Revista Sputnik

Este blog está dedicado a la desaparecida revista soviética Sputnik.

Más allá de la EEI

El cosmos y nosotros

Para unos las estrellas son una expresión de la eternidad, la nostalgia, el romanticismo, e incluso una conexión con lo espiritual. Unos 2,844 cuerpos celestes pueden ser observados a simple vista y como veremos más adelante, tienen una conexión inherente con el pasado. Seguramente usted se ha detenido en algún momento a ver el firmamento durante una noche con cielo despejado, otros probablemente nunca han logrado identificar estrellas a excepción del Sol, pero si usted es una de esas personas, sepa que conocer más el cielo nocturno no es algo complicado y menos haciendo uso de ciertas herramientas que encontrará más adelante en esta página.

La Vía Láctea. Foto: Jonas Ginter/Flickr.

Cuando los astrólogos de la antigua Mesopotamia comenzaron a hacer mapas del cielo hace siglos, nunca imaginaron el tamaño y la complejidad del universo, lo que al inicio parecían ser estrellas lejanas resultaron ser galaxias enteras con miles de millones de estrellas reunidas en sistemas muy ordenados. Ellos pensaban que la posición del Sol, la Luna, los planetas y las constelaciones determinaban grandes acontecimientos en la Tierra y que igualmente tenían gran influencia en la vida de la personas en función de su signo, determinado por su fecha de nacimiento.

16086319964_cb9de9dbcaEn la actualidad estos signos ya no corresponden a las constelaciones de las que originalmente recibieron su nombre. Esto se debe a la sucesión de los equinoccios, un fenómeno que resulta en el desplazamiento de las constelaciones de 1° hacia el este cada 70 años durante un ciclo aproximado de 26 mil años. De modo que el signo de Aries se ha desplazado unos 30° en los últimos 2 mil años y ha entrado en contacto con la constelación de Piscis. Desde tiempos inmemoriales, las constelaciones han señalado el camino para los navegantes y estudiosos de los astros. De las 88 constelaciones reconocidas por la Unión Astronómica Internacional (Eng: IAU), es la Osa Mayor (Lat: Ursa Major) de la que se tienen las referencias más antiguas, fue mencionada por Homero en la Odisea en el siglo VIII a.C. Su estrella más brillante es Alioth (ε UMa), además contiene varias galaxias y a la nebulosa del Búho. Resulta significativo que más de una civilización identificara la formación con una osa enorme.

El siguiente mapa nos muestra lo que se conoce como la línea eclíptica, una trayectoria orbital aparente del Sol, la Luna y los principales planetas del sistema solar en su curso anual. Vistos desde la Tierra atraviesan el ecuador celeste en un ángulo de 23,5°.

Otro elemento a destacar es el zodiaco (del Griego: Círculo de Animales), una franja imaginaria que rodea toda la esfera celeste donde están las constelaciones, y que se extiende 8° grados en ambos lados de la eclíptica.

Clic para descargarLa Tierra se encuentra a una distancia media de 149.600.000 km respecto al Sol y su órbita alrededor de este alcanza una velocidad de 107.200 km/h, mientras gira simultáneamente sobre su eje cada 24 horas. La Tierra es un ejemplo de que el universo funciona de forma sumamente precisa a distintos niveles. Según la Teoría del gran impacto, publicada en 1975, la Luna pudo surgir hace 4.533 Giga-años, como resultado de la colisión entre la Tierra y un planeta del tamaño de Marte llamado Tea. En teoría, este impacto habría provocado la inclinación de 23,5° respecto la vertical en el eje de la Tierra; y por tanto las estaciones del año.

Las cuatro estacionesDebido a esa inclinación de 23,5°, el Sol no sale ni se pone por el mismo lugar cada día, sino que se desplaza gradualmente al norte y al sur del ecuador, en su migración aparente. En el hemisferio norte el Sol sale por su punto más septentrional —23,5° al norte del ecuador— una vez al año, alrededor del 21 de junio, cuando el eje de rotación de la Tierra alcanza su máxima inclinación hacia el Sol durante la órbita terrestre. Por el contrario, cuando el hemisferio sur alcanza su máxima inclinación hacia el Sol, este sale por su punto más meridional —23,5° al sur del ecuador—, lo cual ocurre cerca del 21 de diciembre. Estos dos puntos extremos se denominan solsticios. La palabra solsticio quiere decir “Sol inmóvil”.

