CIENCIA- NASA.

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Un científico de la Universidad de Florida ha "cultivado" un cerebro vivo que puede manejar un avión simulado, dando a los científicos una nueva forma de observar cómo las células cerebrales funcionan como red.

El "cerebro" consiste en una colección de 25.000 neuronas vivas que fueron extraidas del cerebro de un ratón y cultivadas dentro de un plato de Petri. Nada más ser extraídas y colocadas en el cultivo, las células comenzaron rápidamente a desarrollar conexiones entre ellas. Esta red neuronal viva se comunica con el exterior a través de 60 electrodos ubicados en el inferior del recipiente, interactuando con un simulador de un F-22 instalado en un ordenador de escritorio normal.

El experimento permite a los científicos tener una visión única de cómo funciona el cerebro en tiempo real, a un nivel de complejidad manejable. Se espera que este tipo de observaciones permitan a los cientificos entender qué es lo que causa los transtornos neurológicos tales como la epilepisa, y desarrollar sistemas no invasivos para su tratamiento.

Como ordenadores vivientes además, en el futuro sistemas similares podrían ser utilizados para pilotar aviones no tripulados o manejar tareas demasiado peligrosas para un ser humano, como por ejemplo misiones de búsqueda y rescate o tareas de evaluación de daños tras explosiones.

"Estamos interesados en cómo los cerebros computan", indicó Thomas DeMarse - el profesor de ingeniería biomédica de la
Universidad de Florida que diseñó el estudi. "Si piensas acerca del cerebro, los procesos de aprendizaje y la memoria - yo puedo hacer preguntas acerca de lo que hacías a los 5 años de edad y tú puedes extraer información acerca de esto. Esto es una tremenda capacidad de memorización. De hecho, todos hacemos tareas muy sencillas que pensamos que un ordenador sería fácilmente capaz de hacer, pero en realidad no es así".

"Mientras que los ordenadores son muy rápidos a la hora de procesar algunos tipos de información, no se pueden aproximar a la flexibilidad del cerebro humano", señala DeMarse. "En concreto, los cerebros pueden hacer ciertos cálculos con relativa facilidad, como por ejemplo reconocer una pieza de mobiliario desconocida sin problemas - algo que es tremendamente dificil para un ordenador."

"Si pudiésemos extraer las reglas de funcionamiento de las redes neuronales reales, podríamos aplicarlas para crear nuevas formas de computación".

Cuando DeMarse colocó las neuronas en el plato, inicialmente tenían el aspecto de pequeños granos de arena dispersados en agua. Sin embargo, las neuronas individuales rápidamente comenzaron a extender líneas microscópicas entre sí, haciendo conexiones que representan procesos neuronales.

Para controlar el simulador, las neuronas primero reciben información del ordenador acerca de las condiciones de vuelo - si el avión está volando derecho o si está inclinado a la izquierda o a la derecha. Posteriormente las neuronas analizan los datos y responen creando señales que son enviadas a los controles del avión. Estas señales alteran el rumbo del avión y causan que nueva información sea enviada a las neuronas, provocando un ciclo de realimentación. La red neuronal poco a poco aprende a dominar el avión y en la fase estable del experimento, es capaz de controlarlo tanto en condiciones de cielo despejado como en situaciones de turbulencias y tormentas.

Cuando los humanos regresen a la Luna y viajen a Marte, deberán tener cuidado con lo que inhalen.

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Abril 22, 2005: Esta es una historia verdadera.

En 1972, el astronauta de la Apolo Harrison Schmitt, olió el aire de su Módulo Lunar, el Challenger. "Huele a pólvora aquí dentro", dijo. Su comandante, Gene Cernan, estuvo de acuerdo. "Así es, ¿verdad?"

Los dos astronautas acababan de regresar de una larga caminata lunar por el valle Taurus-Littrow, cerca del Mar de la Serenidad. Huellas polvorientas marcaban su ingreso a la nave espacial. Ese polvo llegó al aire —y éste se volvió maloliente.

Derecha: El astronauta Harrison Schmitt caminando en la Luna. [Más información]

Más tarde, Schmitt se sintió congestionado y se quejó de "fiebre de heno por polvo lunar". Sus síntomas desaparecieron al día siguiente; nada grave. Pronto regresó a la Tierra y la anécdota se perdió en la historia.

Pero Russell Kerschmann nunca la olvidó. Él es un patólogo del Centro de Investigación Ames de la NASA y estudia los efectos del polvo mineral en la salud humana. La NASA está planeando volver a enviar gente a la Luna y a Marte. Ambos son mundos polvorientos, extremadamente polvorientos. Inhalar ese polvo, dice Kerschmann, podría ser nocivo para los astronautas.

"El verdadero problema son los pulmones", explica. "De alguna manera, el polvo lunar se parece al polvo de sílice en la Tierra, el cual produce silicosis, una enfermedad grave". La silicosis, que solía ser llamada "enfermedad del cantero", llamó la atención del público por primera vez durante la Gran Depresión, cuando cientos de mineros que cavaban el túnel Hawk's Nest a través de la Montaña Gauley en Virginia del Oeste murieron unos cinco años después de haber respirado polvo fino de cuarzo que era lanzado al aire al taladrar en seco —a pesar de que habían estado expuestos a él durante apenas unos meses. "Fue uno de los mayores desastres causados por una "enfermedad ocupacional" en la historia de los Estados Unidos", explica Kerschmann.

Esto no necesariamente les sucederá a los astronautas, asegura, pero es un problema del que debemos estar conscientes —y del cual tenemos que protegernos.

El cuarzo, la principal causa de la silicosis, no es químicamente venenoso: "Usted podría comerlo y no enfermarse", continúa. "Pero cuando el cuarzo está recién molido en partículas de polvo de menos de 10 micrones (a modo de comparación, un cabello humano mide un poco más de 50 micrones de ancho) y entra a los pulmones, entonces las partículas pueden incrustarse en los diminutos sacos alveolares y en los conductos en los que se intercambian el oxígeno y el dióxido de carbono. Más aún, las células blancas del sistema inmunológico se suicidan cuando intentan tragarse a las partículas de aristas afiladas para llevarlas a la sangre. En su forma aguda, la silicosis hace que los pulmones se llenen de proteínas sanguíneas, "y es como si la víctima se sofocara lentamente" por una enfermedad similar a la neumonía.

El polvo lunar, al ser un compuesto de silicio igual que el cuarzo, tampoco es (hasta donde sabemos hoy) venenoso. Pero al igual que el polvo de cuarzo del túnel Hawk's Nest, es extremadamente fino y abrasivo, casi como vidrio pulverizado. Los astronautas de varias de las misiones Apolo descubrieron que se pega a todo y que era casi imposible quitarlo; una vez que llegaba al interior del Módulo Lunar, parte de él llegaba fácilmente al aire, irritando pulmones y ojos.

Derecha: Imágenes de polvo lunar al microscopio. [Más información]

El polvo marciano podría ser aún peor. No sólo es un irritante mecánico sino que podría tal vez ser un veneno químico. Marte es rojo porque su superficie está compuesta principalmente de óxido de hierro (herrumbre) y óxidos de otros minerales. Algunos científicos sospechan que el polvoriento suelo de Marte podría ser un oxidante tan fuerte que quemaría cualquier material orgánico tal como los plásticos, el hule o la piel humana tan violentamente como la lejía sin diluir o el blanqueador para lavar.

"Si le cae polvo marciano sobre la piel, le produciría quemaduras", cree el profesor de ingeniería Stein Sture, de la Universidad de Colorado, quién estudia materiales granulares como el polvo lunar y marciano para la NASA. Ya que no se han traído hasta aquí muestras de Marte, "no sabemos qué tan fuerte es, pero podría ser muy agresivo".

Además, de acuerdo con datos de la misión Pathfinder, el polvo marciano podría contener también rastros de metales tóxicos, incluyendo arsénico y cromo hexavalente —un material de desecho carcinógeno que aparece en la película documental Erin Brockovich (Universal Studios, 2000). Este fue el sorprendente descubrimiento de un reporte en el 2002 del National Research Council, llamando A Salvo En Marte: Medidas de Precaución Necesarias para Mantener Operaciones Humanas en la Superficie Marciana.

El reto que presenta el polvo sería especialmente agudo durante los vendavales que ocasionalmente cubren a Marte desde los polos hasta el ecuador. El polvo azota el aire, desgastando todas las superficies expuestas y metiéndose en cada grieta. No hay dónde esconderse.

Arriba: Las colinas Columbia bajo los polvorientos cielos color salmón de Marte. [Más información]

Para encontrar maneras de aminorar estos riesgos, la NASA pronto empezará a invertir en el Proyecto Polvo, un estudio de cuatro años encabezado por Masami Nakagawa, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Minera de la Escuela de Minas de Colorado. El Proyecto Polvo estudiará tecnologías como la cobertura con una película delgada que repele el polvo de las herramientas y otras superficies, así como técnicas electrostáticas para sacudir o quitar de algún otro modo el polvo de los trajes espaciales.

Estas tecnologías, tan cruciales en la Luna y Marte, también podrían ser útiles en la Tierra, al proteger a la gente del polvo con aristas filosas o del polvo tóxico en nuestro propio planeta. Algunos ejemplos incluyen el polvo alcalino que sopla desde los lagos secos en los desiertos norteamericanos, del polvo de madera de los aserraderos y las explotaciones forestales y, por supuesto, del polvo abrasivo de cuarzo en las minas.

El camino a las estrellas está sorprendentemente empolvado. Pero, dice Kerschemann, "Creo firmemente que es un problema que puede controlarse"."

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Utilizando el telescopio espacial Hubble, los científicos de la NASA han calculado la edad de lo que podría ser la galaxia más joven conocida del universo. En términos cosmológicos es un bebé totalmente "fuera de lugar" en un entorno de adultos.
La galaxia, llamada I Zwicky 18, tiene unos 500 millones de años de antiguedad - tan reciente que en el momento en que comenzó su formación, la Tierra ya tenía vida compleja. En comparación, la Vía Láctea tiene 20 veces esa edad, o aproximadamente 12.000 millones de años. Esta galaxia tardía permite ver cómo eran las galaxias recién nacidas en los albores del universo.

La galaxia forma parte de un catálogo de 30.000 galaxias cercanas elaborado por el astrónomo suizo Fritz Zwicky durante la década de 1930 mediante el fotografiado sistemático del cielo en el hemisferio norte. A pesar de que los astrónomos durante mucho tiempo habían sospechado de la juventud de la galaxia debido a su composición química, el Hubble ha hecho posible la elaboración de un censo preciso de la población estelar, así como identificar la estrella más antigua en su interior, fijando de esta manera una fecha superior para la edad de la galaxia.

La galaxia está situada a unos 45.0 millones (45.0 x 106) de años luz de la Tierra. El descubrimiento se publicó el 1 de Diciembre en el Astrophyisical Journal.

Entre las evidencias de la juventud de I Zwicky 18 está el hecho de que el gas interestelar es prácticamente "limipio" y compuesto principalmente de hidrógeno y helio - los dos elementos ligeros que fueron creados primeros tras el Big Bang, durante los primeros tres minutos de la existencia del universo. La galaxia-bebé incluye sólo pequeñas trazas de elementos más pesados como carbono, nitrógeno u oxígeno. La ausencia de estos elementos indica que gran parte del gas primordial de la galaxia no ha podido dar lugar a estrellas que posteriormente formasen dichos elementos.

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Las imágenes del cerebro de personas que están mintiendo es diferente a las de quienes dicen la verdad y es posible que éstas puedan medirse a través de la resonancia magnética, lo que supondría el comienzo del fin del detector de mentiras, según han revelado investigadores estadounidenses.

"Es posible que haya zonas del cerebro especializadas en el engaño y éstas podrían ser medidas" con imágenes de resonancia magnética (IRM), dijo en una conferencia de prensa, Scott Faro, director del Centro de IRM de la Escuela de Medicina Temple, en Filadelfia.

