La exploración espacial tiene raíces casi tan profundas como las de la propia humanidad. De hecho, el hombre siempre ha sentido curiosidad por el cielo y los acontecimientos astronómicos, intentando con el tiempo dar su propia interpretación y utilizar el cielo como instrumento.
Un punto de inflexión en el estudio del cosmos y su exploración se produjo en 1957 con el lanzamiento del primer satélite Unión Soviética en el espacio, el Sputnik, que allanó el camino paraexploración espacial humana y robótica.
El gran paso adelante que supuso este evento se debe en gran medida al contexto histórico, la Guerra Fría, en el que existía una fuerte competencia entre los Estados Unidos de América y la URSS. En este sentido, la exploración espacial fue impulsada por la lucha entre las dos superpotencias, hasta el punto de que en este período en particular se llamó carrera en el espacio.
Durante esta primera fase turbulenta los primates en la carrera espacial se dividieron entre EE.UU. y la URSS, donde losURSS reivindicó el lanzamiento del primer hombre en el espacio, Yuri Gagarin, en 1961 y el primer sobrevuelo lunar con el satélite Luna en 1953, mientras que el Estados Unidos de America permitieron al hombre posar por primera vez Pie en el suelo lunar. con Neil Armstrong en 1969. Este último y significativo acontecimiento calma el conflicto en el lado espacial y posteriormente, hacia el final de la Guerra Fría, inicia un período de estancamiento y reducción de los fondos destinados a la exploración espacial en el que la atención se centraba más en la exploración. de todo el Sistema Solar con fines científicos y en el que se iniciaron las primeras colaboraciones internacionales.
Figura 1: Representación comparativa del Módulo de Comando y Servicio Apolo (NASA) y la nave espacial Soyuz (ROSCOSMOS).
Hoy en día, el espacio se está convirtiendo en protagonista y elemento crucial para la economía y el desarrollo de todo el planeta con la presencia de satélites destinados a los más diversos usos, como la observación de la Tierra, la comunicación y la ciencia, y contextos, como el militar, civil o comercial. .
El Sistema Solar y sus componentes
Por tanto, es ciertamente útil comprender brevemente cómo está estructurado nuestro Sistema Solar para comprender mejor cuáles son las oportunidades y los próximos pasos a seguir.
Por ello, en este artículo profundizaremos en las características científicas de algunos objetos de interés de nuestro Sistema Solar y algunas de las tecnologías utilizadas para su estudio.
El Sistema Solar es bastante antiguo, se formó hace unos 4.5 millones de años a partir de una nube de gas extremadamente frío que colapsó sobre sí misma. Está situado en el plano de la Vía Láctea, la galaxia espiral que lo alberga, a 8 kpc (unos 200 millones de billones de kilómetros) de su centro.
El Sistema Solar es un objeto complejo, formado por 8 planetas y varios objetos más pequeños, como lunas y asteroides, unidos por la gravedad del Sol. El Sol es de hecho el pegajoso de nuestro sistema, está ubicado aproximadamente en el centro del mismo y actúa como centro de revolución de todos los objetos que orbitan a nuestro alrededor. De hecho, las órbitas de los planetas tienen forma elíptica y esto es importante para comprender cómo organizar mejor los movimientos de los vehículos entre un objeto y otro dentro del Sistema.
Los Planetas que forman el Sistema Solar se dividen en Planetas terrestres, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, e Planetas jovianos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Figura 2: Representación esquemática del Sistema Solar con sus objetos y sus distancias.
la luna
El objeto más fácilmente explorable y protagonista de la carrera espacial es el satélite natural de la Tierra, la Luna.
La distancia Tierra-Luna es igual a 356400 km en el perigeo (punto más cercano a la Tierra) y 406700 km en el apogeo (punto más alejado de la Tierra). Tiene un movimiento de revolución alrededor de la Tierra en el que una sola revolución se llama mes sidéreo y dura unos 27 días mientras que el movimiento de rotación, sobre sí mismo, es igual a la duración del mes sidéreo, por lo que el movimiento de la Luna alrededor del Tierra un rotación síncrona. La peculiaridad de este tipo de rotación es que de esta forma nuestro Satélite siempre gira la misma cara hacia la Tierra.
La vida en la Tierra siempre ha estado influenciada por la presencia de la Luna, tanto para dar cuenta del paso del tiempo a través del Fases de la luna que durante la navegación con presencia de mareas.
La Luna actualmente no tiene un campo magnético como la Tierra y tiene unaatmósfera muy enrarecidaDe hecho, su superficie está salpicada de cráteres provocados por el impacto de asteroides que, gracias a estas propiedades de nuestro satélite, permanecen millones de años después. La superficie lunar suele estar dividida en mares, caracterizados por flujos de lava ahora enfriados, y mesetas. Además, el suelo está formado por regolito lunar, una capa de escombros parecidos al polvo, y de incumplimiento, o material rocoso que se forma durante los impactos de meteoritos.
