Perseverance 8. Descobrint el rover: Càmeres

El disseny del rover Perseverance

El rover de Mart 2020, Perseverance, es basa en la configuració del rover Curiosity del Mars Science Laboratory. Té la mida d'un cotxe, uns 3 metres de llarg (sense incloure el braç), 2,7 metres d'ample i 2,2 metres d'alt. Però amb 1.025 quilos, pesa menys que un cotxe compacte. D'alguna manera, les peces del rover són similars a les que necessitaria qualsevol ésser viu per mantenir-se "viu" i poder explorar.

Clic per engrandir. Les càmeres del Perseverance. Crèdit: NASA, JPL-Caltech.

Les càmeres del Rover Mars 2020 Perseverance

Els "ulls" i altres "sentits" del rover

El rover Perseverance té diverses càmeres enfocades a tasques d'enginyeria i ciència. Algunes ajuden a aterrar a Mart, mentre que d'altres serveixen d'ulls a la superfície per poder conduir-lo. Altres s'utilitzen per realitzar observacions científiques i ajudar a la recollida de mostres.

- Càmeres de descens
- Càmeres d'enginyeria
- Càmeres científiques

Càmeres d'imatges del descens per a l'aterratge

Càmeres d'entrada, descens i aterratge

T'has preguntat alguna vegada com seria la visió d'un "astronauta" a l'aterrar a Mart? Per a l'aterratge del rover Perseverance, l'equip d'enginyers va afegir diverses càmeres i un micròfon per documentar l'entrada, el descens i l'aterratge amb més detall. Les càmeres van gravar vistes impressionants de l'aterratge, capturant vídeos a tot color del descens final del vehicle a la superfície marciana. Els vídeos també van proporcionar dades que van ajudar a l'equip a explorar:

• Com es desplega i funciona el paracaigudes a l'atmosfera marciana?
• Com es mou el sistema d'aterratge al descendir i apropar-se a la superfície?
• Quina quantitat de sorra i roques són expulsades a l'atmosfera pels retrocoets?
• Què passa exactament quan el vehicle aterra?
• En quin punt de la zona prevista va aterrar el vehicle?
• Com poden les vistes aèries de poc abans de l'aterratge informar sobre els plans de conducció de rover?

Aquestes són algunes de les observacions amb informació que les càmeres poden proporcionar als qui es dediquen a aterrar naus espacials a Mart.

Clic per engrandir. Una visibilitat sense precedents de l'aterratge a Mart: Un conjunt
de càmeres en diverses parts de la nau espacial Mars 2020 ha proporcionat vistes
més detallades que mai de l'aterratge. Crèdit: NASA / JPL-Caltech. Infografia en català: Sci-Bit.

Aquests nous ulls i oïdes del Perseverance es van muntar a partir de maquinari comercial fàcilment disponible. Les càmeres i el micròfon es van transportar com una "càrrega útil discrecional", un complement opcional que seria un avantatge, però que no era imprescindible per a la missió.

El conjunt de càmeres d'entrada, descens i aterratge del Mars 2020 incloïa:

• Càmeres de "mirada cap amunt" del paracaigudes: Muntades a la tapa posterior, mirant cap amunt en el desplegament i inflat del paracaigudes. Es van instal·lar tres càmeres, dues de les quals van gravar amb èxit el paracaigudes.
  
• Càmera de "mirada cap avall" a l'etapa de descens: Muntada en l'etapa de descens, mirant cap avall al rover mentre descendia durant la maniobra del Skycrane.
  
• Càmera de "mirada cap amunt" del rover: Muntada a la coberta del rover, mirant cap amunt a l'etapa de descens durant la maniobra del Skycrane i la separació de l'etapa de descens.
• Càmera de "mirada cap avall" del rover: Muntada sota el rover, mirant cap avall a la superfície durant l'aterratge.
  

A més de proporcionar dades d'enginyeria, les càmeres poden considerar-se una "càrrega útil de compromís públic". Sens dubte, van donar una sensació de dramatisme en el descens a la superfície. A part de les animacions per ordinador, mai s'havia vist l'obertura d'un paracaigudes en l'atmosfera marciana, el descens del rover a la superfície de Mart o el vol de l'etapa de descens després de l'aterratge del rover. Perseverance ens va permetre assistir en primera fila a un aterratge a Mart per primera vegada en la història de l'exploració espacial.

Especificacions Tècniques

Funció principal: Prendre fotografies, mirant cap amunt i cap avall, durant el descens i l'aterratge a Mart.
Ubicació: Muntades en diverses parts de la nau espacial, incloent la carcassa posterior, l'etapa de descens i el rover.

Càmera del sistema de visió de l'aterratge

Un altre sistema de càmeres utilitzat durant el descens a Mart va ser fonamental per a l'aterratge segur del rover: la Càmera del Sistema de Visió del aterrador va prendre les imatges necessàries per a la Navegació Relativa al Terreny.

Mentre la nau penjava sota el paracaigudes, la càmera gran angular del sistema de visió de l'aterratge mirava cap avall, prenent imatges de la superfície que s'acostava ràpidament. Un ordinador especial al rover va analitzar ràpidament les imatges i les va comparar amb un mapa a bord per determinar la posició del rover en relació amb el terra. Això va ajudar al Perseverance a escollir de forma autònoma el lloc d'aterratge més segur dins la seva àrea d'aterratge. 

Especificacions tècniques

Funció principal: Prendre fotografies durant el descens, mirant cap avall des del rover, per ajudar a la navegació relativa al terreny.
Ubicació: Muntada a la banda esquerra, prop de la part davantera del rover, apuntant directament cap avall.
Mida de la imatge: 1024x1024 píxels.

Càmeres d'enginyeria

Càmeres per evitar perills (HazCams)
Càmeres de navegació (Navcams)
CacheCam 

Mars 2020 utilitza una nova generació de càmeres d'enginyeria que es basen en les capacitats de les anteriors càmeres del rover de Mart. Aquestes càmeres d'enginyeria millorades proporcionen informació molt més detallada, en color, sobre el terreny que envolta el rover. Tenen diverses funcions: mesuren el terreny al voltant del rover per a una conducció segura, comproven l'estat del maquinari del rover i donen suport a la recollida de mostres. Algunes ajuden a determinar la millor manera d'acostar-se als objectius científics.

Càmeres d'enginyeria millorades per la conducció

Les càmeres d'enginyeria millorades per a la conducció ajuden els operadors humans a la Terra a conduir el rover amb major precisió, i a orientar millor els moviments del braç, el trepant i altres eines quan s'acosten als seus objectius. Un camp de visió molt més ampli proporciona a les càmeres una visió molt millor del propi rover. Això és important per comprovar l'estat de diverses parts del rover i mesurar els canvis en la quantitat de pols i sorra que poden acumular-se en les superfícies del rover. Les noves càmeres també poden prendre imatges mentre el rover està en moviment.

Les càmeres d'enginyeria millorades comparteixen el mateix cos de càmera, però utilitzen diferents objectius seleccionats per la tasca específica de cada càmera.

 Clic per engrandir.  Crèdit. NASA-JPL.

Aquestes imatges de la càmera de navegació del Mars 2020, o Navcam, mostren un munt de roques preses des d'una distància d'uns 15 metres a la zona de proves del pati de Mart al JPL. Les imatges il·lustren una de les formes en què les dades de la càmera poden utilitzar-se per revelar els contorns d'un objectiu des de la distància. Aquests mesuraments proporcionen al rover i al seu equip els coneixements que necessiten per planificar amb precisió els moviments del braç i el seu desplaçament. 

