Com es desenvoluparà la missió Artemis 1 al voltant de la Lluna?

Clic per engrandir. Rodatge del SLS vist des del VAB (Edifici d'Ensamblatge del Vehicle), l'edifici
del muntatge. Crèdit: Kim Shiflett, NASA.

És el gran retorn a la Lluna! Iniciat el 2019 per l'antic vicepresident dels EUA Mike Pence, el programa Artemis de la NASA té com a objectiu portar els astronautes a la Lluna, com durant les missions Apol·lo. Artemis, però, és més ambiciosa. L'objectiu és utilitzar missions lunars per preparar el vol tripulat a Mart. Abans de tot això, hem de provar els nous mitjans de navegació: la nau espacial Orion i el coet lunar SLS. Aquesta és la missió d'Artemis I. Així és com es desenvolupa.

SLS, el llançador més potent del món. Vídeo de presentació del futur llançador més potent del
món, desenvolupat per la NASA per al programa lunar Artemis. 

Aquesta és la primera vegada que el llançador SLS (Space Launch System) es mostra  al públic a Cap Cañaveral. Acompanyat de la lluna plena, l'SLS domina l'històric lloc de llançament mentre s'enfila lentament cap a Launch Pad 39B. Recorda als observadors i a tota una generació el camí que va recórrer el Saturn V fins a aquesta mateixa plataforma de llançament abans d'enviar astronautes a la Lluna. Aquest és un pas clau per a la NASA, que ha llançat amb èxit el coet lunar SLS. I ara què passa?

La boira va començar a aclarir-se revelant el SLS de NASA  arribant al Complex de Llançament 39B.

L'SLS ha arribat a la seva plataforma de llançament, i ara què?

Ara haurem de comprovar que l'SLS s'adapta bé a la seva plataforma de llançament. La NASA ha programat un assaig general a principis d'abril. Encara no s'ha comunicat la data exacta. En aquest assaig general s'inclou de manera destacada la prova d'ompliment dels dipòsits SLS. Per enlairar-se, el coet lunar consumirà oxigen i hidrogen en estat líquid. Si els tancs ja s'han provat prèviament fins a l'ignició, això és per comprovar que tot funciona bé en les condicions del compte enrere de llançament.

Després de l'assaig general, la NASA comunicarà la data d'enlairament. Un possible enlairament a partir del 7 de maig, si tot va bé, o més tard a l'estiu com s'espera. No hi haurà ningú a bord de la nau espacial Orion que hagi estat col·locat al cim d'aquest llançador titànic. Artemis I és una missió de qualificació, tant de la nau fabricada a Europa com als Estats Units, i sobretot del SLS produït per Boeing. Si la missió té èxit, els astronautes d'Artemis II prendran el relleu.

Clic per engrandir. El  transportador Crawler (vehicle sobre eruga) s'allunya de la plataforma de
llançament 39B, després d'haver transportat amb èxit el SLS des de l'edifici de muntatge (VAB, per
Edifici de muntatge de vehicles). Crèdit: Jenny Hautmann, Supercluster.

Vol de l'any

La plataforma de llançament 39B del Centre Espacial Kennedy ha vist l'Apollo 10, el transbordador espacial nord -americà, el llançament de l'estació espacial Skylab i la missió de manteniment de la pau Apol·lo-Soiuz. Ha estat renovat i reforçat per poder suportar un pes equivalent a 2.125 elefants africans! És prou robust per acollir les 2.628 tones del coet lunar SLS. Aquest últim només jugarà un paper en la missió durant una hora i cinquanta-tres minuts. La resta de la missió es refereix a la nau Orion i durarà prop de 25 dies.

A la T-0, el llançament començarà amb l'encesa dels quatre motors RS-25, així com dels dos gegantins propulsors de combustible sòlid subministrats per Northrop Grumman. Seran expulsats dos minuts més tard, completament buidats del seu combustible. Els motors RS-25 continuaran rugint durant sis minuts i catorze segons més. En aquest punt, l'escenari principal de l'SLS, reconeixible pel seu color vermell, haurà acabat la seva feina i ja estarem a més de 150 quilòmetres d'altitud, per tant a l'espai.

Clic per engrandir. El pla de vol de l'Artemis I. Crèdit: Nasa

Dos minuts després que es desprengui de la fase principal, la nau espacial Orion desplegarà les seves matrius solars. Ja s'haurà desfet dels seus panells de protecció així com de la torre de rescat, un dispositiu essencial per expulsar el vaixell i els seus ocupants, si mai el coet s'encén a la plataforma de llançament o mentre travessa l'atmosfera.

No serà fins molt més tard, 54 minuts després de l'inici del llançament, que començaria la propulsió de la segona etapa, l'ICPS, subministrada per la United Launch Alliance (ULA). L'ICPS s'utilitza una primera vegada per guanyar altitud i una segona vegada mitja hora més tard per injectar la nau espacial Orion en una òrbita de transferència cap a la Lluna. Un cop completada la seva missió, s'elimina l'ICPS. Després aprofitarem per expulsar una dotzena de CubeSats que són passatgers secundaris d'aquest vol.

