Me pareció bastante completa esta conferencia de Claudia de Rham, profesora de física teórica en el Imperial College de Londres, en el prestigioso centro de divulgación científica de la Royal Institution de Londres. Rham estudia la gravedad y la relatividad general, con un enfoque en teorías alternativas, como la posibilidad de que el gravitón tenga masa.

En la charla se explican conceptos complicados retrotrayéndose a los principios más básicos, como el principio de equivalencia y la gravedad no como fuerza sino como curvatura del espacio-tiempo. De Galileo a Einstein, vamos.

El caso es que la teoría de la relatividad general «funciona» muy bien en la mayoría de los casos, pero deja de hacerlo en condiciones extremas, por ejemplo en el interior de los agujeros negros y en lo relativo a la expansión acelerada del universo. ¿Qué es lo que falla?

Los físicos, tanto los teóricos como los experimentales más de «andar por casa» estudian diversas posibilidades. Una de ella es que la gravedad no tenga un alcance infinito. Otra, que el gravitón (una partícula elemental hipotética) tuviera masa, lo que explicaría cosas que observamos, como la expansión acelerada del universo.

Entre otras curiosidades se menciona que:

• La gravedad es extremadamente débil en comparación con la fuerza electromagnética. En concreto, unas 10⁴⁰ veces más débil, algo difícil de concebir.
• La energía a la que fallaría la relatividad general según estas ideas es gigantesca, del orden de 10¹⁹ GeV, un millón de billones de veces mayor que las energías que alcanza el Gran Colisionador de Hadrones. También hay que decir que la relatividad deja de funcionar por debajo de 10^-35 metros o de 10^-44 segundos, cantidades tan pequeñas que hay que preguntarse si realmente «hay algo» o «sucede algo» más allá.
• El horizonte de un agujero negro supermasivo es enorme. En el caso del que hay en el centro de nuestra galaxia, mide unos 11 millones de kilómetros de diámetro (unas 30 veces la distancia Tierra-Luna).

Rham también explica con mucha gracia cómo el problema de la constante cosmológica es el mayor error de la física moderna, porque entre el valor de la predicción teórica de la energía del vacío y lo que luego se observó en la realidad el error no es un ×2 ni un ×5, ni siquiera un ×10 o ×1.000… Es de 28 órdenes de magnitud (un uno seguido de 28 ceros; según fuentes de la Wikipedia incluso de 120 órdenes de magnitud). Básicamente, el mayor error de predicción en la historia de la ciencia. Los físicos siguen trabajando en ello a ver si consiguen arreglarlo. Es, en cierto modo, la belleza de todo lo relacionado con la gravedad.

Esta mañana un Falcon 9 de SpaceX ha lanzado el observatorio SPHEREx y la misión PUNCH para la NASA. Los ha colocado, tal y como estaba previsto, en una órbita sincrónica al Sol de 649×665 kilómetros y 98 grados de inclinación.

SPHEREx, de Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer, Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos, observará más de 450 millones de galaxias para estudiar la historia del universo y su evolución.

En concreto estudiará qué impulsó la inflación del universo primitivo, un periodo en el que el universo creció ~10³⁸ en tamaño en una fracción de segundo, el origen y la historia de las galaxias, y explorará el origen del agua en los sistemas planetarios.

Para ello monta un instrumento capaz de cartografiar todo el cielo en 96 bandas de color diferentes cuatro veces durante su misión de dos años. Sus resultados permitirán poner en contexto los de telescopios con campos de visión más reducidos como el Hubble o el Webb.

PUNCH, de Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere, de Polarímetro para Unificar la Corona y la Heliosfera, estudiará por su parte la corona del Sol hasta una distancia de una unidad astronómica de él, que es la distancia la que está la Tierra, con la idea de entender cómo la corona se convierte en el viento solar.

Está formada por cuatro satélites prácticamente idénticos de 40 kilos cada uno. Tres de ellos llevan una cámara gran angular, mientras que el cuarto lleva una cámara con un campo de vista más reducido y un espectrómetro para estudiar la física del calentamiento de la corona y las erupciones solares. Los instrumentos de los cuatro satélites funcionarán como uno solo. Estarán en activo durante al menos dos años.

La primera etapa del cohete, con el número de serie B1088, aterrizó de vuelta en la zona de aterrizaje del Complejo de Lanzamiento 4E de la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg, con lo que podrá volver a ser utilizada. Era su tercer lanzamiento.

La segunda etapa, por su parte, y una vez terminada su misión, realizó un encendido más de su motor para colocarse en una trayectoria de reentrada controlada que hizo que se incinerara en la atmósfera .

Impresión artística de la Voyager 1 en el espacio – NASA/JPL

La NASA acaba de anunciar que ha decidido apagar sendos instrumentos en las Voyager 1 y 2 con el objetivo de prorrogar aún más sus misiones, que ya duran más de 47 años. Esto, en principio, le da a la agencia otro año más antes de tener que apagar algún instrumento más.