Especificacions tècniques

Funció principal: S'utilitza per desplaçar-se per Mart i per col·locar les eines al braç robòtic.
Ubicació: Diversos llocs del rover.
Pes: Menys de 425 grams.
Mida de la imatge: 5120 x 3840 píxels.
Resolució de la imatge: 20 megapíxels

Càmeres per evitar perills (HazCams):

Perseverance porta sis càmeres de detecció de perills, anomenades HazCams, recentment desenvolupades: quatre a la part davantera i dos a la part posterior del cos del rover. Les HazCams detecten els perills del camí davant i darrere del rover, com grans roques, rases o dunes de sorra.

Els enginyers també utilitzen les HazCams davanteres per veure on moure el braç robòtic per prendre mesures, fotos i recollir mostres de roca i del terra.

Durant la conducció, el rover s'atura amb freqüència per prendre noves imatges estereoscòpiques del camí que té per davant per avaluar els possibles perills. Les vistes en 3D donen a Mars 2020 la capacitat de prendre les seves pròpies decisions sobre on conduir sense consultar cada moviment amb l'equip del rover a la Terra. 

Especificacions tècniques

Funció principal: Ajuda a la navegació autònoma.
Ubicació. Muntades a la part davantera i posterior del cos del rover, apuntant cap al terra.

Càmeres de navegació (Navcams):

Dues Càmeres de Navegació estèreo en color, anomenades Navcams, ajuden els enginyers a conduir el Perseverance amb seguretat, especialment quan el rover opera de forma autònoma, prenent les seves pròpies decisions de navegació sense consultar als controladors a la Terra.

 

Clic per engrandir. Navcams frontals. Crèdit: NASA, JPL

Clic per engrandir. Navcams posteriors. Crèdit: NASA, JPL

Situades a la part alta del màstil del rover, aquestes dues càmeres ajuden els enginyers a conduir el rover per Mart. Podeu veure un objecte tan petit com una pilota de golf a 25 metres de distància. Abans que el Perseverance "condueixi a cegues", les càmeres de navegació ajuden inicialment a garantir una trajectòria segura. La manera de conducció a cegues es produeix quan els enginyers ordenen al rover que condueixi una certa distància en una determinada direcció, i el "cervell" informàtic del rover calcula la distància a partir de les rotacions de les rodes sense mirar ni comprovar el lliscament de les mateixes.

Especificacions Tècniques

Funció principal: Ajuda a la navegació autònoma.
Ubicació: Muntada a la part alta del màstil del rover; els "ulls" esquerre i dret estan separats per uns 42 centímetres.

Nova càmera per gravar la recollida de mostres

CacheCam:

La "CacheCam" és una càmera única que mira cap avall a la part superior del dipòsit de mostres. Fa fotografies dels materials mostrejats i dels tubs de mostres mentre es preparen per al seu segellat i emmagatzematge en els tubs. Això ajuda als científics a "vigilar" les mostres mentre s'obtenen, i manté un registre de tot el procés per a cada mostra recollida.

Clic per engrandir. Imatge de la Cachecam del dipòsit de mostres. Crèdit: NASA-JPL

Especificacions tècniques

Funció principal: Veure la part superior d'un tub de mostra després de recollir la mostra; fer fotografies microscòpiques de la part superior del material de mostra abans de segellar el tub.
Ubicació: Dins de la part inferior del rover, a la part superior del dipòsit de mostres.

Càmeres Científiques

- Mastcam-Z
- SuperCam
- PIXL
- SHERLOC
- WATSON

Mastcam-Z

La Cur és un parell de càmeres que prenen imatges en color i vídeo, imatges estereoscòpiques tridimensionals i tenen un potent zoom. Igual que les càmeres Mastcam del rover Curiosity, la Mastcam-Z del Mart 2020 consta de dos sistemes de càmeres duplicats muntats en el pal que sobresurt de la coberta del rover. Les càmeres estan una el costat de l'altra i apunten en la mateixa direcció, proporcionant una vista en 3D similar a la que veurien els ulls humans, només que millor. També tenen una funció de zoom per veure els detalls dels objectius llunyans.

SuperCam

La SuperCam dispara un làser a objectius minerals que estan fora de l'abast del braç robòtic del rover, i després analitza la roca vaporitzada per revelar la seva composició elemental. Igual que la ChemCam del rover Curiosity, la SuperCam dispara polsos de làser de menys d'un mil·límetre a zones allunyades a més de 7 metres de distància. La seva càmera i els seus espectròmetres examinen llavors la química de la roca. Cerca compostos orgànics que podrien estar relacionats amb la vida passada a Mart. Quan el làser incideix en la roca, crea plasma, que és un gas extremadament calent format per ions i electrons que suren lliurement. Un espectrògraf a bord registra l'espectre del plasma, que revela la composició del material.

PIXL

PIXL, acrònim de Planetary Instruments for X-Ray Lithichemistry, (Instrument planetari per litoquímica mitjançant raigs X) és un espectròmetre de fluorescència per raigs X. El PIXL utilitza la fluorescència de raigs X per identificar elements químics en punts objectiu tan petits com un gra de sal de taula. Disposa d'una càmera de microcontext que proporciona imatges per correlacionar els seus mapes de composició elemental amb les característiques visibles de la zona objectiu.
 
SHERLOC

SHERLOC, acrònim de Scannig Habitable Environments with Raman and Luminiscence for Organics and Chemicals, és un espectròmetre a escala fina i llum ultravioleta làser, detecta mineralogia i compostos orgànics. Les principals eines de SHERLOC són els espectròmetres i el làser, però també utilitza una macrocámara de "context" integrada per prendre primers plans extrems de les zones estudiades. Això proporciona un context per al que el làser estava apuntant, però també per ajudar els científics a veure les textures que podrien explicar la història de l'entorn en el qual es va formar la roca.

WATSON

La càmera WATSON és una de les eines de la "mà" o torreta situada a l'extrem del braç robòtic del Perseverance. És gairebé idèntica a la càmera amb lent de mà MAHLI del rover Curiosity. WATSON acrònim en anglès de Wide Angle Topographic Sensor for Operations and Engineering (Sensor topogràfic de gran angular per operacions i enginyeria) capta les imatges des del pont de comandament en una escala molt detallada de les imatges i mapes que SHERLOC recull dels minerals i orgànics marcians fins a les escales més àmplies que la SuperCam i la Mastcam-Z observen des del màstil. WATSON proporciona vistes de les textures i estructures a escala fina de les roques marcianes i de les restes rocoses i la pols que cobreixen gran part de la superfície marciana. Gràcies a aquestes capacitats, WATSON no només és compatible amb SHERLOC, sinó que també ajuda a identificar objectius d'interès per als altres instruments del rover. Atès que WATSON pot ser desplaçat pel braç robòtic, també proporciona imatges dels instruments i de les parts del rover. Per exemple, es pot apuntar a l'experiment de producció d'oxigen Moxie per ajudar a controlar la quantitat de pols que s'acumula al voltant de l'entrada que deixa entrar l'aire marcià per a l'extracció d'oxigen.

Un objectiu de calibratge pel WATSON està fixat a la part davantera del cos del rover. Conté un gràfic de barres mètriques estandarditzades per ajudar a calibrar l'instrument.

Ho he vist aquí.

El rover Curiosity davant del Mont Mercou signa un dels seus selfies més bonics

Clic per engrandir. Curiosity posant davant del Mont Mercou. Crèdit:
NASA, JPL-Caltech, MSSS.

