lunes, 21 de febrero de 2005

Les Presento a los Titanes

por Seth Shostak – Astrónomo Senior del Instituto SETI



Muy bien, todos anticiparon que Titán iba a ser interesante, pero muy pocos esperaban que iba a ser más raro que Michael Jackson.

Hace dos semanas, mientras la sonda espacial Huygens bajaba en paracaídas a través de los cielos aceitosos y de color calabaza de esta luna distante, una cámara de 0.04 megapíxeles se enfocó en el territorio a una distancia de 16 kilómetros (10 millas) sobre el suelo. Miró una línea costera agreste partida por subafluentes y lo que parece ser un lago (posiblemente seco).

Imagínese la suerte, una línea costera y un lago. Intente dejar caer una pequeña moneda en un mapa grande de su estado natal, y mire qué tan seguido cae en un punto de topografía costera. No muy seguido, a menos que viva en Minnesota. La deducción es que Titán está llena de charcas; es Minnesota atrapada en la madre de todos los inviernos. Las temperaturas diurnas son de un nada agradabe -180° C (-290° F).


Pero el frío no ha inmovilizado a esta luna. La superficie sin cráteres de Titán, las hendiduras, la accidentada topografía... ciertamente toda la escena te dice que algo está pasando aquí, a pesar del inmenso frío. Hay geología en movimiento. Este no es un rictus congelado de Europa, o el gélido desierto azotado por el polvo de Marte.

“Este es un lugar con una combinación de estabilidad y un flujo estable”, dice David Grinspoon, del Instituto de Investigación del Suroeste. “Es el tipo de lugar donde podríamos encontrar vida”.

¿Vida? Esa es una idea. Por años, los libros de texto y los conferencistas han explicado el por qué una misión a Titán valía los euros, pues podría revelar algo sobre el inicio de la vida en nuestro planeta. El argumento era que la atmósfera de Titán es similar al aire primitivo de la Tierra. Así que tal vez esta luna cubierta de hidrocarburos nos podría ayudar a desenmarañar los principios de la biología terrestre, al menos saber si la química atmosférica fue un factor importante.

Bueno, pueden olvidarse de eso, dice Bruce Jakosky, de la Universidad de Colorado. “Las razones por las que mirábamos originalmente a Titán, hace mucho dejaron de ser”. La supuesta atmósfera reducida de la tierra primitiva, una que era pobre en oxígeno y rica en hidrógeno, ya no está de moda”. Titán es un mundo único, y no una cápsula de tiempo del nuestro.

Esa es una razón de por qué la existencia de vida en Titán sería una gran noticia. Sería vida como no la conocemos.

Un medio ambiente rudo

Muy bien, Pero, ¿estará ahí?. ¿En realidad hay alguna posibilidad de que Titanes microbianos estén escondidos en el terreno pegajoso y feo de esta luna? La mayoría de los expertos lo dudan. Exponen dos dificultades principales:

Para empezar, no hay agua líquida en la superficie. Está más congelado que un examen de graduación de matemáticas. Eso parecer ser un verdadero problema para los biólogos. Rocco Mancinelli, del Instituto SETI, hace notar que “el sistema solvente para la vida terrestre es el agua. Seguro, puede haber lagos de etano y metano líquidos en Titán, pero los compuestos biológicos que conocemos simplemente no se disuelven en esos”.

El otro problema es la temperatura, más baja que el carácter moral de una lagartija, esto no tiene nada que ver con el confort, sino con la química. Si recuerda lo que le enseñaron en la escuela preparatoria, sabrá que las tasas de reacción química disminuyen conforme baja la temperatura. Un cálculo rápido usando la ecuación de Arrhenius sugieren que, a -180° C, la química es del orden de 16 magnitudes más endeble que en la temperatura de una habitación. En otras palabras, si la vida en la Tierra se cocinó en 5 minutos, tendrían que pasar otros 100 mil millones de años para que haga lo mismo en Titán. (Nótese que este cálculo se incluye aquí solo para atraer la ira de los químicos, que sin duda alguna me van a enviar muchos correos electrónicos con el castigo merecido. Pero no hay ninguna duda de que el frío es un obstáculo para el metabolismo).