Clic per engrandir. No els oblidem! 10 CubeSats formaran part del viatge, els veiem en els seus
desplegadors connectats dins de l'adaptador entre la fase principal i l'ICPS. Crèdit: Centre Espacial Kennedy

Al voltant de la Lluna

Aquest no és el primer vol de demostració de l'Orion. Ja va fer el seu primer vol l'any 2014, dins del programa Constellation, precursor del programa Artemis. Aquest vol li permetrà provar un cop més el mòdul tripulat, fabricat per Lockheed Martin, així com el mòdul de servei que ofereix l'Agència Espacial Europea (ESA). La trajectòria que realitzarà Orió durant la missió Artemis I és equivalent a la de la missió Apol·lo 8.

Es trigarà una mica més de tres dies a arribar a la Lluna. Per adaptar-se a l'òrbita, Orió passarà a prop de 100 quilòmetres de la superfície i utilitzarà la gravetat lunar per augmentar la seva velocitat. Amb l'ajuda d'unes quantes correccions, la nau passarà a una òrbita retrògrada al voltant de la Lluna. De fet, la nau espacial girarà al voltant de la Lluna en sentit contrari a la seva revolució al voltant de la Terra.

La nau espacial Orion romandrà una mica més de sis dies en òrbita al voltant de la Lluna. La NASA aprofitarà per recuperar dades, provar els diferents sistemes de comunicació i navegació del vaixell. Per comunicar-s'hi, la NASA utilitzarà la Deep Space Network, una xarxa d'antenes que s'utilitza per interactuar amb sondes interplanetàries.

La nau Orion acollirà un experiment (MARE) que té com a finalitat mesurar el nivell de radiació a què podrien estar exposats els ocupants de la nau. Al voltant de la Lluna, gairebé ja no estem protegits pel camp magnètic terrestre que desvia les partícules emeses pel Sol. A bord del vaixell, dos maniquís estaran coberts de sensors, i un d'ells portarà una armilla experimental que se suposa que bloquejarà part de la radiació.

Clic per engrandir. La nau espacial Orion, connectada de manera segura al coet lunar SLS al VAB. Crèdit: NASA

Retorn a la Terra i continuació del programa

Per sortir de l'òrbita lunar i tornar a la Terra, Orió tornarà a passar prop de 100 quilòmetres d'altitud per accelerar, no només utilitzant la gravetat lunar per fer-ho, sinó també utilitzant el motor principal del mòdul de servei. Aleshores es col·locarà en una òrbita de transferència en direcció al nostre Planeta. El viatge hauria de durar una mica més de tres dies.

És després d'un viatge de tres setmanes que cobreix més d'1,3 milions de quilòmetres que la nau espacial Orion tornarà a la Terra. Abans d'entrar a l'atmosfera terrestre, el mòdul habitable es separarà del mòdul de servei. Aquest últim no està protegit, cremarà a l'atmosfera durant la seva caiguda mentre el mòdul habitable hi passarà, protegit pel seu escut tèrmic. Completarà el seu descens sota un paracaigudes. Se suposa que aterrarà a l'oceà Pacífic davant Califòrnia. Aleshores, la missió Artemis I estarà completa.

Haurem de tenir paciència per a la resta, en funció dels resultats d'aquesta primera missió. Artemis II no hauria de tenir lloc abans del 2023, ni tan sols del 2024. Serà la primera missió del programa amb astronautes a bord però no aterraran a la Lluna. Només l'envoltaran en mode "assaig general", com va ser el cas de l'Apol·lo 10. És la missió Artemis III la  que tornarà els astronautes a la superfície del nostre satèl·lit natural, inclosa la primera caminada lunar de la història.

Ho he vist aquí.

El Hubble veu el canvi d'estacions a Saturn

Clic per engrandir.

El telescopi espacial Hubble de la NASA està donant als astrònoms una visió dels canvis a la vasta i turbulenta atmosfera de Saturn a mesura que l'estiu de l'hemisferi nord del planeta fa la transició a la tardor, com es mostra en aquesta sèrie d'imatges preses el 2018, 2019 i 2020 (d'esquerra a dreta). 

"Aquests petits canvis any a any a les bandes de color de Saturn són fascinants", va dir Amy Simon, científica planetària del Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland. "A mesura que Saturn s'acosta a la tardor al seu hemisferi nord, veiem que les regions polars i equatorials canvien, però també veiem que l'atmosfera varia en escales de temps molt més curtes". Simon és autor principal d'un article sobre aquestes observacions publicat l'11 de març a Planetary Science Journal.

"El que vam trobar va ser un lleuger canvi d'un any a un altre en el color, possiblement a l'alçada dels núvols i als vents; no és sorprenent que els canvis no siguin enormes, ja que només estem observant una petita fracció d'un any de Saturn", va afegir Simon. "Esperem grans canvis en una escala de temps estacional, així que això mostra la progressió cap a la següent estació".