On és ara el rover Curiosity? Davant del Mont Mercou... a Mart. No al de la Terra, al sud-oest de França. El robot va passar molt de temps en aquest lloc i va aprofitar per fer un dels seus autoretrats més bonics des del seu lloc d’exploració.

El Curiosity, l’il·lustre predecessor del Perseverance, continua les seves activitats als vessants del mont Sharp (5.000 metres sobre el nivell del mar). En els darrers dies, ha transmès al JPL, un bell assortiment d’imatges del seu entorn preses els dies 16 i 26 de març, als peus d’un túmul de sis metres d’alçada, que ha rebut el sobrenom de Mont Mercou. A la NASA, es van afanyar a muntar unes 71 peces del mosaic-puzzle per aconseguir aquest bonic selfie del explorador davant d’aquest excepcional indret. Consisteix exactament en 60 imatges preses el 26 de març amb la càmera Mahli (Mars Hand Lens Imager) i 11 més, capturades 10 dies abans, des de la part superior de la Mastcam.

Clic per engrandir. Curiosity posant davant el mont Mercou. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS

Un duplicat del Mont Mercou a Mart

El robot ha estat donant voltes al voltant d’aquest relleu del terreny durant diverses setmanes. De fet, és de gran interès per als geòlegs de la Terra per tot el que explica sobre el passat de Mart. El seu aspecte en capes és com un llibre que els científics volen obrir. Com podeu veure, Curiosity va perforar el lloc. Va ser el trenté de la seva expedició que va començar allà gairebé nou anys. El lloc es va anomenar "Nontron", en referència al poble homònim situat a Dordonya, on es va descobrir la nontronita el 1822.

 

Mount Mercou vist des de dos angles diferents. 32 imatges preses per la Mastcam
del Curiosity conformen aquest paisatge. © NASA, JPL-Caltech, MSSS

Tot indica que la regió conté algunes nontronites, tal com mostren les observacions fetes des de l'òrbita marciana. I endevineu què trobem a la Terra, a França, a prop d’aquesta ciutat del sud-oest? El Mont Mercou. Per tant, el turó de 316 metres es troba ara als mapes de dos planetes diferents. 

Ho he vist aquí.

Gabinet de curiositats: 5 Els llibres de pell humana

Clic per engrandir. Un llibre del Segle XVII, encuadernat pel doctor Ludovic
Bouland en pell de dona. Crèdit: Wellcome Library, Wikimedia Commons.

Bibliopegia antropodèrmica: 5 llibres enquadernats en pell humana. Jennifer
Kerner, doctora en arqueologia prehistòrica i funerària i creadora del canal de
YouTube Boneless Archéologie, aporta llum sobre aquesta estranya pràctica que
és la bibliopegia antropodèrmica. Crèdit: Jennifer Kerner. YouTube Boneless Archéologie.

Benvinguts a aquest nou capítol del  gabinet de curiositats! Avui hem marxat a explorar un dels llocs més meravellosos del món: una biblioteca, a la recerca de llibres enquadernats curiosament.

Hi ha molts bibliòfils als quals els agrada perdre’s durant llargues estones entre les pàgines d’una obra antiga, inspirant amb plaer l’olor a vainilla del paper groc. Però pocs s'entretenen i dediquen temps a aprofundir en la qualitat de la pell que conforma el seu sumptuós embolcall. Sovint això no és res d’especial. Més enllà de la sumptuosa tasca de l’enquadernadora, el daurat i les elegants corbes dels personatges en relleu, trobem la selecció habitual de marroquinera, cuir vell o fins i tot pell d’ovella. Alguns poden atrevir-se a la extravagància cobrint el seu volum amb pell de serp, estruç, cangur, tauró o llangardaix. Però molt pocs s'han deixant empènyer al vici i lliurar-se a l’estrany art de la bibliopegia antropodèrmica: la pràctica d’enquadernar llibres amb pell humana.

Carn castigada

El primer exemple d'aquest estrany exercici es remunta a l'any 1606, amb l'execució d'Henry Garnet. Aquest jesuïta, involucrat en la conspiració de la  pólvora que farà de Guy Fawkes una figura llegendària, va ser condemnat a una mort terrible, els detalls de la qual estalviarem els nostres lectors més sensibles (per a altres, us convidem a buscar la definició de tortura; penjat, obert i esquarterat). Acontentem-nos en dir que la seva humiliació va continuar en el més enllà, quan els seus perseguidors van decidir utilitzar la seva pell per enquadernar el llibre explicant els detalls del seu judici. Com a sinistre epitafi, la portada del volum encara porta la inscripció: "La penitència severa ha castigat la carn".

Clic per engrandir. El judici de Garnet, enquadernat amb la pell del jesuïta i amb
l'anotació amb tinta. © Ross Parry

Garnet no és l’únic criminal que els seus vestigis passaran a la posteritat per les mans del curtidor, l’enquadernador, i després el bibliotecari. Els cossos del famós assassí William Corder, el bandit James Allen, el temut William Burke i molts altres també han vestit les pàgines de les seves confessions, les seves tribulacions o fins i tot obres mèdiques o literàries com els poemes de Milton. No hi ha dubte que, en molts casos, aquests actes delaten una intenció venjativa, una manera d’infligir una humiliació duradora que serviria d’exemple a tothom. Durant el Terror, diverses adoberies especialitzades en pells humanes també van obrir les seves portes a França. Però la bibliopegia antropodèrmica també ha tingut altres vocacions al llarg de la història.

 Clic per engrandir. Aquest esplèndid volum de La Philosophie dans
le boudoir (la filosofía al tocador) del Marques de Sade, fou subhastat recentment
per l’Hôtel Drouot. © La Gazette Drouot

Contraportades d'humanitat

El doctor Ludovic Bouland, un gran seguidor de la pràctica, defensa (d'una manera molt qüestionable) el reconeixement mèdic i un enfocament poètic quan escriu a l'interior d'una obra en la seva col·lecció: "Aquest curiós petit llibre sobre la virginitat i les funcions generadores femenines em semblen merèixer una enquadernació proporcional al tema [i]  es revestit amb un tros de pell femenina tenyida per mi mateix amb sumac". Altres pells de dones serviran per ennoblir els volums mèdics o per excitar la morbosa imaginació del lector de col·leccions eròtiques.

 Clic per engrandir. Defensats pel seu autor com a obres mèdiques i poètiques,
les enquadernacions del doctor Bouland revelen un inquietant desig de dominació
i apropiació del cos femení. © Col·lecció Wellcome

Persones tatuades, autors, membres de tribus llunyanes i pacients anònims: cap d'ells escapa a la fascinació de bibliòfils, metges i col·leccionistes per aquest estrany ritual. Un Poe en pell va ser notícia el 1892, una misteriosa comtessa de Saint-Ange, recobreix un volum de Flammarion inflamant els esperits, les restes d'un gegant adornant un llibre sobre la glàndula pituïtària i els trastorns del creixement que provoca, i diverses edicions de la Dansa de la Mort van adquirir l'estatus de memento mori. Un cens realitzat per l'arqueòloga Jennifer Kerner va comptar ni més ni menys que 137 hipotètics volums enquadernats en pell humana! Per concloure aquest capítol del Gabinet de Curiositats, us convidem a descobrir l'entrevista que es va realitzar a aquesta investigadora, tan fascinant com apassionant (amés amunt). Que ho gaudiu!.