Desde luego, pueden resolverse ambos problemas al ir al subsuelo. Existe una probabilidad aceptable de que los mantos acuíferos de agua-amoníaco estén escondidos bajo la superficie de Titán, y eso pueden ser buenas noticias para la vida. “Una mezcla de agua-amoníaco es, para mí, algo tan emocionante como represas de agua líquida”, dice Grinspoon. Pero Jakosky señala que cualquier repliegue espumoso subterráneo estaría lejos de la superficie, donde pudiera estar el suministro de alimento.

Alimento y Calor

Lo cual plantea: ¿de qué pudieran alimentarse probablemente los Titanes? La superficie está sofocada con compuestos de hidrocarburos, y aunque tal vez se prefiera usarlos para calentar su hogar o cargar combustible de camiones, pudieran ser tal vez el alimento para el tipo apropiado de microbios. Grinspoon comenta que la luz ultravioleta del sol convertiría algo de atmósfera superior rica en metano y etano de Titán en acetileno. “Estas moléculas grandes de acetileno ricas en energía, caerían a la superficie y se acumularían”, sugiere.

Sería como tener un campo de maíz en el firmamento. Maná de acetileno desde el cielo. “Y si los Titanes microscópicos se alimentan de esta materia, tal vez han emitido cierto calor corporal, fabricando sus propios agujeros diminutos de agua líquida”.

No es algo que se vea todos los días: vida basada en acetileno, combatiendo el frío con su propio calor corporal. Pero si el metabolismo no proporciona bastante calor, Jakosky ofrece algunas otras ideas para batir las condiciones bajo cero de la superficie. “Después de todo, hay impactos de rocas provenientes del espacio que caen en Titán. Los impactos derretirán el paisaje, manteniéndolo localmente caliente por miles de años”. Eso pudiera ocasionar vida superficial episódica, o quizás vida que resiste en forma de espora hasta la siguiente temporada cálida.

Y entonces existe la posibilidad de que al principio de su historia, la atmósfera de Titán haya sido más grusa (hay algunas evidencias de eso, comenta Jakosky). De ser así, tal vez hubo una vez más un efecto invernadero – y posiblemente temperaturas lo bastante sanas para sustentar agua líquida – y desovar la vida.

La conclusión es que aún no hay una conclusión. Las fotos cercanas del panorama de Titán muestran rocas y trozos de hielo, y nada que parezca estar vivo. Pero muy evidentemente, eso no hace a un lado a los Titanes, ya sea actuales o extintos. Si algún día encontramos que este mundo anti-infernal ha iniciado aún la más simple biología, podríamos demandar más que solo diminutos vecinos del sistema solar. Tendríamos pruebas severas de que la vida no es una delicada flor, ni un meticuloso accidente resultado de circunstancias extraordinarias, sino un hecho común del universo.

Traducción: María Luisa Hernández

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El Nuevo Modelo Mejorado de SETI

por Seth Shostak Astrónomo Senior



“Así que, ¿qué hay de nuevo en SETI?”

Es una pregunta fácil: una pregunta que los medios plantean frecuentemente, y por razones obvias. Por supuesto, sería agradable decir: “bien, la semana pasada detectamos tres civilizaciones Tipo II, pero no eran especialmente interesantes”, y a veces hago esto para impresionar. Pero desde luego que no es cierto, y hasta que lo sea, algunas personas asumen que no hay nada nuevo en SETI.

Se equivocan. A pesar de todas las dificultades que lo acosan (en mayor parte relacionadas con financiamiento), SETI está experimentando actualmente un ataque de agitación creativa. El año nuevo seguramente será memorable, pues llegarán relucientes instrumentos nuevos. El éxito de SETI depende de la rapidez: ¿qué tan rápido se puede revisar las grandes extensiones de superficie celeste? Bien, SETI está a punto de darle cuerda a su velocidad, y metafóricamente, intercambiar carrozas por jets.

En la Universidad de Harvard, un telescopio de investigación diseñado para barrer los grandes caminos del cielo en una cacería de destellos láser extraterrestres se está convirtiendo en realidad. En Puerto Rico, el célebre telescopio de Arecibo está recibiendo un nuevo suministro que acelerará las búsquedas en siete veces. Y en California, el Instituto SETI y el Laboratorio de Radio Astronomía de Berkeley pronto estarán explorando las áreas grumosas de estrellas del interior de la Vía Láctea con la primera etapa de implementación del Conjunto de Telescopios Allen (ATA).