Les dades del Hubble mostren que del 2018 al 2020 l'equador es va tornar entre un 5 i un 10 per cent més brillant, i els vents van canviar lleugerament. El 2018, els vents mesurats prop de l'equador eren d'uns aproximadament 1.600 quilòmetres per hora, més alts que els mesurats per la nau espacial Cassini de la NASA durant el 2004-2009, quan eren d'uns aproximadament 1.300 quilòmetres per hora. El 2019 i 2020 van tornar a disminuir a les velocitats de Cassini. Els vents de Saturn també varien amb l'altitud, de manera que el canvi en les velocitats mesurades podria significar que els núvols el 2018 eren uns 60 quilòmetres més profunds que les mesures durant la missió Cassini. Es necessiten més observacions per saber què està passant.

Clic per engrandir. Imatges del Telescopi Espacial Hubble de Saturn preses el 2018, 2019 i 2020 a
la transició de l'estiu a la tardor de l'hemisferi nord del planeta tardor. Crèdit: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Saturn és el sisè planeta des del nostre Sol i orbita a una distància d'uns 1.400 milions de quilòmetres del Sol. Tarda uns 29 anys terrestres a orbitar el Sol, de manera que cada estació a Saturn dura més de set anys terrestres. La Terra està inclinada respecte al Sol, cosa que altera la quantitat de llum solar que rep cada hemisferi a mesura que el nostre planeta es mou a la seva òrbita. Aquesta variació de l'energia solar és la que impulsa els nostres canvis estacionals. Saturn també està inclinat, per la qual cosa, en canviar les estacions en aquest món llunyà, el canvi a la llum solar podria estar causant alguns dels canvis atmosfèrics observats.

Igual que Júpiter, el planeta més gran del sistema solar, Saturn és un "gegant gasós" compost principalment per hidrogen i heli, encara que hi pot haver un nucli rocós al seu interior. A les profunditats de la seva atmosfera sorgeixen ocasionalment enormes tempestes, algunes gairebé tan grans com la Terra. Donat que molts dels planetes descoberts al voltant d'altres estrelles són també gegants gasosos, els astrònoms estan ansiosos per saber més sobre el funcionament de les atmosferes dels gegants gasosos. 

Saturn és el segon planeta més gran del sistema solar, més de 9 vegades més ample que la Terra, amb més de 50 llunes i un sistema espectacular d'anells formats principalment per gel d'aigua. Dues d'aquestes llunes, Tità i Encèlad, semblen tenir oceans sota la seva escorça gelada que podrien albergar vida. Tità, la lluna més gran de Saturn, és l'única lluna del nostre sistema solar amb una atmosfera espessa, que inclou núvols que fan ploure metà líquid i altres hidrocarburs sobre la superfície, formant rius, llacs i mars. Es creu que aquesta barreja de substàncies químiques és semblant a la de la Terra fa milers de milions d'anys, quan va sorgir la vida. La missió Dragonfly de la NASA sobrevolarà la superfície de Tità, aterrant a diversos llocs per buscar els components bàsics de la vida. 

Les observacions de Saturn formen part del programa OPAL (Outer Planets Atmospheres Legacy-Llegat de les Atmosferes d'Altres Planetes) del Hubble. "El programa OPAL ens permet observar cada un dels planetes exteriors amb el Hubble cada any, permetent nous descobriments i observant com cada planeta està canviant amb el temps", va dir Simon, investigador principal d'OPAL.

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA, a Greenbelt (Maryland), gestiona el telescopi. L'Institut Científic del Telescopi Espacial (STScI), a Baltimore, realitza les operacions científiques del Hubble. El STScI és operat per a la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Investigació en Astronomia a Washington, D.C. 

Ho he vist aquí.

Hubble detecta l'estrella més llunyana mai vista

La llum del posseïdor del rècord anterior va trigar 9.000 milions d'anys a arribar a la Terra. És una enorme estrella blava anomenada "Ícar".

L'estel descobert, Earendel, no ha de confondre's amb l'estrella més antiga coneguda, anomenada “Matusalem”, descoberta pel Hubble el 2013.

Hubble també té el rècord de distància còsmica per a una galàxia. La llum va trigar 13.400 milions d'anys a arribar a la Terra.

Clic per engrandir. Crèdit: Hubble, NASA

El telescopi espacial Hubble de la NASA ha establert un nou punt de referència extraordinari: detectar la llum d'una estrella que va existir els primers mil milions d'anys després del naixement de l'univers al Big Bang, fet que la converteix en l'estrella individual més llunyana mai vista fins ara. 

La troballa és un gran salt més enrere en el temps que no pas amb el rècord anterior d'una sola estrella; aquesta va ser detectada per Hubble el 2018. Aquesta estrella existia quan l'univers tenia uns 4.000 milions d'anys, o el 30 per cent de la seva edat actual, en un moment a què els astrònoms es refereixen com un “desplaçament al vermell de 1.5”. Els científics usen el terme "desplaçament cap al vermell" perquè a mesura que l'univers s'expandeix, la llum dels objectes distants s'estira o "es desplaça" a longituds d'ona més llargues i vermelles a mesura que viatja cap a nosaltres.