Cuando la Tierra alcanza el punto medio entre los solsticios, los rayos solares caen perpendicularmente sobre el ecuador terrestre. Este fenómeno se conoce como equinoccio, lo que quiere decir que el día y la noche tienen la misma duración en cualquier lugar de la Tierra. Sobre el 20 de marzo y el 21 de septiembre, el Sol sale exactamente por el este, sigue el ecuador durante doce horas y se pone exactamente por el oeste. Al mediodía durante el equinoccio el Sol está en su cenit sobre el ecuador y ningún objeto proyecta sombras allí.

La humanidad abre las puertas del cosmos

En los últimos siglos el avance de la ciencia y la tecnología han permitido ver cada vez más de cerca el cielo nocturno, pero el simple hecho de observar las estrellas aún sin la ayuda de un telescopio; puede ya no sólo facilitarnos la detección de satélites que orbitan nuestro planeta, sino que convertir nuestra experiencia en algo más interesante y fascinante. Quien les escribe tiene el placer de conocer personas que además del interés, tenían la suficiente capacidad y motivación para construir su propio telescopio. Esa es precisamente la actitud que ha llevado al ser humano a obtener tantos logros en el espacio.

957px-LH_95Formación estelar LH95 en la Gran nube de Magallanes, captado por el Telescopio Espacial Hubble. Foto: NASA.

Cierto personaje de tiras cómicas dijo al ver las estrellas: «Están muy lejanas y su luz tarda mucho en llegarnos, lo único que vemos de las estrellas son fotografías viejas», esto es muy cierto ya que si bien la luz viaja a 300 mil kilómetros por segundo; las distancias que recorre desde las estrellas hasta la Tierra son inmensas, en la mayoría de los casos algunos científicos discrepan sobre las distancias de algunas ya que no existe el modo de conocer tales detalles con exactitud. Alfa Centaurí (α-Cen) es el grupo de estrellas más cercanas a la tierra después del Sol, están situadas a 4,36 años luz de la Tierra o 41,3 billones de Km’s (1,33 Pársecs), esto significa que cuando las observamos vemos una imagen de hace más de 4 años, otras estrellas visibles se encuentran a cientos, miles, e incluso millones de años luz de la tierra y es probable que algunas ya no existan.

Luego de los incalculables aportes de Nicolás Copérnico, así como Johannes Kepler y Galileo Galilei existía el conocimiento para comprender mejor como funcionaba nuestro sistema solar, y hacia el año 1685, Isaac Newton tenía una idea clara de cómo poner un satélite en órbita.

Para que la trayectoria orbital de un satélite sea circular y no elíptica; es necesario conocer la fuerza de atracción gravitacional F, que la Tierra ejerce sobre el satélite y que determinará la velocidad y la trayectoria resultante. Dependiendo de su velocidad los satélites pueden seguir una órbita elíptica, cuando tienen un punto de próximo a la Tierra (perigeo), otro lejano (apogeo) y su velocidad varía, o una órbita circular, cuando su velocidad es constante y su trayectoria es proporcional a su radio.

Los cohetes funcionan según la Tercera Ley de Newton, el principio de acción y reacción, sin embargo, en los tiempos de Newton no existía la tecnología de cohetes para lograr colocarlo a una altura superior a los 150 km (órbita baja). Para esto era necesario que el cohete alcanzara una velocidad de 28,000 km/h.

A inicios del siglo XX, Konstantín Tsiolkovski realizó trabajos sobre física de cohetes multietapas y propulsores de combustible líquido. Inspirado por las novelas de Julio Verne, Tsiolkovski había encontrado en 1903 una formula que describía el funcionamiento esencial de los cohetes. Tomó en cuenta la velocidad de escape del propelente y la relación de masas del cohete antes y después del despegue. Según la ecuación de Tsiolkovski, el cambio en la velocidad de un cohete Δv (Delta-v) es igual a la velocidad de escape del propelente Ve por el logaritmo natural de su masa inicial Mi (antes de la quemadura), dividido por su masa final M(después de la quemadura). El escritor y científico Arthur C. Clarke la consideró como la ecuación más importante en la historia de los cohetes.

