Latest Posts:

Mostrando las entradas con la etiqueta voyager. Mostrar todas las entradas
Mostrando las entradas con la etiqueta voyager. Mostrar todas las entradas

25 de septiembre de 2013

La idea matemática que hizo volar al Voyager



Michael Minovitch

Michael Minovitch solucionó el "problema de los tres cuerpos" en 1961, e impulsó la misión del Voyager.

La sonda espacial Voyager ha cautivado al mundo con su proeza en los confines del Sistema Solar, pero su lanzamiento en 1977 sólo fue posible gracias a las ideas matemáticas y la persistencia de un estudiante de doctorado que descubrió cómo catapultar sondas al espacio.

En 1942, por primera vez en la historia un objeto creado por el hombre cruzó la invisible línea de Karman, que marca el borde del espacio. Sólo 70 años después, otra nave espacial viaja hasta la última frontera del Sistema Solar.

La sonda Voyager 1, 35 años después de haber despegado, está a 18.400 millones de kilómetros de la Tierra y a punto de cruzar el límite que marca el alcance de la influencia del sol, donde el viento solar se encuentra con el espacio interestelar.
Así contado parece fácil, pero la puerta al más allá del Sistema Solar permaneció cerrada durante los primeros 20 años de la carrera espacial.

El problema de los tres cuerpos

Computadora IBM

Minovitch utilizó la computadora más potente del momento. 

Desde 1957, cuando el Sputnik 1 se convirtió en la primera obra de ingeniería que pudo orbitar sobre la Tierra, la ciencia comenzó a mirar cada vez más allá en el cosmos.

Se enviaron naves a la Luna, a Venus y a Marte. Pero un factor crucial impedía alcanzar distancias más lejanas.

Para viajar a los planetas exteriores hace falta escapar de la fuerza gravitacional que ejerce el Sol, y para eso es necesaria una nave espacial muy grande.

El viaje hasta Neptuno, por ejemplo, a 2.500 millones de kilómetros, podría llevar fácilmente 30 o 40 años debido a esa fuerza.

En su momento, la Nasa no podía asegurar la vida útil de una sonda por más tiempo que unos meses, así que los planetas lejanos no estaban dentro de las posibilidades.

Hasta que un joven de 25 años llamado Michael Minovitch, entusiasmado por la nueva computadora IBM 7090, la más rápida en 1961, resolvió el problema más difícil de la ciencia mecánica celeste: el de "los tres cuerpos".

Se refiere al Sol, un planeta y un tercer objeto que puede ser un asteroide o un cometa viajando por el espacio con sus respectivas fuerzas de gravedad actuando entre ellos. La solución establece con exactitud cómo afectan la gravedad del Sol y la del planeta a la trayectoria del tercer objeto.

Sin amilanarse por el hecho de que las mentes más brillantes de la historia -la de Isaac Newton entre ellas- no lograron resolver esta incógnita, Minovitch se concentró en despejarla. Su intención era usar la computadora para buscar la solución a través de un método de repetición.

Verano de 1961

Planeta lejano

Los cálculos de Minovitch permitieron la exploración de los planetas del Sistema Solar más lejanos.

En su tiempo libre, mientras estudiaba un doctorado en el verano de 1961, se puso a programar series de ecuaciones para aplicar al problema.

Minovitch llenó su modelo con datos de las órbitas planetarias, y durante una pasantía en el laboratorio de propulsión de la Nasa (Jet Propulsion Lab) obtuvo información más exacta sobre las posiciones de los planetas.

El joven estudiante demostró así que si una nave pasa cerca de un planeta que orbita alrededor del Sol puede apropiarse de parte de la velocidad orbital de ese astro y acelerar en dirección opuesta al Sol sin utilizar el combustible de propulsión de la nave.

Sin financiamiento para continuar con sus pruebas en la computadora, y en un intento por convencer a la Nasa de la importancia de su descubrimiento, dibujó a mano cientos de trayectorias de misiones teóricas al espacio exterior. Entre ellas había una ruta de vuelo específica que se convirtió en la trayectoria de las sondas Voyager.

Pero en 1962 el Jet Propulsion Lab estaba ocupado con el Proyecto Apolo, y nadie hizo mucho caso al hallazgo de Minovitch.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

Voyager: "Llegamos a la puerta de la eternidad"

Esta semana, por primera vez en la historia de la humanidad, un objeto hecho por el hombre incursionó en el espacio que hay entre las estrellas. El Voyager 1 está en el espacio interestelar, a 19.000 millones de kilómetros de casa. Se salió del Sistema Solar. No importa cómo se diga, la hazaña causa estupefacción, admiración, asombro... todo y más.

