La NASA retrasa por enésima vez el lanzamiento del espectrómetro AMS-02 hacia la ISS

Los lanzamientos de los transbordadores espaciales siempre están repletos de incidencias (y esta entrada también ha estado sujeta a muchas incidencias). Así que cambio por enésima vez el título y quito los párrafos que taché…

El 29 de abril, a las 3:47 p.m. EDT, es decir, a las 21:47, hora de Madrid, el transbordador espacial Endeavour iba a dar inicio a la misión STS-134 que llevaría el espectrómetro AMS-02 hasta la Estación Espacial Internacional. El lanzamiento se podría haber visto en directo en la web del CERN seguiendo este enlace.

Quizás sea el momento de recordar algunas cosas sobre la AMS-02, para los despistados que no la conozcan. Te recomiendo el artículo de Manuel Aguilar Benítez de Lugo, «En busca de la antimateria perdida,» Real Academia de Ciencias, Exactas, Físicas y Naturales, Director del Departamento de Investigación Básica del CIEMAT, 2010. Os extraigo algunos párrafos, para abrir boca, lo que no quita que también os recomiende su lectura detallada. Las imágenes con las que acompaño esta entrada están extraídas de J. Casaus, «The AMS Experiment on the ISS,» Discrete-08, Valencia (Spain), 2008.

«El estudio de la radiación cósmica ha sido la herramienta fundamental para avanzar en el conocimiento del Universo. El espectrómetro AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) será instalado en la Estación Espacial Internacional (ISS por International Space Station) y realizará medidas precisas y de larga duración de las componentes electromagnética y cargada de la radiación cósmica en ausencia de contaminación atmosférica. La ISS (el instrumento de coste más elevado construido hasta la fecha, con un coste estimado de 157 mil millones de dólares, más de 25 veces el coste del acelerador LHC (Large Hadron Collider) en el CERN) es un lugar privilegiado para el estudio de la radiación cósmica primaria, al eliminar los problemas derivados de la existencia de atmósfera. Sin embargo, las restricciones impuestas por el limitado suministro eléctrico y el peso de la instrumentación, así como las implicaciones debidas al entorno de vacío, microgravedad, radiaciones y variaciones de temperatura, constituyen un enorme desafío para el diseño, construcción y operación de instrumentación del tipo de la utilizada en experimentos de física de partículas. El instrumento AMS─02 constituye un esfuerzo pionero para el aprovechamiento del extraordinario potencial de la Estación Espacial Internacional para el desarrollo de un ambicioso programa de investigación en Astrofísica de Partículas.

En 1994 el Profesor S. S. C. Ting, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Premio Nobel de Física en 1976, propuso al Departamento de Energía (DOE) de los Estados Unidos la construcción de un detector de altas prestaciones para ser instalado a bordo de la ISS. El peso del detector y su consumo eléctrico debían respetar las limitaciones impuestas por la NASA (6700 kg y 2 kilovatios de potencia). El éxito científico de una misión espacial depende del correcto funcionamiento de todos los sistemas que componen el instrumento en las condiciones hostiles espaciales: aceleración 3’0 g en el despegue, deceleración 6’5 g en el aterrizaje, vibraciones (150 dB), gradientes de temperatura del orden de 100 ºC (−65 ºC / +40 ºC), radiación ambiental, alto vacío, microgravedad, impacto de micro-meteoritos, etc. Además, la instrumentación espacial exige un alto grado de redundancia para evitar posibles fallos.

En 1995 nació la Colaboración Internacional AMS que construiría el instrumento en dos etapas. En una primera etapa la Colaboración construiría un instrumento prototipo (AMS-01) que validaría el concepto experimental en un vuelo precursor de uno de los trasbordadores a la estación espacial rusa MIR. En una segunda etapa se construiría un instrumento (AMS-02), con los últimos avances tecnológicos, que sería transportado a la ISS en donde permanecería instalado por un periodo no inferior a 3 años. El AMS─01 tomó datos a bordo de la estación espacial MIR durante el periodo 2─10 de Junio de1998, recolectando unos ~100 millones de rayos cósmicos. Su éxito científico-técnico confirmó que es posible realizar medidas de alta precisión de espectros de partículas cargadas de alta energía en el espacio.

La contribución española al proyecto del AMS-02, organizada desde el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), se ha focalizado en el diseño y construcción, por la empresa CRISA, de los sistemas electrónicos que permiten cargar eléctricamente el imán superconductor, monitorizar y controlar su operación (Cryomagnet Avionics Box, CAB) y en el diseño y construcción del contador Cherenkov (RICH).

