miércoles, 29 de agosto de 2018

Ares/Mars-II Misión: Sobrevolar Marte y sus Lunas

Ares Sobrevolando Marte


Vemos al Ares/Mars-II una nave diseñada para alcanzar Marte, en la operación de trasbordo junto al Orión. Comparando las escalas: el Ares tiene una longitud de 60m y el Orión de 50m, entre ambas vuela un astronauta con una mochila EMU de 1,80m de altura. Orbitan a 500Km de la superficie de la Tierra. El Ares en una órbita de estacionamiento se prepara para la ignición y lograr el Delta-V (velocidad de impulso) necesario que lo llevara en una trayectoria en busca de Marte.


El Ares deja la órbita de la Tierra. Aquí lo vemos pasar por el lado del amanecer a unos 60.000Km de la Tierra.

Ares aproximándose a Marte por el lado del atardecer, después de 6 meses de viaje, realizara una maniobra de aerofrenado blando con las capas superiores de la atmosfera. La reducción de velocidad modificara su trayectoria heliocéntrica por una elíptica en torno de Marte. Después ejecutara dos aerofrenados más para cambiar a una órbita casi circular, necesaria para estudiar la superficie. Los aerofrenados presentan cierto riesgo estructural pero bien ejecutados ahorran valioso combustible.


Marte el Planeta Rojo: es un mundo que combina las características morfológicas de la  Tierra y la Luna. Igual que la Tierra presenta una atmosfera pero muy delgada (0,007 la presión atmosférica de la Tierra) compuesta principalmente de dióxido de carbono. Su superficie es un gélido desierto global de arenas y rocas basálticas. En ella se distinguen volcanes y fallas tectónicas pruebas de un pasado telúrico activo y plagado de cráteres meteóricos como los de la Luna. Es posible que en su remoto pasado tenía un intenso vulcanismo y con ello un campo magnético protector del viento solar, permitiendo una atmosfera más densa y húmeda con océanos y mares en su superficie. Tal vez su reducido tamaño y la ausencia de una Luna gigante que mantenga una tectónica activa como la de la Tierra, Marte se enfrió y se secó perdiendo gran parte de la atmosfera por acción del viento solar. Debido a esto el agua no puede existir en estado líquido, solo hielo y vapor. Se cree que bajo la superficie existen encapsulados glaciares fósiles de antiguos acuíferos. Necesarios para la habitabilidad humana del planeta.

Con un diámetro de 6.790km comparable a la mitad del diámetro de la Tierra y una masa del 11% del de la Tierra. Marte orbita al sol en un periodo de 687 días aproximadamente dos años terrestres a una distancia de 1,52UA. Su periodo de rotación o día marciano es de 24,62 horas comparable al terrestre, el eje de rotación tiene una inclinación de 25 grados también comparable a los 23 grados del eje de rotación de la Tierra, esto causa que Marte tenga 4 estaciones como Tierra pero dos veces más largas. La gravedad en la superficie es 1/3 la de la Tierra, por lo cual al igual que la Luna esto facilitaría la extracción de materiales y la construcción de mega estructuras espaciales.




Vemos volar al Ares a 500Km de la superficie de Marte en su órbita de trabajo. Se mueve a una velocidad de unos 12.000Km/h sobre el ecuador del planeta y completa una órbita en 2 horas. A la misma distancia sobre la superficie de la Tierra debería tener una velocidad de 27.000Km/h y completar una órbita en 1,5 horas.

Fobos
 
Deimos

Fobos y Deimos: Las extrañas lunas de Marte: sus características morfológicas sugieren que están relacionadas con el cinturón de asteroides próximo a la órbita marciana, tal vez estos cuerpos fueron capturados al aproximarse lo suficiente y quedar atrapados por la gravedad marciana. Fobos orbita a Marte a una distancia de 9.378Km y completa una órbita 7,65 horas. Deimos orbita a una distancia de 23.459Km y completa una órbita en 30,29 horas. El periodo de rotación y orbital están sincronizados por lo que Fobos y Deimos tienen un acoplamiento de marea con Marte. Como son cuerpos irregulares Fobos en su longitud mayor tiene 26,9Km y Deimos de 15km al compáralos con nuestra Luna de 6.952Km de diámetro, son cuerpos muy pequeños, pero si lo comparamos con las montañas de la Tierra de unos 8 Km de altura, son de un tamaño respetable. Fobos es uno de los cuerpos que reflejan menos luz del sistema solar, se cree que su composición es semejante al de los condritos carbonaceos, su densidad es de 1,85g/cm^3 (la del agua es 1) comparado con la densidad de la Tierra de 5,52 y la de Marte de 3,95  es muy baja para ser solo roca sólida y más próxima a la densidad del agua, esto sugiere que bajo el regolito se ocultan grandes formaciones de hielo. La densidad de Deimos es de 2,2g/cm^3. 