Ja en tenim cinc! Ens veiem properament per llegir un nou capítol del Gabinet de curiositats. © nosorogua, Adobe Stock 

Veure

Anterior: 4. El fonògraf i la marca de les dents de Thomas Edison

Següent: 6 Joies per a astrònoms

Ho he vist aquí.

La misteriosa anomalia detectada al CERN apunta cap a una nova física?

Clic per engrandir. Una imatge del túnel amb el LHC. Crèdit: CERN.

Com funciona l’accelerador de partícules més gran? Actualment, a cavall entre
França i Suïssa, el Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC) permet col·lisions
de protons a una energia de 13 TeV (teraelectronvolts). Descobriu com funciona
aquesta impressionant eina en vídeo gràcies al CERN. 

Diverses extensions del model estàndard, com el tecnicolor o la composició, prediuen l'existència de leptoquarks, partícules capaces de canviar els quarks en leptons i provocar la desintegració de protons. Rastrejats durant dècades, poden ser responsables de misterioses anomalies en la decadència de certes partícules observades amb el detector LHCb al CERN.

L'LHC continua la seva transformació en un camí que condueix a feixos de protons més intensos. Les col·lisions per segon seran llavors més nombroses, cosa que potser permetrà observar,  mitjançant reaccions de producció de partícules certs processos rars, que podrien delatar l'existència d'una nova física. Òbviament, el més interessant de l'LHC d’alta lluminositat projectat seria observar finalment partícules completament noves. Fins ara, hi ha hagut una gran decepció en aquest sentit. És cert que es van destacar més de 50 nous hadrons en els esdeveniments produïts durant les anteriors "tirades" de l'LHC i del CERN, fins i tot recentment, va anunciar que havia obtingut indicacions convincents a favor de l’existència de boles de gluons formades per tres gluons. Però es tracta de partícules i ressonàncies, com diuen els físics en el seu argot, que són més o menys predites pel Model Estàndard, principalment per la teoria de les fortes interaccions entre quarks d’hadrons.

Molts van creure plausible que els gegants detectors Atlas i CMS ens revelessin una nova física amb la detecció de partícules de matèria fosca. Però podria ser que la propera revolució de la física d’alta energia s’iniciï ara mateix mitjançant dades misterioses que s’acumulen en els esdeveniments estudiats per un detector de mida més modesta: el LHCb (Large Hadron Collider Beauty).

Clic a la imatge per engrandir. La teoria estàndard de la física de partícules separa les partícules elementals que formen la matèria en dues famílies: leptons i quarks. Cada família té sis partícules, agrupades en parelles o "generacions". Les partícules més estables, que són les més lleugeres, constitueixen la primera generació, mentre que les més pesades i menys estables pertanyen a la segona i tercera generació. Els sis tipus de leptons s’agrupen en tres generacions: l’electró i el neutrí de l’electró, el muó i el neutrí del muó i, finalment, el tau i el neutrí de tau. De la mateixa manera, els sis tipus de quarks s’agrupen en parelles en cadascuna d’aquestes generacions: el quark u i el quark d formen la primera generació, després vénen el quark c i el quark s i, finalment, el quark t i el quark b.© Daniel Domínguez, CERN.

Quark bellesa i l'enigma de l'antimatèria

Un dels principals objectius d'aquest detector és estudiar la física de les partícules que contenen almenys un quark "bellesa", també anomenat quark b. Es designa així un membre d’una família de sis quarks que transporta una quantitat conservada (només per la força electromagnètica i la força nuclear forta) anàloga a la càrrega elèctrica i que hom anomena bellesa. Els quarks estan connectats en el model estàndard a una altra interacció fonamental anomenada força elèctrica feble. Combina en un marc unificat la teoria de la força electromagnètica i la teoria de la força nuclear feble, responsable de la radioactivitat beta, i que també participa en les reaccions que fan brillar el Sol.

La teoria electrofeble implica l'existència de nous bosons que són cosins de fotons i que són anomenats els bosons W i Z. Uneix les partícules que són leptons, com els neutrins i els electrons, que també formen una família de sis partícules. El model estàndard prediu les reaccions de conversió i aniquilacions dels quarks en altres quarks  mitjançant l'emissió de bosons W, Z i fotons. Les reaccions amb hadrons que contenen quarks bellesa són interessants perquè estan relacionades amb el que s’anomena la violació de la simetria CP, que permet pensar en solucions a l’enigma de l’antimatèria cosmològica. Aquesta és una oportunitat per intentar entendre per què el Big Bang sembla haver deixat només matèria i no una barreja de matèria i antimatèria a parts iguals, com implica la física coneguda. 

Descobriu una presentació de la col·laboració de LHCb al Cern en aquest vídeo.
Podeu triar l'idioma de la subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Cern, YouTube

Una violació de la universalitat d'una força?

Però, avui, com els físics de la col·laboració LHCb han fet saber mitjançant un article d’accés obert a arXiv, es una violació de la universalitat leptònica que sembla apuntar el nas a la desintegració de certs mesons que contenen quarks bells.

Segons el model estàndard, les partícules amb quark b haurien de desintegrar-se amb la mateixa probabilitat en electró, muó o tauó (bé, gairebé, aquests leptons no tenen les mateixes masses, cosa que influeix una mica en les taxes de desintegració). Aquest fenomen es descriu com una il·lustració del que, per tant, s'anomena universalitat leptònica, que expressa que el  model electrofeble de Glashow -Salam-Weinberg (que porta el nom dels seus descobridors) tracta els leptons en igualtat de condicions (les seves diferències de massa són properes). Cosa similar a la llei de la gravitació universal, que se suposa que és la mateixa per a totes les partícules.

En el cas que intriga els físics de LHCb, tenim mesons B⁺ que poden desintegrar-se segons dos canals, com diem, donant cada vegada un mesó K⁺ però també un parell d’un tipus de leptó (parlem de sabors com per als sis quarks diferents) i la seva antipartícula, per exemple un muó amb càrrega positiva i negativa (K⁺ i µ + µ^-) o un parell positró-electró (K⁺ i e + e^-). Aquestes desintegracions, que impliquen la transformació d'un quark de bellesa en un quark estrany (b -> s), són extremadament rares, ocorrent a un ritme de només una desintegració del mesó B⁺ entre de dos milions.

Però els físics van acabar ressaltant-los i, sobretot, semblava haver-hi una violació de les prediccions de física conegudes a l’alçada de 3,1 sigmes, cosa que en termes de probabilitat significa que hi ha un 0,1% de probabilitats que l’efecte es degui a l’atzar.

Però, per petit que sigui aquest nombre, i que ens pugui fer creure que podem parlar de descobriment, enganya la nostra intuïció de l’atzar i de fet, és relativament habitual tenir els resultats d’experiments que semblen no ser capaços de reflectir les mesures. Els investigadors esperarien cinc sigmes a anunciar l’inici d’una revolució.

Suposem que l’efecte és real, tal com podrem esbrinar en els propers anys. Però ja ho podem explicar amb una nova física?

 Clic per engrandir. Els diagrames de Feynman associats als càlculs de la teoria
quàntica de camps descriuen com un mesó B⁺ compost per un quark u i un antiquark
bell pot degradar-se en diferents canals leptònics (leptó + el seu antileptó)
acompanyant la producció d’un mesó K⁺. El primer mostra el que s’espera del
model estàndard en física de partícules, el segon mostra la reacció amb un
leptoquark. © Cern LHCb col·laboració.

La resposta és probablement sí, i és possible que estiguem a punt de descobrir l’existència de leptoquarks.

