VIAJES ESPACIALES:
“Una forma de explorar nuestro
Sistema Solar y algo más allá...”
DE LA OBSERVACIÓN A
LOS VIAJES ESPACIALES.
INTRODUCCIÓN
El hombre lleva miles de años contemplando el cielo
y preguntándose qué misterios encierra el Universo. En
nuestros días y con ayuda de telescopios muy potentes,
los astrónomos pueden explorar el Universo con más
precisión que nunca.
Los telescopios ópticos de mucha potencia y
grandes dimensiones se instalan en edificios llamados
observatorios.
Para analizar el universo, además de los telescopios
ópticos existen otros instrumentos como los radio
telescopios.
Radiotelescopios
Los radiotelescopios tienen diferentes formas geométricas que recogen las señales (u ondas
de radio) que son emitidas por los objetos celestes. La información recopilada se procesa en
computadoras y se convierte en imágenes.
Esquema de un radiotelescopios señalando las partes que lo componen
Los radiotelescopios más comunes están formados por un disco metálico de forma parabólica.
Dicho disco actúa como el espejo de un telescopio reflector, recoge las ondas de radio y las
hace converger en la antena situada en el centro. Luego, la señal Se envía a una serie de
instrumentos que la amplifican, la graban y la elaboran para extraer información. Entre más
grande sea la parabólica mayor va a ser la cantidad de recepción de ondas y en consecuencia
garantizará la calidad de señal disponibles.
En México, el INAOE junto con la Universidad de Massachussets, Estados Unidos; están
construyendo un radiotelescopio que es el más grande en su categoría y que …
Al término de este tema, visita la sección de experimentos y prácticas para que construyas
una maqueta de un radiotelescopio.
Observatorios Espaciales
Los Telescopios obtienen desde el espacio imágenes mucho más
nítidas y detalladas que las conseguidas desde la Tierra, donde la
atmósfera distorsiona la luz procedente de los objetos lejanos (ver
sección de Óptica). También se pueden poner en órbita satélites
destinados a captar las radiaciones que no deja pasar la atmósfera
terrestre. Para poner en órbita estos observatorios se utilizan
cohetes o lanzaderas espaciales.
SIGLOS XIX Y XX
Estos 2 siglos fueron de grandes avances científicos y tecnológicos, entre
las muchas cosas que se lograron destacan las siguientes:
•Científicos soviéticos lanzaron el Sputnik, el 1er. satélite artificial enviado
al espacio en 1957.
•El hombre sale por 1era vez de su hogar: la Tierra y sobrevuela nuestro
satélite: la Luna
•Científicos enviaron el Hubble, el primer telescopio lanzado al espacio en
1990.
Estos avances permitieron que el hombre comenzara la llamada “era
espacial”(también llamada carrera espacial), y así, esto se convirtió en el
inicio de numerosas misiones espaciales, que hasta nuestros días son
algo cotidiano. Pero antes de llegar al tema de “misiones espaciales”,
debemos saber cómo es que surge la “era espacial”.
Un poco de historia: de la Astronomía
a la Astronaútica
Línea del tiempo: de los sumerios a Newton , Konstantin Tsiolkovski y los científicos
actuales, incluyo tambien a escritores con mucha imaginacion como J.Verne (en
construcción)
Inicia la era espacial
En el siglo XX Estados Unidos y la URSS (hoy Rusia) lucharon por ver cual
era el mejor país, por lo que podemos decir que se distinguieron por ser los 2
países que estaban en gran competencia. El primer objetivo de ambos países
era lanzar un satélite artificial, así que, en el año de 1957, los soviéticos
fueron los primeros en lograrlo con el Sputnik I. De ahí en adelante comenzó
la era espacial.
Durante las décadas de 1950 y 1960, Estados Unidos y la URSS compitieron
por ser el país en lanzar el primer cohete al espacio, pero ahora ya no fueron
los soviéticos quines lo lograron, sino los astronautas estadounidenses. Lo
anterior ocurrió en 1968, cuando Neil Armstrong se convirtió en el primer ser
humano en pisar la Luna.
Es así que podemos ver que en pocos años se lograron grandes avances, pero
esto no habría podido ocurrir sin la perseverancia que tuvieron principalmente
estos 2 países, sin embargo, después ya no solo fueron la URSS y Estados
Unidos, sino varios países se unieron a esta era espacial y así se han logrado
llevar a cabo varias misiones espaciales.
Exploración del sistema solar
El espacio cercano a la Tierra nunca ha estado concurrido por sondas, satélites e instrumentos que viajan, hasta
los confines más alejados. Existen al menos 25 sondas en el espacio o a punto de ser lanzadas para recoger
datos sobre los cuerpos celestes más cercanos. Como es evidente , la mayoría pertenece a la NASA, que ya
ha programado numerosas y muy costosas misiones y que aumentan nuestro conocimiento sobre la Luna,
mercurio, Venus, Marte , Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno, Plutón, los cometas más cercanos (como el
Tempel-1), algunos asteroides, el sol, y en un futuro no muy lejano, algo más allá de nuestro sistema solar.