El ATA, como hasta los lectores que tienen hélices en sus gorritos saben, finalmente ostentará 350 antenas, de 6 metros (20 pies) de diámetro cada una. Esta impresionante granja de antenas estará esparcida en un terreno de casi media milla cuadrada.

Existen buenas razones para construir un arsenal, como es llamada esta falange de antenas, en lugar de un solo disco grande. Pero esas razones pueden no ser obvias. Tal vez se piense que, cuando comience a cazar transmisores extraterrestres, todo lo que cuenta es captar bastantes fotones de radio para encontrar la señal. Si fuera así, entonces el único índice de mérito para un radio telescopio SETI sería su tamaño – la extensión de sus antenas. Esto es comparable a afirmar que lo único que cuenta en la lucha libre es el peso. Conforme eso sucede, el ATA califica: su área de captación eventualmente será comparable al nuevo telescopio Green Bank en West Virginia o al Very Large Array en Nuevo México, ambos instrumentos de investigación de vanguardia.

Pero mientras el tamaño importa, no es el único detalle incluido en la lista de características del ATA. Construir una serie ofrece al menos tres ventajas mayores sobre una antena de un solo disco de la misma área de captación:

1. Ya que las antenas individuales del ATA son relativamente pequeñas, el campo de visión del instrumento es muy ancho (grados a través de algunas longitudes de onda). Casi todos han visto a través de binoculares baratos teniendo un campo de visión muy corto. No tienen mucho alcance.
2. Como un conjunto, el ATA puede hacer mapas del cielo. En otras palabras, es como una cámara de radio, que produce imágenes. Ahora es un poco distinto a un instrumento de un solo disco, el cual puede compararse a observar el cielo a través de un popote de 1 metro de largo. Con esa clase de configuración, solo se mide un pequeño punto en el cielo a la vez. Pero si se desea una imagen de lo que se está observando, se necesita más que la medición de un solo punto.

Usted protesta discretamente. Bueno, pero ¿no es el objetivo de SETI hacer mapas del cielo, o si? Eso es para los radio astrónomos interesados en cartografiar galaxias o nebulosas. Bueno, resulta que la habilidad de desintegrar un gran campo de visión en pequeños (radio) píxeles es también bueno para la gente de SETI. Considere esto: usted es un radio astrónomo, y su trabajo del día es trazar mapas de cosas como la galaxia de Andrómeda. Usted desea que sus radio píxeles estén en una matriz regular de renglones y columnas como los miembros de una banda de música. Es una distribución de píxeles similar a la que tiene el CCD de su cámara digital.

Perfecto. Pero para los propósitos de SETI, puede desparramar un poco los píxeles, como algunos granos de arena arrojados a un pedazo de papel negro. La idea es acomodar esos píxeles para que desciendan en estrellas cercanas – los mismos vecindarios en los que desee buscar señales generadas por extraterrestres. Así que en lugar de tener un popote para mirar el cielo, tienes todo un puño, cada uno apuntado cuidadosamente a un sistema solar parecido.

Otro beneficio de esta capacidad es que, como estos píxeles son producidos por computadora en lugar de ser plasmados en silicón, usted puede hacer píxeles negativos -- pequeños parches de cielo donde no se recibe ninguna señal. Esto es útil no tanto para bloquear señales desabridas de extraterrestres sin gusto, sino más bien para bloquear el zumbido interferente de nuestros propios satélites de telecomunicación en órbita.

3. El volumen de acero requerido para mantener un gran radio reflector sin pandearse o colapsarse (siempre un riesgo) incrementa rápidamente con el tamaño. Así que considere el siguiente experimento gedanken: en lugar de construir una gran antena, construya dos pequeñas, cada una con la mitad del área de captación. La superficie de cada disco está ahora abajo por un factor de dos, pero la cantidad de acero en cada una está abajo por un factor de casi tres. Así que los dos discos juntos pesan menos que uno solo más grande.

Es un ejercicio dejado al estudiante para ampliar este argumento a discos aún más pequeños, pero claramente la ventaja de hacerlo se acumula. Lo principal es lo principal: es menos caro construir muchas antenas pequeñas que una grande, aún cuando el área total de captación sea igual.

