Espiral del sistema solar, un huapango a bordo de la misión Viajero

NOSOTROS

Espiral del sistema solar,

UN HUAPANGO A BORDO DE LA MISIÓN VIAJERO

Lilia Montoya María Guadalupe Cordero-Tercero Ana Cristina Hernández Alva*

Hace cuarenta años se lanzaron al espacio las astronaves

Viajero (o Voyager) 1 y 2, con el objetivo de estudiar los planetas gigantes, sus satélites y el entorno formado por la atmósfera y magnetosfera solar. Además, las naves llevan a bordo un disco de oro con información sobre nuestro planeta, sociedades y ecosistemas; en pocas palabras, estas naves son nuestras cápsulas de tiempo espaciales, ¿las encontrará alguien? Quizá nosotros mismos en el futuro. El objetivo de esta actividad es mostrar el sistema estelar en el que vivimos y al cual estas astronaves y otras misiones nos han ayudado a comprender.

Shutterstock

Introducción

Durante el siglo XX, la sociedad en general experimentó un aumento en el conocimiento de las ciencias ambientales y se logró una percepción de la Tierra como una aldea planetaria. En este siglo, en las conversaciones cotidianas han permeado términos como cambio climático, huracán, sismo, asteroide o impacto ambiental. El conocimiento incentiva una cultura de “ciudadanía planetaria”,

* Lilia Montoya: profesora titular en la Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del

Estado de Morelos (UAEM). María Guadalupe Cordero-Tercero: profesora-investigadora del Instituto de Geofísica, Universidad

Nacional Autónoma de México (UNAM). Ana Cristina Hernández Alva: estudiante de servicio social del Instituto de Geofísica, Universidad

Nacional Autónoma de México (UNAM).

por ejemplo, prevención de desastres (ambientales), uso inteligente de los ecosistemas, políticas de conservación y legislación medioambiental y el remplazo de ideas cataclísmicas y alarmistas innecesarias por un monitoreo de los NEA (acrónimo en inglés del término asteroides cercanos a la Tierra) cuando éstos se catalogan como potencialmente peligrosos.

Desde la segunda mitad del siglo XX, nuestra milenaria civilización emprendió una exploración del sistema solar desde varias facetas: geofísica, geológica, geoquímica, tecnológica e incluso económica. Es hasta la década de 1970 cuando se adopta una perspectiva biológica al realizarse misiones espaciales que incluían entre sus objetivos determinar la presencia de vida en Marte. El programa Vikingo es el mejor ejemplo de esta etapa; se componía de cuatro naves: dos orbitaron al planeta y otras dos aterrizaron en él, las dos últimas fueron Vikingo I y Vikingo II y se lanzaron en 1975.

Las naves Vikingo representaron la empresa de buscar seres vivos directamente en sitios ajenos a la Tierra. Sin embargo, en términos cronológicos, la primera misión que incluyó en su diseño la suposición de la existencia de vida fuera de la Tierra fue la misión Pionero (Pioneer). En particular, los Pioneros 10 y 11, lanzados en 1972, portaron una placa diseñada por Carl E. Sagan y Frank Drake y dibujada por Linda Salzman Sagan. La placa incluye una guía espacial para localizar al sistema solar en la Vía Láctea, así como la trayectoria de la nave espacial. Además, sobre la placa se dibujó a una pareja, un hombre y una mujer promedio, mostrando un gesto de buena voluntad. Entre 1995 y 1996, la energía del transmisor fue insuficiente para localizarlos y éste se silenció.

El saludo a bordo de las naves Pionero está destinado a seres de quienes todavía no tenemos evidencia y representó un gran logro porque en la comunidad científica todavía no hay un consenso que clame por buscar el establecimiento de comunicación con otras civilizaciones.

Shutterstock

Figura 1. Placa pictórica de F la nave espacial Pionero l destinada al espacio d interestelar. El diagrama i de la izquierda indica la d posición del Sol. En el p fondo están los planetas, f que se extienden hacia q afuera desde el Sol. a

Figura 2. Modelo a escala real de las naves espaciales Viajero 1 y 2. Viajero 1 ha completado su misión a Júpiter y Saturno y ahora está saliendo del sistema solar, y Viajero 2 siguió a su nave hermana hacia Júpiter y Saturno seguido de encuentros con Urano y Neptuno. A la derecha se ven las cámaras y otros instrumentos; al centro, la antena, que proporciona comunicación entre la nave espacial y los controladores en la Tierra; y justo debajo hay un brillante disco de oro llamado Los sonidos de la Tierra, que contiene música e imágenes de nuestro planeta.