La científica planetaria Carolyn Porco es una de las más destacadas en su campo del mundo y formó parte del equipo de imaginología del Voyager 1.
Para la BBC, reflexiona sobre lo que significa ver finalmente a la veterana sonda dar el salto al espacio interestelar.

Es una ocasión importante: tenemos ahora la certeza de que la nave espacial Voyager, lanzada hace 36 años para que se pasara los años 80 recorriendo el Sistema Solar, finalmente está más allá de la protectora burbuja magnética creada por nuestro sol y en la nada del espacio interestelar.
Tal acontecimiento sucede por primera vez en la historia humana una sola vez.

Voyager era una misión de proporciones míticas, con todos los elementos de la leyenda homérica, y me siento indescriptiblemente afortunada por haber formado parte de ella.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

13 de septiembre de 2013

La nave Voyager abandona el Sistema Solar

Nave Voyager

La veterana nave de la NASA está a casi 19.000 millones de kilómetros de casa.

La nave espacial Voyager se convirtió este jueves en el primer objeto hecho por el ser humano en abandonar el Sistema Solar.

Los científicos de la agencia espacial estadounidense NASA dicen que los instrumentos de la sonda indican que ésta se ha movido más allá de la burbuja de gas caliente que emite nuestro Sol y que está viajando en el espacio entre las estrellas, tras haber dejado atrás los planetas más alejados del Sistema Solar.
Lanzada en 1977, la Voyager fue inicialmente puesta en órbita para estudiar esos planetas lejanos, pero posteriormente continuó avanzando en su misión.

En la actualidad, la veterana nave de la NASA está a casi 19.000 millones de kilómetros de casa.

La distancia es tan grande que se necesitan 17 horas para que una señal de radio enviada desde la nave llegue a los receptores en la Tierra.

Fuente:

BBC Ciencia

29 de octubre de 2012

La idea matemática que hizo volar al Voyager

Las sondas Voyager

Sonda Voyager
  • Voyager 2 fue lanzada el 20 de agosto de 1977, y Voyager 1 despegó el 5 de septiembre del mismo año
  • Sus misiones oficiales buscaban estudiar Júpiter y Saturno, pero las sondas fueron capaces de continuar su viaje
  • La sonda Voyager 1 es el objeto construido por el hombre que ha llegado más lejos de la Tierra
  • Las dos astronaves llevan discos con grabaciones que muestran la diversidad cultural del planeta Tierra


Michael Minovitch

Michael Minovitch solucionó el "problema de los tres cuerpos" en 1961, e impulsó la misión del Voyager.

La sonda espacial Voyager ha cautivado al mundo con su proeza en los confines del Sistema Solar, pero su lanzamiento en 1977 sólo fue posible gracias a las ideas matemáticas y la persistencia de un estudiante de doctorado que descubrió cómo catapultar sondas al espacio.

En 1942, por primera vez en la historia un objeto creado por el hombre cruzó la invisible línea de Karman, que marca el borde del espacio. Sólo 70 años después, otra nave espacial viaja hasta la última frontera del Sistema Solar.  
 
La sonda Voyager 1, 35 años después de haber despegado, está a 18.400 millones de kilómetros de la Tierra y a punto de cruzar el límite que marca el alcance de la influencia del sol, donde el viento solar se encuentra con el espacio interestelar.
Así contado parece fácil, pero la puerta al más allá del Sistema Solar permaneció cerrada durante los primeros 20 años de la carrera espacial. 

El problema de los tres cuerpos

Computadora IBM

Minovitch utilizó la computadora más potente del momento.

Desde 1957, cuando el Sputnik 1 se convirtió en la primera obra de ingeniería que pudo orbitar sobre la Tierra, la ciencia comenzó a mirar cada vez más allá en el cosmos.

Se enviaron naves a la Luna, a Venus y a Marte. Pero un factor crucial impedía alcanzar distancias más lejanas.

Para viajar a los planetas exteriores hace falta escapar de la fuerza gravitacional que ejerce el Sol, y para eso es necesaria una nave espacial muy grande.

El viaje hasta Neptuno, por ejemplo, a 2.500 millones de kilómetros, podría llevar fácilmente 30 o 40 años debido a esa fuerza.

En su momento, la Nasa no podía asegurar la vida útil de una sonda por más tiempo que unos meses, así que los planetas lejanos no estaban dentro de las posibilidades.
Hasta que un joven de 25 años llamado Michael Minovitch, entusiasmado por la nueva computadora IBM 7090, la más rápida en 1961, resolvió el problema más difícil de la ciencia mecánica celeste: el de "los tres cuerpos".