L'estrella acabada de detectar està tan lluny que la seva llum ha trigat 12.900 milions d'anys a arribar a la Terra, i se'ns apareix com quan l'univers només tenia el 7 per cent de la seva edat actual, amb un desplaçament al vermell de 6.2. Els objectes més petits vistos anteriorment a una distància tan gran són cúmuls d'estrelles dins de galàxies primitives.

“Al principi gairebé no ho crèiem: estava molt més lluny que l'anterior estrella de més desplaçament al vermell més distant”, va dir l'astrònom Brian Welch de la Universitat Johns Hopkins a Baltimore, autor principal de l'article que descriu el descobriment, publicat el 30 de març a la revista Nature. El descobriment es va fer a partir de les dades recopilades durant el programa Estudi de la reionització amb lents gravitacionals en cúmuls (RELICS, per les sigles en anglès) del Hubble, dirigit pel coautor Dan Coe a l'Institut de Ciència del Telescopi Espacial, també a Baltimore. 

"Normalment, a aquestes distàncies, les galàxies senceres es veuen com a taques petites, on es barreja la llum de milions d'estrelles", va dir Welch. “La galàxia que acull aquesta estrella ha estat ampliada i distorsionada per lents gravitacionals en una llarga mitja lluna que anomenem l'Arc de l'Alba” (Sunrise Arc).

Després d'estudiar la galàxia en detall, Welch va determinar que un dels elements és una estrella extremadament magnificada que va anomenar Earendel, que significa “estrella del matí” en anglès antic. El descobriment promet obrir una era inexplorada de formació estel·lar molt primerenca. 

“Earendel va existir fa tant de temps que és possible que no hagi tingut totes les mateixes matèries primeres que les estrelles que ens envolten avui dia”, va explicar Welch. “Estudiar Earendel serà una finestra a una era de l'univers amb què no estem familiaritzats, però que va conduir a tot el que coneixem. És com si haguéssim estat llegint un llibre molt interessant, però comencem amb el segon capítol i ara tindrem l'oportunitat de veure com va començar tot”, va dir Welch. 

Clic per engrandir. Aquesta vista detallada destaca la posició de l'estrella Earendel al llarg d'una
ona a l'espai-temps (línia puntejada) que l'amplia i fa possible que l'estrella es detecti a tan gran
distància: gairebé 13.000 milions d'anys llum. També s'indica un cúmul d'estrelles que es reflecteixen
a banda i banda de la línia de magnificació. La distorsió i l'ampliació són creades per la massa d'un
enorme cúmul de galàxies ubicat entre Hubble i Earendel. La massa del cúmul de galàxies és tan
gran que deforma el teixit de l'espai, i mirar a través d'aquest espai és com mirar a través d'una
lupa: al llarg de la vora del vidre o lent, l'aparença de les coses de l'altra banda es distorsiona
alhora que es magnifica. Crèdits: Ciència: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI);
processament d'imatges: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI).

Quan les estrelles s'alineen

L'equip de recerca estima que Earendel té com a mínim 50 vegades la massa del nostre Sol i és milions de vegades més brillant, rivalitzant amb les estrelles més massives que es coneixen. Però fins i tot una estrella tan brillant i de gran massa seria impossible de veure a una distància tan gran sense l'ajuda de l'augment natural que produeix un enorme cúmul de galàxies, WHL0137-08, que es troba entre nosaltres i Earendel. La massa del cúmul de galàxies deforma el teixit de l'espai, creant una poderosa lupa natural que distorsiona i amplifica enormement la llum dels objectes distants que són darrere.

Gràcies a la rara alineació amb el cúmul de galàxies que serveixen de lent d'augment, l'estrella Earendel apareix directament sobre una ondulació al teixit de l'espai, o molt a prop seu. Aquesta ondulació, que es defineix en òptica com una “càustica*”, proporciona el màxim augment i brillantor. L'efecte és anàleg al de la superfície ondulada d'una piscina que crea patrons de llum brillant al fons de la piscina en un dia assolellat. Les ondulacions a la superfície actuen com a lents i enfoquen la llum solar a la brillantor màxima al fons de la piscina. 

Aquesta càustica fa que l'estrella Earendel sobresurti de la resplendor general de la seva galàxia d'origen. La seva brillantor es magnifica mil vegades o més. A aquest punt, els astrònoms no es poden determinar si Earendel és una estrella binària, encara que la majoria de les estrelles massives tenen almenys una estrella companya més petita.

Confirmació amb el Webb

Els astrònoms esperen que Earendel romangui molt magnificada en els propers anys. Serà observada pel telescopi espacial James Webb de la NASA. L'alta sensibilitat del Webb a la llum infraroja és necessària per aprendre més sobre Earendel, perquè la llum s'estira (es desplaça cap al vermell) a longituds d'ona infraroges més llargues a causa de l'expansió de l'univers.