Durante los primeros tres años de operación AMS-02 puede acumular estadísticas importantes de los núcleos más abundantes presentes en la radiación cósmica. Por ejemplo: ~108 protones con energías > 100 GeV, ~107 núcleos de helio con energías > 100 GeV/nucleón, y ~105 núcleos de carbono con energías > 100 GeV/nucleón. Estas muestras estadísticas y la precisión en la determinación de las propiedades de las partículas que forman la radiación cósmica, debido a las altas prestaciones del instrumento, van a permitir desarrollar un variado y novedoso programa de investigación:

  • Estudio de precisión de la composición y propiedades de los rayos cósmicos en rangos de energía de hasta 1 TeV.
  • Estudio de la radiación gamma difusa en el intervalo de energía 0’1 GeV – 1 TeV.
  • Estudio de la emisión de rayos gamma con energías superiores a varios GeV en pulsares  en la Vía Láctea.
  • Búsqueda de antimateria cósmica primaria. Con una muestra de 2×109 núcleos de helio con energías hasta los 2 TeV, en caso de no encontrarse ningún núcleo de antihelio, será posible excluir la existencia de antimateria hasta el confín observable del Universo (~1000 Mpc, ~3×1024 km).
  • Evidencia y naturaleza de la materia oscura. El estudio de la dependencia con la energía de la fracción de positrones  (e+) sobre el total de electrones y positrones (e++e) podría revelar la existencia de nuevas partículas compatibles con la abundante presencia de materia oscura. En caso de descubrirse otros posibles candidatos (p. ej. partículas supersimétricas) en experimentos con aceleradores de partículas, el estudio comparativo de las características de ambas señales podría ser de gran interés.     
  • Búsqueda de nuevas formas de materia en el Universo, por ejemplo núcleos de materia compuestos de super-nucleones formados por tres tipos de quarks (u, d, s). Este tipo de núcleos, denominados “strangelets”, se caracterizan por tener pequeños valores del cociente Z/A (~0’1) a diferencia de lo que ocurre en los núcleos ordinarios (Z/A~0’5). Algunas hipótesis apuntan a que las estrellas de neutrones son en realidad un único gigantesco “strangelet”.

El objetivo científico más atractivo del programa de AMS-02 es la exploración de lo desconocido, la búsqueda de fenómenos que existen en la Naturaleza y que nunca habíamos imaginado o para los que no estábamos equipados con la adecuada instrumentación. La versatilidad y prestaciones de AMS-02 hacen que sea considerado ya como el “Telescopio Hubble” para partículas cargadas.

Como se ha constatado en repetidas ocasiones, la Ciencia produce resultados que con frecuencia desafían la intuición humana. Es uno de sus aspectos fascinantes. Como también lo es que muchos de estos inesperados resultados han propiciado cambios radicales en la forma de vida de los seres humanos. Es altamente probable, por no afirmar que inevitable, que la investigación realizada desde la Estación Espacial Internacional con instrumentación novedosa produzca resultados no esperados y contribuya de forma relevante al proceso de acopio de conocimiento científico-técnico en física fundamental y en otras disciplinas, en particular en el campo de la exploración espacial y del conocimiento del Universo.»

Más en este blog sobre la AMS-02: «El lanzamiento del AMS-02 se retrasa hasta el 29 de abril de 2011,» 17 abril 2011.



12 Comentarios

      1. No pasa nada, faltaría más. Ya me gustaría a mí meter la pata tan poco como tú. 🙂

        Por cierto, finalmente retrasaron el lanzamiento 72 horas.

        Gracias por tu trabajo.

  1. Hola, Francis. Creo que te has equivocado, la página web que citas es del 27 de abril…pero de 2010. Allí se habla de que posponen el lanzamiento hasta noviembre de 2010. ¡Si está nuestra ministra allí para el lanzamiento!

    1. Victor, «Una alegría» será si todo sale bien y no hay ningún problema de última hora. Las leyes de Murphy juegan muy malas pasadas. Habrá que cruzar los dedos y desear que todo salga bien esta noche (hora española).

    1. El domindo un comité de la NASA decidirá si el lanzamiento es el lunes o más tarde («A Sunday NASA technical meeting is foreseen in order to decide if Monday, May 2nd at 2:33 p.m. EDT would be a suitable date for the launch»).

  2. Hola, aunque no sea ciencia, creo que es destacable que la misión STS-134 es la última de la ENDEVOUR y que la NASA ha hecho un concurso https://songcontest.nasa.gov/topOrig.aspx para conmemorarlo para seleccionar la música oficial de la misión y de momento va ganando el grupo asturiano «Stormy Mondays».

    Saludos y felicidades por el blog!
    n+

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 29 abril, 2011
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • General • Noticias • Physics • Prensa rosa • Science
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