Investigación espacial

La investigación espacial es un estudio científico que se lleva a cabo en el espacio exterior y mediante el estudio del espacio exterior. Desde el uso de la tecnología espacial hasta el universo observable , la investigación espacial es un campo de investigación amplio . La ciencia de la Tierra , la ciencia de los materiales , la biología , la medicina y la física se aplican al entorno de la investigación espacial. El término incluye cargas útiles científicas a cualquier altitud, desde el espacio profundo hasta la órbita terrestre baja , y se extiende para incluir la investigación con cohetes de sondeo en la atmósfera superior y globos de gran altitud .

La exploración espacial es también una forma de investigación espacial.

Los cohetes chinos se utilizaron en ceremonias y como armamento desde el siglo XIII, pero ningún cohete logró superar la gravedad de la Tierra hasta la segunda mitad del siglo XX. La cohetería con capacidad espacial apareció simultáneamente en el trabajo de tres científicos, en tres países diferentes. En Rusia, Konstantin Tsiolkovsky , en los Estados Unidos, Robert H. Goddard , y en Alemania, Hermann Oberth .

Estados Unidos y la Unión Soviética crearon sus propios programas de misiles. El campo de la investigación espacial evolucionó como investigación científica basada en el avance de la tecnología de cohetes.

En 1948-1949, los detectores de los vuelos del cohete V-2 detectaron rayos X del Sol . ^[1] Los cohetes sonda ayudaron a mostrarnos la estructura de la atmósfera superior . A medida que se alcanzaron mayores altitudes, la física espacial surgió como un campo de investigación con estudios de las auroras , la ionosfera y la magnetosfera de la Tierra .

El primer satélite artificial , el ruso Sputnik 1 , fue lanzado el 4 de octubre de 1957, cuatro meses antes que el primero de Estados Unidos, el Explorer 1. El mayor descubrimiento de la investigación satelital se produjo en 1958, cuando el Explorer 1 detectó los cinturones de radiación de Van Allen . La planetología alcanzó una nueva etapa con el programa ruso Luna , entre 1959 y 1976, una serie de sondas lunares que nos dieron evidencia de la composición química de la Luna, la gravedad, la temperatura, muestras de suelo, las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna por el Luna 3 , y los primeros robots controlados a distancia ( Lunokhod ) que aterrizaron en otro cuerpo planetario .

Los primeros investigadores espaciales obtuvieron un importante foro internacional con la creación del Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR) en 1958, que logró un intercambio de información científica entre Oriente y Occidente durante la Guerra Fría, a pesar del origen militar de la tecnología de cohetes subyacente en el campo de investigación. ^[2]

El 12 de abril de 1961, el teniente ruso Yuri Gagarin fue el primer ser humano en orbitar la Tierra, a bordo del Vostok 1. En 1961, el astronauta estadounidense Alan Shepard fue el primer estadounidense en el espacio. Y el 20 de julio de 1969, el astronauta Neil Armstrong fue el primer ser humano en pisar la Luna .

El 19 de abril de 1971, la Unión Soviética lanzó la Salyut 1 , la primera estación espacial de duración considerable, una exitosa misión de 23 días, lamentablemente arruinada por desastres en el transporte. El 14 de mayo de 1973, se lanzó Skylab , la primera estación espacial estadounidense, en un cohete Saturno V modificado . Skylab estuvo ocupado durante 24 semanas. ^[3]

486958 Arrokoth es el nombre del objeto más lejano y primitivo visitado por una nave espacial humana. Originalmente designado "1110113Y" cuando fue detectado por el Hubble en 2014, el planetesimal fue alcanzado por la sonda New Horizons el 1 de enero de 2019 después de una fase de maniobras de una semana. New Horizons detectó Ultima Thule a 172 millones de kilómetros y realizó un total de 9 días de maniobras para pasar a 5.600 kilómetros del binario de contacto de 30 kilómetros de longitud . Ultima Thule tiene un período orbital de alrededor de 298 años, está a 6.500 millones de kilómetros de la Tierra y a más de 1.000 millones de kilómetros más allá de Plutón .