“Amb Webb esperem confirmar que Earendel és de fet una estrella, així com mesurar-ne la brillantor i la temperatura”, va dir Coe. Aquests detalls reduiran la investigació sobre el seu tipus i etapa en el cicle de vida estel·lar. “També esperem trobar que l'Arc de l'Alba no té els elements pesants que es formen en les generacions posteriors d'estrelles. Això suggeriria que Earendel és una estrella rara, massiva i pobra en metalls”, va dir Coe.

La composició d'Earendel serà de gran interès per als astrònoms, perquè es va formar abans que l'univers s'omplís amb els elements pesats produïts per les generacions successives d'estrelles massives. Si els estudis de seguiment troben que Earendel està composta només d'hidrogen i heli primordials, seria la primera evidència de les llegendàries estrelles de Població III, que se suposa que són les primeres estrelles nascudes després del Big Bang. Si bé la probabilitat és petita, Welch admet que és temptadora de totes maneres.

“Amb Webb, podem veure estrelles fins i tot més llunyanes que Earendel, cosa que seria increïblement emocionant”, va dir Welch. “Anirem tan enrere com puguem. M'encantaria veure Webb trencar el rècord de distància d'Earendel”.

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA a Greenbelt, Maryland, administra el telescopi. L'Institut de Ciència del Telescopi Espacial (STScI, per les sigles en anglès) a Baltimore, Maryland, duu a terme operacions científiques del Hubble. STScI és operat per a la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Investigació en Astronomia a Washington, D.C.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Crèdit: NASA's Goddard
Space Flight Center, Direcció de Producció: Paul Morris

 * En òptica, es diu que una superfície és càustica quan és tangent als raigs que es reflecteixen o es refracten per un sistema òptic.

 

Ho he vist aquí.

Gabinet de curiositats: 23. L'heliògraf

 L'heliògraf un aparell que “enregistra” la llum solar sense electricitat.

En aquest nou capítol del Gabinet de Curiositats, oblidem per un moment la grisor per descobrir un instrument estrany: l'heliògraf. Posa't les ulleres de Sol, posa't còmode al costat de la finestra i comencem.

 Clic per engrandir. Un heliògraf davant del Sol ponent. Crèdit: U.S. Department of Energy

Avui potser més que mai, no hi ha dubte que la meteo  i, en menor escala, el clima tenen un paper fonamental en les nostres vides. Capaces de promoure la proliferació de la vida o, per contra, d'escurçar-ne el progrés, les variacions meteorològiques van ser sens dubte entre els primers senyals que els humans van aprendre a utilitzar per interpretar i predir el seu entorn. I a mesura que anàvem evolucionant, van començar a sorgir noves maneres de mesurar per quantificar-les millor. Mig mil·lenni abans de la nostra era, els antics grecs van traçar els primers esbossos del que avui en dia anomenaríem pluja. L'any -400, els indis van instal·lar contenidors destinats a recollir la pluja al voltant de les seves cultures per obtenir una millor apreciació de les condicions i les limitacions a les quals haurien d'adaptar-se.

10 anys de la vida del Sol en vídeo. Durant els 10 anys del seu satèl·lit d'observació solar SDO,
la NASA publica un magnífic time lapse que cobreix gairebé tot un cicle d'activitat solar. Mira
com a nostra estrella fulmina, vibra, gira i també disminueix amb el temps. Un vídeo que no et
cansaràs de veure.

Els primers mitjans de termometria es van imaginar a l'inici de la nostra era, després es van desenvolupar entre els segles XVI i XVIII per finalment donar a llum els termòmetres moderns el 1724. El 1802, el nefròleg Luke Howard va proposar una nomenclatura per classificar els núvols. També s'observen escrupolosament els episodis de neu i calamarsa, es mesuren les pedregades i s'informa dels resultats. Però el Sol, per la seva banda, es manté recalcitrant a aquests exàmens detallats. Com quantificar la durada diària del sol sense mantenir els ulls constantment enganxats a un cel esquitxat de núvols? Com estimar la seva intensitat sense perdre la retina ? La solució la proporciona un celtista extravagant de nom John Francis Campbell, l'any 1853.

El Highlander i el Sol

Tot i que descendia d'una família adinerada de terratinents, John Campbell va viure una joventut molt diferent de la que solen viure els nens del seu entorn social. El seu pare demòcrata el posa sota la tutela d'un gaiter al costat del qual aprèn la cultura i la mentalitat de les Highlands, un patrimoni que defensarà amb fervor al llarg de la seva vida. Insaciablement curiós i un gran aventurer, John Campbell va aprendre a parlar vuit idiomes, va viatjar pel món i va explorar tant la cultura com la ciència. Si va adquirir la seva fama convertint-se en un brillant col·leccionista de contes gaèlics (donant així a la tradició oral l'oportunitat de conservar-se per escrit), va i ho heu endevinat; meteorologia.