El ATA está disfrutando su primer brote de crecimiento, y para la primavera consistirá de 33 antenas, equivalente al área de captación de una antena de 30 metros (100 pies). Es lo bastante grande para hacer ciencia en serio, y la primer asignación de SETI para el conjunto será explorar lentamente las secciones planas al interior de la Vía Láctea. Ciertamente, esto es un proyecto base de pruebas, pero es también un valioso experimento de SETI. Y mientras el ATA continúa expandiéndose, también lo hará su velocidad y capacidades.

No, no es el descubrimiento de otra civilización Tipo II. Pero es un asombroso paso hacia hacer que tales descubrimientos sucedan. Como usted ve, si hay noticias.

Traducción: María Luisa Hernández

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¿Qué decirle a un ET?

por Seth Shostak – Astrónomo Senior



Alguna vez pensé que preocuparse acerca de lo que debíamos transmitir a los extraterrestres tenía tanto sentido como angustiarme sobre la pequeña charla que tendría con el Rey Carlos Gustavo XVI si gano el Premio Nobel. Consideré que no había necesidad de hacer hincapié en ambos asuntos por ser hipotéticos e irrelevantes.

Bien, he cambiado de opinión. No acerca del Premio Nobel, sino acerca de la importancia de dedicar algunos ciclos cerebrales del CPU al asunto de la mensajería interestelar. Una parte de este cambio de este cambio se debe a mi compañero en el Instituto SETI, Doug Vakoch, quien ha escrito un número de artículos ilustrados sobre el tema. Algunas de sus conocimientos han logrado infiltrarse a través de las paredes que separan nuestras oficinas. Además, los telescopios nuevos que se construyen para SETI pronto acelerarán nuestra búsqueda por más de un ciento de factores. Así que es del todo posible, en mi punto de vista, que en solo algunas décadas, capturaremos un mensaje de otro mundo. De pronto, la idea de “contestar” sería algo más que una irónica y sarcástica falacia académica.

Existe también la influencia de que al meditar qué decir y cómo decirlo pudiera ayudar en primera instancia a captar esa señal extraterrestre. Eso nos daría una pista en cuanto a qué estamos buscando.

El hecho es, que ocasionalmente hemos enviado mensajes deliberadamente a las estrellas. Por ejemplo, había una placa en las naves Pioneer 10 y 11, con un grabado que representa a una amistosa pareja en su atuendo natural y un mapa de nuestra localización en la Galaxia. Los sucesores interplanetarios de las Pioneers, las Voyagers, portaban un tosco videodisco, con música, voces, y una pequeña selección de fotos inofensivas, que podía ser reproducido en una tornamesa de 16-2/3 rpm y una aguja mecánica. Hace treinta años, se transmitió un mensaje de radio mediante el radio telescopio de Arecibo a un grupo estelar en la constelación de Hércules. Era una austera gráfica equivalente a escasos 210 bytes de información.

Todos nuestros mensajes han sido, como Igor, chicos y simples. Eso nos ha llevado, creo, a imaginar que las futuras transmisiones cósmicas también habrían de ser compactas y fácilmente comprensibles para seres quienes (a diferencia de aquellos en la TV) no tienen dominado un inglés coloquial. Han sido propuestos todos los mensajes basados en imágenes o las monotonías de música y matemáticas.

Pero creo que tal vez hemos estado muy limitados en nuestro pensar. Cuando Samuel Morse transmitió su primer mensaje telegráfico interurbano en 1844, éste consistía de unas pocas palabras (“¡Lo que ha hecho Dios!”). Bueno, no era de sorprender: el ancho de banda del telégrafo era baja, al igual que la paciencia de la multitud.


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Sin embargo, el ancho de banda para los mensajes interestelares no tiene que ser bajo. A radiofrecuencias de microondas, sería fácil enviar un megabyte por segundo. A longitudes de onda infrarrojas, se incrementaría el rango de bits a un gigabyte por segundo en distancias grandes, y a cien veces más en tramos más cortos (por decir, de 1,000 años luz). Estas velocidades de transmisión son fijadas en gran parte por los efectos dispersos del gas caliente que llena el espacio interestelar, y varía un poco dependiendo de la dirección y la longitud de onda. Pero el punto es, no hay necesidad de escatimar la información a transmitir a los radioescuchas cósmicos. El conducto de información es grande.