Se refiere al Sol, un planeta y un tercer objeto que puede ser un asteroide o un cometa viajando por el espacio con sus respectivas fuerzas de gravedad actuando entre ellos. La solución establece con exactitud cómo afectan la gravedad del Sol y la del planeta a la trayectoria del tercer objeto.

Sin amilanarse por el hecho de que las mentes más brillantes de la historia -la de Isaac Newton entre ellas- no lograron resolver esta incógnita, Minovitch se concentró en despejarla. Su intención era usar la computadora para buscar la solución a través de un método de repetición. 

Verano de 1961

Planeta lejano

Los cálculos de Minovitch permitieron la exploración de los planetas del Sistema Solar más lejanos.

En su tiempo libre, mientras estudiaba un doctorado en el verano de 1961, se puso a programar series de ecuaciones para aplicar al problema.

Minovitch llenó su modelo con datos de las órbitas planetarias, y durante una pasantía en el laboratorio de propulsión de la Nasa (Jet Propulsion Lab) obtuvo información más exacta sobre las posiciones de los planetas.

El joven estudiante demostró así que si una nave pasa cerca de un planeta que orbita alrededor del Sol puede apropiarse de parte de la velocidad orbital de ese astro y acelerar en dirección opuesta al Sol sin utilizar el combustible de propulsión de la nave.

Sin financiamiento para continuar con sus pruebas en la computadora, y en un intento por convencer a la Nasa de la importancia de su descubrimiento, dibujó a mano cientos de trayectorias de misiones teóricas al espacio exterior. Entre ellas había una ruta de vuelo específica que se convirtió en la trayectoria de las sondas Voyager.

Pero en 1962 el Jet Propulsion Lab estaba ocupado con el Proyecto Apolo, y nadie hizo mucho caso al hallazgo de Minovitch.

El origen de la expedición a Júpiter y Saturno

Sin embargo a Gary Flandro, quien realizó otras prácticas de verano en la Nasa, sí le llamó la atención.
Flandro, ingeniero espacial, sabía que cualquier misión a los planetas exteriores tenía que viajar lo más rápido posible para aprovechar al máximo la vida útil de las naves. 

Así que en el verano de 1965 investigó si el problema de los tres cuerpos podría utilizarse en la exploración de los planetas lejanos, y dibujó gráficos que indicaban la futura posición de los astros.

Sus trazados revelaron que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno iban a posicionarse en el mismo lado del Sistema Solar para finales de los años '70.

Con la solución del problema de los tres cuerpos, una misma misión en 1977 podría arrojar una sonda que pasara por los cuatro planetas en 12 años. Una oportunidad que no volvería a repetirse en 176 años.

Gracias a la insistencia de los jóvenes -y a la intervención de un consejero presidencial sobre asuntos espaciales- la Nasa finalmente aceptó la idea de una gran expedición a los planetas lejanos utilizando la fuerza de propulsión catapultada de Monovitch.

En 1970 se consiguieron los fondos para la construcción de las dos naves espaciales gemelas que se convertirían en las Voyagers.

Aunque no podían financiar una misión que fuera más allá de Saturno, los optimistas ingenieros de la Nasa equiparon las naves para que mantuvieran sus antenas orientadas hacia la Tierra décadas después de haber pasado ese planeta.

También construyeron un sistema generador de energía que duraría al menos hasta el año 2020. Pero lo más visionario fue incluir cinco experimentos a bordo capaces de medir las condiciones del espacio exterior si es que finalmente consigue salir de nuestro sistema planetario.

En 1977 las astronaves despegaron de la Tierra, y nadie se imaginaba que durarían tanto tiempo.

Pero en 2012 continúan su viaje, aún llegan sus señales debilitadas por la distancia, y aún les esperan fascinantes descubrimientos.

Fuente:

BBC Ciencia 

Contenido relacionado

22 de agosto de 2012

Voyager 2 cumple 35 años en el espacio

voyager2

¡Feliz cumpleaños Voyager 2! Hace 35 años, la NASA lanzó al espacio la primera sonda Voyager, que sigue funcionando hoy, convirtiéndose en la nave espacial operativa más antigua de la historia.

Voyager 2 fue seguido por su gemelo Voyager 1, lanzado el 5 de septiembre de 1977. Voyager 2 es hasta ahora la única sonda que ha visitado Urano y Neptuno, y actualmente se encuentra tratando de salir del sistema solar. Se espera con ansias cuando llegue ese momento, en que podremos conocer un poco más sobre el espacio que hay más allá de la influencia de nuestro sol.