Añadió que de la misma forma en que hay zonas "de engaño", también "podría haber zonas especializadas y únicas del cerebro encargadas de la verdad".
La existencia de estas áreas especializadas en el cerebro fue el principal resultado de un estudio con 10 voluntarios a los que se pidió que mintieran respecto al uso de un arma. A otros tres se les solicitó que dijeran la verdad.

Todos fueron conectados a un detector de mentiras al mismo tiempo en que se les aplicaba la resonancia magnética. Las diferencias entre los que mentían y los que decían la verdad era notable, según manifestó el investigador en una reunión realizada en Chicago de la Sociedad Radiológica de América del Norte,

"Descubrimos siete zonas de activación de la mentira y cuatro áreas de la verdad", dijo. Añadió que la mayor actividad de "la mentira" ocurrió en la zona frontal del cerebro, especialmente la media inferior y la central, así como en el hipocampo y las regiones mediotemporales.

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El vehículo explorador 'Spirit' ha descubierto pruebas de la existencia de cenizas volcánicas cuyos minerales fueron disueltos por la presencia de agua en el planeta Marte, informó la NASA.
El hallazgo fue hecho sobre una capa estratificada de rocas diez meses después de que el pequeño vehículo descendiera sobre la superficie del planeta y en las cercanías de un promontorio llamado 'Columbia Hills'.
"Nuestra hipótesis principal es que estas rocas fueron ceniza volcánica que cayó desde el aire... y que los minerales contenidos en ella fueron disueltos por el agua", dijo Ray Arvidson, científico principal de la misión.
La presencia de agua en el pasado remoto fue confirmada en marzo por el 'Spirit' y el 'Opportunity', su compañero de exploración en el otro extremo del planeta.
Ambos vehículos, provistos de instrumentos de estudio geológico y varias cámaras fotográficas, han continuado analizando la superficie marciana superando en más de seis meses, los tres previstos como máximo de vida operativa.

Arvidson aclaró que, aunque es una hipótesis, los instrumentos del 'Spirit' parecen confirmar que se trata de cenizas volcánicas.
"Es importante señalar que acabamos de comenzar a determinar la textura, mineralogía y química de estas rocas estratificadas", señaló.
El científico añadió que otra hipótesis sobre su origen se centra en la posibilidad de que esos materiales hayan sido transportados y depositados por el agua.
"En efecto, es posible que la actividad volcánica, el agua y el viento hayan producido las rocas que está examinando el Spirit en estos momentos", dijo.

El vehículo está operando regularmente con sus espectrómetros pese a que está sufriendo dos tipos de problemas en sus ruedas, dijo Jim Erickson, director del proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena (California).

"Estamos tratando de resolverlos, pero esto podría ser un anticipo de lo que va a ocurrir debido a que los componentes mecánicos se han desgastado como consecuencia de la prolongada exploración en Marte", agregó.

Cuando en un futuro cercano los astronautas regresen a la Luna, podrían encontrarse con fuentes electrificadas y otras cosas extrañas.



Marzo 30, 2005: Es asombroso lo profética que ha sido la ciencia-ficción.

Allá en el 1956, dos años antes de que se crease la NASA, Hal Clement escribió un relato corto denominado "Trapos para el Polvo" (Dust Rag) que fue publicado en Astounding Science Fiction, acerca de dos astronautas que descienden dentro de un cráter en la Luna para investigar unas estrellas tenues cerca del horizonte lunar. Después de descartar una suposición extravagante de que estaban viendo huellas de una atmósfera lunar —"los gases no se comportan de esa manera"— llegaron a la conclusión de que debería ser polvo que de alguna manera había quedado suspendido por encima del suelo. En una conversación, sorprendentemente acertada en relación con la ciencia por venir, uno de los astronautas explica:

"...El material de la superficie de la Luna es uno de los peores conductores eléctricos imaginables, así que el polvo que está en la superficie recoge y mantiene una carga. ¿Y qué es lo que sucede, mi querido estudiante, a las partículas que llevan cargas eléctricas?

"Se repelen las unas a las otras".

"El sabio de la clase. Y si un círculo de cien kilómetros con un borde de un par de kilómetros de alto es cargado eléctricamente, ¿Qué es lo que le sucede al polvo que se encuentra en él?..."

La respuesta, ofrecida solamente por medio de una descripción narrativa, es que la carga electrostática provocó que el polvo levitara.

Bien, ¡Sorpresa de sorpresas! El escritor Clement estaba más en lo cierto de lo que pensaba. Parece ser que el polvo lunar efectivamente levita por encima de la superficie de la Luna debido a las cargas electrostáticas. Y la primera evidencia llegó casi de la manera como lo había descrito Clement.

A principios de los años 60, antes de la Apolo 11, varias naves espaciales Surveyor que alunizaron, enviaron fotografías en las cuales se apreciaba un brillo crepuscular inconfundible sobre el horizonte lunar, que persistía aún después de la puesta del Sol. Más aún, el distante horizonte entre el suelo y el cielo no aparecía liso como era de esperarse en un vacío donde no existía neblina atmosférica.

Pero lo más sorprendente, los astronautas de la Apolo 17 en órbita de la Luna en 1972 vieron repetidamente y esbozaron lo que ellos denominaron de variadas maneras como "bandas", "chorros" o "rayos de crepúsculo" por unos 10 segundos antes de la salida y el ocaso de la Luna. Tales rayos fueron también reportados por los astronautas de las Apolo 8, 10 y 15.



Arriba: A la izquierda se ven las luces crepusculares esbozadas por los astronautas de la Apolo 17; a la derecha se observan los rayos crepusculares terrestres fotografiados por Trudy E. Bell. [Más Información]

Aquí en la Tierra vemos algo similar: rayos del crepúsculo. Son ejes de luz y sombras lanzados por los riscos de las montañas al amanecer y a la puesta del Sol. Vemos los rayos cuando pasan a través del aire con partículas de polvo. Quizá en la Luna "los rayos crepusculares" son causados, de igual forma, por las sombras de las montañas que pasan a través del polvo lunar en levitación. Muchos científicos planetarios pensaban eso en los años 70, y algunos escribieron artículos sobre el tema (vea el cuadro de "más información" al final del artículo para encontrar las referencias).

Pero sin una atmósfera, ¿cómo podía el polvo revolotear tan por encima de la superficie de la Luna? Aún en el caso de ser lanzado hacia arriba, digamos que por el impacto de un meteorito, ¿no se volverían a asentar rápidamente las partículas de polvo en el suelo?

Bien, pues no —al menos según el "modelo de fuente dinámica" para el polvo lunar recientemente propuesto por Timothy J. Stubbs, Richard R. Vondrak, y William M. Farrell del Laboratorio para Física Extraterrestre del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA.

"Parece ser que la Luna tiene una tenue atmósfera de partículas de polvo en movimiento", explica Stubbs. "Utilizamos la palabra 'fuente' para evocar la idea de una fuente de agua: el arco del agua que sale de su conducto parece estática, pero sabemos que las moléculas del agua están en movimiento". De la misma manera, pequeñas partículas de polvo lunar se encuentran constantemente saltando y cayendo de la superficie de la Luna, dando lugar a una "atmósfera de polvo" que parece estática pero que está formada de partículas de polvo en constante movimiento.

Usted puede realizar una experiencia con el modelo de la fuente... encima de su cabeza.

Frote un globo inflado en su cabello y después mantenga el globo unos centímetros por encima. Su cabello se alzará por sí solo para alcanzar el globo. Frotar el globo remueve algunos de los electrones de su cabello, dejándolo con una carga neta positiva. Su cabello cargado positivamente es atraído hacia el globo cargado negativamente.

Ahora fíjese lo que sucede cuando mantiene el globo aún más lejos. Esto es clave: Sus cabellos individualmente se separan unos de otros pero no caen inmediatamente para quedar aplanados en su cabeza. ¿Qué ha sucedido? Cuando quitamos el globo, cada cabello cargado positivamente repele a su vecino también cargado positivamente y parte de su cabello permanece suspendido —igual que lo que sucede con el polvo en la Luna.

En la Luna no hay frotamiento. El polvo es cargado electrostáticamente por el Sol de dos maneras distintas: por la propia luz solar y por partículas cargadas que fluyen desde el Sol (el viento solar).

En el lado iluminado de la Luna, la radiación ultravioleta solar y los rayos X son tan enérgicos que sacan a los electrones fuera de los átomos y moléculas del suelo lunar. Las cargas positivas se acumulan hasta que las más diminutas partículas de polvo lunar (que miden 1 micra o menos aún) son repelidas de la superficie y lanzadas hacia arriba desde unos metros hasta kilómetros de altura, llegando las más pequeñas de estas partículas hasta las mayores distancias, explica Stubbs. Eventualmente vuelven a caer hacia la superficie donde el proceso se repite una y otra vez.



Arriba: Un esbozo del modelo de la fuente de polvo lunar tomado de "Un Modelo Dinámico Tipo Fuente del Polvo Lunar" (A Dynamic Fountain Model for Lunar Dust) por Timothy J. Stubbs, Richard R. Vondrak y William M. Farrell.

Si eso es lo que sucede en la cara iluminada de la Luna, la siguiente pregunta es, ¿qué sucede en la cara nocturna? Allí el polvo, cree Stubbs, está cargado negativamente. Esta carga procede de los electrones en el viento solar, que fluyen alrededor de la Luna hacia la parte oculta. De hecho, el modelo de la fuente sugiere que la cara nocturna se cargaría a mayores voltajes que la cara diurna, posiblemente lanzando partículas de polvo a mayores velocidades y alturas.

Lado diurno: positivo. Lado nocturno: negativo. ¿Qué es lo que sucede entonces con la línea terminal de la Luna —la línea que se mueve entre la noche y el día al amanecer o al ocaso entre la noche y el día?"

Transporte, excavación, y explotación minera: Estas son actividades que los astronautas realizarán un día en las arenas de Marte. No es tan sencillo como parece.



Enero 31, 2005: Imagine este panorama. Es el año 2030, aproximadamente. Después de viajar seis meses desde la Tierra, usted y otros astronautas son los primeros seres humanos sobre Marte. Están parados sobre un mundo extraño con una polvorienta suciedad rojiza bajo sus pies, buscando equipo para minería depositado por previos módulos robotizados de descenso.

Retumban en sus oídos las palabras finales del control de misión: "Su misión, si desean aceptarla, es volver a la Tierra; de ser posible usando combustible y oxígeno extraído de las arenas de Marte. ¡Buena Suerte!"

Parece muy simple extraer materias primas de un planeta arenoso y rocoso. Lo hacemos aquí en la Tierra todos los días. ¿Por qué no en Marte, también? Pero no es tan sencillo. Nada acerca de la física del material granular lo es.

La física del material granular es la ciencia de los granos, desde granos de maíz, granos de arena hasta granos de café. Estas son sustancias diarias comunes, pero pueden ser extremadamente difíciles de predecir. En un instante se comportan como sólidos, y al siguiente, como líquidos. Imagine una volqueta llena de grava. Cuando el recipiente de carga comienza a inclinarse, la grava permanece en una pila sólida, hasta que a cierto ángulo, de repente, se convierte en un estruendoso río de roca.

Entender la física del material granular es esencial para el diseño de maquinaria industrial y para movilizar las enormes cantidades de sólidos pequeños, como la fina arena de Marte.

El problema es que, incluso aquí en la Tierra "las plantas industriales no funcionan muy bien pues no comprendemos completamente las ecuaciones para los materiales granulares, como entendemos las ecuaciones para los líquidos y los gases", dice James T. Jenkins, profesor de Mecánica Teórica y Aplicada, en la Universidad de Cornell, en Ithaca, N.Y. "Es por eso que las plantas de generación eléctrica a carbón operan a bajo rendimiento y tienen las tasas de fallas más altas comparadas con las plantas de generación eléctrica de combustible líquido o a gas".

Se pregunta entonces, "¿comprendemos el procesamiento de material granular lo suficientemente bien para reproducirlo en Marte?"



