al astrofísico estadounidense Lyman Spitzer a proponer en 1946 la idea de instalar un telescopio en el espacio exterior, una década antes del lanzamiento del primer satélite artificial por la Unión Soviética.

El telescopio espacial más famoso es sin duda el Hubble, que fue puesto en órbita terrestre en 1990, y posee un espejo primario de 2,4 metros de diámetro. Si bien no fue el primer telescopio espacial, es uno de los más grandes y versátiles lanzados hasta el momento, y el único diseñado para poder ser reparado en el espacio.



Cinco misiones de servicio fueron enviadas al Hubble por la NASA. En cada una de ellas, luego de interceptar al telescopio y capturarlo mediante el brazo robótico del transbordador espacial, los astronautas pasaron varios días efectuando reparaciones, reemplazando componentes o instalando nuevos instrumentos antes de volver a desplegar al Hubble en su órbita.

La NASA planea lanzar en el año 2018 el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que promete superar ampliamente las capacidades del Hubble, ya que su espejo primario tendrá un diámetro de 6,5 metros, y sus instrumentos estarán optimizados para realizar observaciones en longitudes de onda infrarrojas con una resolución y sensibilidad sin precedentes. Una vez ubicado en su órbita de halo alrededor del punto L2, donde se equilibran la gravedad del Sol y de la Tierra, a 1,5 millones de nuestro planeta, se espera que el Webb sea capaz de observar la luz de las primeras estrellas nacidas en nuestro universo, la evolución de las primeras galaxias y los procesos de formación estelar y planetaria.

Es evidente que gracias a la evolución tecnológica de los telescopios modernos, la astronomía ha progresado a mayor velocidad en los últimos 40 años que en los 400 años transcurridos desde la aplicación por Galileo Galilei del telescopio a la observación del cielo nocturno. Sin embargo, la curiosidad inherente a la naturaleza humana hará que el desarrollo de telescopios cada vez más potentes y capaces no se detenga, y en un futuro probablemente no muy lejano resultará posible observar a los planetas orbitando en torno a estrellas lejanas con la misma resolución con la que Galileo observó a Júpiter a través de su telescopio en 1610.

Calendario Lunar Mes Junio 2016 (Ecuador)

La siguiente es información específica para Quito, Ecuador en Junio 2016.

Fecha y hora de las fases lunares 
Las fechas y horas de las fases lunares mostradas en la siguiente tabla provienen de cálculos oficiales publicados por ingenieros del departamento de astronomía del Observatorio Naval de E.E.U.U.


Apogeo y perigeo de la Luna
La siguiente tabla muestra las fechas de perigeo y apogeo de la Luna durante Junio 2016.


Actividad de Meteoros 
Lluvias de meteoros activas este mes y su día de mayor actividad.


Iluminación de la Luna 
La siguiente tabla muestra la iluminación de la Luna, calculada a las 00:00, a lo largo de los 30 días de Junio 2016. Ecuador está situado parcialmente en el hemisferio sur. La información presentada aplica al hemisferio sur. Las fases lunares son diferentes dependiendo del hemisferio en que se encuentre el país.

Fuentes: vercalendario

EFEMÉRIDES ASTRONÓMICAS JUNIO 2016 - EN DETALLE

SOLSTICIO VERNAL

Dejamos atrás la primavera para adentrarnos definitivamente en el verano (hemisferio Norte), marcado como todos sabemos por el solsticio vernal que este año se producirá, a efectos astronómicos, el día 21 de junio a las 00:35 CEST.

A modo de repaso debemos recordar que los solsticios son los dos momentos del año en los que la Tierra, en su movimiento de traslación, tiene orientado su eje de giro en la misma posición que la línea imaginaria que une el Sol y el planeta, de forma que los polos Norte y Sur presentan respectivamente sus posiciones más próximas/alejadas respecto a nuestra estrella.

En el solsticio vernal el polo Norte se encuentra más cerca del Sol, con efectos distintos en el hemisferio Norte y Sur, de modo que en el hemisferio Norte esta fecha marca el comienzo del verano y el día más largo del año, mientras que en el hemisferio Sur comienzan el invierno con el día más corto.

Podemos comprobarlo de forma gráfica usando un simulador de estaciones disponible en internet. http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/eclipticsimulator.html




Posición del eje de rotación de la Tierra respecto al plano orbital

Si ahora contemplamos el mismo fenómeno desde la Tierra podemos entender mejor la duración de los días, ya que cuando la Tierra se encuentra en esta posición el Sol alcanza su máxima altura sobre el horizonte (hemisferio Norte) por lo que lógicamente emplea más tiempo desde su salida hasta el ocaso, aportando así más horas de luz.

