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SÃlo para ingenieros: Campo Ultra Profundo en 3D...



Estimados colegas y amigos,

El presente envio es el ultimo del ano 201. Nos llevamos la experiencia que construimos juntos y la certeza de haber compartido un aprendizaje que nos alentara para seguir buscando y sorprendiendonos de nosotros mismos. En este contexto un colega nos envia el siguiente material que nos va permitir, sin duda, hacer una buena reflexion de fin de aÃo.

El Telescopio Orbital Hubble (HST por sus siglas en ingles) es una obra compleja de ingenieria mayor.




Tambien conocido como 'Telescopio Espacial Hubble', orbita en el exterior de la atmosfera a 593 km sobre el nivel del mar, con un periodo de traslacion entre 96 y 97 min. Denominado de esa forma en honor del astronomo Edwin Hubble, fue puesto en orbita el 24 de abril de 1990 en la mision STS-31 como un proyecto conjunto de la NASA y de la Agencia Espacial Europea, inaugurando el programa de Grandes Observatorios.



Tiene una masa cercana a 11 toneladas, de forma cilindrica con una longitud de 13.2 m y un diametro maximo de 4.2 m. El costo del HST ascendio (en 1990) a 2,000 millones de dolares estadounidenses.

El HST es un telescopio de tipo reflector y su espejo primario tiene un diametro de 2.4 m.



Para la exploracion del cielo incorpora en la actualidad cuatro instrumentos con capacidad de obtener imagenes y espectros, un espectrografo y tres sensores de guiado fino que pueden actuar como interferometros.

Para la generacion de electricidad se emplean dos paneles solares que alimentan las camaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio, los equipos de refrigeracion de los instrumentos y la electronica del telescopio. Asi mismo, el HST dispone de baterias recargables a partir de los paneles solares que le permiten utilizar la electricidad almacenada cuando la Tierra eclipsa el Sol o cuando la orientacion de los paneles solares no es la apropiada.



Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio fabricado por Perkin Elmer produjo imagenes ligeramente desenfocadas debido a aberraciones esfericas. Aunque este fallo fue considerado en su dia como una importante negligencia por parte del proyecto, la primera mision de servicio al telescopio espacial pudo instalar un sistema de correcciÃn optica capaz de corregir el defecto del espejo primario (COSTAR, iniciales en ingles de Optica Correctora como Reemplazo Axial del Telescopio Espacial) alcanzandose las especificaciones de resolucion inicialmente previstas.



El telescopio puede obtener imagenes con una resolucion optica mayor de 0.1 segundos de arco. La ventaja de disponer de un telescopio mas alla de la atmosfera radica, principalmente, en que de esta manera se pueden eliminar los efectos de la turbulencia atmosferica. Ademas, la atmosfera absorbe fuertemente la radiacion electromagnetica en ciertas longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo, disminuyendo la calidad de las imagenes e imposibilitando la adquisicion de espectros en ciertas bandas caracterizadas por la absorcion de la atmosfera terrestre. Los telescopios terrestres se ven tambien afectados por factores meteorologicos (presencia de nubes) y la contaminacion luminica ocasionada por los grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicacion de telescopios terrestres.




El Campo Ultra Profundo en 3D
(fuente: Video elaborado por Tony Darrnell)

En 1996 los astronomos que manejan el Hubble intentaron algo temerario que resulto finalmente extraordinario: apuntaron el telescopio del Hubble a una parte del cielo que aparentemente estaba totalmente vacia. En esta accion trataron de evitar cualquier planeta, estrellas o galaxias. Esta area se localizà cerca de la constelacion de la Osa Mayor o Carro Mayor, lejana a nuestra propia constelacion y no fue mas grande que un grano de arena, lo que ayudo a mantenerse a distancia de otros cuerpos celestes. Sin duda era una accion arriesgada de estos cientificos, ya que el tiempo de observacion en este telescopio tiene muy alta demanda y sin duda se generarian cuestionamientos en el sentido de que si no era un desperdicio tratar de ver ânadaâ. De hecho, habia un riesgo real de que las imagenes que se obtuvieran fueran tan negras como el espacio al que se habia apuntado.