Arriba: Suelo de Marte en 3 dimensiones fotografiado por el vehículo todo terreno Spirit en el año 2004. Póngase las gafas rojas-azules para observar. [Imagen ampliada] [Más información]

Comencemos con la excavación: "Si se excava una zanja en Marte, ¿qué tan pendientes pueden ser las paredes para que permanezcan estables sin que se derrumben hacia adentro?", se pregunta Stein Sture, profesor de Ingeniería Civil, Ambiental y Arquitectónica, y además decano asociado en la Universidad de Colorado en Boulder. Aún no existe una respuesta definitiva. La estratificación de suelos polvorientos y rocas en Marte no se conoce con suficiente detalle.

Se puede obtener alguna información sobre la composición mecánica de los suelos de Marte hasta un metro de profundidad aproximadamente. Esto se hace por medio de radares que penetran el suelo o por otros dispositivos de sonido, anota Sture; pero a profundidades mayores "probablemente se necesitaría extraer muestras representativas". Phoenix, el módulo de descenso en Marte de la NASA (que descenderá a la superficie en el año 2008) podrá excavar zanjas de aproximadamente medio metro de profundidad, y el Laboratorio de Ciencias de Marte podrá cortar y extraer muestras interiores de las rocas. Ambas misiones suministrarán nuevos y valiosos datos.

Para lograr excavar a mayores profundidades, Sture (con la colaboración del Centro para Construcciones Espaciales de la Universidad de Colorado) está desarrollando nuevos diseños de excavadoras cuyos sistemas para el desplazamiento y la excavación se efectúa por medio de vibraciones sobre el suelo. La agitación ayuda a romper las uniones cohesivas que mantienen unidos a los suelos compactados y también puede ayudar a mitigar el riesgo de que los suelos vayan a colapsar. Máquinas como estas pueden ser enviadas algún día también a Marte.

Derecha: Las grúas en Marte podrían utilizar cucharones vibrantes para la excavación. Crédito: Stein Sture.

Otro problema adicional aparece en el uso de las tolvas o los "embudos" que utilizan los mineros para depositar la arena y la gravilla sobre las bandas transportadoras, y luego conducirlas hasta el sitio de procesamiento. El conocimiento de los suelos de Marte será vital para el diseño de tolvas más eficientes, que no necesiten mantenimiento. "No entendemos por que el material se atranca en las tolvas", dice Jenkins. Los atranques son tan frecuentes que de hecho, "aquí en la Tierra existe un martillo cerca de cada tolva". Al golpear la tolva se libera el atranque. En Marte nos gustaría que las tolvas trabajaran mejor, pues habrá menos personas para atender el equipo. Jenkins y sus colegas están investigando porqué el flujo del material granular se atasca.

Existen también problemas de transporte. Desde el año 2004, los vehículos todo terreno de Marte, el Spirit y el Opportunity, han tenido pocos problemas para desplazarse por kilómetros alrededor de sus sitios de descenso. Estos todo terreno son sólo del tamaño de un típico escritorio de oficina con la masa de una persona adulta. Son carros pequeños comparados con los vehículos de gran tamaño que posiblemente se necesitarán para transportar toneladas de rocas y arena del suelo de Marte. Los vehículos más grandes van a tener más dificultades para desplazarse.

Izquierda: Una interpretación artística del vehículo todo terreno Spirit. El Spirit y su mellizo, el Opportunity, han estado explorando Marte desde Enero del 2004. [Más información]

A principios de los años sesenta cuando los científicos estaban estudiando los posibles robots movidos por energía solar para maniobrar en arenas sueltas de la Luna y otros planetas, explica Sture, calcularon que "el máximo valor viable para la presión continua del contacto de rodaje sobre los suelos de Marte es solamente de 14 gramos por centimetro cuadrado (0.2 libras por pulgada cuadrada, psi)", especialmente cuando suben o bajan por terrenos inclinados. Este valor tan bajo ha sido confirmado por el comportamiento de Spirit y Opportunity.

Una presión de contacto de rodaje de solamente 0.2 psi "significa que el vehículo tiene que ser liviano o debe tener la forma de distribuir efectivamente la carga en muchas ruedas o carriles. Es crítico el reducir la presión de contacto para que las ruedas no se entierren en el suelo blando o rompan las capas superficiales endurecidas —las pequeñas láminas de suelos adheridos, como la corteza delgada que se forma por la nieve soplada por el viento aquí en la Tierra— y se queden atascadas".

Este requisito implica que el vehículo que va a transportar cargas más pesadas, como personas, viviendas y equipos, debe ser "un vehículo tipo Fellini, con ruedas de 4 a 6 metros (12 a 18 pies) de diámetro" dice Sture refiriéndose al famoso director italiano de películas surrealistas. En lugar de ruedas podrá tener rieles escalonados metálicos espaciados, como una combinación entre las bandas o cadenas de las retroexcavadoras terrestres y las ruedas del vehículo todo terreno del programa Apolo en la Luna. Por lo tanto, los vehículos con rieles escalonados o cadenas parecen ser prometedores para transportar grandes cargas.



Arriba: Un Sistema de Movilidad de Circuito Elástico que puede operar bien en los mundos con suelos polvorientos como los de Marte y la Luna. Crédito de la fotografía: Stein Sture.

Un reto final que deben enfrentar los físicos del material granular es encontrar como mantener los equipos sin problemas operacionales durante las temporadas de tormentas de polvo en Marte. Las tormentas de Marte levantan polvo fino a velocidades de hasta 50 m/s (más de 100 millas por hora) que cubren toda superficie expuesta, introduciéndose por todas las hendiduras, enterrando todas las estructuras expuestas, naturales y fabricadas por el hombre, y reduciendo la visibilidad a unos cuantos metros o menos. Jenkins y algunos investigadores están estudiando la física eólica (viento) que transporta arena y polvo en la Tierra, para entender la formación y el movimiento de las dunas en Marte, y también para averiguar cuales sitios habitables serán los más protegidos contra los vientos predominantes (por ejemplo bajo el abrigo de grandes rocas).

Una nave espacial de la NASA sigue los pasos a un viento interestelar que viene de la constelación Ofiuco.

Diciembre 17, 2004: Cada año, a principios de diciembre, sucede algo que puede afectar su horóscopo. El Sol ingresa a Ofiuco, la poco conocida 13ª casa del zodíaco.

Probablemente ha oído hablar de Capricornio, Acuario, Piscis, Aries, Tauro, Géminis, Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpión y Sagitario. El Sol pasa a través de estas constelaciones, una por una, a lo largo del año. Son los antiguos signos del Zodíaco.

Pero, ¿Ofiuco?

Los astrónomos modernos no dividen el cielo del mismo modo que lo hicieron los astrónomos antiguos. De acuerdo con los mapas estelares modernos, el Sol corta a través de la 13ª constelación, Ofiuco el Serpentario, entre noviembre 30 y diciembre 17. Astrológicamente hablando, si alguien nace entre esas fechas ya no es un Sagitario, ¡es un Ofiuco! Pero esa es otra historia ...

La historia se trata de lo que realmente sucede cuando el Sol ingresa en la 13ª casa del zodíaco: Una nube interestelar golpea nuestro planeta.

Es una brisa estelar rica en helio, que fluye en el sistema solar proveniente de Ofiuco. La gravedad del Sol concentra el material en un cono y la Tierra pasa a través de él durante las primeras semanas de diciembre. Ahora mismo estamos dentro del cono.

"No hay peligro para nadie en la Tierra", dice el físico espacial George Gloeckler de la Universidad de Maryland. "La brisa de helio es mil trillones de veces (1021 veces) menos densa que la atmósfera de la Tierra. No puede penetrar a la superficie de nuestro planeta".

Los astrónomos, sin embargo, están estudiándola con entusiasmo.

Esta brisa es una muestra de lo que se encuentra en el exterior del sistema solar. El espacio interestelar, el "vacío" entre las estrellas, no está vacío. Está lleno de gigantescas nubes de gas y polvo. De estas nubes provienen las estrellas y los planetas; son también los restos que quedan cuando estallan las estrellas. El sistema solar se dirige hacia una de ellas. Los astrónomos la llaman Nube Local Interestelar. El campo magnético del Sol retiene gran parte de esa nube dentro de su zona, pero una parte del gas de la nube logra penetrar -- este es el origen de la brisa.

Arriba: La gravedad del Sol desvía la brisa de helio interestelar y ocasiona que se concentre y fluya tras el Sol. Esta concentración ayuda a las naves espaciales a observar el diluído flujo etéreo. Crédito: American Scientist. [Más información]

La nave Explorador de Composición Avanzada (Advanced Composition Explorer, ACE) de la NASA, localizada en el primer punto de Lagrange directamente entre la Tierra y el Sol, está en el lugar perfecto para estudiar esta brisa. "Cuando la Tierra se mueve a través del cono condensado (la región de espacio donde la gravedad del Sol concentra la brisa), es cuando ACE trabaja", explica Gloeckler, quien es uno de los co-investigadores que dirigen al ACE. "Hemos ingresado en el cono siete veces una vez por año desde que se lanzó la nave en 1977".

La misión de ACE es estudiar el viento solar, la brisa caliente proveniente de nuestra propia estrella, así que la nave espacial está bien equipada para estudiar también la brisa interestelar. Un instrumento a bordo de la ACE llamado SWICS detecta los iones de helio en la brisa, haciendo mediciones de su densidad, temperatura y dirección del flujo. Empleando estas mediciones, junto con la información de otras naves espaciales (principalmente SOHO y Ulysses), Gloeckler y sus colegas han calculado las propiedades de la Nube Local Interestelar.

Derecha: Concepto artístico de la Nube Local Interestelar. [Más información]

Es una nube caliente, la temperatura del gas es de 6000° C, casi la misma temperatura de la superficie del Sol. También es muy etérea, solo 0.264 átomos por centímetro cúbico. El campo magnético del Sol tiene algunos problemas para desviar este material diáfano antes de que cruce la órbita de Plutón. Solo una ínfima cantidad (0.015 átomos por centímetro cúbico) penetra al interior del sistema solar.

El sistema solar podría ingresar algún día dentro de algo más masivo. En la galaxia hay nubes miles de veces más densas que la Nube Local Interestelar. Priscilla Frisch, astrónoma de la Universidad de Chicago, ha estudiado lo que pasaría si nos atrapa una de esas. Ella informa en un artículo para American Scientist: "una nube con 1.000 átomos por centímetro cúbico podría comprimir el campo magnético del Sol a tan solo algunas AU de él (AU o "unidad astronómica" es la distancia entre el Sol y la Tierra). Planetas como Saturno, Urano, Neptuno y Plutón estarían totalmente expuestos a los átomos y moléculas interestelares. El gas interestelar aplastaría al viento solar en 1 AU", cambiando el ambiente espacial de nuestro planeta.

La primera señal de tal transformación sería la condensación o cambios de dirección de la brisa de helio, anunciando la llegada de algo nuevo.

ACE ya ha detectado cambios. "Vemos extrañas rachas, mareas y flujos", dice Gloeckler. "Dudamos que estas variaciones sean interestelares". En cambio, el Sol es probablemente responsable. La brisa de helio debe soplar a través del mucho más denso viento solar, lo que puede empujar la brisa. Las manchas solares también afectan la brisa. La radiación ultravioleta emitida por las manchas solares ioniza la brisa y cambia la forma en que aparece en instrumentos como el SWICS.

Izquierda: Mediciones de ACE/SWICS de la corriente de helio. Los picos indican los ingresos anuales a través del cono condensado. Haga un clic en la imagen para ver completo el conjunto de información de 7 años.

"Lo que estamos haciendo ahora", explica Gloeckler, "es aprender cómo afecta la actividad solar a la brisa. Cuando podamos tener un registro confiable del Sol, en detalle, entonces podemos usar estas mediciones para diagnosticar el espacio interestelar".

¿Qué hay allí afuera? ¿Qué se aproxima? La respuesta recae en una brisa estelar proveniente de la 13ª casa del zodíaco.

