La estación de telemetría láser de la ESA en Tenerife apunta su láser verde hacia el cielo. Crédito: ESA
La estación de telemetría láser Izaña-1 de la ESA en Tenerife, España, se sometió recientemente a meses de pruebas y puesta en marcha, superando sus pruebas finales con gran éxito. Cuando llegó a la “recepción de la estación”, fue entregado a la ESA por la empresa alemana responsable de su construcción, DiGOS. La estación es un banco de pruebas de tecnología y un primer paso esencial para hacer que la mitigación de desechos sea ampliamente accesible para todos los actores espaciales con voz en el futuro de nuestro entorno espacial.
Imagine láseres apuntando desde la Tierra hacia el cielo, en busca de satélites y fragmentos de basura espacialy medir sus posiciones y trayectorias para evitar colisiones catastróficas. No tiene que esforzarse demasiado: es una realidad casi diaria en la nueva estación de medición láser Izaña 1 (IZN-1) de la ESA en Tenerife, España.
La estación telemétrica láser IZN-1 en Tenerife es la primera de su tipo. Crédito: ESA
IZN-1, desarrollado y ahora operado por ESA, es un banco de pruebas para tecnologías futuras y se instaló a mediados de 2021 en Observatorio del Teide.
La estación, el telescopio y el láser se han sometido a meses de pruebas y puesta en servicio y, desde julio del año pasado, han estado dirigiendo el haz verde de luz concentrada hacia el cielo para detectar, rastrear y observar activamente los satélites activos.
Actualmente, el láser funciona a 150 mW, pero pronto se actualizará para que también pueda rastrear desechos con un láser infrarrojo mucho más potente con un promedio de 50 vatios.
“Actualmente, solo los satélites equipados con retrorreflectores pueden ser rastreados desde la estación de Izaña de la ESA, que es solo una parte de la población total”, explica Clemens Heese, responsable de tecnologías ópticas.
«La estación se actualizará en los próximos dos años, lo que le permitirá realizar los mismos servicios de telemetría vitales con objetivos que no cooperan: objetos de escombros vitales y satélites más antiguos sin parches retrorreflectantes».
Si bien hay docenas de estaciones de seguimiento láser repartidas por toda Europa, la doble funcionalidad de la estación de Izaña la convierte en la primera. Construido por una empresa alemana DiGOSla estación de control remoto Izaña también se puede utilizar para comunicaciones ópticas y está destinado a convertirse en un sistema robótico totalmente autónomo de última generación. Se espera que sea el primero de una larga serie alrededor del mundo.
Prevención de colisiones: ¿cuál es el costo? Crédito: ESA/UNOOSA
La tecnología, relativamente nueva en la historia de las observaciones terrestres de basura espacial, permitirá a la estación rastrear objetos perdidos nunca antes vistos que acechan sobre los cielos azules durante el día.
Como la última incorporación de la ESA a la Seguridad del espacio familia, Izana-1 brinda apoyo para evitar colisiones vitales y proporciona un banco de pruebas para nuevas tecnologías sostenibles como la transferencia de pulsos láser o la coordinación del tráfico espacial.
Esta capacidad de seguimiento de satélites y desechos en Europa podría contribuir a la creación y el acceso a un catálogo europeo de objetos espaciales.
La estación de telemetría láser de la ESA en Tenerife arroja luz sobre el problema de los desechos. Crédito: ESA
Láser en el espacio. ¿Es… seguro?
Pero espera, ¡hay pájaros, aviones, astronautas encima de nosotros! ¿Dirigir los láseres al cielo no implica un riesgo inaceptable? Afortunadamente, los láseres utilizados para rastrear satélites y escombros serían un fastidio para cualquier villano de Bond que se precie.
Eventualmente, la estación IZN-1 usará menos de 100 Watts de potencia, dando al láser Izaña alrededor de 1/20y energía de un hervidor eléctrico.
Estas fuentes de luz puntuales emiten pulsos cortos de luz hacia su objetivo, determinando la distancia, la velocidad y la órbita de cada uno con precisión milimétrica, calculada a partir del tiempo necesario para realizar el viaje de regreso.
Si bien tales láseres no se acercarán a cortar o incluso empujar (todavía) los objetos a los que apuntan, pueden dañar los instrumentos ópticos sensibles en los satélites y las trayectorias de los aviones deben tenerse en cuenta.
«Si los láseres golpean un avión, pueden ser muy peligrosos, ya que los pilotos pueden distraerse y, en el peor de los casos, perder el control», dice Andrea di Mira, ingeniero optoelectrónico de la ESA.
«Somos muy, muy cuidadosos de que eso no suceda, con una serie de sensores que escanean los cielos en busca de aviones para asegurarnos de que nuestros láseres no se acerquen a ellos desde la distancia».