La sonda Voyager 1 se lanzó el 5 de septiembre de 1977 y voló más allá del borde de nuestro sistema solar en agosto de 2012 hacia el medio interestelar . Es el objeto humano más alejado de la Tierra y las predicciones incluyen una colisión, una nube de Oort y un destino, "quizás eternamente: vagar por la Vía Láctea".

La Voyager 2 se lanzó el 20 de agosto de 1977, viajando a menor velocidad que la Voyager 1 y alcanzó el medio interestelar a fines de 2018. La Voyager 2 es la única sonda terrestre que ha visitado los gigantes helados de Neptuno o Urano.

Ninguna de las Voyager está dirigida a un objeto visible en particular, pero ambas continúan enviando datos de investigación a la Red de Espacio Profundo de la NASA a partir de 2019.

Se espera que dos sondas Pioneer y la sonda New Horizons entren en el medio interestelar en un futuro próximo, pero se espera que estas tres hayan agotado la energía disponible antes de esa fecha, por lo que no se puede confirmar con precisión el punto de salida. La predicción de la velocidad de las sondas es imprecisa, ya que pasan por la heliosfera variable . La Pioneer 10 se encuentra aproximadamente en el borde exterior de la heliosfera en 2019. New Horizons debería alcanzarlo en 2040, y la Pioneer 11 en 2060.

Dos sondas Voyager han llegado al medio interestelar y se espera que otras tres sondas se unan a esa lista.

La investigación espacial incluye los siguientes campos científicos: ^{[4] [5]}

• Observaciones de la Tierra , utilizando técnicas de teledetección para interpretar datos ópticos y de radar de satélites de observación de la Tierra
• Geodesia , utilizando perturbaciones gravitacionales de las órbitas de los satélites
• Ciencias atmosféricas , aeronomía mediante satélites , cohetes sonda y globos de gran altitud
• Física espacial , estudio in situ de los plasmas espaciales, por ejemplo , las auroras , la ionosfera , la magnetosfera y el clima espacial.
• Planetología , uso de sondas espaciales para estudiar objetos del sistema planetario.
• Astronomía , utilizando telescopios espaciales y detectores que no se limitan a mirar a través de la atmósfera.
• Ciencias de los materiales , aprovechando el entorno de micro-g en las plataformas orbitales
• Ciencias de la vida , incluida la fisiología humana , utilizando el entorno de radiación espacial y la ingravidez , y también cultivando plantas en el espacio.
• Física , utilizando el espacio como laboratorio para estudios de física fundamental.

El Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior fue una misión liderada por la NASA lanzada el 12 de septiembre de 1991. El satélite de 5900 kg (13 000 lb) fue desplegado desde el Transbordador Espacial Discovery durante la misión STS-48 el 15 de septiembre de 1991. Fue el primer satélite multiinstrumentado en estudiar varios aspectos de la atmósfera de la Tierra y tener una mejor comprensión de la fotoquímica . Después de 14 años de servicio, el UARS terminó su carrera científica en 2005. ^[6]

El programa de Grandes Observatorios es el programa insignia de telescopios de la NASA . El programa de Grandes Observatorios hace avanzar nuestra comprensión del universo con una observación detallada del cielo, basada en rayos gamma, ultravioleta, rayos X, infrarrojos y espectros de luz visible . Los cuatro telescopios principales del programa de Grandes Observatorios son el Telescopio Espacial Hubble ( visible , ultravioleta ), lanzado en 1990, el Observatorio de Rayos Gamma Compton ( gamma ), lanzado en 1991 y retirado en 2000, el Observatorio de Rayos X Chandra ( rayos X ), lanzado en 1999, y el Telescopio Espacial Spitzer ( infrarrojo ), lanzado en 2003.