La luna llena más pequeña del año 2004 iluminará las noches de Navidad.

Rudolph tosió y estornudó,
¡aaachus! Su nariz estaba muy roja.
El doctor dijo tristemente:
"Debe quedarse en cama".

Rudolph estaba resfriado,
se sentía mal, y se notaba.
No podía acompañar
a Santa en Navidad.

Los techos estaban oscuros y eran peligrosos.
(vamos, ¿dónde estará la chimenea?)
Con esto tiene que lidiar Santa,
sin el brillo rosado del ausente Rudolph.

Pero Santa tiene alma jovial
y es también inteligente.
De pronto tiene una brillante idea:
"¡Ya sé lo qué voy a hacer!"

Utilizando su magia especial,
evocó una luna,
una luna llena, redonda y brillante.
¿Quién necesita a Rudolph? ¡Ese tonto!

Entonces... para quienes no creen
en Santa, aquí está la prueba:
Miren a través de la ventana la noche de Navidad
y verán la luz de la luna sobre el techo.

Es una luna llena especial, también: la más pequeña del año 2004. Remontándose en lo alto del cielo, podría hacerle recordar a una bola de Navidad, blanca y brillante, como las que colgamos en el árbol. No se moleste en alcanzarla... ¡está a 406.700 km de distancia!

Técnicamente hablando, la luna no estará 100% llena hasta el 26 de diciembre. Pero ese es el momento perfecto para los villancicos de Navidad y para que llegue Santa. La luna llena (prácticamente) del 24 y 25 de diciembre aparece temprano, iluminando calles y azoteas en cuanto el Sol se oculta.

¿Qué es lo que provoca que esta luna llena sea pequeña? Respuesta: la órbita irregular de la luna.

A pesar de que los astrónomos dicen que la luna "rodea" la Tierra, no lo hace, no exactamente. La órbita de la luna es en realidad una elipse. Un lado de la elipse está a 356.400 km de distancia de la Tierra; a esto se lo denomina perigeo. El otro lado de la elipse se encuentra a 406.700 km de distancia de la Tierra; a esto se lo llama apogeo. El apogeo está ubicado 50.000 km más lejos de la Tierra que el perigeo..

Derecha: El tamaño de la luna en el perigeo (arriba) y en el apogeo (abajo).

Cuando la luna está llena y se encuentra cerca del apogeo, tenemos una luna llena excepcionalmente pequeña. Y eso es lo que sucederá esta Navidad.

Incluso las lunas llenas más pequeñas son muy brillantes; veinticinco mil veces más brillantes que Sirio, que es la estrella más resplandeciente del cielo. Estas lunas hacen sombra y proporcionan luz suficiente como para poder leer. ¿Encontrar chimeneas? ¡Es fácil!

Si tiene binoculares o un telescopio para Navidad, mire la luna. Es verdaderamente hermosa -- un mundo tan cercano a la Tierra que usted podrá ver los cráteres, las montañas y los "mares" con gran detalle. Ahora la luna está desierta, pero en los próximos años, según la nueva Visión para la Exploración Espacial, la gente estará caminando allí arriba.

Disfrute de la luz de la luna y ¡Feliz Navidad!, de parte de Ciencia@NASA.

El 14 de enero del 2005, la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea descenderá a la superficie de la mayor luna de Saturno.



Diciembre 30, 2004: Prepárense para dos de las horas más extrañas en la historia de la exploración espacial.

Dos horas. Eso es lo que tardará la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea en descender hacia la superficie de Titán el 14 de enero. Al bajar a través de espesas nubes anaranjadas, Huygens probará la atmósfera de Titán, medirá sus vientos y lluvia, escuchará sonidos alienígenos, y cuando las nubes se separen, comenzará a tomar fotografías.

Nadie sabe qué nos revelarán las fotografías. ¿Montañas de hielo? ¿Mares de metano líquido? “Cualquiera puede adivinar”, dice Jonathan Lunine, profesor de ciencia planetaria en la Universidad de Arizona y miembro del equipo científico de la Huygens. “Es posible que no entendamos lo que vemos, no inmediatamente”.

Así es Titán -- el mayor misterio en el sistema solar.

Derecha: Interpretación del artista Craig Attebery sobre el descenso de Huygens. Crédito: ESA/NASA

Los astrónomos han estado observando a Titán, la mayor luna de Saturno, por cientos de años. Desde la Tierra parece la luz de una cabeza de alfiler en órbita alrededor del planeta de los anillos -- nada extraordinario. Pero cuando el Voyager de la NASA pasó por Titán en 1980, los observadores se dieron cuenta que era algo especial. Titán es enorme: es mayor que los planetas Mercurio y Plutón. Tiene también una enorme atmósfera: tres veces más alta que la de la Tierra y una y media veces su masa. El aire de Titán está lleno de compuestos orgánicos afines al smog. Algunas de estas moléculas son los bloques de formación de la vida. ¿Podría la vida comenzar en un mundo cuya temperatura en la superficie llega a menos 179o Celsius? “Probablemente no”, dice Lunine, pero, nuevamente, nadie lo sabe.

Las nubes anaranjadas de Titán ocultan su superficie y, quizás, algunas cosas muy peculiares. Existe metano (CH4) en la atmósfera de Titán. Aquí en la Tierra el metano proviene de, por ejemplo, las vacas y las ciénagas. En Titán... nadie sabe de donde proviene. Debido a que Titán es tan frío, su metano puede licuarse y caer de los cielos, probablemente llenando lagos y mares en la superficie. El metano líquido tiene casi la misma apariencia y viscosidad que el agua líquida, pero es unos 167oC más frío. Los lagos en Titán, si es que existen, podrían parecerse a los lagos de la Tierra, pero ciertamente que no serían iguales.

Arriba: Esta vista en color simulado de Titán es una composición de imágenes capturadas por la cámara de infrarrojos de Cassini, la cual puede penetrar algunas de las nubes de Titán. Las regiones claras y oscuras en el cuadrante superior izquierdo son tipos de terreno desconocido sobre la superficie de Titán. [Más información]

La sonda Huygens, del tamaño de un coche pequeño y de forma de platillo volador, penetrará las nubes e investigará de forma directa. “Estamos tan esperanzados de que la Huygens tenga éxito”, dice Alfred McEwen, un colega de Lunine en la Universidad de Arizona y miembro del equipo de fotos del equipo de la Cassini. “Estamos arrancándonos los cabellos tratando de comprender a Titán”.

La Huygens llegó a Saturno a bordo de la nave espacial Cassini de la NASA. El viaje duró 7 años. Cassini llegó en julio del 2004 y se encuentra orbitando a Saturno. La Huygens permaneció a bordo hasta el 25 de diciembre cuando se separó de su nave nodriza y se dirigió hacia Titán. La sonda está programada para entrar en la atmósfera de Titán a las 10:13 GMT (5:13 a.m. EST) del 14 de enero del 2005.

En su descenso, la Huygens recogerá muestras de aire para ser analizadas por medio de los cromatógrafos de gas y de masa a bordo. Esto indicará a los investigadores exactamente de qué está formada la atmósfera de Titán. Los sensores externos de la Huygens medirán la temperatura, presión, vientos y los campos electromagnéticos que puedan provenir de los relámpagos. Los relámpagos son importantes. Los impactos de relámpagos pueden unir moléculas orgánicas simples en cosas más complicadas e interesantes. Algunos científicos piensan que así es como comenzó la vida en la Tierra hace miles de millones de años. Un micrófono a bordo de la Huygens escuchará los truenos (señal de los relámpagos) y otros sonidos. Por vez primera podremos escuchar cómo son los sonidos en otros mundos.

La Huygens descenderá durante horas de luz del día. La luz solar filtrándose a través de las nubes probablemente produzca un halo naranja a través del paisaje “como 1000 lunas llenas”, dice McEwen. Eso es suficiente para leer un periódico, pero aún es alrededor de 1000 veces más oscuro que un día de sol en la Tierra. Justo antes de que la Huygens descienda encenderá una gran lámpara y la pasará por el terreno debajo de ella. Esto se hará para mejorar las fotos del lugar del descenso y ayudar a los espectrómetros de la sonda a obtener mejores lecturas de los elementos y minerales en el suelo -- o lo que sea que haya allá abajo.

"No sabemos sobre que vamos a descender”, indica Lunine. La Huygens podría bajar dando tumbos por una ladera. Podría entrar en un lago o mar (está diseñada para flotar), o podría deslizarse por una suave llanura de hielo. “Cualquier cosa es posible”.

Derecha: Concepto artístico de la Huygens flotando en un mar de metano líquido. [Más información]

Si la sonda sobrevive al descenso, el Paquete Científico de Superficie colocado en la parte inferior del platillo podrá medir las propiedades del lugar del descenso: conductividad térmica y eléctrica, índice de refracción, sonar de profundidad y muchas otras cosas. Los diseñadores de la misión esperan que la Huygens sobreviva sobre el “suelo” por lo menos 30 minutos antes de que el frío extremo de Titán y otros peligros desconocidos la silencien. Aún unos pocos minutos de datos serían motivo de celebración.

Mientras todo esto ocurre, la nave espacial Cassini estará volando por encima y grabando las transmisiones de la Huygens. Más adelante, Cassini se dirigirá a casa y retransmitirá las fotos y sonidos, y las valiosas mediciones. Las señales de radio desde Saturno tardan 1 hora y 8 minutos en llegar a la Tierra. “Estaremos ansiosos por recibir los datos”, dice McEwen.

¿Qué hay ahí debajo? Nadie sabe, pero seguro que será extraño. Estén preparados."

Un nuevo "podcast" pone las grabaciones de audio de los nuevos artículos de ciencia de la NASA en su reproductor portátil de MP3



[Nota del Editor en español: La palabra "podcast" no ha sido traducida oficialmente al español, de tal manera que, para propósitos de este artículo, utilizaremos el término en inglés.]
Marzo 21, 2005: Es chic. Es moderno. Es... ¿NASA?

Usando un iPod o cualquier reproductor portátil de MP3 usted puede explorar el Universo mientras conduce, hace ejercicio, espera en la fila... o donde sea. Es fácil: sintonice el podcast de Science@NASA.

El Podcasting es una tecnología nueva que le permite buscar transmisiones de audio en Internet —llamadas "podcasts"— y descargarlas en reproductores portátiles de MP3. Puede llevar un podcast con usted y escucharlo donde y cuando quiera.

Science@NASA ha puesto a disposición grabaciones de historias de noticias científicas durante años. El pasado diciembre, el portal lanzó el podcasting de los artículos. En febrero, Science@NASA fue el podcast más popular entre los usuarios del portal Podcasting News.

"Estamos gratamente sorprendidos de llegar a ser clasificados en el primer lugar tan rápidamente. El podcast de Science@NASA tiene poco tiempo de haber comenzado. Alcanzar el número uno después de casi solo dos meses es muy impresionante" dice Ron Koczor, director de Science@NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales.

"Creo que eso demuestra que mucha gente está interesada en la ciencia de la NASA", continúa Koczor. Entre su lanzamiento de diciembre y finales de febrero, los suscriptores escucharon el podcast de Science@NASA más de 360.000 veces.

Bryan Walls, curador del portal de Internet de Science@NASA y originador de su servicio de podcasting, explica la manera de tener acceso al podcast: "Conecte su reproductor de MP3 a su computador, después conecte su computador a Internet. El software de Podcasting le permite "suscribirse" a un podcast en particular como el de Science@NASA. Cuando el podcast sea actualizado con una nueva publicación, el software descargará la actualización y la copia en su reproductor de MP3".

El software de podcasting más popular es un programa gratuito llamado iPodder, pero también hay otros programas disponibles para podcasting. Con estos programas, los usuarios pueden encontrar podcasts, crear listas de sus favoritos, y descargar automáticamente el material nuevo para sus reproductores de MP3. ("Y para aquellos sin reproductor de MP3", comenta Walls, "los podcasts también se reproducen fielmente en la computadora".)