En un reciente Congreso Astronáutico Internacional, presenté estos cálculos y algunas sugerencias con respecto a sus implicaciones. Por ejemplo, una sociedad equipada con un láser infrarrojo con energía suficiente puede enviar en un día, el equivalente a la Enciclopedia Británica a un millón de objetivos en el sistema solar. De esta forma, una civilización inquisitiva podría “contactar” gran número de mundos, incrementando así sus posibilidades de señalar con éxito un planeta habitado por seres pensantes.

Así que aquí está mi concepto sobre la estructura del mensaje: Olvídense de enviar interrelaciones matemáticas, el valor de pi, o la serie de Fibonacci. Libere su mente de la idea (tomada, sin duda, de “Encuentros Cercanos del Tercer Tipo”) de que es mejor dirigirse a los extraterrestres con arpegios musicales. No, si deseamos transmitir un mensaje desde la Tierra, propongo que solo alimentemos el transmisor con los servidores de Google. Enviemos a los extraterrestres la red de Internet. Tomaría medio año o menos transmitir esto en microonda; usando láseres infrarrojo acortaría el tiempo de transmisión a no más de dos días.

Claro que la red contiene mucha información redundante (y también mucho material sin sentido, pero después de todo, eso es parte de la condición humana). Y sí, la mayoría está en idioma inglés, el cual incluso sus traductores universales podrían no conocer. Pero el punto es, con tanta información redundante, los seres inteligentes tendrán suficiente información para descifrar. Cuando Jean Francois Champollion descifró los jeroglíficos egipcios en el siglo XIX, se benefició mayormente del acceso a la Piedra Rosetta. Pero incluso sin ese documento rocoso, finalmente alguien habría descifrado los jeroglíficos, simplemente porque hay demasiados. Cubren de pared a pared los antiguos edificios egipcios. Lo mismo pasa con el Internet: hay mucha información, y la redundancia (y tal vez las imágenes) ayudarían a cualquier traductor.

La diferencia entre el primer mensaje conciso telegráfico de Samuel Morse y el flujo de datos arrojados por un moderno satélite de comunicaciones, es enorme. Tenga eso en mente cuando piense en contactar a otras sociedades con algo similar a la placa del Pioneer. Por supuesto, esa tarjeta de saludos oro-plateada fue un gran comienzo, pero si estamos pensando realmente en mensajes interestelares, debemos pensar en grande.


Traducción: María Luisa Hernández

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¿ET usa Correo Postal?

SETI Institute

por Seth Shostak, astrónomo Senior



Virtualmente todos los experimentos SETI examinan los cielos buscando emisiones de lejos: señales de radio o luz que nos dirían que alguien tan perceptivo como nosotros mismos está allá afuera. Pero ¿pudiera ser que mientras usamos binoculares para explorar el océano cósmico, mensajes embotellados hayan pasado inadvertidos a nuestros pies?

Mientras Robert Roy Britt divulga por doquier, la noticia de la portada del 25 de Agosto en la revista Nature sugiere que el método más eficaz de enviar mensajes entre las estrellas no es enviarles transmisión, sino usar el correo postal. Los investigadores de la Universidad Rutgers Christopher Rose y Gregory Wright consideran que los extraterrestres inteligentes no van a balbucear en un micrófono. En lugar de eso, van a codificar sus mensajes en algún trozo de material (los rollos de película, disquetes, discos, y tarjetas de memoria son simples ejemplos de portadores de información multimedia de nuestra propia tecnología), empacar todo en un cohete interestelar y lanzarlo hacia sus amigos por correspondencia extraterrestres.

Los dos científicos de computación afirman que, comparado a transmitir por radio al sistema solar de alguien más, el usar el correo puede ser enormemente más barato, requiriendo como mucho solo una billonésima parte de energía (más o menos) para el mismo mensaje.

¿Significa esto que los experimentos SETI están mal encaminados? ¿Debemos usar rastrillos en lugar de telescopios para buscar mensajes de otros mundos? ¿Es posible que una civilización avanzada haya inundado los sistemas solares como el nuestro con envíos empacados que aún no hemos encontrado?

Contestar estas preguntas requiere tener en cuenta algunos panoramas realistas para la comunicación interestelar.

