09/07/2019

La gravetat artificial de "2001, l'odissea de l'espai" esdevé realitat


Les estades llargues en ingravidesa o microgravetat afecten el cos humà. Una gravetat artificial seria una solució, però la seva implementació va quedar bloquejada per un pany que sembla haver donat pas per primera vegada, a obrir les portes a les escenes de 2001, l'odissea de l'espai.

A les pel·lícules de ciència-ficció, com ara Star Wars o Star Trek, sembla que l'absència de gravetat no existeix per als herois que es mouen en naus espacials com si visquessin a la Terra. Les acceleracions que han d’acompanyar salts en l’hiperespai o la transició a velocitats translúmiques tampoc no els afecten, tot i que és ben sabut que els pilots de combat tenen massa "g", en resum son un fals exemple.

Per tant, totes aquestes pel·lícules assumeixen que podem controlar la gravetat per reproduir allò existent al nostre planeta, o per frustrar els efectes de les acceleracions. Per contra, en moltes pel·lícules de SF, es poden veure clarament dispositius supressors de gravetat, una mena de generadors de gravetat. Això continua sent la ciència ficció pura i l'existència mateixa de generadors de gravetat o antigravetat, encara que sembla que no és gaire plausible fins al moment, tot i que el CERN ha llançat diversos experiments per ressaltar els efectes de l'antigravetat amb antimatèria.

 La famosa escena de gravetat artificial del 2001. © VirtualVisitor999

D'altra banda, en pel·lícules de ciència ficció "dures", com 2001, l'odissea de l'espai o interestel·lar, es mostra una forma de gravetat artificial que és bastant creïble. També es pot observar en estudis realitzats a principis dels anys setanta i imaginant aquelles gegantines colònies espacials a finals del segle XXI, situades als famosos punts de Lagrange . Un dels projectes més famosos és l'Stanford Torus. La idea és sempre la mateixa, un sistema de referència rotatiu que produeix forces centrífugues que, a causa del famós principi d’equivalència d’Einstein, són indistingibles localment de l’efecte d’acceleració produït per les forces gravitacionals. Hi ha una escena famosa a 2001, a on un dels astronautes, Frank Poole, corre en una centrífuga a bord del vaixell Discovery One, en ruta cap a Jupiter . Un altre mostra al professor Floyd a punt per entrar en una cabina rotativa que és un wc.

Una gravetat artificial contra l'atròfia muscular

De fet, la generació de la gravetat artificial d'aquesta manera, reproduint la gravetat de la Terra no és només d'interès pràctic sinó també d'interès mèdic. Com es mostra a les llargues estades en òrbita de cosmonautes, astronautes i taikonautes, l’estructura òssia i la massa muscular s’alteren per aquestes llargues estades, de manera que el cos esdevé fràgil, cosa que és un problema a l'hora de tornar a la Terra. Els exercicis físics estan ben practicats, però no resolen completament els problemes, problemes que anirien a més a les primeres missions marcianes.

Per què no hem posat en pràctica la idea de posar estacions espacials o llargues naus al sistema solar en rotació? Simplement perquè la rotació condueix a un fenomen desagradable quan el cap es mou . Els sensors de l'oïda interna transmeten a la informació del cervell que li fa creure, i dóna la sensació que la persona està caient! Aquest problema havia desanimat els enginyers durant dècades.

Una presentació del treball dels investigadors de Boulder sobre la gravetat artificial.
© Universitat de Colorado Boulder

Però ara un equip de la Universitat de Boulder, liderat per l’enginyer aeroespacial Torin Clark, acaba de publicar un article a Journal of Vestibular Research dient que té una solució, almenys per a viatges a destinacions en particular a Mart. En aquest cas, s’haurien de tenir estructures molt grans per produir gravetat artificial, la qual cosa significa que la velocitat de rotació ha de ser important; la força centrífuga sobre un element de la roda giratòria és proporcional al radi d’aquesta roda pel quadrat de la velocitat de rotació, podem jugar amb aquestes dues variables per obtenir un resultat idèntic. Per tant, podríem limitar els efectes de la ingravidesa mitjançant la realització de sessions diàries d’unes hores com a màxim en una espècie de cabina giratòria que realitza unes quinze revolucions per minut.

El que van descobrir els investigadors va ser que un entrenament gradual, en una dotzena de sessions començant per un gir per minut fins assolir la velocitat de rotació desitjada per pas, va permetre, òbviament, que el cervell s'acostés a això. Cada pas ha de ser de durada suficient per que al final d’un increment de velocitat, la sensació de vertigen i caiguda desaparegui. Es pot arribar a les 17 revolucions per minut sense cap problema, que és molt més gran que el que es creia que era el límit de l’acceptable anteriorment.

Tot indica que aquest no és el límit últim, sinó que queda verificar que l’efecte del entrenament és sostingut i definir quin seria el límit sota l’efecte de la gravetat artificial, prou suficient per contrarestar els problemes produïts per la ingravidesa durant molt de temps.