Cohete de TsiolkovskiEl legado de Tsiolkovski es evidente para todos los que trabajamos en la industria espacial (…) nos dejó cálculos matemáticos que son necesarios y nos ayudan a comprender los problemas asociados a la construcción de cohetes de múltiples etapas.

Su trabajo fue el punto de partida en la construcción de cohetes modernos como el Saturno-V y sus motores. Esto nos indica que los requisitos de diseño para la construcción de motores que él formuló hace décadas; no han perdido su valor en la actualidad, sus teorías han resistido al paso del tiempo. — Wernher von Braun.

Basado en esto Hermann Oberth consolidó una base científica para los viajes espaciales y reiteró la necesidad del cohete multietapas para realizarlos. Oberth además fue asesor técnico y diseñador en la película «La Mujer en La Luna» que popularizó la idea de los cohetes y la exploración espacial. Escribió unas 20 obras sobre los cohetes, viajes espaciales tripulados y el rover lunar entre otros temas.

El primer cohete de combustible líquido fue lanzado desde Estados Unidos por Robert Goddard el 16 de marzo de 1926, elevándose 12 mt. Goddard ideó un sistema de enfriamiento para los inyectores del cohete, otro para controlar la dirección con giroscopios y una bomba para el carburante, además desarrolló el fundamento científico para crear un cohete capaz de llegar a la Luna, no obstante, a pesar de sus trascendentales aportes a la cosmonáutica; su trabajo fue subestimado y sufrió burlas por parte de la prensa. Posteriormente 5 años mas tarde, en 1931 Johannes Winkler y su grupo harían lo propio en Alemania y en 1932 fue el turno de la Unión Soviética bajo liderado por Serguéi Koroliov.

El 3 de octubre de 1942 Wernher von Braun, lanzó el primer gran cohete de combustible líquido, el V-2 (Arma de la venganza 2), desde el Centro de Investigación Peenemünde, en la isla de Usedom al norte de Alemania. Más tarde von Braun se convertiría en el equivalente de Koroliov durante la Carrera Espacial.

159265El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó el Sputnik-1, el primer satélite artificial de la historia, a bordo del R-7 Semyorka, un cohete de 2 etapas y 280 t, que habían desarrollado entre 1953 y 1955. Con este acontecimiento, la humanidad entró en la la era espacial.

Apenas un mes después, el 3 de noviembre de 1957; la URSS nuevamente lanzaba otro satélite, el Sputnik-2, pero esta vez el vehículo estaba tripulado. Laika, una perrita mestiza de las calles de Moscú, fue el primer ser vivo en orbitar la Tierra.

Hasta entonces los científicos creían que los humanos no podrían sobrevivir a un viaje espacial. Su cohete no fue diseñado para regresar a la Tierra, pero Laika abrió la posibilidad de los viajes tripulados por seres humanos.

Si bien todo esto se logró en plena Guerra Fría y bajo un clima de gran tensión; no habría posible de no existir un interés genuino por explorar y comprender lo desconocido. A lo largo de la década de 1960 los Estados Unidos y la Unión Soviética se enfrentaron en la Carrera Espacial, una competencia que demandaba enormes cantidades de recursos materiales como una gran capacidad científico técnica. En menos de una década, el ser humano logró batir límites considerados insuperables desde hace varios siglos, Serguéi Koroliov y Wernher von Braun habían hecho posible lo que para la mayoría era aparentemente imposible.