En principio, está el hecho indiscutible de que la información transportada físicamente puede ser muy eficiente. Imagine empaquetar un barco cisterna con DVDs, y navegarlo a Australia. Se podría atiborrar aproximadamente 10 mil millones de discos en el cisterna, el cual tardaría una semana en cruzar el Pacífico. Eso es una “velocidad de datos” promedio de 600 billones de bits por segundo, y a un costo por bit de apenas ¡0.02 billonésima parte de un centavo! Esos son números impresionantes que no solo desaparecen su conexión de internet, también golpean la radiotransmisión: enviar la misma cantidad de información con un transmisor de TV tomaría dos millones de años.

De acuerdo, transportar los bits podría golpear las transmisiones en algunas circunstancias. Pero, ¿que hay de la comunicación interestelar? Considere un ejemplo derivado del artículo de Rose y Wright: un mensaje enviado por cohete postal a un receptor distante 100 años luz. Suponga que el cohete de entrega viaja a una milésima parte de la velocidad de la luz, más rápido que cualquiera de nuestras propias naves espaciales, pero una velocidad casi impensable. Claramente, estará en ruta 100 mil años. Suponga que durante todo el tiempo, sus colegas de telecomunicación tienen encendido un transmisor poderoso, usando una antena comparable al plato de Arecibo tamaño-estadio para emitir ondas de radio al mismo receptor. Se sobreentiende que en ambos esquemas se envíen un igual número de bits, y ambos tomen la misma cantidad de tiempo (100 mil años) en entregarlos. Pero el costo por bit – en términos de energía – será 100 mil trillones de veces menos para el mensaje por cohete, de acuerdo a Rose y Wright.

Este ejemplo parece sugerir con certeza que el correo postal vence al correo de saludos por un amplio margen. Pero vale la pena considerar algunos detalles importantes de esta afirmación. Para empezar, los investigadores de Rutgers dan por hecho que el mensaje codificado está empacado muy eficazmente, con una densidad de 2 cuatrillones de bits por kilogramo. Esa es la densidad de información del RNA de cadena simple (parecido a un virus de polio), en caso de que se preguntara de dónde vino el número. Por supuesto, puede que no sea completamente obvio como codificar (es problema de los extraterrestres) o decodificar (problema nuestro) la información a esta enorme densidad, pero el punto es que si se empacara junta toda la información de todos los discos duros del mundo, ¡pesaría menos de un solo gramo! Si, así es, se podría enviar todo el contenido de todas las bibliotecas sobre la Tierra en un solo sobre, si se pudiera empacar tan eficazmente como Rose y Wright suponen. Por lo tanto, debe ser obvio que el cohete postal estará más voluminoso que cualquier mensaje de tamaño razonable que va a cargar. Pero este envase indispensable (el cohete) debe ser enviado también, y eso consume energía. Además, existe un verdadero problema de entrega. Los más cercanos sistemas estelares de interés para los corresponsales extraterrestres (por ejemplo, aquellos que se sabe que tienen planetas con biología) probablemente estarían por lo menos a 100 años luz de distancia.

Como puntualiza Frank Drake, astrónomo de SETI, no es fácil, de hecho, es agudísimamente difícil lanzar una nave espacial con la precisión adecuada para hacer un aterrizaje suave, o entrar en órbita en un planeta que esté tan lejos. En un lapso de tiempo de 100 mil años, los planetas se mueven, y consecuentemente, su posición estará ligeramente perturbada en modos complejos por interacciones gravitacionales dentro de su sistema solar. La única esperanza de un arribo preciso es usar un cohete inteligente que pueda maniobrar una vez que alcance las inmediaciones del objetivo. Pero hacer maniobras requiere de sensores, circuitos y combustible, y eso añade al peso del cohete, un ulterior decrecimiento en la eficiencia. Tales consideraciones prácticas aumentan el costo de la entrega del mensaje. Al mismo tiempo, hay muchas maneras de rebajar el costo de transmisión. Una antena más grande, por ejemplo, (compuesta de un conjunto de discos separados extensamente) pudiera dirigir su energía de radio a los receptores al interior del sistema solar. A 100 años luz, ese plan simple reduciría el costo de la energía en casi un millón a frecuencias de microondas, comparado a la antena del tamaño de la de Arecibo. Pero el verdadero truco en transmitir bits al espacio, en lugar de detonarlos, es transmitir luz, en vez de radio. El radio es una manera fabulosa de obtener la atención de otros mundos, pero si realmente desea enviar su enciclopedia a sus corresponsales cósmicos, lo puede hacer más rápido con una emisión de luz. Es técnicamente más factible comunicarse a 10 gigabits por segundo de esta manera, lo cual significa que los textos de todos los libros de la Biblioteca del Congreso serían despachados en menos de un día.