Partícules que transmuten quarks a leptons i viceversa

Aquestes partícules porten tipus d'anàlegs de les càrregues elèctriques associades als quarks i als leptons (tècnicament, són els nombres bariònics i de leptons que es conserven durant les reaccions conegudes entre les partícules). Aquesta propietat els permet transformar-se el primer en el segon i viceversa.

Aquests leptoquarks apareixen en diverses teories proposades per anar més enllà de la teoria estàndard. Per exemple, la teoria tecnicolor i les seves variants assumeixen que el bosó BEH (sigla de Brout, Englert, Higgs) és de fet un estat compost de dues partícules unides per una nova força, anàloga a la interacció nuclear forta que uneix els quarks als hadrons, i en particular als pions, també anomenats mesons de Yukawa.

En la mateixa línia, la teoria de la composició i les seves variants postulen que tots els quarks i leptons són partícules compostes formades per partícules genèricament anomenades preons. Aquestes teories suggereixen que els leptoquarks són pesats i s'han de manifestar directament a energies d'almenys de l'ordre de TeV (mil vegades la massa necessària per crear un protó).

Fragments d’un documental sobre el premi Nobel de física Abdus Salam. Podeu triar
l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Pilgrim Film

Entre els pioners d’aquestes teories, cal esmentar Jogesh Pati i Abdus Salam que desenvoluparen una teoria que unifiqui els quarks i els leptons i les forces nuclears fortes i electrofebles a principis dels anys 70. D’aquí naixerà una segona versió de 1975, que fa intervenir una estructura composta per a quarks i leptons que per tant, deien de ser partícules elementals. Actualment, aquest treball es coneix com el model Pati-Salam.

El que és menys conegut és que el model Pati-Salam va inspirar la més famosa de les teories de la Gran Unificació (GUT), la de Georgi-Glashow basada en el grup de Lie SU(5). A Jogesh Pati també li devem la paraula "preó" per a partícules més elementals que els quarks i els leptons i les que constituirien. De nou és el model de Pati-Salam que inspirarà la més famosa de les teories dels preons, la dels rishons de Harari. Una de les conseqüències observables del model Pati-Salam és l’existència d’un bosó Z’ i sobretot per tant de leptoquarks que permetrien comprendre millor l’existència de tres famílies de leptons i quarks descrits pel model electrofeble i la famosa matriu de Kobayashi-Maskawa.

Els processos amb leptoquarks són molt rars i difícils de demostrar. Però, com que podrien provocar una desintegració del protó, s'ha intentat detectar-lo. De fet, va ser inicialment per observar aquesta desintegració que es va construir l’avantpassat del detector, el Super Kamiokande, que va permetre resoldre l’enigma dels neutrins solars. 

Creuem els dits pel LHCb i també esmenten per acabar, que el model Pati-Salam també pot derivar d’una ambiciosa teoria basada en la geometria no commutativa d’Alain Connes, però aquesta és una altra història.

Feu un viatge a 100 metres sota terra per admirar un detector de física de partícules
a mida natural. Aquest documental ofereix un recorregut per l’experiment LHCb al
CERN acompanyat d’explicacions d’experts en la matèria. ©  LHCb Experiment.

Ho he vist aquí.

L'helicòpter de Mart Ingenuity de la NASA es prepara per al seu primer vol

Clic per engrandir. Una il·lustració de l'helicòpter Ingenuity de la NASA volant per
Mart. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

La NASA té com a objectiu que l'helicòpter Ingenuity a Mart, (no abans del 8 d'abril), el primer intent de vol motoritzat i controlat d'una aeronau en un altre planeta. No obstant això, abans que l'helicòpter de 1,8 quilograms pugui intentar el seu primer vol, tant ell com el seu equip han de complir una sèrie de fites d'enormes proporcions.

Ingenuity roman unit a la panxa del rover Perseverance de la NASA, a on  va aterrar a Mart el 18 de febrer. El 21 de març, el rover va desplegar l'escut de grafit en forma de caixa de guitarra que va protegir Ingenuity durant l'aterratge. El rover es troba actualment en trànsit cap a l'"aeròdrom" on Ingenuity intentarà volar. Un cop desplegat, Ingenuity disposarà de 30 dies marcians, o sols, (31 dies terrestres) per realitzar la seva campanya de vols de prova.

"Quan el rover Sojourner de la NASA va aterrar a Mart el 1997, va demostrar que l'exploració del Planeta Vermell era possible i va redefinir completament el nostre enfocament sobre com explorar Mart. De la mateixa manera, volem conèixer el potencial que té Ingenuity per al futur de la investigació científica", va dir Lori Glaze, directora de la Divisió de Ciència Planetària a la seu de la NASA. "Encertadament anomenat, Ingenuity és una demostració tecnològica que pretén ser el primer vol amb motor en un altre món i, si té èxit, podria expandir encara més els nostres horitzons i ampliar l'abast del que és possible amb l'exploració de Mart".

Volar de forma controlada a Mart és molt més difícil que fer-ho a la Terra. El planeta vermell té una gravetat important (aproximadament un terç de la de la Terra), però la seva atmosfera és només un 1% més densa que la de la Terra a la superfície. Durant el dia marcià, la superfície de la planeta rep només la meitat de la quantitat d'energia solar que arriba a la Terra durant el dia, i les temperatures nocturnes poden baixar fins a 90 graus Centígrads sota zero, el que pot congelar i esquerdar els components elèctrics sense protecció.

Per poder encaixar en els espais disponibles del Perseverance, l'helicòpter Ingenuity ha de ser petit. Per volar en l'entorn de Mart, ha de ser lleuger. Per sobreviure a les gèlides nits marcianes, ha de tenir suficient energia per alimentar els escalfadors interns. El sistema des del rendiment dels seus rotors en l'aire enrarit fins als seus panells solars, escalfadors elèctrics i altres components, han estat provat una i altra vegada a les càmeres de buit i als laboratoris de proves del Laboratori de Propulsió a Jet (JPL) de la NASA al sud de Califòrnia. 

"Cada pas que hem donat des que va començar aquest viatge fa sis anys, ha estat un territori inexplorat en la història de les aeronaus", va dir Bob Balaram, enginyer en cap de l'helicòpter de Mart al JPL. "I encara que aconseguir desplegar-lo en la superfície serà un gran repte, sobreviure a aquesta primera nit a Mart sol, sense que el rover el protegeixi i el mantingui alimentat, serà un repte encara més gran".

Clic per engrandir. El model de vol de l'helicòpter marcià Ingenuity de la
NASA. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

Desplegament de l'helicòpter

Abans que el Ingenuity emprengui el seu primer vol a Mart, s'ha de situar en el centre del seu aeròdrom, un terreny marcià de 10 per 10 metres triat per la seva planitud i absència d'obstacles. Una vegada que els equips de l'helicòpter i del rover confirmin que Perseverance està situat exactament on volen que estigui dins de l'aeròdrom, comença l'elaborat procés de desplegament de l'helicòpter en la superfície de Mart. 

"Com tot el que passa amb l'helicòpter, aquest tipus de desplegament no s'ha fet mai abans", va dir Farah Alibay, cap d'integració de l'helicòpter a Mart per al rover Perseverance. "Una vegada que comencem el desplegament ja no hi ha marxa enrere. Totes les activitats estan estretament coordinades, són irreversibles i depenen unes de les altres. Si hi ha fins i tot un indici que alguna cosa no va com s'esperava, podem decidir aturar-nos durant un sol, (un dia marcià), o més fins que tinguem una millor idea del que està passant". 