Dos años después del lanzamiento de las naves Vikingo, el 20 de agosto y el 5 de septiembre fueron lanzadas dos naves espaciales conocidas como Viajero 2 y Viajero 1. En las astronaves Viajero se incluyó un disco, Los sonidos de la Tierra, que contiene música e imágenes de paisajes terrestres y de seres humanos de distintas culturas.

vo y a g er. jpl. nasa. gov/galleries

Figura 3. Disco de oro Los sonidos de la Tierra De Guiche: ¡Bah!, ¡idos al infierno! Cyrano: Es el Cielo quien me envía. ¿Podríais creer que al caerme he visto a Sirio ponerse por la noche un turbante? ¡La Osa Menor es demasiado pequeña para que pudiera morder! ¡Al atravesar la Lira, rompí una de sus cuerdas! Contaré todo mi viaje en un libro y, con las estrellas de oro que brillan en mi capa y que conseguí tras innumerables peligros y aventuras, haré los asteriscos, cuando el libro se imprima.

Obra de teatro Cyrano de Bergerac (III, XIII) de Edmond Rostand

voyager.jpl.nasa.gov/galleries

voyager.jpl.nasa.gov/galleries

voyager.jpl.nasa.gov/galleries voyager.jpl.nasa.gov/galleries

Figura 4. Imágenes contenidas en el disco de oro a bordo de las astronaves Viajero

Para conmemorar el cuadragésimo aniversario del lanzamiento de las naves espaciales Viajero 1 y 2, presentaremos una actividad que puede realizarse en distintos niveles escolares y con materiales comunes en el aula escolar. La actividad tiene el fin de que se adquiera una noción del orden de los planetas en el sistema solar y se aprecie la ubicación actual de las naves Viajero 1 y 2, para lo cual será indispensable también reconocer dónde éste termina.

Actividad

Dirigida a: niños de 5 años en adelante. Duración: 30 minutos aproximadamente, en función de la destreza y edad de los participantes.

Materiales (por persona) • 1 cartulina marcada con la espiral de la figura 5 • 1 impresión de las imágenes de la figura 6 a f

Colores de cera (varios colores) Tijeras

Estrellas o diamantina para decorar Pegamento blanco

1 cartulina (o una hoja tamaño carta), de preferencia en color negro

1 cartulina negra de 10 x 10 cm

9 cm

Figura 5. Guía para recortar una espiral que simula las órbitas de los planetas del sistema solar

Sol

Mercurio

Venus

Tierra

Marte

Júpiter Urano Neptuno

Saturno

Figura 6. Figuras de los cuerpos del sistema solar para recortar

Procedimiento El maestro debe repartir a cada participante dos cartoncillos de color negro: el primero con una espiral impresa (como la que se muestra en la figura 5) y el segundo sin imágenes y en tamaño carta, y brindarles las siguientes indicaciones:

1. Recortar con tijeras la espiral hasta llegar casi al centro (figura 5, siguiendo la línea). 2. Recortar las imágenes de los cuerpos del sistema solar (figura 6). Hacer énfasis en que se utilizará solo una imagen del Sol y de los planetas Urano y Neptuno y que del resto de planetas –Mercurio, Venus,

Tierra, Marte, Júpiter y Saturno– se utilizarán dos imágenes. 3. Fijar el Sol en el centro de la cartulina y encima de éste pegar el centro de la espiral y los planetas a la espiral como lo indica la figura 8. (A excepción del Sol, Urano y

Neptuno, hay dos imágenes de cada uno de los otros planetas con la intención de que se peguen “espalda con espalda” de tal forma que el pedazo de espi- ral donde se colocarán quede entre estas dos partes (figura 9). Es importante notar que Urano y Neptuno van pegados a la espiral de tal forma que quedan en la última parte de la espiral y de frente a la imagen del Sol.)

Correo del Maestro Figura 7. Recortar los cuerpos del sistema solar y la espiral siguiendo la línea (se puede fotocopiar la figura 5 de la página 9 y usarla como guía)

Doblez del cartoncillo

T

M S

M J

V

S Vi

N U

14 cm

Cara A Cara B

22 cm

Figura 8. Señalización de los puntos donde pegar los cuerpos del sistema solar (Sol y planetas). Observar que algunos de ellos se pegan a la tarjeta además de a la espiral.

4. Recortar y doblar el cartoncillo u hoja de tamaño carta a la mitad, como lo muestra la figura 8. (El cartoncillo representa el espacio interplanetario, por lo que se sugiere colorearlo con asteroides entre los planetas.) 5. Colocar el centro de la espiral en el centro de la cara A de la tarjeta y adherirla con pegamento líquido o de barra (letra “S” en la figura 8). Untar pegamento en el segmento de la espiral entre Neptuno y Urano por la parte que estará en contacto con la cara B de la tarjeta. 6. Cerrar la tarjeta por la línea punteada (figura 10) con el propósito de que el segmento de espiral al que se le puso pegamento se fije en su lugar.

Correo del Maestro

Figura 9. El Sol y los planetas se fijan a la espiral (a excepción del Sol, Urano y Neptuno, hay dos imágenes de cada uno para pegar “espalda con espalda”)

Cara A

Cara B

Correo del Maestro

Figura 10. Se pone pegamento entre Neptuno y Urano en la parte de atrás y luego se cierra la hoja por la línea punteada para que la espiral quede pegada en la cara B como se muestra en la imagen

7. Decorar la portada y la contraportada de la tarjeta; por ejemplo, puede utilizarse un dibujo de la imagen del disco de oro del Viajero (figura 3).