Ares comenzó una órbita de intercepción con Fobos, ahora lo vemos volar a 50Km del baricentro de la luna marciana y a unos 9.428Km de Marte, a esta distancia el tamaño aparente del globo marciano es considerable.


Ares comenzó una órbita de intersección con Deimos, ahora lo vemos volar a 50 Km del centro de masa de la luna marciana y a unos 253.500 km de Marte, a esta distancia el tamaño aparente del globo marciano es más reducida.


Ares en las proximidades de Deimos se prepara para la ignición y lograr el delta (velocidad de impulso) necesario que lo llevara en una trayectoria de regreso a la Tierra.

domingo, 29 de julio de 2018

El Origen del Sistema Solar:

La teoría nebular de la formación planetaria: supone que hace aproximadamente unos 4600 millones de años el sistema solar surgió de una nebulosa de gas y polvo comprimida por la presión de radiación ejercida por la luz de las estrellas circundantes. La fuerza de la gravedad y electromagnética de la nube, provocaron que esta se condensara formando una bola central (una protoestrella) y a su alrededor apareciera por efecto del acoplamiento electromagnético, un disco de gas y polvo giratorio (un disco protoplanetario). En el disco también surgieron aglomeraciones o planetesimales resultados de irregularidades locales. Las colisiones y fusiones de estos objetos formaron los protoplanetas:



Cuando la presión y la temperatura en la bola central fueron tan altas como para fusionar el hidrógeno, estallo en una explosión nuclear gigantesca que encendió al Sol. La onda expansiva abrió una brecha en el interior del disco, arrojando el gas y polvo fuera de la órbita de Marte:



El evento suspendió la acreción en los planetas interiores del sistema solar pero continuo en los exteriores convirtiéndose estos en gigantes gaseosos. Con el tiempo el gas y polvo fue soplado por la presión de radiación de la luz solar más allá de la órbita de Neptuno formando los objetos del cinturón de Kuiper y la nube de Oort



La Teoría del Gran Impacto:

La Teoría del Gran Impacto: estima que hace unos 4500 millones de años un planeta del tamaño de Marte impacto con la joven Tierra:



La energía del impacto arrojo una fracción de material de ambos mundos en trayectorias orbitales que terminaron en la formación de un anillo de escombros alrededor de la Tierra:



Con el el tiempo, durante millones de años el material del anillo se aglomero y condenso formando la Luna. Este dramático acontecimiento decidió el futuro de la Tierra: su bajo periodo de rotación; la estabilidad e inclinación de eje de rotación respecto al plano de la eclíptica; una corteza geológicamente activa a causa de las mareas lunares; la presencia de un intenso campo magnético capaz de desviar el viento solar y evitar la descomposición química del agua, lo que permitió a la Tierra retener el agua que llegaba de los impactos cometarios; y la aparición de la vida gracias a la presencia del agua liquida. 





 

viernes, 13 de julio de 2018

Un Águila en la Luna:

Volamos con el Eagle de Space1999 hasta la base lunar Alpha:


Abajo vemos la operación de trasbordo desde el avión espacial Orión-III (de 2001: A Space Odyssey) a la nave lunar Eagle (de Space 1999) dos historias de ficción distintas con mucho en común (el uso de naves realistas)



En la escena vemos también a un astronauta en su traje con una mochila EMU de una altura de 1,80m, se observa la relación de escala entre Orión de unos 50m de longitud y el Águila de unos 25m de longitud. El Águila en su diseño original es incapaz de realizar un vuelo directo a la Luna desde la Tierra, por ello después del trasbordo imagino al Águila esperando encontrarse con un dispositivo especial (un deposito suplementario de propelente enviado desde la Tierra) necesario para lograr el impulso que lo llevara a la Luna, empleando sus propios motores. Las naves vuelan en una órbita a 300 Km de la superficie de la Tierra.