Abajo: El software de Podcasting permite a los oyentes examinar los podcasts disponibles y "suscribirse" a sus favoritos, los cuales son entonces descargados automáticamente. Imagen cortesía de iPodder.com.

"Para obtener el podcast de Science@NASA, dirija el software de podcasting a http://science.nasa.gov/podcast.xml," dice Walls.

"Las personas pueden poner las historias de Science@NASA en sus propios portales de Internet u otras publicaciones, siempre que incluyan los créditos apropiados", agrega Koczor. Asimismo, las personas pueden usar el podcast de Science@NASA, compartirlo con sus amistades, o tal vez incluir extractos de audio de un artículo en su propio podcast personal.

Actualmente el podcast está disponible solamente en inglés, aunque Koczor comenta que planean lanzar próximamente la versión en español.

"Estamos buscando siempre nuevas formas para que Science@NASA esté disponible para todos los públicos" dice Walls. "Usted puede tener nuestras historias en su reproductor de MP3, su Palm o PC de bolsillo, e incluso en algunos teléfonos celulares". Haga un clic aquí para ver una lista completa de los formatos.

"Gracias a esta tecnología de vanguardia", dice Koczor, "más personas que nunca antes están sintonizando el fascinante mundo de ciencia de la NASA".

Ganadores del Premio Nobel y otros científicos de prestigio hablarán al público el próximo mes sobre las increíbles fronteras de la física moderna.



Marzo 9, 2005: Einstein no lo sabía todo.

Einstein entendió que la luz debe ser tanto una partícula como una onda, que ni el espacio ni el tiempo son inmutables, que la materia puede estallar en energía. Sus ideas sirvieron para explicar muchas cosas, pero a la vez dejaron tras de sí una serie de enervantes rompecabezas. Los científicos se esforzaron en desentrañar las consecuencias, con frecuencia extravagantes, de las teorías de Einstein.

Todavía están en ello.

Derecha: Einstein tuvo algunas ideas disparatadas. [más información]

En 1905, Einstein publicó tres artículos tan importantes para la ciencia que los físicos llaman a ese año annus mirabilis, o el "año milagroso". Cien años después, las Naciones Unidas han declarado 2005 como "El año mundial de la Física", para conmemorar la revelación creativa de Einstein. En todo el mundo se están celebrando conferencias, reuniones y talleres educativos para analizar su pensamiento y para examinar los interrogantes que dejó planteados.

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA será la sede de uno de estos actos: la conferencia "La Física del Tercer Milenio: II", que tendrá lugar en el centro Von Braun en Huntsville, Alabama, del 5 al 7 de abril de 2005. Entre los patrocinadores se incluyen: la NASA, el Ejército de los EE.UU., la Sociedad Americana de Física, y la Universidad de Alabama, en Huntsville.

Aunque se celebrará en la "ciudad de los cohetes", la conferencia no versará sólo sobre el espacio. "Hablaremos sobre las cuestiones abiertas más importantes de todas las ramas de la Física", explica el que será presidente de la conferencia, Ron Koczor, de la Dirección General de Ciencia y Tecnología del Centro Marshall de Vuelos Espaciales.

Las conferencias versarán sobre temas de actualidad como la naturaleza de la energía oscura, las interacciones entre antimateria y materia, mecánica cuántica y la formación de los agujeros negros. Entre los ponentes habrá dos premios Nobel: Leon Lederman, que recibió el premio por su trabajo sobre los neutrinos, y Riccardo Giacconi, cuyas contribuciones a la Astrofísica condujeron al descubrimiento de fuentes cósmicas de rayos X. El físico Lawrence Krauss, que escribió "La física de Star Trek", intervendrá en la comida y hablará sobre "La peor metedura de pata de Einstein, la historia de un misterio cósmico".

Física de vanguardia. Premios Nobel. Esta conferencia será para profesionales muy cualificados, ¿verdad?

"No es así", afirma Koczor. "A la conferencia podrá asistir cualquiera que esté interesado en la Ciencia y en la Física. Los discursos serán aptos para todos los públicos".

Serán especialmente bienvenidos los profesores y los estudiantes. El último día de la conferencia se dedicará específicamente a ellos, con demostraciones prácticas y un comité de discusión sobre las diversas carreras en física. Lawrence Krauss volverá a estar disponible para discutir sobre "La física de Star Trek" y cuestiones relacionadas con ella. (¿Es Ud. profesor? Comuníquese con la coordinadora de la conferencia, Mitzi Adams, para obtener información sobre la asistencia).

Arriba: Haga clic aquí para visitar el Portal de "Física para el tercer milenio".

Es importante buscar respuestas a las cuestiones que Einstein dejó planteadas, cree Koczor. "La física que tenemos hoy en día está muy limitada en sus alcances", afirma. "Usando la tecnología actual nunca podremos llegar ni a la estrella más cercana en el periodo de una vida humana. Necesitamos una física nueva. Hay tantas cuestiones abiertas y pistas tan provocativas por doquier", reflexiona Koczor. "Quizá sea posible hacer cosas que hoy ni siquiera podemos imaginarnos".

¿Le gustaría saber más sobre estos temas? Visite el portal de la conferencia www.wyp-ptm.org, y permanezca atento a Ciencia@NASA para conocer nuevas noticias en las próximas semanas.

El 8 de abril en Norte y Sur América, rayos de Sol con forma de medias lunas motearán el suelo durante un eclipse parcial de Sol.



Abril 1 2005: No es broma: Un eclipse total puede cambiar su vida.

A mitad del día, cae la oscuridad. Los pájaros dejan de cantar. La corona del Sol aparece y brilla en el cielo. Durante dos extrañamente silenciosos minutos, mientras la Luna cubre totalmente al Sol, usted queda anonadado dentro de la fresca sombra lunar. Después, de repente, con algo de reluctancia, usted vuelve a ser libre... libre para que por el resto de su vida viaje por el mundo tratando de ver otro eclipse total.

Los eclipses totales son cosa seria. Los parciales, por otro lado, son simplemente divertidos.

Prepárese para la diversión. La tarde del viernes 8 de abril, los habitantes del sur de los Estados Unidos, todo México y casi toda Sur América vivirán un eclipse parcial.



Arriba: El evento del eclipse en Norteamérica, 8 de abril de 2005. Haga clic en la imagen para ver mejor el reloj del eclipse en la esquina inferior izquierda. Crédito y derechos de la imagen: Larry Koehn [Más información]

El cielo no se oscurecerá. Los pájaros no dejarán de cantar. Y la corona no hará su aparición. Durante un eclipse parcial del Sol, la Luna cubre sólo una fracción del disco solar, dándole una "mordida" a nuestra estrella. El Sol continúa brillando. Si usted no supiera lo que va a suceder, talvez ni siquiera lo notaría.

Pero hay algo que sí se puede ver: las sombras.

Mire debajo de un árbol. La luz solar que pasa a través de los espacios entre las hojas forma manchas en forma de medias lunas sobre el suelo. Observe las paredes de su casa o su oficina. Puede ser que vea medias lunas proyectadas entre los agujeros de las persianas. Las ventanas con vidrio biselado son aún mejores. Sus esquinas con forma de prisma doblan la luz solar y proyectan medias lunas irisadas sobre lugares inesperados. Es como la búsqueda del tesoro.

Usted puede formar sus propias medias lunas. Coloque su mano izquierda sobre la derecha, cruzando los dedos de una sobre la otra; alce sus manos para que la luz solar pase por los espacios entre sus dedos. Verá una bella matriz de medias lunas sobre el suelo. ¿Alguna vez ha hecho un pavo o un conejo haciendo sombras con las manos? Inténtatelo durante un eclipse parcial; el ojo tendrá forma de media luna.

Los eclipses parciales duran más de una hora así que hay tiempo de sobra para divertirse.

Mientras tanto, en medio del Pacífico del Sur, un pequeño número de personas a bordo de cruceros estará ocupado en el proceso de cambiar su vida. El eclipse allí será total, con la Luna cubriendo brevemente todo el Sol. Desgraciadamente, la estrecha trayectoria de la totalidad no tocará tierra.

Un eclipse casi total podrá ser observado no muy lejos de Nueva Zelanda (ver mapa), y en partes de Costa Rica, Panamá, Colombia y Venezuela (ver mapa). En esos lugares, el eclipse es anular. La Luna está perfectamente alineada con el Sol pero no lo cubre totalmente. Un aro exterior del Sol se muestra en toda la circunferencia, produciendo un "anillo de fuego". ¡Piense en las sombras que se proyectan!

Trivia astronómica: Los eclipses que son totales en algunos lugares y anulares en otros se llaman eclipses híbridos. El del 8 de abril será uno de éstos.

La fase parcial del eclipse llegará a Norteamérica entre las 5:30 y las 7:00 pm EDT (ver horarios). Para muchas personas, esto corresponde a la puesta del Sol. Los ocasos en forma de media luna son hermosos pero tenga cuidado. Aun cuando el Sol esté cerca del horizonte y atenuado por nubes, es peligroso observarlo directamente. Solo un breve vistazo por el telescopio o binoculares puede dejarlo ciego. Trate mejor de proyectar la imagen del Sol. (ver instrucciones).(En español).

Un eclipse parcial. Realmente divertido.

WASHINGTON.- El vehículo explorador 'Spirit' ha descubierto pruebas de la existencia de cenizas volcánicas cuyos minerales fueron disueltos por la presencia de agua en el planeta Marte, informó la NASA.

El hallazgo fue hecho sobre una capa estratificada de rocas diez meses después de que el pequeño vehículo descendiera sobre la superficie del planeta y en las cercanías de un promontorio llamado 'Columbia Hills'.

"Nuestra hipótesis principal es que estas rocas fueron ceniza volcánica que cayó desde el aire... y que los minerales contenidos en ella fueron disueltos por el agua", dijo Ray Arvidson, científico principal de la misión.

La presencia de agua en el pasado remoto fue confirmada en marzo por el 'Spirit' y el 'Opportunity', su compañero de exploración en el otro extremo del planeta.

Ambos vehículos, provistos de instrumentos de estudio geológico y varias cámaras fotográficas, han continuado analizando la superficie marciana superando en más de seis meses, los tres previstos como máximo de vida operativa.

Arvidson aclaró que, aunque es una hipótesis, los instrumentos del 'Spirit' parecen confirmar que se trata de cenizas volcánicas.

"Es importante señalar que acabamos de comenzar a determinar la textura, mineralogía y química de estas rocas estratificadas", señaló.

El científico añadió que otra hipótesis sobre su origen se centra en la posibilidad de que esos materiales hayan sido transportados y depositados por el agua.

"En efecto, es posible que la actividad volcánica, el agua y el viento hayan producido las rocas que está examinando el Spirit en estos momentos", dijo.

El vehículo está operando regularmente con sus espectrómetros pese a que está sufriendo dos tipos de problemas en sus ruedas, dijo Jim Erickson, director del proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena (California).

"Estamos tratando de resolverlos, pero esto podría ser un anticipo de lo que va a ocurrir debido a que los componentes mecánicos se han desgastado como consecuencia de la prolongada exploración en Marte", agregó.

¿Por qué colonizar la Luna antes de ir a Marte? Los científicos de la NASA explican sus razones.



Marzo 18, 2005: La NASA tiene una nueva visión de la exploración espacial: en las próximas décadas los seres humanos aterrizarán en Marte y explorarán el planeta rojo. Visitas cortas llevarán a permanencias más largas y, quizás algún día, a colonias.

En primer lugar, sin embargo, regresaremos a la Luna.

¿Por qué a la Luna antes que a Marte?

"La Luna es el primer paso natural", explica Philip Metzger, un físico del Centro Espacial Kennedy de la NASA. "Está cerca. Podemos practicar viviendo, trabajando y haciendo experimentos científicos allí antes de hacer viajes mas largos y arriesgados a Marte".