Criat com un pur Highlander, John Francis Campbell va defensar el seu patrimoni cultural al
llarg de la seva vida. Crèdit: Royal Collection Trust

No obstant això el 1853, John Campbell va tenir una idea: registrar la llum solar aprofitant la mateixa energia del Sol. El seu invent és senzill -consisteix en una simple esfera de vidre col·locada en un bol de fusta- , però la seva elegància rau en el seu enginy. A mesura que es mou pel cel, el Sol projecta els seus raigs sobre l'esfera, que els concentra com una lupa. El feix de llum intens que resulta que crema la llenya de manera més o menys marcada en funció de la quantitat de llum solar, traçant així un arc (un heliograma) en el bol a mesura que avança el dia. Col·locat en un lloc prou obert perquè no s'obstrueixi la llum, l'aparell permet així registrar la durada i la quantitat d'insolació al llarg de les setmanes i mesos, calcinant progressivament l'interior del bol.

Clic per engrandir. En passar per l'esfera de vidre, els raigs del sol s'ajunten en un punt focal i cremen
la fusta horitzontalment durant tot el dia. Veiem clarament en aquest exemple de l'heliògraf de Campbell
que l'insolació era menor al desembre (part superior del bol), en comparació amb el juny (ens acostem
al centre del bol a mesura que el sol surt cap al zenit). Crèdit: The Board of Trustees of the Science Museum  

L'heliògraf de Campbell-Stokes

Campbell va fer centenars de mesures amb el seu "rellotge de sol d'enregistrament" (actualment respon més fàcilment al nom d'heliograph). El va provar, el va perfeccionar, el va portar a Egipte per posar-lo a prova del Sol abrasador, després va recopilar els seus resultats en un informe encarregat per la Cambra dels Comuns el 1857. Malgrat l'èxit del seu invent, però, va ser una mica frustrat per la seva falta de precisió. Un derivat del seu dispositiu en funcionament a l'Observatori de Greenwich utilitza un bol metàl·lic en el que es col·loca una tira de teixit impermeabilitzat i després es canvia diàriament, proporcionant així un resultat molt més clar i detallat. Campbell, inspirat en aquesta iteració, va experimentar amb diferents tipus de materials, però va ser un matemàtic i físic qui donaria a l'heliògraf la forma que coneixem avui dia.

Clic per engrandir. Una versió recent de l'heliògraf Campbell-Stokes a Skierniewice,
Polònia. Crèdit: Witia

Potser ja heu sentit el seu nom. Es troba, entre d'altres, en el nombre de Stokes, la llei de Stokes o les equacions de Navier -Stokes. Un altre investigador brillant va ser Sir George Gabriel-Stokes, aquesta vegada en el camp de la mecànica de fluids, l'òptica i la  geodèsia. El 1879, va proposar la seva pròpia millora de l'heliògraf de Campbell. L'esfera de vidre està muntada sobre un eix semicircular que permet ajustar la seva orientació segons la latitud de l'usuari. Entre l'esfera i l'eix, una mitja lluna metàl·lica amb tres osques acull les tires de paper que serviran per registrar la radiació solar. Cada osca permet col·locar el paper segons la distància a l'equador de l'usuari, i es poden utilitzar tres tipus de tires segons l'estació (i per tant la posició del Sol al cel), proporcionant així un heliograma d'alta precisió.

L'heliògraf encara brilla

Tingueu en compte, però, que malgrat aquestes millores, el dispositiu continua sent imperfecte. A l'alba i al capvespre, els raigs solars travessen una major part de l'atmosfera i s'atenuen tant que no aconsegueixen deixar la seva empremta en el paper. La mesura de la llum solar també es pot veure molt degradada per un cel molt canviant i a les regions polars, la utilitat de l'heliògraf es veu ràpidament compromesa quan l'esfera està coberta amb una gruixuda capa per la gelada. 

Clic per engrandir. Aquesta fotografia d'un heliògraf congelat a l'observatori del Turó de l'Home va
servir de postal de Nadal al Servei Meteorològic de Catalunya l'any 1933. Crèdit: Servei Meteorològic
de Catalunya, Cartoteca de Catalunya, ICC.

No obstant això, malgrat tots aquests inconvenients (per als quals s'han trobat solucions més o menys satisfactòries al llarg del temps), l'heliògraf de Campbell-Stokes continua sent avui molt utilitzat i aporta dades valuoses als camps de la meteorologia, l'energia o fins i tot l'ecologia. L'any 1964, l'Organització Meteorològica Mundial (OMM) el va convertir en l'heliògraf de referència provisional per a tots els països membres i va proporcionar una llista d'indicacions per normalitzar-ne l'ús i la lectura. Als pols, el gravador solar s'acompanya ara d'un sistema de calefacció propi per lluitar contra els vents gelats. Així que assegurem-nos que nosaltres també hi guardem un lloc assolellat a les prestatgeries del nostre Gabinet de curiositats.

Clic per engrandir. Ens veiem ben aviat per a un nou capítol del Gabinet de Curiositats. Crèdit imatge superior: nosorogua, Adobe Stock    

Veure: 

Anterior: 22 Què són els fantasmes mèdics?