Por supuesto, un haz de luz, incluso uno bien apuntado, requeriría una buena concentración de energía si se cargara con información. Serían necesarios 10 billones de watts, si los concentrara en los receptores al interior del sistema solar. Por otra parte, se podría usar la energía solar como una fuente de poder, reduciendo los costos del proyecto a la construcción inicial y al mantenimiento. Pero el punto real es este: incluso con mensajes tan grandes como todas las bibliotecas de la Tierra combinadas, el tiempo de entrega del remitente al receptor en nuestro ejemplo es escasamente más de un siglo. El correo oruga transportaría más información, sí, pero tomaría mil siglos hacer eso. Así que mientras Rose y Wright integran un punto interesante, solo parece razonable esperar que gran parte de la mensajería interestelar vaya a ser transmitida en lugar de entregada. Algunas veces es mejor evadir el correo urgente y dirigirse a la oficina de telégrafo.

Traducción: María Luisa Hernández

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miércoles, 16 de febrero de 2005

Ultrasonido para Astronautas

http://science.nasa.gov/headlines/y2005/16feb_ultrasound.htmLejos de doctores y hospitales, los astronautas en el espacio aprenden a examinarse ellos mismos usando el ultrasonido.

Febrero 16, 2005: Cuando usted escucha la palabra “ultrasonido” probablemente piense en mujeres embarazadas y sus bebés. Agregue a alguien más a la lista: astronautas.

Nadie está en estado de embarazo en el espacio, pero los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) están usando el ultrasonido, para mirar dentro de ellos mismos como parte de un proyecto de la NASA llamado ADUM siglas en inglés de “ADvanced Ultrasound in Microgravity” (Ultrasonido Avanzado en Microgravedad).

Derecha: A bordo de la Estación Espacial Internacional, Gennady Palalka realiza un examen de ultrasonido a Mike Fincke. [más información]

El Dr. Scott Dulchavsky, cirujano del Hospital Henry Ford en Detroit, encabeza el proyecto. Su equipo, que incluye a los co-investigadores Doug Hamilton, Shannon Melton y Ashot Sargsyan, de Laboratorios Wyle, en Houston, estudian cómo puede usarse el ultrasonido para diagnosticar problemas médicos a bordo de las naves espaciales.

Aquí en la Tierra, los doctores pueden observar los huesos rotos con un aparato de Rayos X, pueden buscar tumores con un escáner para TAC, y pueden examinar el cerebro mediante una IRM. Ninguno de estos abultados instrumentos están disponibles en ninguna nave de la NASA.

Sin embargo, hay una aparato de ultrasonido a bordo de la ISS.


El ultrasonido ofrece varias ventajas: Comparado con otros instrumentos de diagnóstico por imágenes, los aparatos de ultrasonido son compactos y ligeros. Esto es importante en naves restringidas, donde cada onza de carga útil tiene un costo de lanzamiento. Además, las imágenes de ultrasonido aparecen al instante. No tiene que esperar, por decir, a que se revelen las placas de Rayos X. ¿Tiene un problema? El ultrasonido puede localizarlo rápidamente.

Una sensor de ultrasonido funciona un poco como un radar. Envía ondas de sonido a alta frecuencia (megahertz) al organismo. Cuando esas ondas encuentran un órgano – por ejemplo, el hígado – algunas rebotan inmediatamente, y algunas continúan, rebotando cuando alcanzan el órgano siguiente – por ejemplo, el riñón. Puesto que las ondas viajan a través de cada órgano, o tejido, a distinta velocidad, el sensor puede “ver” lo que las ondas de sonido reflejadas han encontrado.

Típicamente, el ultrasonido se ha usado para ver los órganos internos. Se usa a menudo para examinar fetos. Pero Dulchavsky y su equipo están ampliando su repertorio. Están desarrollando formas de observar los ojos, dientes, pulmones, huesos y músculos. Consideran que el ultrasonido puede usarse para casi dos terceras partes de una lista de aproximadamente 500 condiciones médicas que hipotéticamente pudieran ocurrir en una nave espacial.