Derecha: La Luna, un mundo extraterrestre en el patio trasero de la Tierra. Autor de la foto: Leroy Chiao, astronauta de la Estación Espacial Internacional. [Más Información]

La Luna y Marte tienen muchas cosas en común. La Luna tiene solo la sexta parte de la gravedad de la Tierra, Marte tiene la tercera. La Luna no tiene atmósfera; la atmósfera marciana está sumamente enrarecida. La Luna puede alcanzar temperaturas muy frías, tan bajas como -240oC a la sombra; Marte varía entre 20o y -100oC.

Algo aún más importante; ambos planetas están cubiertos con un sedimento fino de polvo llamado "regolito". El regolito de la Luna fue creado por el incesante bombardeo de micro meteoritos, rayos cósmicos y partículas de viento solar que carcomieron las rocas durante miles de millones de años. El regolito de Marte es el resultado de los impactos de meteoritos masivos e incluso asteroides, agregando años de erosión diaria del agua y del viento. Hay lugares en ambos mundos donde el regolito tiene más de 10 metros de profundidad.

La operación de equipos mecánicos en presencia de tanto polvo es un reto extraordinario. Justo el mes pasado, Metzger co-presidió una reunión con el tema: "Materiales granulares en la exploración Lunar y Marciana," en el Centro Espacial Kennedy. Los participantes debatieron asuntos variados: desde el transporte básico ( ¿"Qué clase de neumáticos necesita un vehículo terrestre espacial"?) a la minería, (¿"A qué profundidad se puede excavar antes de que la zanja se hunda"?), a las tormentas de polvo, ambas: naturales y artificiales, (¿"Cuánto polvo provocará un cohete al aterrizar"?).

Contestar a estas preguntas no es fácil desde la Tierra. El polvo lunar y marciano es tan... fuera de este mundo.

Haga esto: pase su dedo por la pantalla de su computador. Obtendrá un pequeño residuo de polvo pegado a la punta del dedo, es suave y granular —eso es el polvo de la Tierra.

El polvo de la Luna es diferente: "Es casi como un conjunto de fragmentos de cristal o de coral, extrañas formas que son afiladas y que encajan entre si", dice Metzger. (Vea una imagen de polvo lunar).

Incluso después de los cortos paseos por la Luna, los astronautas del Apolo 17 encontraron partículas de polvo que habían cubierto las articulaciones del hombro de sus trajes espaciales", dice Masami Nakagawa, profesor asociado en el departamento de ingeniería minera de la Escuela de Minas de Colorado. "El polvo lunar penetró en los sellos causando pérdida de presión en los trajes espaciales.



Arriba: Surcos de polvo de los neumáticos del vehículo lunar, conducido por el astronauta del Apolo 17 Gene Cernan. Estas "colas de gallo" de polvo causaron problemas que los astronautas solucionaron usando cinta adhesiva. [Más Información]

En las áreas iluminadas, añade Nakagawa, el polvo fino levitaba por encima de las rodillas de los astronautas del Apolo, e incluso por encima de sus cabezas, porque las partículas individuales estaban electrostáticamente cargadas por la luz ultravioleta del Sol. Tales partículas de polvo, seguían la trayectoria hacia el hábitat de los astronautas donde eran transportadas por el aire e irritaban sus ojos y pulmones. " Potencialmente, es un serio problema".

El polvo está también omnipresente en Marte, aunque el polvo de Marte probablemente no es tan áspero como el polvo de la Luna. La erosión suaviza los bordes. Sin embargo, las tormentas de polvo marcianas azotan esas partículas a 50 m/s (más de 100 mph), desgastando y horadando todas las superficies expuestas. Como los vehículos Spirit y Opportunity han revelado, el polvo marciano, (como el polvo lunar), probablemente está cargado eléctricamente. Se adhiere a los paneles solares, oculta la luz solar y reduce la cantidad de energía que puede ser generada por una misión en la superficie.

Por estas razones la NASA está financiando el "Proyecto sobre el polvo de Nakagawa", un estudio de 4 años, dedicado a encontrar caminos para mitigar los efectos del polvo en la exploración robótica y humana, abarcando desde diseños de filtros de aire, a capas con una delgada película que repele el polvo de los trajes espaciales y de las máquinas.

La Luna es también un buen campo de pruebas para lo que los planificadores de la misión llaman "utilización de recursos in situ", (in situ resource utilization, ISRU, en inglés) —es decir, "vivir de la Tierra". Los astronautas en Marte van a querer explotar ciertos materiales puros de las cercanías: oxígeno para respirar, agua para beber, y combustible para los cohetes, (esencialmente oxígeno e hidrógeno), para el viaje de regreso. Podemos intentar esto primero en la Luna", dice Metzger.

Derecha: Un astronauta del Apolo 17 excava una zanja para estudiar el comportamiento mecánico del polvo lunar. [Más Información]

Se cree que ambos, la Luna y Marte, albergan agua helada en el interior. La evidencia de esto es indirecta. Las naves de la NASA y de la ESA han detectado hidrógeno, presumiblemente el H en H2O, en terreno marciano. Posibles depósitos de hielo van de los Polos marcianos hasta casi el Ecuador. Por otro lado, el hielo lunar está localizado cerca del norte de la Luna y en el Polo Sur, en el interior de los cráteres donde el Sol nunca llega, de acuerdo con datos similares del "Lunar Prospector" y el "Clementine", dos naves espaciales que hicieron mapas de la Luna a mediados de los 90.

Si este hielo pudiera ser excavado, derretido, y descompuesto en hidrógeno y oxígeno... Voila! Reservas instantáneas. El Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA cuya fecha de lanzamiento es el 2008, usará modernos sensores para buscar depósitos y señalar posibles sitios de excavación.

"Los polos lunares son lugares fríos, por lo que hemos estado trabajando con gente que está especializada en sitios fríos para entender cómo aterrizar en el terreno y excavar dentro del permafrost para extraer agua", dice Metzger. Entre los principales socios de la NASA hay investigadores del Laboratorio de Investigación e Ingeniería de las Regiones Frías (CRREL por sus siglas en inglés) del Cuerpo de Ingenieros del Ejército. La clave de los retos incluye maneras de construir hábitats en terrenos ricos en hielo y de aterrizar cohetes sin que su calor funda el hielo porque entonces éstos, teniendo en cuenta su peso, se hundirían.

Probar toda esta tecnología en la Luna, la cual está a solo 2 o 3 días desde la Tierra, va a ser mucho más fácil que probarla en Marte, a seis meses de distancia.

Así que... ¡a Marte! Pero primero, a la Luna.."

Hace cien años, Albert Einstein revolucionó la Física.

Marzo 23, 2005: Albert Einstein estaba exhausto. Por tercera noche consecutiva, su bebé Hans, llorando, mantuvo a la familia despierta hasta el amanecer. Cuando Albert finalmente se durmió... era hora de levantarse e ir a trabajar. No podía faltar ningún día. Necesitaba el trabajo para mantener a su joven familia.

Caminando con energía hacia la Oficina de Patentes donde era "Técnico Experto, Tercera Clase", Albert se preocupaba por su madre. Se estaba haciendo vieja y frágil, y sus relaciones con ella eran tensas: no aprobaba su matrimonio con Mileva. Albert echó un vistazo a una ventana de la tienda por la que pasaba. Su cabello era un desorden; había olvidado peinárselo otra vez.

Trabajo. Familia. Sobrevivir hasta fin de mes. Albert sentía la presión igual que cualquier padre y marido joven.

Para relajarse, revolucionó la física.

Derecha: El joven Albert Einstein en la oficina de patentes. [Más Información]

En 1905, a la edad de 26 y cuatro años antes de poder conseguir un trabajo como profesor de física, Einstein publicó cinco de los más importantes artículos en la historia de la ciencia —todos escritos en su "tiempo libre". Probó que los átomos y las moléculas existían. Antes de 1905, los científicos no estaban seguros acerca de ello. Argumentaba que la luz viajaba en pequeños pedazos (más tarde llamados "fotones") y de esa forma estableció la fundación de la mecánica cuántica. Einstein describió su teoría de la relatividad especial: espacio y tiempo eran hilos en una tela común, proponía, que podían ser doblados, estirados y retorcidos.

Ahh, y a propósito, E=mc2.

Antes de Einstein, el último científico que había tenido un despertar creativo semejante fue Sir Isaac Newton. Esto sucedió en 1666 cuando Newton se recluyó en la granja de su madre para evitar el contagio de una plaga en Cambridge. Sin nada mejor que hacer, desarrolló su Teoría de la Gravitación Universal.

Durante siglos los historiadores llamaron a 1666 el annus mirabilis de Newton, o "año milagroso". Ahora esas palabras tienen un significado diferente: Einstein y 1905. Las Naciones Unidas han declarado 2005 "El Año Mundial de la Física" para celebrar el centenario del annus mirabilis de Einstein. (Los ganadores del premio Nóbel y otros eminentes científicos se reunirán con el público el mes próximo para discutir el trabajo de Einstein. ¿Le gustaría unirse a ellos?)

La cultura popular moderna pinta a Einstein como un súperpensador de cabello desordenado. Sus ideas, nos dicen, estaban probablemente muy por delante de las de otros científicos. Debe haber venido de algún otro planeta —quizás del mismo en el que creció Newton.

"Einstein no era alienígena", se ríe Peter Galison, físico e historiador de la ciencia de la universidad de Harvard. "Era un hombre de su tiempo". Todos sus artículos de 1905 desentrañaban problemas que estaban siendo estudiados, con diverso éxito, por otros científicos". Si Einstein no hubiera nacido, [esos artículos] habrían sido escritos de una u otra forma, con el tiempo, por otros", cree Galison.



Arriba: ¿Súperpensador de pelo revuelto? ¿hombre corriente? ¿o ambos?

Lo destacable de 1905 es que un único individuo fuera el autor de las cinco publicaciones, además de la original e irreverente forma en que Einstein llegó a sus conclusiones.

Por ejemplo: el efecto fotoeléctrico. Esto era un misterio a principios de 1900. Cuando la luz golpea un metal, como el zinc, los electrones salen volando. Esto puede suceder sólo si la luz viaja en pequeños paquetes suficientemente concentrados para golpear un electrón y dejarlo en libertad. Una onda por separado no haría el truco fotoeléctrico.

La solución parece simple —la luz está compuesta de partículas. Por supuesto, esta es la solución que Einstein propuso en 1905 y por la que ganó el premio Nóbel en 1921. Otros físicos como Max Planck (trabajando en un problema relacionado: radiación de cuerpo negro), de más notoriedad y experiencia que Einstein se estaban acercando a la respuesta, pero Einstein la obtuvo primero. ¿Por qué?

Es una cuestión de autoridad.

"En los días de Einstein, si usted intentaba decir que la luz estaba hecha de partículas, se encontraba en desacuerdo con el físico James Clerk Maxwell. Nadie quería hacer eso", dice Galison. Las ecuaciones de Maxwell eran enormemente satisfactorias, unificaban la física de la electricidad, el magnetismo y la óptica. Maxwell había probado más allá de ninguna duda que la luz era una onda electromagnética. Maxwell era una figura de autoridad.

A Einstein no le importaba un higo la autoridad. Él no se resistía a que le dijeran lo que tenía que hacer, no mucho, pero odiaba que le dijeran cual era la verdad. Incluso de niño estaba constantemente dudando y haciéndose preguntas. "Su sola presencia aquí socava el respeto de la clase hacia mi", le riñó su profesor de séptimo grado, el Dr. Joseph Degenhart. (Degenhart también predijo que Einstein "no llegaría a nada en la vida"). Este defecto del carácter llegaría a ser un ingrediente clave en los descubrimientos de Einstein.

Derecha: El Diploma de bachillerato de Einstein. Contrario a la leyenda popular, a Albert le fue bien en la escuela. [imagen ampliada]

"En 1905", comenta Galison, "Einstein acababa de recibir su Doctorado en Física. No estaba en deuda con ningún director de tesis o alguna otra figura de autoridad". Consecuentemente, su mente era libre para discurrir.