A comienzos de la década de 1970 la exploración del espacio estaba impulsada por el deseo de ambas superpotencias por conseguir ventajas militares individuales respecto al rival. El espacio se consideraba como un sitio estratégico cuyo control resultaba vital para garantizar la hegemonía política-militar en la Tierra. No obstante, en 1975 todo eso cambió, los EE.UU. y la URSS; sorprendieron al mundo con un anuncio que pondría fin a la tan agotadora Carrera Espacial. Ambas superpotencias se habían unido para llevar a cabo el Proyecto de Pruebas Apolo-Soyuz, se trataba nada menos que de la primera misión espacial internacional de la historia (véase los detalles). El 15 de julio de 1975, la URSS lanzó la Soyuz desde Kazajistán, simultáneamente EE.UU, lanzó la nave Apolo desde Cabo Cañaberal. Ambas naves tripuladas, se acoplaron a 220 kilómetros de la Tierra. Según Alexéi Leónov, el histórico apretón de manos ocurrió justo cuando orbitaban sobre el Río Elba, recordando mucho al encuentro ocurrido 30 años atrás.Ilustración del encuentro espacial entre EE.UU y la URSS tras acoplar exitosamente la estación Apollo-Soyuz. Foto: NASA.

El interés por el espacio es un despertar de la conciencia humana sobre el verdadero lugar que ocupamos en el universo. Como dijo Carl Sagan: «somos un imperceptible punto azul en la inmensidad del universo». Desgraciadamente la Tierra sigue siendo un sitio donde muchos se desentienden incluso de su propio entorno.

Buscando en el cielo nocturno

Si usted dedica tiempo a observar el espacio buscando la Estación Espacial Internacional, seguramente ya habrá notado la presencia de otros satélites orbitales (no geoestacionarios). Imaginemos que deseamos ver un satélite, pero no de manera fortuita, así podríamos observarlo mejor con un telescopio o incluso fotografiarlo. Existen herramientas que facilitan mucho esta tarea posibilitando conocer más acerca del satélite y darle un verdadero seguimiento, de igual forma podrá saber que otros satélites orbitan el cielo donde usted se encuentra y mientras lee estas palabras.

Uno de los recursos más completos con los que usted puede contar a la hora de observar el cosmos y los satélites que orbitan la Tierra; es el Stellarium, un software de código abierto con una extraordinaria capacidad para realizar un sinnúmero de actividades que le resultarán sumamente útiles.

A modo de ejemplo observemos la siguiente fotografía, fue tomada el 27 de enero de 2015 cuando la EEI orbitaba sobre el espacio de Houston, Texas a una velocidad de 8 kilómetros por segundo. El fotógrafo configuró el obturador para una exposición de 30 segundos obteniendo este resultado:

B8W5eAeCUAAnnx9Estela de luz de 141 km de longitud en la trayectoria de la EEI justo antes del amanecer. Foto: Astro95 Media

El fotógrafo sin lugar a dudas se había anticipado al paso de la EEI utilizando herramientas similares a las mencionadas en la página EEI-En Vivo. Si combinamos estas herramientas con el Stellarium, no sólo va a ser más fácil avistar la EEI, sino que también podremos saber de forma muy precisa la ubicación de otros satélites que surcan el cielo. En el Stellarium, el cielo de la fotografía anterior aparecería de la siguiente manera:

stellarium iss spotted 2015El Stellarium es un planetario digital muy completo, contiene un catálogo de entre 600 a 210 millones de estrellas y ofrece al usuario una simulación de gran calidad para las efemérides astronómicas, también permite agregar una ubicación exacta y automáticamente muestra la perspectiva del cielo en tiempo real con respecto a la locación indicada, zona horaria y estación del año.

Para observar los satélites, tiene la opción en el panel inferior del Stellarium (comando Ctrl+Z), de esta forma aparecerán todos los satélites registrados y al hacer clic en alguno, verá datos muy útiles para saber si el satélite es visible o está eclipsado mientras pasa por nuestro campo visual nocturno. El programa también permite conectar y controlar telescopios digitales para apuntarlos con gran precisión hacia los objetos celestes seleccionados en la pantalla. En todo caso si desea utilizar el Stellarium de manera anticipada es necesario confirmar que el cielo estará despejado consultando los pronósticos del tiempo para su localidad. Las ultimas versiones traen por defecto activado el modo realista, que muestra los satélites artificiales tal y como se ven directamente cuando no están eclipsados, pero, al igual que ocurre a simple vista; pueden pasar inadvertidos.

