Misión ASTHROS de la NASA estudiará la galaxia Vía Láctea desde un globo aerostático
Cuando están completamente inflados, estos globos tienen 150 metros de ancho y alcanzan una altitud de 40 kilómetros. Créditos: Laboratorio de Imagen Conceptual del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA / Michael Lentz
La humanidad ha entrado en una era de cohetes, y combustibles líquidos o de hidrógeno. Por esta razón, la tecnología de los globos puede parecer anticuada, pero la NASA la ha estado utilizando durante décadas. Además, ha comenzado a trabajar en una nueva misión, llamada ASTHROS. Su objetivo será llevar un telescopio de vanguardia de 8,4 pies (2,5 metros) a la estratosfera, precisamente en un globo.
ASTHROS es la abreviatura de Astrophysics Stratospheric Telescope para observaciones de alta resolución espectral en longitudes de onda submilimétricas. Será lanzado tentativamente en diciembre de 2023 desde la Antártida. Pasará unas tres semanas a la deriva en las corrientes de aire sobre el helado continente del sur y logrará varias primicias en el camino.
Muy alto, pero no tanto
La misión con el globo aerostático será gestionada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA. ASTHROS está diseñado para detectar la luz infrarroja lejana (con longitudes de onda mucho más largas de lo que es visible para el ojo humano).
Para cumplir su misión, ASTHROS necesitará alcanzar una altitud de aproximadamente 130.000 pies (unos 39.620 metros). Esto es cerca de 4 veces más alto que el nivel alcanzado por el vuelo de los aviones comerciales.
Todavía está muy por debajo del límite del espacio, que es aproximadamente 62 millas (cerca de 100 kilómetros), sobre la superficie de la Tierra). Pero será lo suficientemente alto como para observar longitudes de onda de luz bloqueadas por la atmósfera de la Tierra.
El equipo de la misión recientemente dio los últimos toques al diseño de la carga útil del observatorio. Incluye su telescopio (que captura la luz), su instrumento científico y subsistemas como los sistemas electrónicos y de enfriamiento.
A principios de agosto, los ingenieros del JPL comenzarán la integración y las pruebas de esos subsistemas para verificar que funcionan como se espera.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
Una vieja nueva tecnología
La NASA tiene una amplia experiencia en trabajos de investigación con globos. El Programa Scientific Balloon de la Agencia ha estado funcionando durante 30 años en la Instalación de Vuelo Wallops en Virginia. Lanza de 10 a 15 misiones al año desde ubicaciones en todo el mundo en apoyo de experimentos en todas las disciplinas científicas de la NASA, así como con fines de desarrollo tecnológico y educación.
Las misiones de globo tienen costes más bajos en comparación con las misiones espaciales. También tienen tiempos más cortos entre la planificación temprana y el despliegue. Esto les permite aceptar riesgos más altos asociados con el uso de tecnologías nuevas o de vanguardia, en comparación con otro tipo de misiones al espacio.
Estos riesgos pueden presentarse en forma de desafíos técnicos u operativos desconocidos que pueden afectar la producción científica de una misión. Al superar estos desafíos, las misiones en globo pueden preparar el escenario para futuros programas que cosecharán los beneficios de estas nuevas tecnologías.
«Las misiones en globo como ASTHROS son de mayor riesgo que las misiones espaciales, pero producen altas recompensas a un costo modesto», dijo el ingeniero del JPL, José Siles, gerente de proyecto de ASTHROS. «Con ASTHROS, nuestro objetivo es hacer observaciones astrofísicas que nunca antes se habían intentado. La misión allanará el camino para futuras misiones espaciales probando nuevas tecnologías y proporcionando capacitación para la próxima generación de ingenieros y científicos».
No es un globo cualquiera
Para hacer todo esto, la NASA y ASTHROS necesitarán un gran globo. Cuando esté completamente inflado con helio, tendrá aproximadamente 400 pies (150 metros) de ancho. Esto es más que el largo de un estadio de fútbol.
Una góndola debajo del globo transportará los instrumentos, incluyendo el telescopio liviano. Este consiste en una antena parabólica de 8,4 pies (2,5 metros). También posee una serie de espejos, lentes y detectores diseñados y optimizados para capturar luz infrarroja lejana.
Gracias al plato, ASTHROS igualó la marca para el telescopio más grande que jamás haya volado en un globo a gran altitud. Durante el vuelo, los científicos podrán controlar con precisión la dirección que apunta el telescopio y descargar los datos en tiempo real utilizando enlaces satelitales.
Un mundo de conocimientos
ASTHROS llevará un instrumento para medir el movimiento y la velocidad del gas alrededor de las estrellas recién formadas. Durante el vuelo, la misión estudiará cuatro objetivos principales, incluidas dos regiones de formación estelar en la galaxia de la Vía Láctea.
También detectará y mapeará por primera vez la presencia de dos tipos específicos de iones de nitrógeno (átomos que han perdido algunos electrones). Estos iones de nitrógeno pueden revelar lugares donde los vientos de estrellas masivas y explosiones de supernovas han reformado las nubes de gas dentro de estas regiones de formación estelar.
En un proceso conocido como retroalimentación estelar. Durante millones de años, puede dispersar el material circundante e impedir la formación de estrellas o detenerlo por completo.
Pero la retroalimentación estelar también puede hacer que el material se agrupe, acelerando la formación de estrellas. Sin este proceso, todo el gas y el polvo disponibles en galaxias como la nuestra se habrían fusionado en estrellas hace mucho tiempo.
ASTHROS hará los primeros mapas detallados en 3D de la densidad, velocidad y movimiento del gas en estas regiones. Al hacerlo, el equipo espera obtener información sobre cómo funciona la retroalimentación estelar. Esta nueva información servirá para refinar las simulaciones por computadora de la evolución de las galaxias.
De la mano de la NASA, la tecnología de los globos, que ha acompañado a la humanidad por más de dos siglo, se aventura en una nueva etapa de la investigación espacial.
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Citations & References:
NASA Mission Will Study the Cosmos With a Stratospheric Balloon - NASA
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