De nuevo un esquema aclara más el concepto, podemos confirmar como para un observador situado en el hemisferio Norte la zona iluminada del planeta va aumentando frente a la zona en sombra conforme nos desplazamos desde el ecuador, donde coinciden en duración, hasta el Círculo Polar Ártico, donde se produce el fenómeno conocido como Sol de Medianoche, ya que éste no llega a desaparecer por debajo del horizonte durante todo el día.

Hemos situado en el simulador al observador en el trópico de Cáncer, ya que cualquier persona en esa latitud durante el solsticio vernal observará el Sol justo encima de su Cabeza (Cénit) al coincidir prácticamente la latitud de esta parte del planeta con la inclinación del eje de giro de la Tierra respecto a su plano orbital.


Zona de día noche en el solsticio vernal

Personalmente os confieso que, pese a ser conceptos que todos damos por sentados, a la hora de la verdad a mí no me resultan tan evidentes, especialmente desde el punto de vista orbital. Si os ocurre como a mí os animo a juguetear un rato con el simulador, alternando las fechas de los solsticios y los equinoccios y cambiando los puntos de vista de la Tierra y el Sol.

VISIBILIDAD PLANETARIA

Una vez que hemos concluido con el solsticio vernal podemos continuar con el resto de los aspectos de interés que el mes de junio nos tiene preparados.

Respecto a la visibilidad planetaria Mercurio será visible al amanecer y Venus se encontrará demasiado cerca del Sol para poder observarlo.

Júpiter será visible desde el atardecer y su ocaso se va a trasladar desde algo después de las 03:00 de primeros de mes hasta la una de la madrugada en los últimos días del mismo.

Los mejores candidatos para la observación planetaria serán Marte y Saturno; el primero todavía conserva un tamaño y magnitud muy atractivos tras su reciente oposición el 23 de marzo y Saturno estará en oposición con el Sol el día 3 de junio. Durante prácticamente todo el mes van a permanecer visibles en el cielo desde el ocaso hasta el amanecer.

Os adjuntamos las gráficas de visibilidad de Marte y Saturno para este mes, han sido generadas con Cartes du Ciel.

Gráfico con la visibilidad de Marte durante junio de 2016

Visibilidad de Saturno en junio de 2016

EL CIELO EN JUNIO

Ya que nos encontramos en época estival no podemos olvidarnos del asterismo más famoso del cielo de estos meses, nos referimos al triángulo de verano, formado por las estrellas Deneb (Cygnus), Altair (Aquila) y Vega (Lyra).



Asterismo del triángulo de verano


Respecto a los objetos que podemos encontrar en el cielo ya podemos disfrutar de la espléndida vista que ofrece la zona central de la Vía Láctea entre las constelaciones de Escorpión y Sagitario, la cantidad de objetos que atesora esta zona es tal que merece una entrada propia en el blog, baste comentar que ofrece algunas de las estrellas, cúmulos y nebulosas más espectaculares del cielo.

Desde nuestra latitud (40ºN) no aparecen muy altos en el cielo, pero otra ventaja añadida es que no hay que esperar hasta muy entrada la noche para que vayan culminando en su paso por el meridiano celeste.

Como aliciente añadido Marte y Saturno transitarán la zona de la eclíptica que atraviesa la constelación de Escorpión. ¿Alguien da más…?

Objetos cielo profundo de la zona central de la Vía Láctea

Para finalizar no podemos olvidar que en el zenit nos está esperando la constelación de Hércules, con el maravilloso cúmulo globular M13 y el no menos atractivo M92.

LLUVIAS DE METEOROS
Respecto a las lluvias de meteoros este mes de junio no es de los más propicios, ya que estas cuentan con unas tasa de actividad muy bajas y su observación se va a ver seriamente condicionada por la luminosidad de la Luna. Puede merecer la pena prestar atención a las Bootidas de Junio; el enjambre que las origina procede del cometa 7P/Pons-Winnecke y tiene el radiante cerca del zenit en la constelación del Boyero, cuenta con una THZ variable desde 0 a 100 meteoros por hora. El máximo está previsto para el 27 de junio.

EFEMÉRIDES

Miércoles 1 de junio: Conjunción Urano y Luna.

Viernes 3 de junio: Saturno en oposición. (Distancia geocéntrica: 9.01491 U.A.).

Luna en el perigeo. (Distancia geocéntrica: 361140 Km | Iluminación: 4.3%)

Justo antes del amanecer podemos observar a Mercurio y la Luna en conjunción, muy bajos en el horizonte.

Domingo 5 de junio: Luna nueva (Distancia geocéntrica:363403 Km.)

Mercurio en máxima elongación oeste. (Elongación: 24.18°)

Lunes 6 de junio: Venus en conjunción superior. (Distancia geocéntrica: 1.73547 U.A.)

Jueves 9 de Junio: Se espera que el cometa C/2015 WZ (PANSTARRS) alcance su máximo brillo (magnitud 10.6)

Dado lo tenue de su luminosidad será necesario contar con un telescopio para poder contemplarlo.