Nota: Para ver el icono de los satélites en la nueva versión,  presione F2, diríjase a Complementos → Satélites → Configurar y deseleccione la última opción: Modo realista para satélites artificiales, luego en esa misma ventana guarde como la configuración por defecto. Con eso bastará para ver nuevamente cada satélite registrado son perder detalle de su paso.

Stellarium download main pageLa mejor parte es que es totalmente gratis, multiplataforma y multilingüe (no así en App Store o Google Play). Utiliza relativamente pocos recursos en memoria, procesador y espacio en disco duro (aproximadamente 230 MB).

Cosmofotografía

4929686982Luego de mejorar considerablemente las opciones para avistar los satélites, cuerpos celestes y eventos astronómicos; podremos captarlos con instrumentos ópticos si así lo deseamos.

Para tomar fotografías será fundamental utilizar un trípode estable para obtener buenos resultados, para evitar mover la cámara es necesario configurar disparos automáticos, también podría usar un cable disparador o un control remoto en caso de que la cámara lo permita.

Si se desea fotografiar algún satélite, ajuste la velocidad de obturación para exposiciones de entre 15 a 30 segundos (luego de 30 segundos es probable que el movimiento de la Tierra afecte el resultado), los valores de aperturas podrían ser  ƒ/4.0ƒ/4.5  o  ƒ/5.0. Debe apagar el flash y configurar una sensibilidad promedio de ISO 3200, pero esta podría variar de los 500 a los 10000, por ejemplo al fotografiar un paisaje nocturno con estrellas de fondo, los resultados dependerán de la contaminación lumínica y en el caso de fotografiar cuerpos celestes específicos, será necesario aumentar los parámetros de sensibilidad ISO. Todo debe estar sujeto a sus propias pruebas de campo.

15563036513En cualquier lugar hay un amor universal por los satélites. Foto: Sergéi Golishev/Flickr

La fotografía anterior muestra el conjunto de estrellas conocidas como  Cúmulo de Pléyades al momento que pasaba un satélite desconocido, probablemente de una órbita muy alta. Para ello el cosmofotógrafo utilizó una cámara digital réflex (DSLR) con un objetivo de 200 mm.

Otro punto importante es que la imagen ha sido post-procesada en Photoshop, donde sus niveles y curvas de color fueron optimizados para lograr una mejora significativa. También se puede utilizar la aplicación DeepSkysTacker, que ha sido desarrollada para simplificar esta tarea y además es gratuita. Si tiene la posibilidad de almacenar las imágenes en el formato RAW, será la mejor opción para ajustar los valores durante el post-procesamiento (muy necesario en la cosmofotografía) ya sea usando Adobe Lightroom, Adobe Photoshop o DeepSkysTacker.

Canon_EOS_Rebel_XT_con_objetivo_Helios-44M5_58mm_f2_y_adaptador_montura_rosca_M42_a_Canon_EOS_EFCámara digital réflex Canon EOS 350D Rebel XT con un objetivo Helios 44M-5 de fabricación soviética, producido por la planta Júpiter de Valdai. Está montado a la cámara mediante un adaptador M42. Foto: Wikimedia Commons.

ручной режим canon

Configuración en modo manual

En caso de intentar fotografiar más profundamente las estrellas resulta más eficaz usar cámaras réflex, dado que sus ópticas permiten observar directamente al sujeto que se desea fotografiar sin margen de error, así como también la facilidad de adaptarle filtros CLS al sensor de la cámara, reduciendo así la contaminación lumínica artificial, y sin olvidar la posibilidad que tienen para montar teleobjetivos y obtener mejores resultados fotografiando el espacio interplanetario.

Es importante tener claro que no es necesario disponer de equipos profesionales para obtener buenos resultados, pero en caso de equipos compactos lo ideal es una buena cámara que cuente con modos de configuración manual.


Esperamos que la información le resulte útil para que pueda experimentar y luego determinar por si mism@ cuál es el mejor procedimiento para cada situación en particular. Esta claro que los temas abordados son bastante extensos para un sólo artículo, pero si tiene alguna duda o sugerencia no dude en escribirnos.


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