En retrospecto, Maxwell estaba en lo cierto. La luz es una onda. Pero Einstein también lo estaba. La luz es una partícula. Esta extraña dualidad confunde a los estudiantes de Física I de hoy, igual que a Einstein en 1905. ¿Cómo es posible que la luz sea ambas cosas? Einstein no tenía ni idea.

Eso no le detuvo. Sin pensarlo dos veces, Einstein adoptó la intuición como herramienta básica. "Creo en la intuición y la inspiración", escribió en 1931. "Algunas veces siento que estoy en lo cierto aunque no sepa la razón".

A pesar de que los cinco artículos de Einstein fueron publicados en un solo año, él estuvo pensando sobre física, profundamente, desde su infancia. "La ciencia era el tema de conversación a la hora de la cena en la casa de Einstein", explica Galison. El padre de Einstein, Hermann, y su tío Jacob dirigían una compañía alemana que hacía cosas como dínamos, lámparas de arco, bombillas y teléfonos. Esta era la tecnología de vanguardia al principio del siglo, "como lo sería hoy una compañía de Silicon Valley", comenta Galison. "El interés de Albert por la ciencia y la tecnología llegó de forma natural".

Abajo: La familia de Einstein: Albert y su hermana Maja (abajo a la izquierda), su padre Hermann (arriba), y su madre, Pauline (abajo a la derecha). [Más información]

Los padres de Einstein a veces lo llevaban a fiestas. No hacía falta niñera: Albert se sentaba en el sofá, totalmente absorbido, resolviendo problemas de matemáticas en silencio, mientras otros bailaban a su alrededor. ¡Lápiz y papel eran la GameBoy de Albert!

Einstein tenía una capacidad de concentración impresionante. Su hermana, Maja, recordaba " ...incluso cuando había mucho ruido, era capaz de tumbarse en el sofá, coger un bolígrafo y un papel, equilibrando precariamente un tintero en el respaldo y absorberse en un problema tanto que el ruido de fondo lo estimulaba más que le molestaba".

Einstein era francamente inteligente, pero no exageradamente más que sus compañeros. "No tengo talentos especiales", afirmó, "Soy apasionadamente curioso, nada más". Y otra vez: "El contraste entre la valoración popular de mis capacidades y la realidad es simplemente grotesco". Einstein atribuía sus descubrimientos a la imaginación y a preguntar insistentemente, más que a la inteligencia convencional.

Más tarde en su vida, como se recuerda, luchó con fuerza para producir una teoría unificada del campo, combinando la gravedad con otras fuerzas de la naturaleza. Fracasó. La capacidad mental de Einstein no era ilimitada.

Tampoco lo era el cerebro de Einstein. Fue extraído sin permiso por el Dr. Thomas Harvey en 1955, cuando Einstein murió. Probablemente esperaba hallar algo extraordinario. La madre de Einstein, Pauline se había preocupado mucho porque la cabeza del bebe Einstein estaba caída de un lado. (La abuela de Einstein tenía otra opinión: "¡Muy gordo!"). Pero el cerebro de Einstein era como cualquier otro, gris, arrugado, y, si acaso, un poco mas pequeño que lo normal.

Son recientes y escasos los estudios detallados del cerebro de Einstein. En 1985, por ejemplo, el profesor Marian Diamond de Universidad de California Berkeley, informó de un número de células gliales (que nutren a las neuronas) de superior calidad en áreas del hemisferio izquierdo, encargado del control de las habilidades matemáticas. En 1999, la neurocientífica Sandra Witelson informaba que el lóbulo parietal inferior de Einstein, un área relacionada con el razonamiento matemático, era un 15% mas ancho de lo normal. Además, encontró la grieta de Slyvian, un surco que normalmente se extiende desde la parte delantera del cerebro hasta la parte posterior, que no recorría todo el camino en el caso de Einstein. ¿Habría podido permitir esto una mayor conectividad entre las diferentes partes del cerebro de Einstein?

Nadie lo sabe.

No saber hace a algunos investigadores sentirse incómodos. Esto alegraba a Einstein: "La cosa más hermosa que podemos experimentar es el misterio", decía. "Es la emoción fundamental que soporta la cuna del arte verdadero y la ciencia verdadera".

Es la emoción fundamental que Einstein sentía, caminando hacia el trabajo, despierto con el bebe, sentado a la mesa durante la cena. El hechizo de lo desconocido vencía al agotamiento, cada día.

Divertidos videos de la NASA, de un minuto de duración, contestan las preguntas acerca del espacio que no te atrevías a preguntar.



Febrero 10, 2005: Así que, ¿Cómo vas al baño en el espacio?

Esto es algo que casi todo el mundo quiere preguntar, dice Phil West, director de educación en el Centro Espacial Johnson de la NASA. ¿Y la respuesta? Puedes encontrarla junto a muchas otras en el Portal de Internet Brain Bites de la NASA.

"Tenemos un montón de preguntas muy frecuentes en la NASA", cuenta West, "y algunas no tan frecuentes pero también muy interesantes". Brain Bites, video clips de un minuto, intentan divertir un poco con estos temas.

Arriba: Pantalla del portal Brain Bites. [Más información]

Brain Bites, dice West, puede ser utilizado por profesores para introducir o ilustrar un tema, como los problemas especiales relacionados con ¡pedirle una cita a alguien en Marte! Pero los videos también están diseñados para aquellos que simplemente desean curiosear por los dominios de Internet.

Su propósito, nos cuenta West, es proporcionar a la gente información poco usual pero interesante. Algunos videos se centran en cuestiones básicas científicas como "¿Por qué vemos solo una cara de la Luna?" o "¿Se puede escuchar el paso de una aeronave?" Otros dan una vista fugaz sobre la forma de vida de los astronautas. Uno de los videos, por ejemplo, explica por qué es tan difícil moverse vistiendo los trajes de los astronautas (imagínese doblar un globo inflado); otro introduce a los espectadores en la piscina donde entrenan los astronautas. Algunos fueron incluso grabados a bordo del "Cometa del Vómito" (Vomit Comet), un avión que vuela de tal modo que, en breve, elimina los efectos de la gravedad.

Uno de los videos más populares, cuenta West, explica cómo apretar un tornillo en el espacio. "Deseabamos explicar por qué se necesita anclar un pie cuando se trabaja en baja gravedad". En el video, que fue filmado en el "Cometa del Vómito", West intenta hacer girar el tornillo, pero, ¡sorpresa!, en su lugar, él es el que gira.

Cada 60 segundos de Brain Bite requiere un equipo de unas 6 a 10 personas, y tarda entre uno y dos meses en realizarse. Los estudiantes Alex Lewis y Shannon Jurkoshek son los actores principales; Ferry Longbottom y Tim Allen son los productores.

En este momento hay unos 15 "Brain Bites" en el portal pero se agregan nuevos videos todo el tiempo. "Ya hemos grabado unos cuantos más", dice West. Las próximas atracciones incluyen barreras sónicas, órbitas de satélites y levantamiento de pesas en el espacio.

A todo el mundo le gusta reírse, especialmente a los niños, continúa West. Y son también muy curiosos. Para ellos los videos de Brain Bites resultan muy naturales.

Así que, ¿aún quieres saber como van al baño los astronautas en el espacio? La respuesta está en http://brainbites.nasa.gov.

Lejos de doctores y hospitales, los astronautas en el espacio aprenden a examinarse ellos mismos usando el ultrasonido.

Lejos de doctores y hospitales, los astronautas en el espacio aprenden a examinarse ellos mismos usando el ultrasonido.

Febrero 16, 2005: Cuando usted escucha la palabra "ultrasonido" probablemente piense en mujeres embarazadas y sus bebés. Agregue alguien más a la lista: astronautas.

Nadie está en estado de embarazo en el espacio, pero los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) están usando el ultrasonido para mirar dentro de ellos mismos como parte de un proyecto de la NASA llamado ADUM, siglas en inglés de "ADvanced Ultrasound in Microgravity" (Ultrasonido Avanzado en Microgravedad).

Derecha: A bordo de la Estación Espacial Internacional, Gennady Palalka realiza un exámen de ultrasonido a Mike Fincke. [Más información]

El Dr. Scott Dulchavsky, cirujano del Hospital Henry Ford en Detroit, encabeza el proyecto. Su equipo, que incluye a los co-investigadores Doug Hamilton, Shannon Melton y Ashot Sargsyan de Laboratorios Wyle, en Houston, estudian cómo puede usarse el ultrasonido para diagnosticar problemas médicos a bordo de las naves espaciales.

Aquí en la Tierra, los doctores pueden observar los huesos rotos con un aparato de Rayos X, pueden buscar tumores con un escáner para TAC, y pueden examinar el cerebro mediante una IRM. Ninguno de estos abultados instrumentos está disponible en naves de la NASA.

Sin embargo, hay un aparato de ultrasonido a bordo de la EEI.

El ultrasonido ofrece varias ventajas: Comparado con otros instrumentos de diagnóstico por imágenes, los aparatos de ultrasonido son compactos y livianos. Esto es importante en naves restringidas de espacio, donde cada onza de carga útil tiene un costo de lanzamiento. Además, las imágenes de ultrasonido aparecen al instante. No tiene que esperar, por ejemplo, a que se revelen las placas de Rayos X. ¿Tiene un problema? El ultrasonido puede localizarlo rápidamente.

Una sensor de ultrasonido funciona un poco como un radar. Envía ondas de sonido a alta frecuencia (megahertz) al organismo. Cuando esas ondas encuentran un órgano —por ejemplo, el hígado— algunas rebotan inmediatamente, y algunas continúan, rebotando cuando alcanzan el órgano siguiente —por ejemplo, el riñón. Puesto que las ondas viajan a través de cada órgano, o tejido, a distinta velocidad, el sensor puede "ver" lo que las ondas de sonido reflejadas han encontrado.

Típicamente, el ultrasonido se ha usado para ver los órganos internos. Se usa a menudo para examinar fetos. Pero Dulchavsky y su equipo están ampliando su repertorio. Están desarrollando formas de observar los ojos, dientes, pulmones, huesos y músculos. Consideran que el ultrasonido puede usarse para casi dos terceras partes de una lista de aproximadamente 500 condiciones médicas que hipotéticamente pudieran ocurrir en una nave espacial.

Y en algunos casos, el ultrasonido funciona incluso mejor en el espacio que en la Tierra. Esto es porque en baja gravedad, los órganos internos cambian de lugar. "El corazón se desplaza hacia arriba... El hígado se mueve casi 7,5 cm. (3 pulgadas) al norte". El resultado es que los órganos terminan acercándose unos a otros. Eso es bueno. Las ondas de sonido se mueven de uno a otro con menos distorsión, proporcionando una imagen de ultrasonido más clara.

Arriba: Una vista de ultrasonido del tendón del bíceps de Mike Fincke, astronauta de la EEI. La "D" indica el músculo deltoide. La "T" es el extremo cercano intracapsular del tendón largo del bíceps. [Más información]

Tradicionalmente, los sensores de ultrasonido son manejados por técnicos con varios cientos de horas de entrenamiento. Los astronautas solo obtienen aproximadamente cuatro horas de entrenamiento. ¿Cómo se las ingenian? "Les estamos ayudando", dice Dulchavsky. Mientras los astronautas operan el sensor, están en contacto constante con los expertos en la Tierra.

Recientemente, el procedimiento fue probado con los astronautas Mike Fincke y Gennady Padalka de la EEI. El equipo en tierra y los astronautas se conectaron a un canal de transmisión satelital para compartir información. "[Mike] puso el sensor en la piel, y entonces, dos segundos después, en el Centro Espacial Johnson pudimos observar la misma imagen que él veía", dice Dulchavsky.

Es un proceso interactivo. "Aquí vamos, ‘Mike, eso no está muy bien. ¿Puedes mover el sensor una pulgada más cerca del codo?’ Así, Mike lo desliza hacia abajo una pulgada más cerca. ‘Ah, eso está muy bien, necesitas presionar un poco más’ Mike presiona un poco más. ‘Casi perfecto, muévelo media pulgada hacia atrás. Muy bien, lo tienes. ¡Perfecto!"