Següent: 24 L'estranya moda dels plats radioactius

Ho he vist aquí.

No són els anys... és el quilometratge

Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, A. Calamida i K. Sahu, i l'equip científic de SWEEPS

Els científics que estudien els orígens de la nostra galàxia poden sentir-se de vegades com a arqueòlegs còsmics, descobrint els blocs de construcció dels primers dies de la nostra galàxia. Una de les formes en què els astrònoms poden tenir una millor idea dels fonaments del nostre sistema solar és observant antigues relíquies estel·lars com les estrelles nanes blanques, les restes immensament denses d'estrelles que van ser massives.

El telescopi Hubble de la NASA va copsar una col·lecció d'aquests monuments galàctics a 26.000 anys llum de la Terra. Aquestes restes cabdals provenen d'estrelles que es van formar ràpidament, almenys en una escala de temps còsmica, en menys de 2.000 milions d'anys. Com que coneixem la ubicació d'aquestes estrelles nanes blanques, podem saber com es mouen de ràpid i lluny en comparació amb la resta de la nostra galàxia. 

Ho he vist aquí.

Primers passos a la Lluna: Tintín i Neil Armstrong

 Dossier - Hem caminat damunt la Lluna: Els secrets de Tintín.

Roland Lehoucq, astrofísic i entusiasta de la ciència ficció, proposa divulgar la ciència sense renunciar al rigor científic. Analitza el còmic "Hem caminat damunt la Lluna" a través del prisma de les realitats físiques del nostre món.

Què fer quan, per primera vegada en la història de la humanitat, aterrarem a la Lluna? El professor Tornasol i els funcionaris de la NASA  s'han fet aquesta pregunta.

Clic per engrandir. Els primers passos sobre la Lluna. Crèdit: NASA, DP

Quant de temps dedicar a l'emoció, a les paraules històriques, als símbols, a la ciència, al turisme? La situació de Tintín i els seus amics, que passen dues setmanes a la Lluna, és tanmateix molt diferent de la de Neil Armstrong i Buzz Aldrin, que només van poder gaudir de dues hores de caminada lunar.

Clic per engrandir. Tintín i els seus amics van tenir dues setmanes per explorar la superfície lunar,
Armstrong i Aldrin van tenir dues hores!. Crèdit: Hergé, Casterman 

Instal·lació d'equips

Els primers equipaments instal·lats per Tornasol van ser els instruments òptics i les càmeres. Amb la instal·lació d'un observatori a la Lluna, el professor té la intenció evident d'aprofitar les condicions favorables per a l'observació astronòmica en absència d'atmosfera. De fet, s'ha considerat la possibilitat de crear un observatori lunar. És més aviat a l'altre costat on s'havien de col·locar els telescopis per evitar la presència inquietant de la Terra al cel (la llum de la Terra lunar és cinquanta vegades més brillant que la nostra llum de la lluna); també seria el lloc ideal per col·locar radiotelescopis que quedarien així aïllats del “soroll” de les ones electromagnètiques emeses per les activitats humanes. 

Clic per engrandir. El 20 de juliol de 1969 l'home va caminar per la Lluna. Crèdit: NASA

La prioritat: recollir roques lunars

Les activitats dutes a terme a la Lluna del 3 al 6 de juny es descriuen al llibre de registre d'en Tornasol. Sorprèn que en cap moment s'esmenti la col·lecció de roques lunars. Perquè el retorn a la Terra d'aquestes mostres era una prioritat absoluta de les missions Apol·lo. Deixar caure uns quants fragments de roca a una de les butxaques del vestit va ser el primer que va fer Armstrong, només trepitjar el sòl lunar. Calia estar segur d'haver realitzat aquesta tasca prioritària en el cas d'una sortida precipitada; només llavors va desplegar l'antena de comunicacions. Finalment, Armstrong i Aldrin van portar 21 quilos de mostres.

Observacions astronòmiques

Després de la instal·lació de l'equip, el dia 4 es dedica a les observacions astronòmiques. El telescopi apunta als planetes més propers, escriu Tornasol. Probablement aquesta no seria la prioritat d'un astrònom. D'altra banda, l'estudi dels raigs còsmics sembla molt més interessant. Es tracta de partícules d'alta energia, principalment protons i electrons, que arriben constantment a la Terra, però la detecció de les quals a terra és fa difícil per dos motius: En primer lloc, el camp magnètic terrestre atrapa partícules l'energia de les quals és massa baixa. Aleshores, quan una partícula arriba a les capes superiors de l'atmosfera, interacciona amb les regions per les quals travessa, creant partícules secundàries. Aquests al seu torn poden interactuar amb el medi, produint una cascada de partícules resultants.

Així, l'energia d'una partícula còsmica es dissipa a l'atmosfera i es distribueix en les nombroses partícules que finalment arriben a terra. A la Lluna, l'absència d'atmosfera i de camp magnètic permet l'observació directa dels raigs còsmics. Fins i tot són a l'origen de flaixos lluminosos que els astronautes de les missions lunars van observar directament dins dels seus ulls!