C o r r e o d e l M a e s t r o Correo del Maestro

Nave Viajero

Figura 11. Finalmente, pegar diamantina para simular la nube de Oort y colocar la nave Viajero fuera de la región de la espiral

8. Colocar la nave Viajero fuera de la región de la espiral para indicar que se encuentra más allá de la órbita del planeta más exterior (Neptuno, N). (No se incluye a Plutón en el sistema planetario porque no es un planeta sino un cuerpo transneptuniano; además, las dos astronaves de la misión Viajero están más allá de la órbita de Plutón.) En la periferia se dibuja o señala la nube de Oort (figura 12).

Nube de Oort Nave Viajero

Figura 12. Figura12 Fotografía de la espiral al final la actividad “Espiral del sistema solar” Fotografíadelaespiralalfinallaactividad “Espiraldelsistemasolar”

Consideraciones para la discusión con los participantes

Se invita a los participantes a proponer en grupo una escala de la distancia recorrida hasta ahora por las naves espaciales utilizando referencias cotidianas. Al emplear como referencia las distancias al Sol de diferentes cuerpos en el sistema solar en unidades astronómicas (tabla 1) se reconoce que, si bien las naves espaciales Viajero se encuentran más lejos que la órbita del planeta más exterior (Neptuno), éstas no han rebasado a la nube de Oort.

Tabla 1. Radio orbital promedio en unidades astronómicas (UA) de los planetas del sistema solar, de las naves espaciales de la misión Viajero y de la nube de Oort

Objeto

Mercurio 0.387 Distancia promedio desde el Sol en unidades astronómicas (UA)a

Venus

Tierra 0.723

1.000

Marte

Júpiter

Saturno 1.524

5.203

9.543

Urano 19.192

Neptuno

Plutón 30.069

39.070

Viajero 1b

140 19 horas 30 min luz3 (en este tiempo, un autobús puede ir de Ciudad de México a Chihuahua, Chihuahua) 116 Viajero 2c 16 horas luz3 (en este tiempo un autobús puede ir de Ciudad de México a Monterrey, Nuevo León) Finaliza la nube de Oort 100 000 a 150 000

a UA: Unidad astronómica. Distancia promedio entre el centro de la Tierra y el centro del Sol. 1 UA = 149.6 × 106 km. b Información recabada en noviembre de 2017. c El tiempo es auxiliar para expresar distancia atendiendo a la distancia recorrida por la luz en un lapso; un año luz equivale a 9.46 × 1012 km.

La nube de Oort consiste en una región esférica donde orbitan los núcleos de los cometas de periodo largo. Esta nube marca los límites del “Reino del Sol”, es decir, los cuerpos en esta zona aún están atados gravitacionalmente a

nuestra estrella, en tanto que cuerpos más distantes ya no lo están. Esto significa que aun cuando las misiones espaciales Viajero se han desplazado durante poco más de cuarenta años a una velocidad de 16 kilómetros por segundo, continúan localizadas dentro del sistema solar.

Será de utilidad discutir con el grupo qué distancia puede recorrer un automóvil, un avión, una persona, en cuarenta años para compararla con las distancias recorridas por las astronaves Viajero.

Otro elemento que ilustra la importancia de las naves espaciales Viajero es la información que llevan consigo. Nos referimos al disco Los sonidos de la Tierra, que contiene una selección de imágenes, música y saludos de algunas de las diferentes culturas que representan a la civilización humana (figura 4). De México se eligió la canción “El Cascabel”, escrita por el veracruzano Lorenzo Barcelata, en la interpretación del Trío Aguilillas. Barcelata se dio a conocer como actor en la película Allá en el Rancho Grande (1936), que marcó el inicio de la Época de Oro del cine mexicano y recibió elogios de la crítica internacional en revistas como Newsweek y periódicos como The New York Times. El repertorio de noventa minutos con música tradicional proveniente de Perú, Azerbaiyán, Japón y muchos otros países, así como de compositores como Johnny B. Goode, Bach o el mismo Barcelata, parece tan heterogéneo que cumplió su cometido: encarnar la vasta diversidad cultural de la nuestra aldea planetaria.

“El cascabel”, de Lorenzo Barcelata*

Yo tenía mi cascabel con una cinta morada con una cinta morada yo tenía mi cascabel.

Y como era de oropel se lo di a mi prenda amada se lo di a mi prenda amada pa’ que jugara con él.

Ay como rezumba y suena ay como rezumba y suena rezumba y va rezumbando rezumba y va rezumbando mi cascabel en la arena. Anoche por la ventana platicando con Leonor platicando con Leonor anoche por la ventana.

Me pidió que le cantara y el cascabel por menor y que no me dilatara me lo pedía de favor.

Ay como rezumba y suena ay como rezumba y suena rezumba y va rezumbando rezumba y va rezumbando mi cascabel en la arena.

* Versión interpretada por el Trío Aguilillas que se incluye en el disco Los sonidos de la Tierra (NASA).