IZN-1: Foco láser de la ESA en el cielo. Crédito: ESA
Estos láseres también tienen el potencial de interrumpir los telescopios que estudian el cielo nocturno. Para evitar esto, el Sistema de Control de Tráfico Láser (LTCS) fue introducido por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC): así como IZN-1 ayuda a evitar colisiones entre objetos en órbita, el software LTCS evita las «colisiones» entre la luz láser y las áreas de visualización. Además, cambiar a una frecuencia de láser infrarrojo puede minimizar los conflictos con los astrónomos.
Un paso esencial hacia el control del tráfico espacial
A medida que la era del Nuevo Espacio ya está en marcha, se lanzan al cielo grandes constelaciones, compuestas por miles, a veces decenas de miles de satélites.
Como parte del Protect Accelerator de la ESA, la Agencia está dando prioridad a la protección de los activos espaciales del creciente problema de los desechos, así como de los efectos de los eventos solares extremos; clima espacial. Crédito: ESA
Para ello, la determinación precisa y rápida de la ubicación, la velocidad y la órbita de los objetos espaciales será vital, y la estación IZN-1 de la ESA proporcionará un banco de pruebas muy necesario para desarrollar esta tecnología, aunque más precisa que los métodos de radar actuales.
En un futuro próximo, la estación IZN-1 de la ESA será una estación de seguimiento de desechos y satélites totalmente autónoma y altamente productiva. También se utilizará para probar el concepto de «medida láser de basura espacial en red» para construir un catálogo de satélites.
Operadores de la estación telemétrica láser IZN-1 de la ESA. Crédito: ESA
En cuanto a la comunicación óptica, también se actualizará para recibir señales con una tasa de datos muy alta de 10 gigabits y más (cumpliendo con los estándares internacionales) de satélites en órbita terrestre baja a 400 km.
Izaña formará entonces parte de un proyecto Red Europea de Núcleos Ópticosel primer servicio de estación terrestre de comunicaciones ópticas operativas que se pondrá a disposición de la comunidad espacial comercial en general.
Además de todo esto, la estación brinda la oportunidad de probar y desarrollar tecnologías que respaldan la «transferencia de pulsos láser», en la que los láseres no solo arrojarían una luz a los objetos de escombros, sino que los empujarían muy suavemente hacia nuevas órbitas, lejos de posibles colisiones. y fuera de las carreteras orbitales más concurridas.
Así como IZN-1 es bienvenido a la familia de Seguridad Espacial de la ESA, también lo es un futuro brillante de tecnologías sostenibles, vitales para un futuro responsable en órbita y más allá.
Proteger la vida moderna
Ahora dependemos de tecnologías interconectadas, en el espacio y en la Tierra, para nuestra vida diaria. Pero esta infraestructura, y todo lo que depende de ella, es vulnerable.
Protección de bienes espaciales. Crédito: ESA
Las tormentas solares pueden dañar las redes eléctricas, interrumpir las telecomunicaciones y amenazar los satélites y los servicios vitales que brindan. Al mismo tiempo, a medida que ponemos en órbita más y más satélites, también creamos cantidades cada vez mayores de desechos, lo que aumenta drásticamente el riesgo de colisión para las misiones actuales y futuras: nuestro éxito en el espacio podría ser nuestra ruina. .
Como parte de la visión de futuro de la ESA, el nuevo Protege ‘el acelerador’ asegurará la resiliencia de las tecnologías de las que depende la modernidad. Al detectar y dar aviso anticipado de tormentas solares inminentes, podemos proteger nuestra infraestructura en el espacio y en tierra. Al promover el uso sostenible de las órbitas alrededor de la Tierra, un recurso finito y limitado, podemos garantizar que los beneficios del espacio sigan siendo accesibles para las generaciones futuras.
La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.
Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.
Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.
Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.
Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC
La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».
Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.
STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.
El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.
El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.
Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.
La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.
SpaceX envió otro lote de sus satélites de Internet Starlink al cielo hoy (23 de abril).
Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó hoy de la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida a las 6:17 p.m.EDT (22:17 GMT).
La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente 8,5 minutos después del lanzamiento, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX Just Read the Instrucciones estacionado en el Océano Atlántico.
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Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco no tripulado en el mar poco después del lanzamiento de 23 satélites Starlink desde Florida el 23 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
Este fue el noveno lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX. Cinco de sus ocho despegues anteriores fueron misiones Starlink.
La etapa superior del Falcon 9 continuará transportando los 23 satélites Starlink a la órbita terrestre baja (LEO) hoy, desplegándolos aproximadamente 65 minutos después del despegue.