Sin embargo, lentamente se abrio el telescopio y duro abierto por un periodo de 10 dias completos. Fotones que habian estado viajando por 13 mil millones de anos finalmente dieron a conocer su larga jornada al detector del telescopio mas poderoso que ha tenido la humanidad. Sus debiles senales se coleccionaron casi una por una. Cuando el telescopio finalmente se cerro y las imagenes se procesaron, el detector se cubrio con la luz de mas de tres mil galaxias produciendo unas de las imagenes mas intensas y reveladoras de toda la historia de la humanidad. Cada sombra, borron, mancha o punto era una galaxia entera, y cada una de ellas conteniendo cientos de miles de millones de estrellas.Â



Mas tarde, en 2004 repitieron el ejercicio; esta vez apuntaron el telescopio a un area cerca de la constelacion de Orion. En esta ocasion abrieron las persianas durante 11 dias y 400 orbitas alrededor de la tierra usando detectores con mayor sensibilidad y filtros que permitian mayor luz que nunca antes. Mas de 10 mil galaxias aparecieron en lo que se ahora se denomino âEl Campo Ultra Profundoâ, una imagen que representa lo mas lejos que hemos visto en el Universo. Los fotones de estas galaxias se emitieron cuando el Universo tenia apenas una edad de solo quinientos millones de anos y 13 mil millones de anos mas tarde, despues de su larga jornada es detectada como un destello en el CCD (Charge-Coupled Devise) del telescopio del Hubble.



Estas galaxias mientras que aparentemente permanecian absolutamente inmoviles estan apartandose de nosotros algunas veces mas rapido que la velocidad de la luz. El tiempo en el espacio entre nosotros y todo lo demas se hace cada vez mas grande cada minuto, captando a las galaxias en esta imagen a una distancia de 47 mil de millones anos luz. Y debido a la expansion del Universo lo mas lejano que algo esta de nosotros, lo mas que la luz se corre con respecto al rojo (redshift), y lo mas rapido que parece que se esta moviendo. El mismo Edwin Hubble descubrià esto midiendo el âcorrimiento al rojoâ de muchas galaxias y esto es una medida no solo de velocidad sino tambien de distancia.

Recientemente los cientÃficos del Hubble pusieron la cereza en el pastel, utilizando las medidas de âlos corrimientos al rojoâ de todas las galaxias dentro de la imagen hicieron un modelo tridimensional del Campo Ultra Profundo. En el video anexo usted va tener la oportunidad de observar que pasa cuando se toma en cuenta las distancias de las galaxias en la imagen mas importante jamas tomada. Video: http://www.flixxy.com/hubble-ultra-deep-field-3d.htm

Hay mas de cien mil millones de galaxias en el universo; el mencionar este numero no tiene realmente mucho significado para nosotros porque no nos proporciona ningun contexto. Nuestro cerebro no tiene forma de darle una perspectiva significante. Sin embargo, cuando usted ve a la imagen y piensa en el contexto de como fue realizada, realmente entendiendo lo que significa, inmediatamente obtendra esa perspectiva y no podra evitar que lo cambie para siempre.

Apuntamos al telescopio mas poderoso jamas construido por seres humanos a âla nadaâ, por ninguna otra razon de que somos curiosos; y descubrimos que ocupamos un lugar muy pequeno en los cielos.

Fuentes:
http://hubblesite.org/
http://fiisvirtual.uni.edu.pe/?p=114
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/main/index.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Telescopio_espacial_Hubble
http://www.spacetelescope.org/news/heic0810/


ÂEspero que hayan disfrutado la informacion!

Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.

No. de ingenieros en la lista de distribucion: 605

No. de envio: 123

Bienvenidos comentarios sobre los envios.

Nota: Este correo no tiene acentos

Aprovecho para desearles que tengan un excelente e inmejorable nuevo ano. Esperando sigan disfrutando su vacaciones les envio un fuerte abrazo.

Arnoldo


Comentarios sobre el envio 122: La optogenetica acorta rapidamente la brecha entre la realidad y la ciencia ficcion...
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El 21/12/12 12:48 p.m., Ignacio Ramiro Martin Dominguez escribio:
Estimado Arnoldo,
Tal vez te interese saber que uno de los estudiantes de doctorado de
Ed Boyden, trabajando en este tema, es mexicano, Daniel A. Martin Alarcon.
Saludos
Enviado desde mi iPad
Dr. Ignacio R. Martin Dominguez
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El 21/12/12 01:12 p.m., Salvador Lazcano DÃaz del Castillo escribio:
Estimado Arnoldo Bautista:
Gracias por los interesantes correos de este ano y deseo para usted y su familia una Navidad llena de paz, alegria y esperanza,
Salvador Lazcano
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El 21/12/12 07:28 p.m., Monica Barrera Rivera escribio:
Lo mejor para estas fechas y para el ano que se avecina, para ustedes en compania de sus seres queridos.
Un saludo.
Monica Barrera.Â