El regolito lunar es el que nos permite estudiar la composición de la superficie lunar y no sólo porque gracias a la ausencia de atmósfera y campo magnético, también es posible estudiar la actividad solar a partir de los átomos depositados por el viento solar y la presencia de rayos cósmicos. El suelo lunar está formado por el llamado KREEP, es decir, potasio (K), tierras raras (en inglés elementos de tierras raras REE) y fósforo (P) mientras que entre los elementos más comunes tenemos el Calcio y el Aluminio en las mesetas mientras que en los mares predominantemente basálticos tenemos el Hierro y el Titanio.
Uno de los materiales más interesantes que podemos encontrar en la superficie lunar esHelio-3 (3He), un isótopo de particular importancia ya que puede usarse en las reacciones de fusión nuclear y en particular como combustible para viajes espaciales. La ventaja que aportaría el uso de este particular isótopo de helio radica en la producción de un único neutrón que podría ser fácilmente interceptado durante el proceso de fusión y, por tanto, ayudaría a resolver uno de los principales problemas de la fusión nuclear, a saber, la producción de energía. neutrones de parte de los reactivos implicados lo que provoca el enriquecimiento de los materiales circundantes y su posterior desintegración radiactiva.
La razón por la que la fusión 3Lo que aún no se ha implementado en la Tierra es la escasez de este isótopo en nuestro Planeta. De hecho, es transportada principalmente por los vientos solares y no puede depositarse en la Tierra debido a la presencia de la magnetosfera que protege la superficie terrestre de la mayor parte de la radiación procedente del sol. La cantidad total de 3Se estima que en la superficie lunar pesa 6.50 × 10^8 kg, aproximadamente cuatro órdenes de magnitud mayor que la cantidad que se encuentra en la Tierra.
La Luna, como se describe, fue el primer cuerpo extraterrestre explorado por el hombre debido a su accesibilidad relativamente fácil en comparación con otros objetos del Sistema Solar. Actualmente, la exploración del satélite está lejos de terminar y varias misiones están en marcha o en preparación. La misión india Chandraayan 3 Recientemente tuvo éxito con el aterrizaje del módulo de aterrizaje el 23 de agosto de 2023 en la zona del Polo Sur Lunar. Este éxito convirtió a la India en el cuarto país en alcanzar suelo lunar, tras los logros históricos de la URSS y EE.UU. y el aterrizaje del módulo de aterrizaje chino. Chang'e 3 en 2013.
En cuanto a proyectos futuros, se da especial importancia a: Artemisa acordes, firmado por varios países y liderado por Estados Unidos, que planea devolver astronautas al suelo lunar y construir estaciones lunares en órbita.
Marte
Marte representa otro objetivo importante para la exploración del Sistema Solar.
Es el cuarto Planeta del Sistema Solar y por tanto el Planeta rocoso más alejado del Sol. Además, es uno de los cuerpos del Sistema Solar más conocidos y objetivo de misiones científicas y de exploración humana y robótica.
Las dimensiones de Marte son más pequeñas que las de la Tierra, el radio del Planeta es de hecho alrededor de un 53% más pequeño que el de la Tierra y su masa es de alrededor del 11% y tiene dos satélites relativamente pequeños llamados Fobos y Deimos. La superficie marciana está cubierta casi por completo de finas polvo rojo, debido a la presencia de óxido de hierro e hidróxido férrico (Fe(OH3)), confiere al Planeta el característico color rojo que se puede observar en observaciones en luz visible y tiene unas dimensiones inferiores a 5 μm.
laatmósfera Está compuesto por un 95% de CO2, junto con un 2% de nitrógeno y un 0.1-0.4% de oxígeno y es significativamente más enrarecido que el de la Tierra debido a la diferencia de tamaño de los dos planetas, que no permite que Marte tenga suficiente gravedad para retener las partículas más ligeras. Dependiendo de la temporada la superficie puede ser barrida por venti las cuales alcanzan velocidades de hasta 100 m/s durante el invierno mientras que durante el verano los promedios rondan los 10 m/s.
La temperatura a nivel de superficie también es variable según la estación pero generalmente va de 140 K a 240 K.
Algunas finas gotas de agua también se encuentran dispersas en la atmósfera, pero en cantidades muy pequeñas en comparación con la abundancia de otros elementos. La presencia de esta pequeña cantidad de agua en la atmósfera está regulada por el derretimiento y endurecimiento de los casquetes polares del planeta durante las estaciones. De hecho, las tapas atrapan a casi todos losagua presente en Marte y se estima que el hielo allí presente tiene un espesor de unos 20 m. La presencia de agua también se infirió tras las primeras observaciones desde la Tierra debido a la conformación de la superficie, ya que existen fenómenos erosivos atribuibles a la presencia de agua en la antigüedad. Actualmente, el agua presente en el suelo se ha evaporado y se cree que es posible que exista una capa de hielo bajo tierra que aún no haya sufrido el fenómeno de evaporación. Sin embargo, el fenómeno de la evaporación del agua en Marte sigue siendo un fenómeno misterio sin resolver.