Esta técnica, en la cual personas que no son médicos utilizan el ultrasonido para obtener imágenes de calidad para diagnóstico bajo la orientación de expertos a distancia, puede tener importantes aplicaciones en la Tierra —en campos de batalla, por ejemplo, o en áreas rurales donde los doctores están muy lejos.

"Estamos analizando la manera de modificar el proceso de transmitir la información de modo que podamos hacerlo a través de un teléfono celular", dice Dulchavsky. "Imagínese que pudiéramos poner sensores de ultrasonido en ambulancias". Los médicos de la sala de emergencia podrían establecer un tratamiento incluso antes de que el paciente llegue al hospital.

El proceso ya ha sido usado exitosamente en superficie —en los vestidores de los Alas Rojas, el equipo de Hockey de Detroit. "Los jugadores se lastiman mucho en los juegos de la NHL", dice Dulchavsky, uno de sus seguidores. "La temporada pasada capacitamos a uno de sus entrenadores para usar el sensor. Funcionó de maravilla".

Derecha: El Dr. Scott Dulchavsy (en el extremo derecho) muestra al entrenador de los Alas Rojas de Detroit, Piet Van Zant (en el extremo izquierdo) cómo usar un aparato de ultrasonido. [Más información]

También funciona bien en el espacio. En el experimento en la EEI, Fincke y Padalka se examinaron los hombros uno al otro. Esa articulación fue escogida, dice Dulchavsky, porque es muy complicada. Y aunque el del hombro es uno de los exámenes de ultrasonido más difíciles, los astronautas pudieron obtener vistas claras con calidad de diagnóstico.

Un artículo que describe el procedimiento fue publicado en la edición de Febrero de la revista Radiology, es el primer enviado desde órbita.

Ahora, Dulchavsky y sus colaboradores están analizando sus datos. El siguiente paso, dice, es elaborar un programa que enseñará a los astronautas a hacer más y más por sí mismos. Esto permitirá que el ultrasonido sea usado incluso en misiones de exploración de largo alcance, como viajes a Marte, donde la supervisión desde la Tierra es menos práctica.

El proyecto ADUM es significativo, dice Dulchavsky, pues ha desplazado los límites de lo que la tecnología del ultrasonido puede hacer. El y sus colegas planean extender aún más esas fronteras.

La nave Cassini de la NASA ha descubierto otro mundo con cielos azules: Saturno.



Febrero 17, 2005: Transpórtate 100 años en el futuro: Eres un astronauta al mando de un avión en la atmósfera superior de Saturno. El gigante gaseoso no tiene superficie sólida sobre la que caminar, ni mares en los que poner un barco. Explorar Saturno significa volar, entrar y salir de nubes de extraños colores, atravesar las sombras de los anillos. Es un mundo totalmente extraterrestre.

Es tan extraño que empiezas a sentir nostalgia. Así que haces lo que te enseñaron en el entrenamiento para astronauta. Respirar hondo, mirar el soleado cielo azul y pretender que estás de vuelta en la Tierra. ¡Siempre funciona!

¿Soleados cielos azules? ¿en Saturno? Es verdad. La nave Cassini de la NASA los descubrió en 2005.



Arriba: Los cielos azules de Saturno, fotografiados por la Cassini en Enero de 2005. En primer plano está Mimas, la luna de Saturno. Las líneas oscuras y largas en la atmósfera son sombras proyectadas por los anillos del planeta. [Más información]

"Nos sorprendimos", recuerda Bob West del Jet Propulsion Laboratory, un miembro del equipo de imágenes de la Cassini. "Se supone que Saturno sea amarillo".

Si alguna vez has observado a Saturno a través de un telescopio de aficionado, sabes que es cierto: El amarillo es el color dominante de las gruesas nubes de Saturno. "La luz solar reflejada por esas nubes es lo que da a Saturno su matiz dorado", explica West.

Arco iris en Titán

La luna Titán de Saturno es húmeda, de acuerdo a la sonda Huygens de la ESA, pero el "agua" de Titán no es como la de la Tierra.



Febrero 25, 2005: Cuando la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea visitó la luna Titán de Saturno el mes pasado, se lanzó en paracaídas a través de húmedas nubes. Fotografió canales de ríos y playas y cosas que parecen islas. Finalmente, descendiendo a través de niebla que remolineaba, Huygens aterrizó en el fango.

Para abreviar una larga historia, Titán es húmeda.

Derecha: Canales de ríos y una línea costera en Titán. Crédito: Sonda Huygens de la ESA. [más información]

Christian Huygens no se habría sorprendido para nada. En 1698, trescientos años antes que la sonda Huygens dejara la Tierra, el astrónomo holandés escribió estas palabras:

"Puesto que es cierto que la Tierra y Júpiter tienen su agua y sus nubes, no hay razón para pensar que los otros planetas no puedan tenerlas. No puedo decir que sean exactamente de la misma naturaleza que nuestra agua; pero su función requiere que sean líquidas, como su belleza requiere que sean claras. Nuestra agua, en Júpiter o Saturno, se congelaría instantáneamente por razón de la vasta distancia del Sol. Cada planeta por lo tanto debe tener su propia agua de tal naturaleza que no sea propensa a congelarse".

Huygens descubrió Titán en 1655, esta es la razón por la cual la sonda lleva su nombre. En aquellos días, Titán era solamente un punto de luz en un telescopio. Huygens no pudo ver las nubes de Titán, repletas de lluvia, o sus laderas esculpidas por líquidos fluyendo, pero tenía una gran imaginación.

El "agua" de Titán es metano líquido, CH4, más conocido en la Tierra como gas natural. El agua corriente de la Tierra, H2O, sería un sólido congelado en Titán donde la temperatura de la superficie es de 180o C (290o F) bajo cero. El metano, por otra parte, es un líquido fluido, de "tal naturaleza que no es propenso a congelarse".

Jonathan Lunine, profesor en la Universidad de Arizona, es miembro del equipo de ciencia de la misión Huygens. Él y sus colegas creen que la sonda Huygens aterrizó en el equivalente de Arizona en Titán, un área en su mayor parte seca con breves pero intensas temporadas húmedas.

"Los canales de ríos cerca de la sonda Huygens se ven vacíos ahora", dice Lunine, pero él opina que en este lugar han habido líquidos recientemente. Las pequeñas rocas esparcidas por el sitio de aterrizaje son convincentes: son lisas y redondas como las rocas de ríos en la Tierra, y "reposan en pequeñas depresiones excavadas, aparentemente, por fluidos en movimiento".

La fuente de toda esta humedad puede ser la lluvia. La atmósfera de Titán es "húmeda", lo que significa que es rica en metano. Nadie sabe que tan frecuentemente llueve, "pero cuando pasa", dice Lunine, "la cantidad de vapor en la atmósfera es muchas veces mayor a la que hay en la atmósfera terrestre, así que puede tener lluvias muy intensas".

Y tal vez arco iris, también. "Los ingredientes necesarios para un arco iris son luz solar y gotas de lluvia. Titán tiene ambos", indica el experto en óptica atmosférica Les Cowley.

Izquierda: Luz solar + gotas de lluvia = arco iris. [más información]

En la Tierra, los arco iris se forman cuando la luz solar rebota dentro y fuera de las gotas transparentes de agua. Cada gota actúa como un prisma, dispersando la luz en el conocido espectro de colores. En Titán, el arco iris se formaría cuando la luz solar rebota dentro y fuera de las gotas de metano, las que, igual que las gotas de agua, son transparentes.

"Su belleza [requiere] que sean claras... "

"Un arco iris de metano sería mas grande que uno de agua", afirma Cowley, "con un radio primario de al menos 49º para el metano contra los 42,5º para el agua. Esto se debe a que el índice de refracción para el metano líquido (1,29) es diferente al del agua (1,33)". El orden de los colores, sin embargo, sería el mismo: azul en el interior y rojo en el exterior, con una leve coloración naranja causada por el cielo anaranjado de Titán.

Existe un problema: Los arco iris necesitan luz solar directa, pero los cielos de Titán son muy nublados. "Los arco iris visibles en Titán deben ser raros", dice Cowley. Por otra parte, los arco iris infrarrojos serían comunes.

El científico atmosférico Bob West del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA explica: "La atmósfera de Titán es principalmente libre en longitudes de onda infrarrojas. Esta es la razón por la cual la nave Cassini utiliza una cámara infrarroja para fotografiar a Titán". Los rayos infrarrojos del Sol tendrían pocos problemas para penetrar el oscuro aire y para producir arco iris. La mejor forma para verlos: lentes infrarrojos de "visión nocturna".

Abajo: Un arco iris infrarrojo en la Tierra, fotografiado por el Profesor Robert Greenler. Referencia: Science 173,1231 (1971). "Un arco iris en Titán se vería como este", indica Les Cowley. "Sería mas grande que el 'arco' visible del metano con un radio ligeramente mayor a 49-52 grados".

Toda esta charla sobre lluvia, arco iris y fango hace sonar mucho al metano líquido como agua ordinaria. No lo es. Considere lo siguiente:

La densidad del metano líquido es apenas la mitad de la del agua. Esto es importante. Un constructor de barcos en Titán necesitaría tomarlo en cuenta. Los barcos flotan cuando son menos densos que el líquido bajo ellos. Un barco de Titán necesitaría ser muy liviano para flotar en un océano de metano líquido. (No es tan descabellado como suena. Los exploradores futuros querrán visitar Titán y los barcos podrían ser una buena forma para moverse).

El metano líquido también tiene baja viscosidad (o "pegajosidad") y baja tensión superficial. Ver la tabla abajo. La tensión superficial es lo que le da al agua una aparente textura firme, y en la Tierra, permite a los insectos del agua caminar sobre los charcos. Un insecto de agua en Titán se hundiría rápidamente en una charca de débil metano. La buena noticia es que la baja gravedad de Titán, sólo un séptimo de la terrestre, le permitiría a la criatura subir de nuevo a la superficie.

Datos físicos: Metano líquido contra agua líquida agua líquida metano líquido metano/agua ref.
densidad 1 g/cc 0,45 g/cc 0,45 #1
tensión superficial 70 dinas/cm 17 dinas/cm
0,24
#2

viscosidad 1,54 cP 0,184 cP 0,12 #1
índice de refracción 1,33 1,286 0,97 #3

Fuentes: (#1) Libro de Química en la red del NIST (National Institute of Standards and Technology). Temperatura de referencia: 4,44o C (40o F) para el agua, -180o C (-290o F) para el metano. Presión de referencia: 1,5 atmósferas; (#2) Diario de la AlChE (American Institute of Chemical Engineers), volumen 42, número 5, páginas 1425-1433, Mayo de 1996; (#3) Les Cowley.

De vuelta a los barcos: Las hélices dando vueltas en el metano necesitarían tener una gran superficie para "empujar" lo suficiente del delgado fluido y lograr propulsión. También necesitarían estar hechas de materiales especiales resistentes a fracturas en temperaturas criogénicas.

¡Y cuidado con esas olas! Los científicos europeos John Zarnecki y Nadeem Ghafoor han calculado que las olas de metano en Titán podrían ser unas siete veces más altas que las típicas olas terrestres (principalmente debido a la baja gravedad de Titán) y tres veces más lentas, "dándole a los practicantes de tabla una experiencia insólita", dice Ghafoor.

Por último pero no por eso menos importante, el metano líquido es inflamable. Titán no se prende en fuego porque su atmósfera contiene muy poco oxígeno —un ingrediente clave para la combustión. Si los exploradores visitan Titán un día tendrán que ser muy cuidadosos con sus tanques de oxígeno y resistir el impulso de apagar el fuego con "agua".

Arco iris infrarrojos, olas gigantescas, océanos que hacen señas a los marineros. Huygens no vio ninguna de estas cosas antes de aterrizar en el fango. ¿Realmente existen?

"...no hay razón para pensar que los otros planetas no puedan tenerlas."

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