Per saber-ne més
Els viatges llargs al sistema solar, per exemple a Mart o les llargues estades a les colònies espacials, han de tenir en compte els efectes de la ingravidesa sobre el cos humà; debiliten l'esquelet i provoquen atròfia muscular.

Lluitar contra aquest problema es va considerar fa molt de temps rotant artefactes habitats per generar una gravetat artificial comparable a la de la Terra. Però el desenvolupament d’aquesta idea havia trobat un obstacle: efectes adversos a l’oïda interna dels habitants d’aquests artefactes. Una estratègia d’adaptació progressiva sembla possible avui, obrint les portes a les escenes de 2001 l’odissea espacial

Els viatges llargs al sistema solar, per exemple a Mart o les llargues estades a les colònies espacials, han de tenir en compte els efectes de la ingravidesa sobre el cos humà. Debiliten l'esquelet i provoquen atròfia muscular.

Lluitar contra aquest problema es va considerar fa molt de temps rotant artefactes habitats per generar una gravetat artificial comparable a la de la Terra. Però el desenvolupament d’aquesta idea havia trobat un obstacle: efectes adversos a l’oïda interna dels habitants d’aquests artefactes.

Una estratègia d’adaptació progressiva sembla possible avui, obrint les portes a les escenes del 2001, l’odissea de l'espai.


Catàleg Charles Messier. Objecte M25






Descobert al 1745-1746 per Philippe Loys de Chéseaux.

Encara que és un cúmul destacat, fins i tot en telescopis molt petits o en binoculars, M25 només ha obtingut un nombre IC. Això es deu a raons desconegudes, John Herschel no el va incloure en la seva General Catalog, encara que havia estat observat per d'Chéseaux en 1745-46, per Charles Messier en 1764 (qui ho va agregar al seu catàleg el 20 de juny de 1764), va ser afegit al catàleg de 1777 de Johann Elert Bode, a més de ser observat per William Herschel (1783), per l'Almirall Smyth (1836) i pel reverend Thomas William Webb (1859). Segons Kenneth Glyn Jones, va ser redescobert finalment per Julius Schmidt (1825-1884) en 1866, però el present autor no va poder verificar aquest presumpte redescobriment, tot i els estudis, per exemple, de la revista alemanya Astronomische Nachrichten d'aquells anys. Eventualment, M25 va ser agregat al segon Index Catalog de J.L.E. Dreyer en 1908, basant-se en observacions fotogràfiques i usant una posició obtinguda per Solon Irving Bailey (1854-1931), publicada Bailey (1908).

Dos gegants de tipus espectral M i dos de tipus G poden ser trobades en aquest cúmul, on les gegantes de tipus G sembla que són membres reals (les M no). A més conté a l'estrella variable U Sagittarii de tipus Delta Cephei, que té un període de 6,74 dies, un període típic per aquestes estrelles variables "en el nostre barri", com indica Cecilia Payne-Gaposhkin. Va ser descoberta per J.B. Irwin el 1956, la seva membresía va ser confirmada mitjançant mesuraments de la seva velocitat radial conduïdes per M.W. Feast de l'Observatori Radcliffs (la velocitat radial comú dels membres d'aquest cúmul és de +4 quilòmetres per segon).

La presència de l'estrella Delta Cephei és consistent amb el fet que aquest no és un cúmul molt jove, la seva edat pot ser aproximadament 90 milions d'anys (l'Sky Catalog 2000 calcula 89 milions). A més, ja que la distància de M25 és ben coneguda usant altres mitjans, U Cephei pot ser usada com a punt de calibratge per a la famosa escala, anomenada escala de distància Cefeida, que s'utilitza per determinar la distància de galàxies properes. Un altre d'aquests casos és conegut: el dia l'estrella Delta Cephei anomenada U Normae en el cúmul obert NGC 6087.

Clic a la imatge per engrandir

Les fonts concorden inusualment bé en la distància d'aquest cúmul i la calculen en 2.000 anys llum aproximadament. Això fa que el seu diàmetre de 32 minuts d'arc correspongui a uns 19 anys llum. Archinal i Hynes (2003) calculen una distància lleugerament més gran, 2.300 anys llum, el que augmentaria l'extensió lineal de 32' a uns 21 anys llum, però aquests autors estimen un menor diàmetre angular de 26',  que llavors es correspondria a un diàmetre lineal de 17 anys llum.

Ake Wallenquist (1959), que va estimar el seu diàmetre en 34', va comptar 86 membres probables en aquest cúmul. Archinal / Hynes i el Deep Sky Field Guide donen el nombre molt més gran de 601 estrelles pertanyents al cúmul. Mentre que l'Sky Catalog 2000 li dóna un tipus Trumpler d'I, 2, p, Götz el classifica com I, 3, m, i Kenneth Glyn Jones indica el seu tipus Trumpler amb IV, 3, r. Ben diferents! Brent A. Archinal ho estima com III, 3, m (Archinal i Hynes 2003).