El procés de desplegament de l'helicòpter durarà uns sis sols (sis dies i quatre hores a la Terra). En el primer sol, l'equip a la Terra activarà un dispositiu de trencament de perns, alliberant un mecanisme de bloqueig que va ajudar a mantenir l'helicòpter fermament contra la panxa del rover durant el llançament i l'aterratge a Mart. En el següent sol, dispararan un dispositiu pirotècnic de tall de cables, el que permetrà que el braç mecanitzat que subjecta l'Ingenuity comenci a girar l'helicòpter fora de la seva posició horitzontal. En aquest moment, l'helicòpter estendrà dues de les seves quatre potes d'aterratge. 

Durant el tercer sol de la seqüència de desplegament, un petit motor elèctric acabarà de girar l'Ingenuity fins que s'enganxi, posant l'helicòpter completament vertical. Durant el quart sol, les dues últimes potes d'aterratge s'encaixaran en la seva posició. En cada un d'aquests quatre sols, el sensor topogràfic de gran angular per a operacions i enginyeria (WATSON) prendrà imatges de confirmació de l'Ingenuity a mesura que es desplega en la seva configuració de vol. En la seva posició final, l'helicòpter queda suspès a uns 13 centímetres sobre la superfície marciana. En aquest moment, només un pern i un parell de dotzenes de diminuts contactes elèctrics connectaran l'helicòpter al Perseverance. En el cinquè sol del desplegament, l'equip aprofitarà l'última oportunitat per a utilitzar Perseverance com a font d'energia i carregar les sis cel·les de la bateria de l'Ingenuity.

"Una vegada que tallem el cordó amb el Perseverance i deixem caure aquests cinc centímetres finals a la superfície, volem que el nostre gran amic s'allunyi el més aviat possible perquè els raigs de Sol arribin al nostre panell solar i comencin a recarregar les nostres bateries", va dir Balaram.

En el sisè i últim sol programat d'aquesta fase de desplegament, l'equip haurà de confirmar tres coses: que les quatre potes de Ingenuity estan fermament situades en la superfície del cràter Jezero, que el rover s'hagi allunyat efectivament, uns 5 metres, i que tant l'helicòpter com el rover es comuniquin mitjançant les seves ràdios a bord. Aquesta fita també inicia el rellotge de 30 sols durant el qual s'han de fer totes les comprovacions prèvies al vol i les proves de vol.

"Ingenuity és una prova de vol d'enginyeria experimental: volem veure si podem volar a Mart", va dir Mimi Aung, director del projecte Ingenuity Mars Helicopter al JPL. "No hi ha instruments científics a bord ni objectius per obtenir informació científica. Confiem que totes les dades d'enginyeria que volem obtenir tant en la superfície de Mart com en l'aire es puguin realitzar dins d'aquesta finestra de 30 sols".

 Proves de funcionament al laboratori. Crèdit: NASA/JPL.

Amb el desplegament, els equips de l'helicòpter i del rover abordaran la propera prova de vol de manera metòdica. Si l'equip falla o té dubtes sobre una fita important prèvia al vol, pot prendre un o més sols per esbrinar millor el problema. Malgrat això, si l'helicòpter sobreviu a la primera nit del període de seqüència en la superfície de Mart, l'equip passarà els següents sols fent tot el possible per assegurar un vol un èxit, com el gir de les pales del rotor i la verificació del rendiment de la unitat de mesura inercial, així com la prova de tot el sistema del rotor durant un gir a 2.537 rpm (mentre el tren d'aterratge de l'Ingenuity roman fermament en la superfície).  

La primera prova de vol a Mart

Una vegada que l'equip estigui a punt per a intentar el primer vol, Perseverance rebrà i transmetrà a Ingenuity les instruccions finals de vol dels controladors de la missió del JPL. Diversos factors determinaran el moment precís del vol, incloent la modelització dels patrons de vent locals i els mesuraments realitzats per l'Analitzador de Dinàmica Ambiental de Mart (MEDA) a bord del Perseverance. L'Ingenuity farà funcionar els seus rotors a 2.537 rpm i, si totes les auto-verificacions finals són bones, s'enlairarà. Després d'ascendir a una velocitat d'aproximadament 1 metre per segon, l'helicòpter es mantindrà a 3 metres sobre la superfície durant un màxim de 30 segons. A continuació, l'helicòpter baixarà i aterrarà de nou a la superfície marciana.

Diverses hores després del primer vol, el Perseverance descarregarà el primer conjunt de dades d'enginyeria de l'Ingenuity i, possiblement, imatges i vídeo de les càmeres de navegació del rover i de la Mastcam-Z. A partir de les dades descarregades aquesta primera nit després del vol, l'equip de l'helicòpter de Mart espera poder determinar si el seu primer intent de volar per Mart haurà estat un èxit. 

En el següent sol, totes les dades d'enginyeria restants recollides durant el vol, així com algunes imatges en blanc i negre de baixa resolució de la pròpia càmera de navegació de l'helicòpter, podrien ser descarregades al JPL. El tercer sol d'aquesta fase, les dues imatges preses per la càmera de color d'alta resolució de l'helicòpter haurien d'arribar. L'equip de l'helicòpter de Mart farà servir tota la informació disponible per a determinar quan i com avançar en la seva pròxima prova.

"Mart és dur", va dir Aung. "El nostre pla és treballar el que sigui que el planeta vermell ens repti de la mateixa manera com fem servir cada desafiament que hem afrontat en els últims sis anys: junts, amb tenacitat, molt treball dur, i una mica d'enginy".

L'helicòpter Marcià Ingenuity de la NASA va arribar al planeta vermell el 18 de
febrer de 2021. La seva missió: Aconseguir el primer vol amb motor en
un altre món. Crèdit: NASA / JPL-Caltech

Un tros d'història

Mentre que l'Ingenuity intentarà el primer vol controlat amb motor en un altre planeta, el primer vol controlat amb motor a la Terra va tenir lloc el 17 de desembre de 1903, a les dunes assotades pel vent de Kill Devil Hill, prop de Kitty Hawk a Carolina de Nord. Orville i Wilbur Wright van recórrer un mica més de 36 metres en 12 segons durant el primer vol. Els germans Wright van realitzar quatre vols aquest dia, cada un més llarg que l'anterior.

Una petita quantitat de material que cobria una de les ales de l'avió dels germans Wright, conegut com el Flyer, durant el primer vol, es troba ara a bord de l'Ingenuity. Es va utilitzar una cinta aïllant per embolicar el petit tros de tela al voltant d'un cable situat sota el panell solar de l'helicòpter. Els Wright van utilitzar el mateix tipus de material, una mussolina sense blanquejar anomenada "Pride of the West" per cobrir les ales dels seus planadors i avions a partir de 1901. La tripulació de l'Apol·lo 11 va portar un tros d'aquest material, juntament amb una petita estella de fusta del Wright Flyer, a la anada i tornada a la Lluna durant la seva emblemàtica missió del juliol de 1969. 

Més sobre l'Ingenuity

L'helicòpter de Mart Ingenuity ha estat construït pel JPL, que també gestiona la demostració tecnològica per a la seu de la NASA. Compta amb el suport de la Direcció de Missió Científica de la NASA, la Direcció de Missió de Recerca Aeronàutica de la NASA i la Direcció de Missió de Tecnologia Espacial de la NASA. El Centre d'Investigació Ames de la NASA i el Centre d'Investigació Langley van proporcionar importants anàlisi de rendiment de vol i assistència tècnica. 

