Apuntes científicos desde el MIT

Texto escrito por Bruno Sánchez Andrade Nuño
Astrofísico del Naval Research Laboratory en Washington DC

DIARIO DE UN ASTRÓNOMO, por Brunosan

El 1 de Septiembre de 1859 Carrington estaba observando el Sol, como cada día, desde el telescopio que su fortuna le permitió construir en su casa. Libro de notas en mano, dibujaba la manchas que veía a través del ocular. Con paciencia y arte, consciente de ser quizá la única persona en el mundo que estaba viendo el Sol con esa calidad, en ese momento. Suya era la responsabilidad de retratar el Sol, científicamente. Una bella imagen de la ciencia de la época.

A mitad de dibujo pudo ver claramente como el Sol, normalmente majestuoso y pausado en su evolución, mostró en segundos un brillo completamente inusual que se propagaba a toda velocidad. En un instante había cruzado la distancia equivalente al tamaño de la Tierra. Adrenalina. Todo su cuerpo en tensión para intentar dibujar rápidamente lo que ya había pasado. Nadie había nunca reportado cosa parecida a la que Carrington tenia en su cabeza y debía plasmar en papel antes que se difuminara de su memoria. Aún hoy, se considera esa llamarada solar la más potente jamás observada. Aunque claro, no entenderíamos la causa física o relación con el "clima espacial " hasta muchos años después de muerto su descubridor.

Sin duda ésta es una imagen romántica de la astronomía, verídica sólo en el pasado. Hoy en día todo el proceso se hace por ordenador. Varios ordenadores se encargan de apuntar el telescopio, de controlar la temperatura, la humedad y el estado de todo espejito y sección por donde pasa la luz. Algunos telescopios están flotando en el espacio, automatizados y atentos a casa segundo de datos, sin problemas de nubes, noche o un observador que sepa dibujar. Otros telescopios siguen estando en Tierra, manejados un poco a la antigua usanza, donde esa magia de observar todavía perdura. Obviamente, no es nostalgia, existen razones para seguir manteniendo telescopios en Tierra, pero no, nadie tiene que dibujar. En esta entrada os narro, un poco noveladamente, cómo es eso de observar con un telescopio de última generación, como el que yo usé durante 100 maravillosos días durante mi tesis. No todos seguidos, claro!

Cuatro líneas un poco más serias. Un observatorio de este calibre supone un esfuerzo millonario continuo. Hay que tener una muy buena razón para usarlo y demostrar capacidad para poder hacerlo. En mi caso mi objetivo era mi tesis doctoral . De entre los mucho misterios que guarda el Sol, mi tema era intentar entender la capa de la atmósfera solar (la cromosfera) en la que la temperatura empieza a aumentar según te alejas. Si el calor viene del centro, no tiene sentido que esto pase, ¿no? Mi trabajo fue obtener nuevos datos con los que aprender muchos más detalles de la dinámica de esas capas y confrontarlos con las teorías actuales.

Vamos de observaciones

Aterrizas en Tenerife con tu jefe y otro doctorando a medio día, y vas corriendo a comprar provisiones para 2 semanas. Deberás llenar las enormes neveras del telescopio, ya que un viaje para recargar la despensa te puede costar una tarde de buenos datos. Con el coche lleno emprendes la subida al atardecer, zigzagueando por la estrecha y mareante carretera, cuando todos los turistas vuelven a sus hoteles. Poco antes de llegar hay que apagar las luces y conducir a oscuras despacito. Deslumbrar las observaciones de algún compañero astrónomo nocturno con los focos del coche no es la mejor de las ideas. Llegar y descargar. El telescopio tiene una planta con 5 habitaciones, salón, baños, cocina.. hasta gimnasio y mesa de pimpón! Cena con los que observaron ese día, un poco de charla, y a la cama.

Estamos a 2200 metros sobre el nivel del Mar. Si corres al piso de arriba, te cansas como si fueran cuatro. El agua para cocinar la pasta tarda mucho más en hervir. La poca humedad hace que tengas los labios siempre secos, y que tocar cualquier cosa metálica pueda resultar en chispa; ¡Haz tierra antes de tocar cualquier ordenador!

Las vistas desde cualquier ventana son increíbles.

El primer dia de observaciones es quizás el único que te levantes después del amanecer. Las mejores horas son las primeras, hasta el mediodía. A esa hora el turno anterior de observadores te hace entrega de "las llaves" y el telescopio ya es tuyo. De tu grupo. Disponemos de nuestra privilegiada ventana al Sol. Empieza el show.

Preparas el instrumento. Montas los cacharros que haga falta. Enciendes todos los ordenadores. Compruebas que la luz va por donde debe ir y llega a la cámara. Bien. Colocas con sumo cuidado los filtros, que valen más que todo su sueldo de doctorando (en realidad todo lo que te rodea vale más), arrancas el programa esperando ver el Sol, tu Sol, y... todo negro. No funciona. Tranquilo, sabes que siempre puede haber problemas. A cada problema su solución. Si algo te enseña ir de observaciones, o el doctorado, es a luchar contra la tendencia natural de la tecnología a fallar. Hay mil cachivaches, todos complejos y cada uno puede fallar a su manera. Afortunadamente acabas por conocerlos casi todos. Sabes que puedes arreglarlo, y si no, siempre tienes protocolos o números de teléfono para llamar y pedir ayuda. Montar, ajustar, calibrar, comprobar, poner a punto el telescopio, despejar espacio en los discos para tus datos y demás os llevará típicamente el resto de día.

A la mañana siguiente hay que madrugar más que el Sol. Abres la cúpula mientras ves salir el Sol a su hora exacta. Maravillosa vista mientras ajustas los espejos para que el Sol entre bien por el tubo. Encender los sistemas, apuntar. Apagar las alarmas de los errores. Arreglar el problema. Encender las cámaras. Hacer los últimos ajustes, apuntar, comprobar todo y, al final, dar al botón de grabar. Una vez que has decidido todos los detalles de observaciones, el sistema toma el control. En teoría, porque siempre hay que hacer reajustes, el sistema necesita de tus decisiones, o simplemente cambias de idea al ver una zona más interesante un poco mas a la derecha.

En ese momento te reclinas en la silla y, con un ojo en las 10 pantallas, te sientes el rey del mundo. Ese mastodonte de telescopio (8 pisos de altura y 4 sótanos), todo entero con sus kilómetros de cables, haces de luz y kilos de material de ultima tecnología, está funcionando al unísono, grabando en tu disco los mejores datos de su clase. Está guardando un trocito de Sol para siempre. Y tú eres el capitán del barco en ese momento. Bueno, tú o tu jefe, que esta detrás con media sonrisa de orgullo.

En la zona de pantallas se ven algunas imágenes que se guardan. Casi 1000 Megas cada minuto con los que tendrás que luchar durante meses para sacar una tesis doctoral de ellos. Llegar a este punto cuesta meses de trabajo, pero es sólo el principio de la tesis. Quizás pares en turnos para ir a hacer unos espaguetis o otro café, pero ese será tu sitio hasta la tarde. Una sala a oscuras, refrigerada, al lado del instrumento, sin hacer ruido para que no afecte a los delicados cristales. Normalmente el Sol evoluciona pausadamente, y no ves ningún cambio a simple viste. Pero a veces, como le paso a Carrington, observas que "algo" se mueve. Alucinas, miras a todos los controles nervioso para comprobar que todo vaya bien, y te reclinas en la silla para disfrutar del exclusivo espectáculo en directo. Sabes que cada instante está siendo bien guardado en tu disco y podrás verlo una y otra vez. Sabes que lo harás. Si Carrington nos viera... Aunque sea por su honor, apuntas la hora y haces un dibujito en tus notas para acordarte de ello el mes que viene cuando te enfrentes a esos datos en tu despacho, a miles de Km de allí, en Alemania.

La tensión no termina, ya que cada conjunto de datos necesita unas medidas de calibración antes y después de cada observación. Hasta que no hagas ese paso extra al final no podrás relajar la cabeza. Las últimas horas de Sol no son buenas, así que puedes aprovechar y hacer algún experimento y ahorrarte preciosos segundos a la mañana siguiente. Al final del día hay que comprobar que todo fue bien, apagar algunos de los sistemas y cerrar la cúpula, claro. Después, a mover los datos al sistema de almacenaje y copia de seguridad. Quizás pedir mas nitrógeno liquido para mantener la cámara fría a sus -200 grados. A la cama ya de noche, que el Sol aparecerá por el horizonte opuesto en unas horas.

Y así cada día. Unos en que todo va bien, otros en que aprendes nuevos problemas y nuevas soluciones, y otros -pocos-, donde hay que parar y empezar de cero porque algo va mal. Si tienes "suerte" se nublará algún día y podrás bajar a la ciudad a tomar algo. Pero playa... poca. Si hay Sol, hay trabajo. Caso especial es la "calima", viento con mucho polvo directo desde el Sahara. En estos casos es posible que no puedas observar y aun así, tengas algo de Sol. Aunque seguramente te quedará trabajo atrasado por hacer y tu jefe querrá que le hagas "unos calculillos".

Típicamente se está en el telescopio una semana, de la cual obtendrás unas 15 horas de buenos datos. El último día entregas las llaves al siguiente grupo, comentas como te fue, y te vas del observatorio a descansar y a esperar tu vuelo en la casa base, que está cerca del aeropuerto. Y de la playa.

El 23 de Julio de 2008 fue el ultimo día que observé allí. Ya como Dr. gracias a los datos que allí obtuve, cuando me fui, me dio bastante nostalgia.
Si quieren ver más fotos, aquí hay unas pocas. Y si alguien se queda con ganas de saber más, ya saben, pregunten.

Hace un par de semanas Michio Kaku publicaba en el Wall Street Journal un artículo titulado “La nueva carrera hacia la Luna”, en referencia a los proyectos de EEUU, China, Rusia, India y Japón de enviar misiones tripuladas de vuelta a nuestro satélite.

Esta mañana he estado en la sede central de la NASA en Washington DC atendiendo una sesión para la prensa con 7 de los astronautas que han pisado la Luna en las misiones Apollo. Y tras constatar, como ya sospechaba, que la verdadera justificación al descomunal gasto que supondría un viaje tripulado a la Luna y después a Marte, no son tanto los beneficios científicos ni innovación tecnológica que puedan conllevar, sino el afán explorador de nuestra especie y sobre todo inspirar a las nuevas generaciones como hizo en su momento el Apollo 11, creo que toca replantear el concepto de “carrera” espacial.
A mi, por lo menos, no me inspira ver a una serie de países gastando dinero público en paralelo “compitiendo” para plantar su banderita y sacar pecho a la antigua usanza. Si el principal motivo para enviar humanos a explorar el espacio es inspirar (una de las palabras más repetidas durante la conferencia de hoy) y que la humanidad logre una nueva gran hazaña… perfecto. Hagámoslo. Pero tendría mucho más sentido hacerlo todos juntos en una misión internacional que aunara esfuerzos y representara no sólo a un país, sino a todos los pueblos del mundo.
Aunque sea por las limitaciones presupuestarias, quizás este podría ser el futuro del viaje tripulado a la Luna.

¿MERECE LA PENA VOLVER A LA LUNA?

Planes aprobados ya los hay. En 2004 George W. Bush anunció la intención de enviar de nuevo humanos a la Luna en el 2020 para recolectar materiales, realizar investigaciones científicas, entender funcionamiento del cuerpo en el espacio, y fundamentalmente prepararse para una futura misión tripulada a Marte.

Pocos son los confiados en que se van a cumplir los plazos, pero es que además, existen bastantes discrepancias entre los convencidos de que la exploración humana del espacio es imprescindible y los que opinan que los costes exceden holgadamente los beneficios esperables.

En resumen, hay 3 motivos básicos que se suelen apuntar para justificar que “vale la pena” ir a la luna: recolectar materiales, investigación científica / innovación tecnológica, e inspiración. Pero todos tienen sus detractores. Concretemos:

Recursos minerales: Conseguir Helio-3
Aprovechar recursos y exportar materiales de la Luna es uno de los argumentos utilizados para justificar su regreso. Se ha hablado con relativa seriedad, por ejemplo, de instalar placas solares que permitirían enviar energía hacia la Tierra. Pero el compuesto que más interés ha generado es el Helio-3, un isótopo extremadamente escaso en la Tierra pero que los vientos solares han dejado en cantidades considerables en el suelo lunar. Su interés radica en que por sus características químicas podría ser muy útil en los reactores de fusión nuclear.
Los críticos apuntan que las enormes cantidades de materiales lunares que deberían ser transportadas a la Tierra para una vez aquí extraer el Helio 3, la hacen una tarea demasiado costosa. También dicen que sería bueno primero asegurarnos de que podemos controlar la fusión nuclear… y en otra consideración muy relevante, se plantean si eso mismo no lo pueden hacer robots de manera más barata y segura.

De hecho, este es uno de los principales focos de discusión. La cuestión no es si debemos explorar el espacio o no, la rotundidad del sí está fuera de cualquier duda. La discusión es si debemos hacerlo con humanos o con unos mucho más baratos robots.
Los defensores del viaje tripulado replican que esos mismos argumentos existían al inicio de los 60 y posteriormente se vio que las habilidades y versatilidad humanas eran muy superiores. Continúa siendo así, pero sin duda llegará un momento en que el cuerpo humano tendrá más limitaciones que los futuros robots.

Ciencia: Telescopios en la Luna
Enviar un astronauta geólogo a recoger muestras e investigar la superficie lunar estaría muy bien, si fuera seguro y más barato. De momento esta brutal inversión científica no parece justificada por mucho que nos ayudara a conocer mejor el origen de nuestro planeta o del sistema solar.
Otra iniciativa científica que cuenta con muchos adeptos es instalar telescopios en la cara oculta de la Luna. Su superficie estable permitiría construir estructuras mayores que los telescopios espaciales, y sin una atmósfera que interfiera en las observaciones, y escondidos de las radiaciones de radio terrestres, permitirían explorar en un espectro de bajas frecuencias todavía no testadas. Y el pasado nos dice que siempre que vemos con una nueva lente descubrimos alguna novedad.
Los críticos se preguntan hasta qué punto es factible construir un telescopio en las condiciones lunares. Argumentan que, como en el caso del helio 3, los defensores de los viajes tripulados no prestan suficiente atención a las profundas limitaciones técnicas de dichos proyectos.
De nuevo, no se trata de investigar sí o investigar no. Claro que sí! Pero si queremos maximizar la relación coste/beneficios, los científicos de la NASA prefieren invertir el dinero en otros telescopios, exploración con robots, sondas… que en viajes tripulados.

Inspiración
Apollo 11 fue histórico, un hito de nuestra especie que inspiró a jóvenes y adultos pero… ¿volvería a ocurrir lo mismo? Difícil de pronosticar, la sociedad ha cambiado mucho y el concepto “presencia física” a disminuido su valor. Sin duda un proyecto como el de enviar un humano a Marte (a la Luna ya hemos ido) sería tremendamente inspirador, pero quizás no tanto como lo fue el Apollo en su momento.

Está en nuestros genes
En el epílogo de su libro “Man on te moon”, Andrew Chaikin dice que le irrita oír a la NASA repitiendo la expresión “the next logical step is…” (el siguiente paso lógico es….”. “¿Qué tiene que ver la lógica con todo esto???”, se pregunta Chaikin. Para él, y muchos otros, explorar el espacio es algo más emocional que racional, algo instintivo intrínseco a la naturaleza de nuestra especie. Innegable.
Para los pro, éste es uno de los motivos más poderosos. Y para los anti, de los más absurdos. El debate se intensifica cuando unos y otros le añaden argumentos bastante flojos como “algún día la humanidad deberá salir de este planeta” o “tenemos otros problemas aquí en la Tierra”.

La segunda carrera espacial
A no ser que aparezca la interesante propuesta de un programa conjunto, a nadie se le escapa que las opciones Chinas y Rusas son una “amenaza” al liderazgo estadounidense en la exploración espacial. Uno de los astronautas de la reunión de hoy en la NASA ha citado el programa Ruso buscando la motivación para acelerar el de USA.
Ojalá el hombre pise de nuevo la Luna, pero sin que sea una carrera absurda.

Innovación tecnológica
Es uno de los puntos fuertes para defender el viaje tripulado. Obvio que una empresa así genera grandes avances en su camino que revierten posteriormente en la sociedad. Claramente es un motor de innovación indirecto. La pregunta de los críticos es si los mismos se pueden conseguir de manera directa y sin rodeos.
“Pues quizás no, porque como en muchos otros campos, la investigación en lo desconocido es imprevisible”, sería la respuesta más corta y contundente.

Ir a Marte, and beyond
Está clarísimo: ir a la Luna no está justificado si no es pensando en ir más lejos después. ¿Por qué no vamos directamente a Marte entonces? Es la sugerencia de Buzz Aldrin . “Porque debemos entrenarnos antes”, es la respuesta oficial. La luna sería un lugar ideal para testar cómo responde el cuerpo humano a la vida fuera de la Tierra, y establecer una base que en algún momento podría actuar como parada intermedia en el viaje a Marte. Si esta es la mejor opción o no, es un debate técnico más que ideológico y por lo visto en la sesión de hoy, no parece todavía absolutamente claro.

En definitiva, está claro que habrá futuros astronautas pisando la superficie de la Luna, Marte, u otros rincones del Sistema Solar. La discusión es si debido a los enormes costes que eso representa debemos empezar ya o vale la pena esperar un poquito. Lo que sí está claro es que si EEUU quiere cumplir el mandato de Bush de llegar a la Luna en el 2020, Obama deberá decidir pronto si pone todavía más dinero para hacer que sea posible, o anuncia que tiene otros planes prioritarios tan inspiradores para el planeta como las Misiones Apollo. Yo apuesto por lo segundo.