La misión del asteroide Psyche de la NASA está en camino de cumplir su nuevo objetivo de lanzamiento de octubre de 2023, según descubrió una revisión independiente.

Psyche estaba programado para lanzarse sobre un cohete SpaceX Falcon Heavy en octubre de 2022 para explorar el intrigante asteroide metálico que dio nombre a la misión. Pero el verano pasado, la NASA pospuso el despegue debido a problemas con el software de vuelo de la nave espacial.

Muchos legos no saben que la ciencia nunca ha podido obtener una radiografía de un solo átomo.

La mayoría de los escáneres de sincrotrón de última generación que pueden administrar son rayos X de un attograma, alrededor de 10,000 átomos, pero la señal producida por un solo átomo es tan débil que no se pueden usar detectores convencionales. Hasta ahora.

Esta hazaña histórica se logró con un instrumento de sincrotrón especialmente diseñado en el Laboratorio Nacional de Argonne en Illinois utilizando una técnica conocida como SX-STM (Microscopía de túnel de barrido de rayos X de sincrotrón).

Los investigadores detrás del avance dicen que allana el camino para encontrar curas para las principales enfermedades que amenazan la vida, desarrollar computadoras cuánticas ultrarrápidas y otros avances en materiales y ecología.

Los átomos son las partículas que forman las moléculas y el límite hasta el cual cualquier sustancia puede descomponerse químicamente. Hay tantas en una pelota de golf como habría en la Tierra.

SX-STM ahora puede medirlos en un grado infinitesimal. La hazaña ha sido descrita como el «santo grial» de la física y un sueño de mucho tiempo del profesor Saw Wai Hla de la Universidad Estatal de Ohio, el autor principal del artículo que explica el descubrimiento.

«Los átomos se pueden visualizar de forma rutinaria con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X no se puede saber de qué están hechos», explicó el Dr. Hla. “Ahora podemos detectar exactamente el tipo de un átomo en particular, un átomo a la vez, y medir simultáneamente su estado químico. Este descubrimiento transformará el mundo.

Desde su descubrimiento por Roentgen en 1895, los rayos X se han utilizado en decenas de aplicaciones y campos, desde exámenes médicos hasta controles de seguridad en aeropuertos.

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El rover Curiosity de la NASA está equipado con una máquina de rayos X para examinar la composición de las rocas.

Un uso importante de los rayos X en la ciencia es identificar el tipo de materiales en una muestra. A lo largo de los años, la cantidad de material necesario en una muestra para la detección de rayos X se ha reducido considerablemente con el desarrollo de los rayos X de sincrotrón.

SX-STM recolecta electrones excitados, partículas fuera de un átomo que se mueven alrededor de protones y neutrones dentro, y el espectro así producido es como una huella dactilar que permite la detección precisa de lo que es el átomo.

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«La técnica utilizada y el concepto probado en este estudio han abierto nuevas perspectivas en la ciencia de los rayos X y los estudios a nanoescala», dijo el primer autor de Tolulope, Michael Ajayi, estudiante de doctorado en Ohio.

«Más aún, el uso de rayos X para detectar y caracterizar átomos individuales podría revolucionar la investigación y dar lugar a nuevas tecnologías en áreas como la información cuántica y la detección de elementos traza en la investigación médica y ambiental, por nombrar algunas.

«Este logro también allana el camino para la instrumentación avanzada de ciencia de materiales».

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Lo que encontró la GAO

El GPS es la principal fuente de información de posicionamiento, navegación y tiempo para el ejército de EE. UU. y sus socios. El Departamento de Defensa (DOD) ha trabajado durante más de 2 décadas para modernizar el GPS con una señal militar específica más resistente a los atascos conocida como código M. La Fuerza Espacial, parte del Departamento de la Fuerza Aérea, es responsable de modernizar el GPS.

El sistema GPS consta de tres segmentos que cooperan para proporcionar el código M: un segmento de control terrestre, un segmento espacial y el equipo del usuario.

• Suelo. En 2022, Space Force retrasó aún más la entrega del segmento de control terrestre debido a problemas de desarrollo. Este retraso pospone la entrega hasta diciembre de 2023 como mínimo. Los funcionarios de la Fuerza Espacial no han finalizado un nuevo cronograma y reconocieron que los riesgos restantes podrían provocar más demoras. La GAO continuará monitoreando el progreso de la Fuerza Espacial contra su nuevo calendario.
• Espacio. Space Force cumplió con su requisito aprobado de 24 satélites con capacidad de código M en órbita, pero determinó que se necesitaban al menos tres más para cumplir con ciertos requisitos de precisión del usuario. Construir y mantener esta constelación más grande presenta un desafío. El análisis de GAO indica que es poco probable que 27 satélites estén disponibles de manera constante durante la próxima década. A menos que la Fuerza Aérea evalúe sus requisitos de satélites operativos para establecer un requisito firme para una constelación de 27 satélites, otros esfuerzos del Departamento de Defensa pueden tener prioridad, dejando al combatiente con el equipo de usuario de GPS en funcionamiento por debajo de los niveles de capacidad requeridos.
• Equipo de usuario. El desarrollo de MGUE Increment 1 ha progresado hasta el punto en que los departamentos militares están listos para comenzar a probar y desplegar actividades de apoyo en los principales sistemas de armas. Retrasos y desafíos inesperados podrían afectar la puesta en marcha de la capacidad de ciertos sistemas. La siguiente figura ilustra el proceso de integración.

Integración de equipos GPS de usuario

Space Force está buscando expandir el uso de la tecnología de código M mediante el desarrollo de un segundo incremento que consiste en un chip y una placa de código M mejorados, así como un receptor portátil. Space Force carece de un cliente importante comprometido para el receptor portátil. El ejército, el mayor usuario potencial de un dispositivo de este tipo, tiene sus propios planes para receptores portátiles, y los oficiales del Cuerpo de Marines dicen que el servicio aún está considerando sus opciones. Sin un caso comercial sólido para su producto portátil propuesto, Space Force corre el riesgo de gastar recursos significativos sin brindar un beneficio a los usuarios militares.

Por qué GAO hizo este estudio

La Fuerza Aérea lanzó el primer satélite GPS capaz de transmitir la señal de código M resistente a interferencias en 2005. Sin embargo, los continuos retrasos en tierra y los segmentos del equipo del usuario impiden el uso generalizado de la tecnología.

El Congreso incluyó una disposición que permite a la GAO evaluar el costo, el cronograma y el desempeño de los programas de adquisición de GPS. Este informe evalúa (1) los riesgos y desafíos de la transición a un sistema de control terrestre de próxima generación y cómo Space Force los está mitigando; (2) la medida en que Space Force ha identificado y abordado los riesgos que afectan el segmento espacial y la provisión de la capacidad de M-Code; y (3) progreso realizado por el DOD en el desarrollo e integración de equipos de usuario de código M.

Para llevar a cabo este trabajo, la GAO revisó los planes del DOD para el GPS, los datos de confiabilidad de sus satélites y los programas de lanzamiento, y entrevistó a funcionarios del DOD.