Trayectoria de C/2015 WZ (PANSTARRS) para junio de 2016 Fuente: https://in-the-sky.org/

Sábado 11 de junio: Conjunción Luna-Júpiter (1.94º)

Conjunción Luna-Júpiter

Domingo 12 de junio: Cuarto creciente (Distancia geocéntrica:399177 Km.)

Lunes 13 de junio: Neptuno estacionario. (Elongación: 101.0°)

Martes 14 de junio: Máxima extensión iluminada de Mercurio. (EI: 20.4″^2 A.Fase: 82.15°)

Miércoles 15 de junio: Luna en el apogeo. (Distancia geocéntrica: 405024 Km | Iluminación: 78.4%)

Domingo 19 de junio: Saturno y la Luna estarán en conjunción, con una separación de tan sólo 2.45º. La cercanía de Marte y Antares añade interés a esta bonita composición.

Conjunción Saturno-Luna

Lunes 20 de junio: Luna llena (Distancia geocéntrica:395000 Km.)

Solsticio Vernal, comienzo del verano astronómico en el hemisferio Norte.

Lunes 27 de junio: Máximo de la lluvia de meteoros Bootidas Junio, con actividad desde el 22 de junio al 2 de julio, THZ Variable 0-100.

Radiante de la lluvia de meteoros de Bootidas de Junio

Miércoles 29 de junio: Marte estacionario. (Elongación: 134.4°)

Con esto terminamos el me de junio, os deseamos noches cálidas y despejadas.


Fuentes: AstroAficíon 

1 de junio de 2016

Eventos astronómicos de Junio 2016

Junio 2016
3-jun-16
6:24:03
Saturno en oposición. (Distancia geocéntrica: 9.01491 U.A.)
3-jun-16
9:20:42
Mercurio a 1.27°N de la Luna. (Altura solar: 49.6°)
3-jun-16
10:03:59
Ocultación de Mercurio por la Luna. DM: 0.718 Ilum: 4.4% Cont: - - - -
3-jun-16
10:54:37
Luna en el perigeo. (Distancia geocéntrica: 361140 Km | Iluminación: 4.3%)
5-jun-16
2:59:36
Luna nueva (Distancia geocéntrica:363403 Km.)
5-jun-16
8:36:09
Mercurio en máxima elongación oeste. (Elongación: 24.18°)
6-jun-16
21:13:54
Venus en conjunción superior. (Distancia geocéntrica: 1.73547 U.A.)
11-jun-16
17:44:41
Júpiter a 1.94° de la Luna. (Altura solar: 20.3°)
11-jun-16
20:31:51
Júpiter a 2.17°N de la Luna. (Altura solar: -7.5°)
12-jun-16
8:09:49
Cuarto creciente (Distancia geocéntrica:399177 Km.)
13-jun-16
15:37:02
Neptuno estacionario. (Elongación: 101.0°)
14-jun-16
11:30:12
Máxima extensión iluminada de Mercurio. (EI: 20.4"^2 A.Fase: 82.15°)
15-jun-16
12:00:30
Luna en el apogeo. (Distancia geocéntrica: 405024 Km | Iluminación: 78.4%)
19-jun-16
0:54:04
Saturno a 2.45°S de la Luna. (Altura solar: -25.2°)
19-jun-16
1:29:39
Saturno a 2.44° de la Luna. (Altura solar: -23.5°)
20-jun-16
11:02:19
Luna llena (Distancia geocéntrica:395000 Km.)
20-jun-16
22:34:11
Inicio verano
25-jun-16
23:56:38
Ocultación de Neptuno por la Luna. DM: 1.166 Ilum: 69.4% Cont: - - - -
27-jun-16
Lluvia de meteoros: Bootidas Junio, actividad desde el 22 de junio al 2 de julio, con máximo el 27 de junio, THZ Var. Cometa: 7P/Pons-Winnecke. Radiante en Bootes, AR 224º, DE +48º
27-jun-16
18:18:39
Cuarto menguante (Distancia geocéntrica:371338 Km.)
27-jun-16
21:28:01
Máxima extensión iluminada de Mercurio. (EI: 20.5"^2 A.Fase: 37.83°)
29-jun-16
23:37:44
Marte estacionario. (Elongación: 134.4°)

EFEMERIDES ASTRONOMICAS JUNIO 2016. HEMISFERIO SUR

EL CIELO DE JUNIO. Cielo Profundo. HEMISFERIO SUR

EFEMERIDES ASTRONOMICAS JUNIO 2016. HEMISFERIO NORTE

EL CIELO DE JUNIO. Cielo Profundo. HEMISFERIO NORTE

Tonight's Sky: June 2016

Fuentes: Cielo del mes