La mesura de la constant de radiació solar i la determinació dels límits de l'espectre solar en l'ultraviolat també aprofiten l'absència d'atmosfera a la Lluna. La constant de radiació solar o, més breument, la "constant solar", correspon a la potència rebuda del Sol per un metre quadrat de la superfície terrestre. A la Terra, l'ultraviolat és aturat en gran part per la capa d'ozó i l'infraroig per les molècules d'aigua i diòxid de carboni. Aleshores s'han de fer diverses correccions per estimar la constant a partir d'una mesura terrestre. A la Lluna, l'absència d'atmosfera evita totes aquestes dificultats, i la constant solar es pot obtenir amb precisió: és de mitjana 1.340 watts per metre quadrat. De mitjana només perquè, en realitat, no és constant: depèn naturalment de la distància entre la Terra i el Sol, que canvia lleugerament durant l'any, l'òrbita de la Terra no és un cercle sinó una el·lipse. Com a resultat, la "constant solar" varia aproximadament un 3,4% d'un extrem a l'altre. 

Capítol anterior: El paisatge lunar d'Hergé enfront de les realitats físiques

Capítol següent: Gel a la Lluna? (en preparació)

 

Ho he vist aquí.

NASA presenta la primera imatge d'una estrella del telescopi espacial Webb

Comprendre la missió del telescopi espacial James Webb en un minut. El telescopi espacial James Webb, el nou vaixell insígnia de l'observació espacial, es va llançar el 25 de desembre del 2021 des de la base de Kourou, a la Guyana francesa. Després d'un recorregut de 29 dies, va arribar al punt de Lagrange L2, en sentit contrari al Sol. Amb el seu mirall més gran que el del Hubble, del qual es considera el successor, el JWST podrà observar galàxies, planetes, nebuloses i estrelles per conèixer més sobre la història de l'Univers.  

L'alineació dels miralls del telescopi espacial James Webb està gairebé completa. L'únic mirall així format ha lliurat la imatge infraroja més nítida mai presa des de l'espai i mostra una estrella i ja unes quantes galàxies.

La noosfera s'acaba d'equipar completament amb un nou ull en òrbita a l'espai des que la NASA acaba d'anunciar el 16 de març de 2022 que havia completat l'11 de març una primera etapa d'ajustament fi dels miralls hexagonals del telescopi espacial James Webb (JWST). Ara es comporten com un únic mirall capaç de formar una única imatge nítida.

Clic per engrandir. Aquesta imatge en fals color de l'estrella, anomenada 2MASS J17554042+6551277,
utilitza un filtre vermell per optimitzar el contrast visual. Aquesta és la primera imatge individual d'una
estrella obtinguda amb el telescopi espacial James Webb. Veiem altres estrelles i també galàxies al
fons. Crèdit: NASA, STScI

Va ser la càmera d'infraroig proper NIRCam, la principal imatge de JWST en el rang de l'infraroig proper (entre 0,6 i 5 micres ), la que va lliurar una primera imatge, gràcies al mirall únic ara disponible, el de major resolució obtingut a l'espai per a aquest rang de longituds d'ona, i ens mostra en primer lloc l'estrella 2MASS J17554042+6551277.

Com el seu nom indica, forma clarament part del catàleg elaborat per la campanya d'observació 2MASS, per al Two Micron All-Sky Survey (literalment "Reconeixement en Dos Micròmetres de Tot el Cel) realitzat entre 1997 i 2001 amb l'ajuda de dos telescopis automatitzats d'1,3 metres de diàmetre construïts expressament, un situat a l'hemisferi nord (Fred Lawrence Whipple Observatory, Arizona), l'altre a l'hemisferi sud (Observatori Interamericà a Cerro Tololo, Xile).

Això és un bon auguri perquè la càmera NIRCam s'utilitzarà per observar les primeres fases de la formació estel·lar i galàctica uns quants centenars de milions d'anys després del Big Bang, per estudiar la matèria fosca mitjançant efectes de lents gravitatòries, i finalment, per donar una nova mirada als discos protoplanetaris i exoplanetes.

En les properes sis setmanes s'haurien de completar les etapes finals de l'ajust complet dels 18 segments del mirall hexagonal de beril·li del JWST. Aleshores, tots els instruments que equipen el telescopi espacial haurien d'estar operatius. Però haurem d'esperar a l'estiu del 2022 per tenir realment imatges i dades científiques.

Trieu l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Explicacions sobre l'obtenció de la primera
imatge d'una estrella amb el telescopi James Webb. Crèdit: James Webb Space Telescope (JWST),
Centre de vol espacial Goddard de la NASA

Clic per engrandir. El primer objectiu del telescopi espacial James Webb es troba a l'Ossa Major.
Una estrella anomenada HD 84406, invisible a simple vista. Selfie del mirall primari del telescopi
espacial Webb. Crèdit: NASA.

Ho he vist aquí.