El planeta Marte es uno de los objetos más conocidos del Sistema Solar ya que varias misiones se han concentrado en estudiar el Planeta, tanto a nivel del suelo, a través de rovers, como a través de sondas en órbita. De particular relevancia histórica es el programa de la NASA. mariner, que en 1965 y 1968 permitieron, respectivamente, el primer sobrevuelo al planeta y la instalación del primer satélite en órbita, con la misión Mariner 9.
Actualmente están activas varias misiones de exploración del Planeta, a partir del programa. NASA Marte 2020 que en 2020 incorporó al programa el rover Perseverance y el dron Ingenuity ExoMars liderado por la ESA presente con orbitadores y módulos de aterrizaje hasta los programas chino y de los Emiratos que trajeron un orbitador y un rover para la misión china Tianwen-1 y un orbitador, llamado Hope, parte de la misión de los Emiratos Misión a Marte de los Emiratos.
Los objetos menores del Sistema Solar
El Sistema Solar está formado por una variedad de objetos más pequeños que los Planetas y de diferentes tamaños y composiciones. Por tanto, podemos distinguir algunas áreas de interés en función de su posición respecto al Sistema Solar.
Partiendo de los márgenes de este último tenemos el nube de Oort, que normalmente se hace coincidir con el límite último del sistema. Está compuesto por una gran cantidad de pequeños objetos cubiertos de hielo que, si se les perturba, pueden observarse desde la Tierra como cometas de período largo. Tras los cálculos sobre la influencia gravitacional que los componentes de la Nube de Oort tienen sobre los demás cuerpos del Sistema, parece tener la forma de una cáscara esférica con un radio interno igual a 1-2 ⋅ 104 au y radio exterior de aproximadamente 1.5-2 ⋅ 105 au, o del orden de diez mil veces la distancia Tierra-Sol. De estudios más recientes sobre el origen de la Nube se ha concluido que el número de objetos que la componen debería rondar los 1011, con una masa (estimada) de aproximadamente [1-60] MY (masas de tierra).
Más internamente tienes el cinturón de Kuiper, una zona que también, como la Nube de Oort, está poblada por pequeños objetos helados. Su forma es de donut y los objetos que le pertenecen se pueden agrupar según su movimiento en una población en resonancia: clásica, difusa e independiente. Las dimensiones del cinturón de Kuiper son 31 au internamente y 48 au externamente. Algunos de los objetos más famosos del Cinturón de Kuiper son el Planeta Enano Plutón y el objeto 486958 Arrokot, también visitado por la sonda Nuevos horizontes de la NASA entre 2015 y 2019.
El cinturón de asteroides dentro del Sistema Solar se encuentra entre los planetas terrestres y jovianos. si tienes uno banda principal que se extiende entre aproximadamente 2 ua y 3.5 ua y algunas otras familias llamadas Hungaria, Cibeles, Hilda y Troiani.
En cuanto a la clasificación espectral de los asteroides, suele basarse en la introducida por Tholen en 1984 y posteriormente ampliada: C, P, D, B, S, V, A, R, K, L, E, M. Sin embargo, , las principales y más comunes son las clases C, S y M.
La composición La distribución de los asteroides en el Cinturón Principal es variada, este fenómeno se debe presumiblemente al mecanismo de mezcla dinámica que ocurrió durante la formación del Sistema Solar. Los asteroides de tipo C son bastante ubicuos, con una mayor prevalencia a partir de la zona central del Cinturón Principal, mientras que los asteroides de tipo S prevalecen en la zona interior y entre la familia Hungaria.
De particular importancia para futuras misiones espaciales son los asteroides de tipo C y M. asteroides tipo Cde hecho, se pueden encontrar materiales volátiles me gusta2EN2, La2y CH4 que puede utilizarse en metalurgia, producción de combustible, agricultura y como soporte para la vida en el espacio. El Asteroides tipo M en cambio, pueden ser una fuente de materiales como Germanio, lairidio, laantimonio, y el resto de metales pertenecientes al grupo del Platino, así como los Platino mismo, plata, oro y otros metales preciosos.
►Lea la segunda parte"El sistema solar, el recurso del futuro (2/4): la exploración de asteroides"
►Lea la tercera parte "El sistema solar, el recurso del futuro (3/4): exploración lunar"
►Leer la cuarta parte "El sistema solar, el recurso del futuro (4/4): consideraciones ético-psicológicas sobre la exploración espacial humana"
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Imágenes: OpenAI / ROSCOSMOS / autor