La Luna, el satélite gigante de la Tierra. Un mundo por derecho propio. Ha iluminado las noches de la humanidad desde sus orígenes. Por su proximidad es potencialmente el siguiente mundo a ser habitado. Con un diámetro de 3.474Km o 0,27DT (Diámetros Terrestres) y un periodo de rotación de 27,32dias, orbita a la tierra a una distancia de 384.400Km, también en un periodo de 27,32dias. A esta coincidencia en los periodos se lo conoce como sincronización, es por esto que la Luna siempre muestra el mismo hemisferio a la Tierra. A este fenómeno se lo llama acoplamiento de marea. La gravedad lunar es de 1/6 la de la Tierra, lo cual facilitaría la extracción de materiales de su superficie y la construcción de mega-estructuras espaciales.


Separado del tanque de impulso que permitió al Águila realizar un vuelo directo a la Luna. La nave comienza la etapa de aproximación a la superficie. Su objetivo es el transporte de personal y provisiones a la base lunar Alfa, el primer hábitat humano en otro mundo. En la imagen la vemos volando a 200Km de la superficie a una velocidad de 1.738Km/h.



Según Space 1999/Cosmos 1999, la basa lunar alfa está ubicada en el centro de un cráter en el “Mar de la Lluvias”. La base es totalmente autosuficiente y capaz de albergar a 300 personas. Todas las instalaciones son sublunares (bajo la superficie lunar) protegiendo al personal de los nocivos rayos cósmicos. Al igual que la ISS su estructura es de tipo modular extendiéndose radialmente desde una sección central y cada sección de módulos está conectada por túneles de acceso. Sus reservas de agua se almacenan en forma de hielo en cavas sublunares. Los alimentos se obtienen de secciones modulares de cultivo también sublunares, iluminadas artificialmente. La energía de la base se genera mediante un reactor de fisión nuclear y una red de paneles solares. Todos los módulos y estructuras fueron construidos con material lunar extraídos de canteras próximas al cráter. Al igual que una ciudad la base se construye y expande continuamente. 



Vista superior del sistema Tierra-Luna a 2 millones de Km. 





lunes, 22 de enero de 2018

Celestia: Simulación Espacial 3D

Celestia es un programa de simulación espacial 3D. Su autor es Chris Laurel y fue publicado en el año 2001 bajo licencia GPL (General Public License: Licencia Publica General). La última versión estable es la 1.6.1 también disponible en español.

El programa puede descargarse simplemente desde su página oficial: https://celestiaproject.net/  en distintos formatos para los sistemas operativos: Windows, GNU/Linux, Mac OS X. Su código se basa en OpenGL y cuenta con una  GUI (Graphical User Interface: Interfaz Gráfica de Usuario) 
tanto en GTK como en Qt.


Después de instalar el programa, e iniciarlo. Una simulación previa los llevara desde el Sol hasta la Tierra. Ubicados en este punto se puede acceder a cualquier parte del universo cuyos datos se encuentren contenidos en el programa, si no es así pueden descargarse desde la página de complementos material (add-ons) producidos por autores independientes: http://www.celestiamotherlode.net

Todos los movimientos en Celestia son continuos, es decir puede fijarse un punto como destino gracias a la interfaz "point-and-goto" por ejemplo señalando un objeto cualquiera con el cursor (cuya información se desplegara inmediatamente después de ser señalado en la parte superior izquierda de la ventana principal) y oprimiendo la tecla clave G de "go o ir" puede desplazarse hacia el objeto señalado. También sin la necesidad de moverse de lugar con la función de zoom exponencial se puede explorar el espacio profundo atreves de un inmenso rango de escalas oprimiendo las teclas coma "," para aumentar y punto "." para disminuir. El flujo del tiempo también se puede alterar acelerándolo con las teclas "shif+l" o disminuyéndolo con "shift+k" además es posible invertir el flujo de tiempo, esta función permite visualizar por ejemplo el movimiento de los planetas del sistema solar ya que el flujo del tiempo en Celestia es en tiempo real.


Además cuenta con funciones de captura de imágenes y de video, lo que hace posible registrar eventos temporales y compartirlos en internet como parte de alguna nota informativa.


Celestia permite visualizar en diferentes colores las orbitas de los planetas, satélites y naves espaciales, así como sus nombres. También permite trazar las líneas de las constelaciones, nombres y su limites. Además utiliza una función para señala los ejes coordenados espaciales de un objeto seleccionado, el vector velocidad, el vector de iluminación, trazar la líneas del ecuador y el terminador donde comienza la sombra de un planeta, trazar los paralelos y meridianos todos elementos útiles en el caso de que se quiera observar un fenómeno particular.


Aquí un excelente tutorial introductorio sobre el uso del simulador Celestia:



Saludos! 

Ultimo Tema:

Ares/Mars-II Misión: Sobrevolar Marte y sus Lunas