Pese a su edad, Voyager podrá seguir informándonos de lo que encuentre más allá. La sonda usa tres generadores termoeléctricos en base a radioisótopos – cada uno incluye 24 esferas de óxido de plutonio que podían generar 157 watts de energía al momento del lanzamiento. Sumando todo, hace 35 años generaba 470 watts de energía. Se espera que el sistema le permita seguir funcionando hasta al menos 2020, quizás hasta 2025.

Voyager 2 está a unos 15.000 millones de kilómetros de distancia del sol, dirigiéndose hacia el sur, mientras que Voyager 1 está a 18.000 millones de kilómetros hacia el norte. Ambas naves han estado explorando en los últimos años las capas finales de la heliósfera, el rango de influencia que tiene nuestro sol.

“Seguimos escuchando del Voyager 1 y 2 casi todos los días. Ambas naves están en buenas condiciones para haber volado a través de la peligrosa radiación de Júpiter y tener que soportar el frío de estar tan lejos de nuestro sol”, indicó Suzanne Dodd, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

El Voyager 2 usa una antena parabólica de 3,7 metros para enviar datos a la Deep Space Network, una serie de enormes antenas en la Tierra que captan las señales espaciales.

La nave logró varios descubrimientos desde su lanzamiento, incluyendo las raras corrientes de aire en la región polar de Saturno, los polos magnéticos inclinados de Urano y Neptuno, los geysers de la luna Tritón en este último planeta y otros. 



Fuente:  

31 de julio de 2011

16 horas 14 minutos 18 segundos en 34 años

Especial: Matemáticas
Lanzada hace casi 34 años, la sonda Voyager 1, que aún no ha salido del sistema solar, ha recorrido en todo este tiempo sólo 16 horas 14 minutos 18 segundos luz, unos 17.350 millones de kilómetros. La estrella más próxima, Próxima Centauri, está a unos 4,22 años luz de la Tierra. Realmente, las estrellas quedan muy, muy lejos [Fuente: @Voyager2]

Tomado de:


Microsiervos

15 de diciembre de 2010

La Voyager 1 llega a los confines del Sistema Solar


Recreación de la estructura del Sistema solar, con la nave 'Voyager 1'. NASA

Tras una odisea de 33 años, la nave espacial
Voyager 1 de la NASA ha llegado al borde de nuestro sistema solar.
Según ha informado la agencia espacial estadounidense, la mítica misión ha llegado a una zona en la que la velocidad del gas caliente ionizado, o plasma, que emana directamente hacia el exterior desde el sol, se ha reducido a cero. Los científicos sospechan que el viento solar ha cambiado de dirección debido a la presión del viento interestelar en la región entre las estrellas.
Se trata de un hito en la trayectoria de la Voyager 1, camino de salir definitivamente del Sistema Solar, dentro de unos cuatro años. "La Voyager 1 se acerca al espacio interestelar", dijo Ed Stone, científico del Instituto de Tecnología de California (Caltech).
Nuestro Sol emite una corriente de partículas cargadas que forman una burbuja conocida como heliosfera, situada alrededor de nuestro Sistema Solar. Es un gas caliente de partículas cargadas que viaja a velocidades supersónicas hasta que llega a una zona de onda de choque a partir de la cual se ralentiza y se calienta.
La velocidad del viento solar
La Voyager 1 fue lanzada al espacio el 5 de septiembre de 1977. Los científicos han utilizado los datos de esta nave para calcular la velocidad del viento solar. Cuando la velocidad de las partículas cargadas que impactan en la Voyager 1 es igual a la velocidad de la nave, la velocidad del viento es cero. Esto se registró el pasado junio, pero los investigadores siguieron tomando datos durante cuatro meses porque estas velocidades pueden fluctuar.
Estos nuevos datos han sido presentados en una reunión de la American Geophysical Union que se celebra en San Francisco. La entrada de la Voyager 1 en el espacio interestelar se apreciará en los registros por una caída repentina de la densidad de partículas cargadas calientes a la vez que aumentará la densidad de partículas frías.
Los científicos están utilizando modelos de la estructura del Sistema Solar para determinar cuando cruzará la Voyager 1 la heliosfera. Sus estimaciones actuales indican que la nave cruzará esa frontera en unos cuatro años.

Fuente:
google.com, pub-7451761037085740, DIRECT, f08c47fec0942fa0