El lanzamiento de esta noche fue el 41 del año para SpaceX y el 28 de 2024 dedicado a construir la megaconstelación Starlink, masiva y en constante crecimiento. Hay casi 5.800 Los satélites Starlink están operativos en LEO en este momento, según el astrofísico y rastreador de satélites Jonathan McDowell.
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El lanzamiento de Starlink terminó siendo la primera mitad de un vuelo espacial doble: un vehículo Rocket Lab Electron lanzó dos satélites, incluido un demostrador de tecnología de navegación solar de la NASA, desde Nueva Zelanda hoy a las 6:33 p.m.EDT (22:33 GMT).
Nota del editor: Esta historia se actualizó a las 6:30 p.m. ET del 23 de abril con noticias sobre el exitoso lanzamiento y aterrizaje de la primera etapa.
Un estudio innovador realizado por científicos de la Universidad de Nankai revela un nuevo método para sintetizar puntos cuánticos en los núcleos de las células vivas. Esta técnica, que explota los procesos naturales de la célula utilizando glutatión, allana el camino para aplicaciones avanzadas en biología sintética, incluida la producción de nanomedicinas y nanorobots, al permitir la síntesis precisa de materiales inorgánicos a nivel subcelular.
Un estudio reciente publicado en la revista revista científica nacional demuestra la síntesis de puntos cuánticos (QD) en el núcleo de las células vivas. La investigación fue realizada por el Dr. Hu Yusi, el profesor asociado Wang Zhi-Gang y el profesor Pang Dai-Wen de la Universidad de Nankai.
Durante el estudio de la síntesis de QD en células de mamíferos, se descubrió que el tratamiento con glutatión (GSH) aumentaba la capacidad reductora de la célula. Los QD generados no se distribuyeron uniformemente dentro de la celda sino que se concentraron en un área específica. A través de una serie de experimentos, se confirmó que esta área es efectivamente el núcleo celular (como se muestra en la figura). El Dr. Hu dijo: “Es realmente asombroso, casi increíble. »
Comprender los mecanismos moleculares
El Dr. Hu y su mentor, el profesor Pang, intentaron dilucidar el mecanismo molecular de la síntesis de puntos cuánticos en el núcleo celular. Se ha descubierto que el GSH desempeña un papel importante. Hay una proteína transportadora de GSH, Bcl-2, en el núcleo, que transporta GSH al núcleo en grandes cantidades, mejorando así la capacidad reductora del núcleo y promoviendo la generación de precursores de Se. Al mismo tiempo, el GSH también puede exponer los grupos tiol de las proteínas, creando condiciones favorables para la generación de precursores de cadmio. La combinación de estos factores permite en última instancia la síntesis abundante de puntos cuánticos en el núcleo celular.
De izquierda a derecha, imágenes de fluorescencia de los QD, imágenes de fluorescencia del tinte que tiñe el núcleo y la fusión de las dos. Esta figura muestra que con el tratamiento con GSH, se cultivaron QD fluorescentes en el núcleo de células vivas. Se' significa Na2SEO3; Cd' significa CdCl2. Crédito: Science China Press
El profesor Pang dijo: “Éste es un resultado apasionante; Este trabajo logra la síntesis precisa de QD en células vivas a nivel subcelular. Continuó: “La investigación en el campo de la biología sintética se centra principalmente en la síntesis de moléculas orgánicas por células vivas mediante genética inversa. Rara vez vemos síntesis celulares vivas de materiales funcionales inorgánicos. Nuestro estudio no implica modificaciones genéticas complejas; logra la síntesis objetivo de nanomateriales fluorescentes inorgánicos en orgánulos celulares simplemente regulando el contenido y la distribución de GSH en la célula. Esto aborda el déficit de la biología sintética para la síntesis de materiales inorgánicos.
Si la síntesis de materiales orgánicos en las células sigue siendo predominante en el campo de la biosíntesis, esta investigación abre sin duda el camino a la síntesis de materiales inorgánicos en la biología sintética. El profesor Pang dijo: “Cada uno de nuestros avances es un nuevo punto de partida. Estamos convencidos de que en un futuro próximo podremos utilizar la síntesis celular para producir nanomedicamentos, o incluso nanorobots en orgánulos específicos. Además, podemos transformar células en supercélulas, permitiéndoles hacer cosas inimaginables. »
Referencia: “Síntesis in situ de puntos cuánticos en el núcleo de células vivas” por Yusi Hu, Zhi-Gang Wang, Haohao Fu, Chuanzheng Zhou, Wensheng Cai, Xueguang Shao, Shu-Lin Liu y Dai-Wen Pang, 12 de enero de 2024, revista científica nacional. DOI: 10.1093/nsr/nwae021