SONDAS ESPACIALES
Para estudiar los planetas y lunas de nuestro Sistema Solar, el hombre recurrió a artefactos
robóticos: las sondas espaciales. Las mismas viajaron hacia los lugares donde el ser humano
jamás llegó.
Las sondas están equipadas con una serie de instrumentos científicos: cámaras fotográficas, de
video, magnetómetros, sensores de gravedad, atmosféricos, de temperatura, etc. Todos los
datos que se recogen son enviados a la Tierra en forma de ondas a través de las antenas de las
naves. Los datos son descifrados y convertidos en imágenes e información.
Algunas naves llevan, a la vez, pequeñas sondas que son lanzadas al planeta objeto del estudio y
envían datos más detallados -como composición del suelo y de la atmósfera, o la detección de
alguna forma de vida-.
Las sondas espaciales han sido lanzada desde la década del 70' y gracias a ellas hemos
descubierto nuevas lunas que forman parte de este sector del Universo. La misiones son
considerablemente menos costosas que una misión tripulada y a la vez menos riesgos, a pesar
de las varias que se han perdido por errores de cálculo.
Las sondas, esas "carabelas espaciales" llevan consigo un mensaje por si alguna civilización las
encuentra; explicando de dónde provienen y quién las construyó.
A continuación te presentaremos las misiones espaciales más relevantes que se han llevado a cabo
en el Sol y en cada uno de los planetas de nuestro sistema solar.
SONDAS SOLARES
Sabemos que no podemos mirar el Sol directamente, ni con prismáticos o telescopios, ya que su
potente luz te puede dañar la vista y hasta dejarnos ciegos. Ni con las famosas “gafas del sol” o los
“cristales ahumados”, ya que tampoco son una proteccion adecuada, debido a que no bloquean todos
los rayos nocivos que genera el Sol. En la Tierra los atrónomos pueden hacer estudios al Sol usando
unos filtros muy bien diseñados. Pero actualmente sabemos mucho mas acerca del Sol gracias a que
hemos ido muy cerca de lo que queremos estudiar. Así es que actualmente sabemos mucho del Sol
debido a que se han mandado sondas que están muy cerca de él o que se destinan solo de su estudio.
Los satélites que se mandan, por supuesto que no van tripulados, y además están diseñados con
materiales muy resistentes, que pueden soportar las radiaciones del Sol. Entre las sondas más
importantes están:
•ISEE
•SMM (Solar Maximum Mission)
•ULYSSES
•YOHKOH también llamado SOLAR-A
•SOHO (Solar and Heliospheric Obserbatory), Funciona desde 1996. Los instrumentos montados en la nave
SOHO han permitido sondear al Sol de manera permanente y desde órbita.
•GENESIS
•STEREO
•SOLAR-B
Estas sondas se encargan de hacer los siguientes estudios al Sol:
•Analizar la luz con técnicas impensables hasta hace poco, para conocer la estructura interna, la actividad y la
dinámica superficial del Sol.
•Se han recogido datos esenciales para el estudio de las condiciones de los polos solares, la estructura interna
del Sol y las emisiones que la atmósfera filtra antes de llegar a la Tierra.
•Recopilar datos e imágenes revolucionarias, por su contenido y detalle, de la estrella mas cercana a nosotros.
YOHKOH
También llamado Solar- A, este satélite japonés fue lanzado el 30 de agosto de 1991. Sus
impresionantes imágenes en rayos-X del Sol han cambiado el concepto tradicional que tenían los
astrónomos del Sol.
El Yohkoh estudia los procesos dinámicos que tienen lugar en la corona solar y su comportamiento
a lo largo de los ciclos solares de 11 años; así como los mecanismos que generan perturbaciones
en el espacio interplanetario y que afectan de forma importante tanto la magnetosfera terrestre
como las capas superiores de nuestra atmósfera.
http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/index.html
http://www.Imsal.com/SXT/homepage.html
http://www.Imsal.com/SXT/html2/data.html
http://www.Imsal.com/YPOP/homepage.html
web educativa con imágenes y act. Mulimedia.
http://www.isas.jaxa.jp/home/solar/ (en japones!!)
SOHO
Es, de alguna forma, el estandarte de las actuales misiones solares y el satélite que ha
ofrecido las imágenes más espectaculares y violentas del Sol. Es también un símbolo del
potencial espacial europeo (aunque el operativo de la misión se encuentre en un centro de la
NASA).
Construido en Francia por Matra Marconi Space, el SOHO (Solar and Heliospheric
Observatory) fue lanzado el 2 de diciembre de 1995. Sus magníficas imágenes han permitido
comprender, como no había sido posible hasta entonces, las interacciones entre el Sol y el
entorno terrestre.
Los instrumentos científicos a bordo (ESA y NASA) fueron diseñados para estudiar la
estructura interna del Sol, la corona (su atmósfera exterior) y el viento solar. Se encuentra
permanentemente situado en el punto de la grange L1, a 1.5 millones de Kilómetros de la
Tierra.