A la seu de la NASA, Dave Lavery és l'executiu del programa de l'helicòpter de Mart Ingenuity. Al JPL, Mimi Aung és la directora del projecte i J. (Bob) Balaram és l'enginyer en cap.

Pels docents: Porteu l'emoció de l'Ingenuity a les aules i les famílies a través del conjunt d'eines de l'Oficina de Participació STEM de la NASA. Educadors, estudiants i famílies poden seguir la missió construint un helicòpter de paper o codificant un videojoc de Ingenuity.

Per a més informació sobre Ingenuity: 

https://www.jpl.nasa.gov/news/press_kits/ingenuity/landing/ i

https://mars.nasa.gov/technology/helicopter

Ho he vist aquí.

Perseverance 7. Descobrint el Rover: Micròfons

El disseny del rover Perseverance

El rover de Mart 2020, Perseverance, es basa en la configuració del rover Curiosity del Mars Science Laboratory. Té la mida d'un cotxe, uns 3 metres de llarg (sense incloure el braç), 2,7 metres d'ample i 2,2 metres d'alt. Però amb 1.025 quilos, pesa menys que un cotxe compacte. D'alguna manera, les peces del rover són similars a les que necessitaria qualsevol ésser viu per mantenir-se "viu" i poder explorar. 

Clic per engrandir. Crèdit: NASA/JPL.

Micròfons al Rover Perseverance

Els robots han reproduït gran part de l'experiència sensorial humana a Mart. Les càmeres ens han proporcionat la vista, les mans, braços i peus robòtics ens han proporcionat el tacte, i els sensors químics i minerals ens han permès assaborir i olorar Mart. L'oïda és l'últim dels cinc sentits que ens quedava per exercitar al Planeta Vermell. 

El rover Perseverance a Mart tindrà dos micròfons. Això farà possible que els nostres robots no només toquin i tastin, sinó que finalment escoltin els sons de Mart. Aquí podeu escoltar el primers enregistraments sonors de Mart de la Perseverance. Crèdit: NASA-JPL.

Les naus espacials de la NASA que han viatjat a Mart en el passat han portat micròfons en dues ocasions. Per desgràcia, una d'aquestes missions, la Mars Polar Lander, va fracassar. El Phoenix Lander tenia un micròfon a la càmera de descens de la nau, però aquest instrument mai es va encendre.

El Perseverance incorpora 2 micròfons: A la SuperCam i l'EDL (sigles en anglès de Entrada, Descens i Aterratge). 

Enregistrant els sons de Mars

Els enginyers han equipat al Perseverance perquè sigui un bon oient. Disposa de micròfons de descens i aterratge (EDL) que han enregistrat els sons de l'aterratge. El conjunt d'eines de la SuperCam també consta d'un micròfon que ajudarà a estudiar les roques i el sòl de Mart. Les previsions feien preveure poder escoltar els sons del propi rover, com finalment així ha estat.  

Micròfon a la SuperCam

La SuperCam identifica els minerals i la composició de les roques, i busca compostos orgànics que podrien estar relacionats amb la vida passada a Mart. Disposa d'un làser que pot fer zàping i estudiar zones d'una roca tan petites com el punt al final d'aquesta frase. Tot això des d'uns 6 o 7 metres de distància. La seva càmera i els seus espectròmetres examinen llavors la química de la roca. El micròfon de la SuperCam proporciona als científics un altre "sentit" amb el qual sondejar els objectius rocosos que estan estudiant. 

Especificacions tècniques

Funció principal:  Ajudar a estudiar les roques de Mart.
Ubicació: En un braç curt de 15 mm al cap del màstil llarg del rover.
Escoltar: Durant uns mil·lisegons cada vegada que l'instrument SuperCam està encès. O per escoltar el vent i els sons de rover durant uns 3,5 minuts seguits.
Pes: 30 grams.
El que pot escoltar: El cruixit causat per el làser quan estudia els sorolls de les roques, el vent i el rover.

Escoltar els sons d'un làser disparant

Quan la SuperCam dispara un làser a una roca, una petita quantitat d'aquesta es vaporitza en un gas calent anomenat "plasma", i la calor i la vibració creen una ona de xoc que produeix un so d'esclat. La càmera i l'espectròmetre de la SuperCam poden "llegir" el gas calent per revelar la composició química de la roca vaporitzada. Al mateix temps, el micròfon escolta el "pop" entretallat quan el làser colpeja la roca a diversos metres de distància del Perseverance. 

El tipus d'esclat que produeix informa els científics sobre la massa i la composició de la roca. La intensitat del so revela la duresa relativa de les roques, el que ens pot dir més sobre el seu context geològic. Per exemple, la duresa de la roca pot ajudar-nos a saber si es va formar en un llac o a partir de material arrossegat pel vent, o quanta pressió hi va haver en la seva formació. Tot això sense necessitat d'apropar-se ni tocar-la.

La SuperCam pot escoltar durant uns 3,5 minuts seguits mentre realitza observacions científiques. D'aquesta manera, el rover pot escoltar els sons de Mart, com el so agut dels grans de sorra sobre la superfície, el xiulet del vent al voltant del màstil del rover i els udols greus dels dimoniets de pols que passen per allà. El micròfon també grava els sons del Perseverance utilitzant el seu braç, extraient nuclis de roques i les rodes cruixint contra la superfície. El rover pot sentir els altres instruments, els mecanismes interns i escoltar quan deixem caure els tubs de mostra. En alguns casos, el so pot ajudar a l'equip a diagnosticar la salut dels mecanismes interns o dels instruments del rover. 

Clic per engrandir. El màstil o cap del Mars 2020 inclou un instrument làser
anomenat SuperCam que pot vaporitzar material rocós i estudiar el plasma
resultant. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

Micròfon per gravar l'aterratge del Rover

El sistema de descens i aterratge de Mars 2020 és similar al del Mars Science Laboratory/Curiosity, però porta un micròfon amb el qual es graven els sons del descens. Aquest micròfon ha gravat l'àudio mentre el rover Perseverance descendia a la superfície.

Especificacions tècniques

Funció principal: Enregistrar els sons de l'aterratge.
Localització:  El "cervell" del micròfon EDL està dins del cos del rover; les seves orelles estan al lateral del cos del rover.
Operatiu: Durant el descens del rover a Mart.
Enregistrament: Gravant els sons del descens, de la fricció de l'atmosfera, i de la pols aixecada pels propulsors mentre el rover descendeix.

Escoltar els sons del Rover

Els enginyers estan optimitzant aquest micròfon per l'espai a partir de maquinari fàcilment disponible i comprat en botigues. Era poc probable que funciones després de l'aterratge. Ara podem escoltar els sons dels vents marcians i els sons del rover en funcionament, com les rodes que giren, o els motors que fan girar el seu cap, i les bombes de calor que el mantenen calent.   

Ho he vist aquí.

Oumuamua no és un cometa, ni un asteroide o una nau alienígena

 Clic per engrandir. Els astrofísics poden haver trobat una manera d’explicar les
estranyes característiques d’Oumuamua. Tenint en compte que està fet de gel de
nitrogen, tal com el trobem a la superfície de Plutó. Per tant, en darrera instància,
seria un fragment d’un exoplaneta.  Crèdit imatge : dottedyetti, Adobe Stock

Els astrònoms han pensat alternativament que es tractava d’un cometa o d’un asteroide. Potser fins i tot un iceberg d’hidrogen o alguna nau alienígena. I avui, el cas Oumuamua torna a sorgir amb una explicació sòlida i convincent. 

(Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo). Oumuamua, un fragment d'un exoplaneta. Els astrònoms el van veure per primera vegada com un asteroide o un cometa. Però algunes de les seves característiques no s’hi adaptaven. Així, alguns van imaginar que Oumuamua, el primer objecte interestel·lar observat al Sistema Solar, podria ser un enginy extraterrestre. Altres investigadors suggereixen que en realitat podria tractar-se d’un fragment d’un exoplaneta similar al nostre Plutó. Un tros de gel de nitrogen d’altres llocs. Crèdit: ASU School of Earth and Space Exploration.

Oumuamua va ser descobert el 2017. Es va identificar ràpidament com el primer objecte interestel·lar que va passar pel nostre sistema solar. Però la seva naturalesa exacta continua sent objecte de debat, de vegades encés. Cometa, asteroide, iceberg d’hidrogen, nau alienígena. Avui en dia, els investigadors suggereixen que en última instància, podria tractar-se d’un fragment d’un exoplaneta. "Podem identificar raonablement Oumuamua com una peça d'un planeta semblant a Plutó d'un altre sistema planetari fins i tot", avança Steven Desch, astrofísic de la Universitat Estatal d'Arizona (Estats Units), en una nota de premsa de la American Geophysical Union (AGU).   

Segons els astrònoms implicats en l'estudi, disponible en dos articles, "probablement Oumuamua ha estat arrencat del seu planeta per l'impacte que es va produir, fa aproximadament mig milió de milions d'anys. El seu viatge fins a nosaltres hauria estat prou curt per explicar la seva velocitat una mica inferior a la prevista per a un objecte més clàssic.

Per explicar altres de les peculiaritats de Oumuamua, els investigadors van estudiar la hipòtesi que podria ser de gel. "Això el faria molt més reflexiu del que es pensava, el que significa que en realitat podria ser més petit del que es va calcular", diu Steven Desch. Una manera, potser d’explicar l’efecte de flamarada observada pels astrònoms quan l’objecte interestel·lar prové del nostre sol. Un "efecte coet" més gran que el que es podria haver observat en un cometa de mida similar.

Clic a la imatge per engrandir. La il·lustració d'una història plausible de Oumuamua mostra un origen en el seu sistema mare fa uns 0,4 milions d'anys; l'erosió pels raigs còsmics durant el seu viatge al nostre sistema solar; i el pas pel sistema solar, incloent la seva màxima aproximació al Sol el 9 de setembre de 2017 i el seu descobriment a l'octubre de 2017. En cada moment de la seva història, aquesta il·lustració mostra la mida prevista del Oumuamua, i la relació entre les seves dimensions llargues i curtes. Crèdit del gràfic: S. Selkirk/ASU

Gel de nitrogen com a Plutó

En provar la seva hipòtesi sobre diversos tipus de gel, els investigadors es van centrar en un gel en particular: el gel de nitrogen, com el que es troba a la superfície de Plutó. "Quan vam acabar el càlcul que coincidiria amb el moviment de Oumuamua amb les observacions, el valor de l'albedo (la part de llum que es reflecteix des d'una superfície) que va aparèixer va ser exactament la mateixa que observem a Plutó", Diu Alan Jackson, planetòleg, en el mateix comunicat de premsa.
 
Per tant, Oumuamua estaria compost de nitrogen sòlid. I això també ajudaria a explicar la forma particular que en coneixem. De fet, quan va entrar al nostre sistema solar hauria presentat una forma més clàssica. Però a mesura que s’acostava al Sol, les capes externes de gel nitrogenat s’evaporaven. Portant-lo a adoptar una forma aplanada. "Com un sabó que es fa més fi quan et rentes les mans", diu Alan Jackson.

“Era inevitable que el primer objecte interestel·lar que passés pel nostre sistema solar ens recordés a una nau alienígena. Però la nostra explicació natural és coherent amb tot el que sabem sobre Oumuamua", continua Steven Desch. Els investigadors esperen que les noves generacions d’instruments astronòmics els permetin descobrir altres objectes interestel·lars que els ajudin a comprendre millor els altres sistemes planetaris. 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C9

Clic per engrandir. Imatge del Hubble de C9. Crèdit: NASA, ESA, i K. Stapelfeldt (Jet
Propulsion Laboratory); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Una misteriosa boca badallant de gas i pols dóna a Caldwell 9 el seu popular sobrenom, la nebulosa de la Cova o de la Caverna. En realitat, la nebulosa forma part d'un núvol de gas i pols molt més gran anomenada Cefeu B, que rep el seu nom de la seva constel·lació d'origen, Cefeu. Aquesta imatge de Caldwell 9, captada per la Cambra Planetària i de Gran Angular 2 del Hubble, mostra només una petita porció de la nebulosa prop de la boca de la cova.

A uns 3.000 anys llum de distància i situada en el pla de la nostra Via Làctia, la nebulosa de la Cova és una nebulosa d'emissió, formada per gasos que emeten la seva pròpia llum. L'arc brillant que forma la boca de la cova és un lloc de naixement actiu d'estrelles, conegut com a regió H II, on els núvols calents d'hidrogen atòmic s'han ionitzat. 

Encara que compta amb una magnitud de prop de 8 i una envergadura d'aproximadament 40 anys llum, Caldwell 9 és un objecte difús i de baix contrast, pel que pot ser difícil de trobar en el cel. La seva primera anotació coneguda, de fet, no va ser fins a 1959, després que l'astrònom Stewart Sharpless el capturés en plaques fotogràfiques i l'inclogués com l'objecte número 155 en el seu segon catàleg de regions H II, donant a Caldwell 9 el seu nom de catàleg alternatiu, Sh2-155.

Clic per engrandir. La imatge terrestre de la nebulosa de la Cova (Caldwell 9 o Sh2-155),
a la part inferior esquerra, mostra la petita porció de la nebulosa captada pel
Hubble (a dalt a la dreta). Crèdit: Imatge terrestre: T.A. Rector (Universitat d'Alaska
Anchorage) i H. Schweiker (WIYN i NOAO/AURA/NSF); imatge del Hubble: NASA,
ESA i K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory); Processament: Gladys Kober
(NASA/Catholic University of America)

Caldwell 9 és temptadora per als investigadors perquè, segons els estudis de ràdio i infraroig proper d'aquesta nebulosa, la zona està plena d'estrelles joves i calentes que estan naixent. Investigar aquestes regions de naixement d'estrelles ajuda als astrònoms a aprendre més sobre com comencen les estrelles seva vida. La Cambra Planetària i Gran Angular 2 del Hubble va prendre imatges d'aquesta regió de Caldwell 9 el 1995 per buscar signes de discos de formació de planetes al voltant de les estrelles joves de la nebulosa, similars als discos que el Hubble havia detectat anteriorment en la nebulosa d'Orió (M42). 

La millor forma de veure Caldwell 9 a l'hemisferi nord és a principis de la tardor. A l'hemisferi sud, la millor oportunitat per veure-la és durant la primavera, des de llocs propers a l'equador. La nebulosa de la Cova és feble i un dels objectes Caldwell més difícils de veure, així que per buscar-la, utilitzeu un telescopi gran lluny de les llums de la ciutat en una nit clara i fosca. Si és possible, utilitzeu un filtre de nebulosa per atenuar altres fonts de llum i millorar la seva visió d'aquest desafiant objectiu. 

 

C9 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog