Pols d'estels

El bloc d'Enric Marco

Arxiu de la categoria: LHC

La ciència del 2022

0
Publicat el 9 de gener de 2022

En aquest any que comença tot un ventall de projectes científics seran finalment posats en marxa. Diverses publicacions han fet la predicció del que podrem esperar enguany. La lluita contra la pandèmia continuarà durant 2022, el problema del canvi climàtic tornarà a estar present en la nova cimera COP27 a celebrar en Xarm el-Xeikh, Egipte, en novembre, el Gran Col·lisionador d’Hadrons del CERN es posarà altra vegada en marxa i finalment la cursa per retornar a la Lluna agafarà embranzida per posar sobre la superfície la primera dona astronauta. En faré un resum però, com sempre, em centraré més en les activitats que vindran en l’àmbit de l’astronomia i de l’exploració espacial.

Física de partícules

Tothom està esperançat en la posada en marxa del Gran Col·lisionador d’Hadrons del CERN, el laboratori de partícules europeu de Ginebra, aturat des del desembre del 2018 per a treballs de manteniment i actualització. Els instruments més importants ATLAS i CMS han estat millorats i se’ls ha afegit, al seu voltant, noves capes de detectors més sofisticats. S’esperen recollir 40 milions de col·lisions de protons per segon en cada instrument i poder observar així més processos estranys. Els objectius principals d’aquestes millores són obtenir mesures millorades del model estàndard, cerques de la física més enllà del model estàndard (BSM), física del sabor de quarks i leptons pesats, estudis de les propietats del bosó de Higgs i estudis de matèria QCD a alta densitat i temperatura.

Telescopi James Webb

A partir de l’estiu, el gran telescopi James Webb enviat a l’espai el dia de Nadal passat començarà a obtenir les primeres imatges científiques després del desplegament exitós (per ara) i la posada en l’òrbita final en el punt L2 a finals de gener. Els primers mesos de l’any s’utilitzaran per calibrar instruments, alinear espills, en definitiva veure que tot funciona. I després de 6 mesos en l’espai ja podrem gaudir del gran ull explorador. Els seus objectius són conéixer l’univers primitiu, la formació dels planetes i la caracterització dels exoplanetes.

Retorn a la Lluna

El nostre satèl·lit ha deixat d’estar marginat en l’exploració espacial i ara n’és un objectiu prioritari. Tot un esquadró de naus espacials deixaran la Terra enguany per posar-se en òrbita lunar o fins i tot aterrar-hi.

La NASA llançarà finalment Artemis I, la primera prova de les noves missions per tornar a posar humans a la superfície de la Lluna. Aquesta primera missió Artemis I serà el primer test de vol integrat del sistema d’exploració de l’espai profund de la NASA. Consta de la nau Orion, el gran coet de llançament (Space Launch System, SLS) que l’enlairarà de la Terra, li permetrà circumval·lar la Lluna i la retornarà en un amaratge suau al Pacífic.

La NASA també llançarà l’orbitador  CAPSTONE per fer experiments per preparar la construcció de la primera estació espacial en òrbita lunar, la Gateway. Construïda per socis comercials i internacionals aquesta estació és necessària per a una exploració sostenible de la Lluna i un model per a futures missions a Mart.

La Índia amb la missió Chandrayaan-3 tornarà a intentar aterrar suaument sobre la Lluna. Aquesta vegada durà, a més, un ròver. Japó s’afegirà també enguany a l’exploració lunar amb la missió SLIM que tractarà també d’aterrar.

Després de molts anys, Rússia retorna a la Lluna tractant de rememorar els èxits de l’etapa soviètica. Ara amb la missió Luna 25 aterrarà suaument en col·laboració amb l’Agència Espacial Europea (ESA) que participa tant en la nau com amb el mòdul d’aterratge. A més la ESA proporcionarà una petita càmera de demostració Pilot-D a la missió, càmera de prova per a futures missions més sofisticades a la Lluna de Rússia/Europa.

Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO)

Corea del Sud s’embarca també en la cursa lunar per primera vegada amb un orbitador lunar, el Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO). Està previst que es llançarà el juliol de 2022 per orbitar la Lluna durant 1 any amb una sèrie d’experiments de Corea del Sud i un instrument construït als Estats Units. Els objectius són desenvolupar tecnologies d’exploració lunar autòctones, demostrar la viabilitat d’una “internet espacial” i dur a terme investigacions científiques de l’entorn lunar, la topografia i els recursos, així com identificar llocs potencials d’aterratge per a futures missions.

Finalment el Emirats Àrabs Units continuaran el seu programa espacial amb ròver lunar Rashid que viatjarà dins del mòdul d’aterratge Hakuto-R construït per una empresa privada japonesa.

Cap a Mart en la nova oposició

2024 és any d’oposició marciana i, per aprofitar la menor distància al planeta, l’Agència Espacial Europea (ESA), en col·laboració amb Roskosmos, l’agència russa, enviarà en setembre la missió ExoMars  que, una vegada arribe al planeta desplegà una estació fixa, Kazachok, i un explorador mòbil en la superfície marciana. El robot explorador, anomenat Rosalind Franklin, en honor a la científica que obtingué la primera imatge de l’estructura del DNA, buscarà proves de vida passada o present en Mart. Diversos problemes tècnics amb els paracaigudes que havien de dipositar suaument Rosalind en terra marciana van ajornar el seu llançament previst en 2020.

Imatges:

1.- Impulsat per quatre motors RS-25 i propulsors de coets sòlids bessons, el coet Space Launch System (SLS) de la NASA produeix 8,8 milions de lliures d’empenta per impulsar les missions Artemis de l’agència a la Lluna. NASA/Bailey Collins

La ciència del 2016 segons Nature

0
Publicat el 8 de gener de 2016

Exomars-2016

Comença l’any 2016 i les revistes científiques presenten els possibles descobriments per a l’any que comença. Com ja faig fer l’any passat, us pose els avanços previstos relacionats amb l’astronomia, el canvi climàtic, la física de partícules i l’exploració espacial que presenta la revista Nature en el seu article The science to look out for in 2016.

Canvi climàtic

CW_grafik_05-9e1b0fb9Després de la conferència de Paris de fa dos mesos, la tecnologia pot donar una empenta a la reducció dels gasos d’efecte hivernacle. L’empresa Climeworks de Zuric començarà la captura d’unes 75 tones de CO2 atmosfèric al mes a partir de juliol per a posteriorment vendre-les per a augmentar el rendiment de cultius. L’empresa Carbon Engineering en Calgary, Canadà, ja està capturant CO2 des de l’octubre passat. La seua intenció és convertir-lo en combustible liquid. Moltes empreses d’arreu del món pretenen capturar el gas i treure’n rendiment comercial. Si aquest interés comercial fa minvar a la curta la proporció de gasos d’efecte hivernacle, benvingut sia.

Ones en l’espai-temps i física d’altes energies

El passat 2 de desembre, un coet Vega llançà LISA Pathfinder a l’espai, una missió que posarà a prova el maquinari per detectar ones gravitatòries – ones de l’espai-temps causades pel moviment d’objectes densos com ara estels de neutrons binaris. A l’espera d’obtenir els primers resultats, els físics a terra també treballen en un altre detector per tractar de veure, per primera vegada, proves directes d’ones gravitacionals. Es tracta de l’Advanced LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) situat als Estats Units que acaba de quadruplicar la seua sensibilitat des de la versió del LIGO 2010.

I també durant 2016 Japó llançarà Astro-H, un satèl·lit de raigs X d’última generació que, entre altres coses, podria confirmar o refutar l’afirmació que els neutrins pesats emeten senyals de matèria fosca coneguda com bulbulons.

Sembla ser que les dades que està obtenint el Large Hadron Collider (LHC) del CERN, que actualment funciona a una energia molt elevada des de juny passat, podrien confirmar l’existència d’una nova partícula. Fins i tot, si aquesta partícula no s’arribés a descobrir, el LHC podria desvelar altres partícules exòtiques ben curioses, com els glueballs (bola de gluons) que són partícules fetes totalment de portadors de la interacció nuclear forta, interacció responsable que els protons i els neutrons es mantinguen units al nucli atòmic.

Cap a Mars i més enllà

576px-JUNO_-_PIA137462016, com passa cada dos anys, portarà Mart a la mínima distància a la Terra. Serà el moment en que les agencies espacials de la Terra llançaran les seues missions al planeta roig. Un ambiciós projecte conjunt de l’Agència Espacial Europea (ESA) i l’Agència Espacial Russa (Roscosmos) posarà en òrbita marciana diverses sondes i aterrarà diversos artefactes en 2016 i 2018. Per començar, en març es llançarà ExoMars 2016 que constarà d’un orbitador que analitzarà els gasos de l’atmosfera de Mars, en especial el metà, i de l’aterrador Schiaparelli que servirà bàsicament per fer proves d’aterratge ja que en no tindre fons d’energia només funcionarà uns quatre dies. La missió arribarà a Mart el 19 d’octubre.

Més enllà de Mart, la missió Juno de la NASA arribarà finalment a Júpiter el mes de juliol. I en setembre, la nau Rosetta de la ESA tractarà de fer un aterratge suau sobre el cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko. Serà el final d’una missió espectacular de la que he parlat sovint en aquest bloc.

Osiris-rexL’exploració dels cometes en directe acabarà de moment, però la dels asteroides continuarà amb la missió Dawn que continua explorant enguany Ceres i sobretot amb el llançament de la missió OSIRIS-REx de la NASA que pretén portar a la Terra mostres de l’asteroide Bennu, un asteroide ric en carboni, l’anàlisi en detall del qual ens donarà informació de les etapes més primerenques del Sistema Solar.

Explorant l’espai

El passat 17 de desembre la Xina llançà el Dark Matter Particle Explorer (DAMPE), un potent telescopi espacial per estudiar raigs gamma d’alta energia i detectar electrons i raigs còsmics. Aquest llançament és el primer d’una sèrie de cinc missions en el marc del Programa Pioner de Recerca Estratègica en Ciència Espacial de l’Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS).

FASTEl primer satèl·lit per testejar comunicacions quàntiques s’enlairarà en juny des de Xina i el també satèl·lit xinés Hard X-ray Modulation Telescope que explorarà el cel buscant fonts energètiques de radiació com ara forats negres i estels de neutrons, serà llançat cap a finals d’any.  Xina també completarà en setembre el seu superradiotelescopi que deixarà petit el radiotelescopi de 300 m d’Arecibo. El Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) de 500 m d’apertura serà llavors el radiotelescopi més gran del món. En Hawaii, mentretant l’equip que dissenya el telescopi òptic de 30 m de diàmetre Thirty Meter Telescope coneixerà si pot continuar o no el projecte després que el Tribunal Suprem de Hawaii els va revocar el permís de construcció el desembre passat.

Imatge:

1. Exomars 2016. ESA
2. La tecnologia de Captura del CO2 de Climeworks.
3. OSIRIS-REx. NASA
4. Juno – PIA13746.  NASA/JPL – Wikimedia Commons.
5. Fast. Radiotelescopi gegant xinés.