Información y multimedia
http://sohowww.estec.esa.nl/
http://lasco-www.nlr.navy.mil/
SI. Es suficiente con esta
NO, esta es de uno de los instrumentos
STEREO
Solar Terrestrial Relations Observatory, STEREO, es un proyecto en estudio de la NASA que fue
desarrollado técnicamente entre 2001 y el 2004, año en que fue lanzado.
La misión STEREO consiste de 2 satélites idénticos que proporcionan imágenes 3D de las
Eyecciones de Masa Coronal, EMC(CEM en inglés). Se trata de un proyecto de colaboración
internacional entre Europa (Francia, Alemania y Gran Bretaña)y los Estados Unidos.
http://sd-www.jhualp.edu/STEREO
http://stp.gsfc.nasa.gov/stereo.htm
SOLAR-B
Satélite japonés (ISAS) fue lanzado en el 2004 con el objetivo de continuar el trabajo de la exitosa
misión SOLAR-A (YOHKOH), todavía operativa. SOLAR-B investiga la interacción entre la corona
solar y los campos magnéticos a través de instrumentos de rayos X y luz ultravioleta.
http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/index.html
http://stp.gsfc.nasa.gov/solar-b.htm#Concept
SONDAS DIRIGIDAS A PLANETAS, SATÉLITES, ASTEROIDES Y COMETAS
Al igual que la Luna, los planetas, algunos satélites, ciertos asteroides, y algún cometa han sido
A continuación irá un sistema solar animado, en el cual al pulsar cada planeta, satélite, asteroides
(cinturón), y un el cometa Temple-1, se enlistarán en la parte inferior del sistema solar animado,
las sondas que han participado en cada cuerpo celeste; de igual forma, al aparecer estas sondas
y pasarle el puntero del mouse encima de cada sonda, se desplegará información acerca de
dicha sonda, esa información incluye nombre, fecha de lanzamiento y misión u objetivo.
En las diapositivas siguientes enlisté las sondas que mencionaré en esta animación.
La vida en el espacio
En tu vida diaria, te duermes en tu cama o en el piso, te despiertas, vas al baño, te bañas, comes, tomas agua,
en fin, realizas muchas actividades que para todos se nos hacen normales, pero... te has preguntado
¿Cómo viven los astronautas en el espacio? ¿Cómo le hacen para realizar estas actividades que aquí en la
Tierra son tan normales?
A continuación te responderemos éstas y más preguntas:
Al salir de la Tierra, los astronautas tienen que hospedarse en estaciones espaciales, donde podrán comer,
dormir, ir al baño, en fin, hacer todas sus necesidades; pero es claro que no tienen las mismas condiciones
aquí que en el espacio, es por esto que deben de adaptarse a las siguientes condiciones:
•
La ausencia de gravedad:
•
La ausencia de oxígeno:
•
La temperatura:
•
Comida especial
•
Vestimenta espacial:
Los peligros que un astronauta puede llegar a tener en el espacio: (ver video)
Experimentos y prácticas
Estos experimentos son fácil de hacer, son diseñados para niños de 10 años en
adelante y no son costosos (en algunos casos proporcionamos el material)
• Haz un cohete.
• Arma una maqueta de un radiotelescopio.
Haz un cohete
Este cohete es impulsado por agua a presión y es de bajo costo:
Diseño del cohete:
Materiales:
1.
Botella plástica de refresco con una capacidad de 2 litros
2.
Válvula de aire de Bicicleta
3.
Bomba de aire de Bicicleta. También ensayamos con una bomba para inflar neumáticos de carro con
manómetro incorporado, con una bombona de aire a presión (suministrada con un compresor).
4.
Corcho o tapón de goma mono-horadado
Procedimiento:
1.
Construimos el cohete siguiendo el siguiente modelo esquemático (ver figura), a un botellón de
refresco (gaseosa) le colocamos unas aletas triangulares, y le insertamos por la boca de la botella un
tapón o corcho mono-horadado, en el cual habíamos colocado previamente una válvula de neumático
de bicicleta. Atornillamos la manguera de un Bombin de Bicicleta.
2.
Se le pide a los alumnos que con la bomba de aire introduzcan aire a presión hasta que la presión
haga saltar al tapón procurando contar cuanta veces bombeo. Deben observar todo lo que pasará.
3.
Luego deben agregar un poco de agua, en nuestro caso fueron unos 100 ml y volvimos a bombear
hasta que salió disparado. Se le pidió que compararán los 2 resultados. Casi de inmediato ellos
preguntan que pasa si aumenta la cantidad de agua... en mi caso yo dejé que ellos experimentaran
sugiriéndoles que fuesen aumentando de manera gradual.
4.
Luego nos reunimos a discutir los resultados y pedirles que redactaran un informe donde debían
investigar sobre los cohetes y su uso en la actualidad, además de posible explicación a sus
observaciones.
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