Lanzadas a finales del verano de 1977 las sondas Voyager 1 y 2 estaban diseñadas para sendas misiones de cinco años en las que visitarían los grandes planetas gaseosos del Sistema Solar. Para ello cada una de ellas monta un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG por sus siglas en inglés), que es una fuente de energía de larga duración que usa la desintegración de elementos radiactivos para generar calor que a su vez es convertido en electricidad para hacer funcionar las sondas.

En el caso de las Voyager cada uno de los RTG de las Voyager –el modelo concreto es el MHW-RTG– monta 24 esferas de plutonio-238 con un diámetro de 3,7 centímetros que incluye una cubierta metálica de iridio que contenía el combustible que a su vez iba protegida por una cubierta de impacto de grafito. El peso total de los pellets es de 4,5 kilos.

Un pellet de plutonio-238 de los RTG de las sondas Cassini y Galileo sin ningún tipo de envoltura – Laboratorio Nacional de Los Álamos

Pero según se va desintegrando la producción de calor y por ende de electricidad va decayendo y cada año que pasa los RTG producen 4 vatios menos. Que no es mucho en cualquiera de nuestras casas pero que es un mundo en unas sondas a miles de millones de kilómetros de la Tierra y que no tienen otra fuente de energía.

Así que con el tiempo ha ido que ir apagando poco a poco algunos de los sistemas de a bordo y de los diez instrumentos que monta cada sonda. Algunos, ya nada más hacer sus sobrevuelos planetarios, pues no sirven de nada en medio del espacio; otros según se han ido estropeando o según se les ha ido sacando cada vez menos utilidad por la ubicación de las Voyager.

Es por esto que la NASA acaba de apagar el detector de rayos cósmicos de la Voyager 1 y por lo que tiene previsto apagar el detector de partículas cargadas de baja energía el próximo 24 de marzo.

Esto deja en funcionamiento el magnetómetro, el subsistema de ondas de plasma, y el instrumento de partículas cargadas de baja energía de la Voyager 1. Aunque este último será apagado a principiios de 2026.

En la Voyager 2 siguen en funcionamiento su medidor de campos magnéticos y el detector de ondas de plasma, aunque su subsistema de rayos cósmicos se apagará en 2026.

Si te interesa saber más sobre estas incansables viajeras no te equivocarás si te lees el libro Viajes interestelares de Pedro, en el que está todo lo que querías saber y algunas cosas que no sabías que querías saber de ellas.

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Hace unas horas la sonda Europa Clipper de la NASA ha sobrevolado Marte para modificar su trayectoria y dirigirla así hacia la Tierra, que sobrevolará en diciembre de 2026, antes de dirigirse definitivamente hacia Júpiter, su destino final. Si todo va bien está previsto que entre en órbita alrededor del gigante gaseoso el 11 de abril de 2030.

El sobrevuelo alcanzó una altitud mínima de 884 kilómetros sobre la superficie del planeta a una velocidad de 24,5 kilómetros por segundo, lo que es la friolera de 88.200 kilómetros por hora. La Estación Espacial Internacional, por ejemplo, orbita la Tierra a unos 28.000 kilómetros por hora. Pero curiosamente, a diferencia de lo que es habitual, la sonda ha utilizado la gravedad de Marte para frenar. Aunque tampoco mucho: ha salido del encuentro a «sólo» 22,5 kilómetros por segundo.

La sonda es la más grande y pesada enviada jamás por la NASA hacia otro planeta con una masa al lanzamiento de 5.800 kilos, de los que 2.750 son propelentes, y una envergadura de algo más de 30,5 metros. Y como no tenemos ningún cohete capaz de lanzarla en una trayectoria directa hacia Júpiter por eso ha necesitado utilizar la gravedad de Marte y la Tierra para ayudarse en su camino y poder así llevar la suficiente carga útil y propelentes para cumplir su misión.

El objetivo de la misión es investigar la habitabilidad de Europa y contribuir a la selección de un lugar de aterrizaje para el futuro Europa Lander. Aunque por ahora ese aterrizador sólo existe como concepto. Esta exploración de Europa se centra en estudiar los tres requisitos principales para la vida tal y como la conocemos: agua líquida, química y energía.

Europa Clipper con el satélite que le da nombre y Júpiter al fondo – NASA/JPL-Caltech

En concreto Europa Clipper va a estudiar la cubierta de hielo del satélite joviano y el océano que todo indica que hay debajo de ella; la distribución y química de compuestos clave y relación con la composición del océano; y la geología de la luna. Para todo ello monta nueve instrumentos. Y también llega a bordo una cámara que nos permitiría obtener imágenes del 90% de la superficie de Europa con una resolución inferior a los 50 metros.

Eso sí, la sonda nave no buscará vida propiamente, sino que comprobará si la Luna reúne las condiciones necesarias para albergarla. De nuevo vida tal y como la conocemos. Y es que tampoco es que tengamos una definición muy clara y consensuada de lo que es vida como para estar seguro de que la reconoceríamos de encontrarla.