Los orígenes del Hubble, llamado así en honor al astrónomo estadounidense Edwin Hubble , se remontan a 1946. En la actualidad, el Hubble se utiliza para identificar exoplanetas y proporcionar información detallada sobre los acontecimientos que tienen lugar en nuestro propio sistema solar. Las observaciones en luz visible del Hubble se combinan con las de otros grandes observatorios para ofrecernos algunas de las imágenes más detalladas del universo visible.

INTEGRAL es uno de los observatorios de rayos gamma más potentes, lanzado por la Agencia Espacial Europea en 2002 y que sigue en funcionamiento (a fecha de marzo de 2019). INTEGRAL proporciona información sobre las formaciones cosmológicas más energéticas del espacio, incluidos los agujeros negros, las estrellas de neutrones y las supernovas. ^[7] INTEGRAL desempeña un papel importante en la investigación de los rayos gamma, uno de los fenómenos más exóticos y energéticos del espacio.

La misión GEMS , dirigida por la NASA, tenía previsto su lanzamiento en noviembre de 2014. ^[8] La nave espacial utilizaría un telescopio de rayos X para medir la polarización de los rayos X procedentes de los agujeros negros y las estrellas de neutrones. Investigaría los restos de supernovas, estrellas que han explotado. Se han llevado a cabo pocos experimentos sobre la polarización de los rayos X desde la década de 1970, y los científicos esperaban que GEMS abriera nuevos caminos. La comprensión de la polarización de los rayos X mejorará el conocimiento científico sobre los agujeros negros, en particular si la materia alrededor de un agujero negro está confinada en un disco plano, un disco hinchado o un chorro de chorro. El proyecto GEMS se canceló en junio de 2012, ya que se esperaba que no cumpliera con los límites de tiempo y financiación. El propósito de la misión GEMS sigue siendo relevante (a fecha de 2019).

Salyut 1 fue la primera estación espacial jamás construida. Fue lanzada el 19 de abril de 1971 por la Unión Soviética . La primera tripulación no logró entrar en la estación espacial. La segunda tripulación pudo pasar veintitrés días en la estación espacial, pero este logro se vio rápidamente eclipsado ya que la tripulación murió al reingresar a la Tierra. Salyut 1 fue desorbitada intencionalmente seis meses después de entrar en órbita porque se quedó prematuramente sin combustible. ^[9]

Skylab fue la primera estación espacial estadounidense. Era cuatro veces más grande que Salyut 1. Skylab se lanzó el 14 de mayo de 1973. Durante su tiempo de funcionamiento, estuvo compuesta por tres tripulaciones de tres miembros. Los experimentos de Skylab confirmaron agujeros coronales y pudieron fotografiar ocho erupciones solares. ^[10]

La estación soviética (posteriormente rusa) Mir , que funcionó entre 1986 y 2001, fue la primera estación espacial habitada a largo plazo. Ocupada en la órbita baja terrestre durante doce años y medio, la Mir sirvió como laboratorio permanente de microgravedad . Las tripulaciones experimentaron con biología , biología humana , física , astronomía , meteorología y sistemas espaciales. Entre sus objetivos se encontraba el desarrollo de tecnologías para la ocupación permanente del espacio .

La Estación Espacial Internacional recibió su primera tripulación como parte de la misión STS-88 , en diciembre de 1998, una misión cooperativa internacional de casi 20 participantes. La estación ha estado ocupada continuamente durante 24 años y 10 días, superando el récord anterior, casi diez años de la estación rusa Mir . ^[11] La ISS proporciona investigación en microgravedad y exposición al entorno espacial local. Los miembros de la tripulación realizan pruebas relevantes para la biología, la física, la astronomía y otras. Incluso el estudio de la experiencia y la salud de la tripulación hace avanzar la investigación espacial.

• Medios relacionados con la investigación espacial en Wikimedia Commons