Y, en algunos casos, el ultrasonido funciona incluso mejor en el espacio que en la Tierra. Eso es porque en baja gravedad, los órganos internos cambian de lugar. “El corazón se desplaza hacia arriba .... El hígado se mueve casi 7.5 cm. (3 pulgadas) al norte”. El resultado es que los órganos terminan acercándose unos a otros. Eso es bueno. Las ondas de sonido se mueven de uno a otro con menos distorsión, proporcionando una imagen de ultrasonido más clara.



Arriba: Una vista de ultrasonido del tendón del bíceps de Mike Fincke, astronauta de la ISS. La “D” indica el músculo deltoide. La “T” es el extremo cercano intracapsular del tendón largo del bíceps. [más información]

Tradicionalmente, los sensores de ultrasonido son manejados por técnicos con varios cientos de horas de entrenamiento. Los astronautas solo obtienen aproximadamente cuatro horas de entrenamiento. ¿Cómo se las ingenian? “Les estamos ayudando”, dice Dulchavsky. Mientras los astronautas operan el sensor, están en contacto constante con los expertos en superficie.

Recientemente, el procedimiento fue probado con los astronautas Mike Fincke y Gennady Padalka de la ISS. El equipo en tierra y los astronautas se conectaron a un canal de transmisión satelital para compartir información. “[Mike] puso el sensor en la piel, y entonces, dos segundos después, en el Centro Espacial Johnson pudimos observar la misma imagen que él veía”, dice Dulchavsky.

Es un proceso interactivo. “Aquí vamos, ‘Mike, eso no está muy bien. ¿Puedes mover el sensor una pulgada más cerca del codo?’ Así, Mike lo desliza hacia abajo una pulgada más cerca. ‘Ah, eso está muy bien, necesitas presionar un poco más’ Mike presiona un poco más. ‘Casi perfecto, muévelo media pulgada hacia atrás. Muy bien, lo tienes. ¡Perfecto!”.

Esta técnica, de no-doctores usando el ultrasonido para obtener imágenes de calidad para diagnóstico bajo la orientación de expertos a distancia, puede tener importantes aplicaciones en la Tierra – en campos de batalla, por ejemplo, o en áreas rurales donde los doctores están muy lejos.

“Estamos analizando la modificación de cómo transmitir la información, de manera que podamos hacerla a través de un teléfono celular”, dice Dulchavsky. “Imagínese que pudiéramos poner sensores de ultrasonido en ambulancias”. Los médicos de la sala de emergencia podrían establecer un tratamiento incluso antes de que el paciente llegue al hospital.

El proceso ya ha sido usado exitosamente en superficie – en los vestidores de los Alas Rojas, el equipo de Hockey de Detroit. “Los jugadores se lastiman mucho en los juegos de la NHL”, dice Dulchavsky, uno de los seguidores. “La temporada pasada, capacitamos a uno de sus entrenadores para usar el sensor. Funcionó de maravilla”.

Derecha: El Dr. Scott Dulchavsy (en el extremo derecho) muestra al entrenador de los Alas Rojas de Detroit, Piet Van Zant (en el extremo izquierdo) cómo usar un aparato de ultrasonido. [más información]

También funciona bien en el espacio. En el experimento en la ISS, Fincke y Padalka se examinaron los hombros uno al otro. Esa articulación fue escogida, dice Dulchavsky, porque es muy complicada. Y aunque el del hombro es uno de los exámenes de ultrasonido más desafiante, los astronautas pudieron obtener vistas claras con calidad de diagnóstico.

Un artículo que describe el procedimiento fue publicado en la edición de Febrero de la revista Radiology, es el primer enviado desde órbita.

Ahora, Dulchavsky y sus colaboradores están analizando sus datos. El siguiente paso, dice, es elaborar un programa que enseñará a los astronautas a hacer más y más por sí mismos. Esto permitirá que el ultrasonido sea usado incluso en misiones de exploración de largo alcance, como viajes a Marte, donde la orientación desde la Tierra es menos práctica.

El proyecto ADUM es significativo, dice Dulchavsky, pues ha desplazado los límites de lo que la tecnología del ultrasonido puede hacer. El y sus colegas planean empujar aún más esas fronteras.


Autor: Karen Miller y Dr. Tony Phillips

Traducción: María Luisa Hernández

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