¿Cuanto falta para que regrese el cometa Halley?

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Un científico argentino capaz de contar todo sobre el Halley

El ingeniero Zadunaisky sabe hace tiempo dónde estará el cometa el 14 de marzo

El ingeniero civil Pedro Elías Zadunaisky es un científico de la comisión Nacional de Investigaciones Espaciales de San Miguel, especialmente reconocido por sus trabajos sobre matemática aplicada a problemas de astronomía. En 1966 publicó en Astronomycal Journal su primer cálculo de la órbita del cometa y como ésta era modificada por el efecto jet de su masa pétrea, calentada en el acercamiento al Sol. Hace tres años, expertos alemanes lo consultaron. Necesitaban conocer en qué lugar del espacio estaría el 14 de marzo de 1986.

Por Roberto Carozzo.

El viernes 14 de marzo de 1986, la nave espacial Giotto cruzará el cometa Halley en un punto del espacio, por detrás de su cola, a una distancia menor de 500 kilómetros y a una velocidad relativa superior a los 248.000 kilómetros por hora (69 kilómetros por segundo).

La sonda de la Agencia Espacial Europea (ESA: European Space Agency; con sede central en Darmstadt, Alemania) habrá recorrido hasta el momento del encuentro un trayecto de aproximadamente 700 millones de kilómetros.

Para el Halley será otra más de sus acostumbradas visitas periódicas (75 años y 9 meses aproximadamente), esta vez al centro del sistema solar. Cuando se encuentre con el Giotto estará muy próximo a cruzar la órbita terrestre, iniciando el desarrollo de otra elipse cuyo agnelio opuesto al perihelio (PH: distancia mínima respecto del Sol) está más allá de la órbita de Neptuno, el octavo planeta del sistema solar.

Para concretar estas distancias se recurre al metro patrón de las medidas astrales, la UA (Unidad Astronómica), equivalente a la distancia media que separa a la Tierra del Sol: 150 millones de kilómetros. Según estos datos, hace 37 años, cuando este cronista de La Razón estaba en el primer grado superior de la escuela primaria, el Halley circulaba más allá de la órbita de Neptuno, a aproximadamente 35 UA del centro del sistema planetario. Es decir, a 5.250 millones de vulgares kilómetros terrestres.

La Razón tomó el tema de la nave espacial Giotto y su encuentro con el Halley a partir de la individualización del ingeniero argentino al que científicos alemanes de la ESA, involucrados en el Proyecto Giotto, le escribieron hace 3 años. Preguntaban en que punto del espacio se encontraría el cometa el jueves 13 de marzo de 1986, con un error menor a 500 kilómetros (fecha recientemente cambiada al 14 de marzo).

Cuando la carta llego al observatorio de San Miguel, un empleado la trajo hasta el escritorio al costado del cual acaban de acomodarse fotógrafo y el cronista de La Razón. Un hombre de mediana estatura y fuerte contextura física entra y les tiende la mano. Es el ingeniero civil Pedro Elías Zadunaisky, investigador principal en esta dependencia de la Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales (CNIE), cerco de por medio con el Colegio Máximo de los Jesuitas, fundadores de este complejo de observación astral, inaugurado el 12 de diciembre de 1935 con la presencia del presidente Agustín P. Justo.

Los trabajos del ingeniero Zadunaisky sobre el cometa Halley son apenas una faceta de sus investigaciones, algunas de ellas de gran impacto en su momento y aceptadas hoy como parámetro inamovible en el cálculo de órbitas satelitales, como surge de los recuadros de esta misma página. La Razón estaba allí para interesarse sobre el Halley.

Gráficos de órbitas terrestre y del Giotto para el encuentro del 14 de marzo 1986. Ver más grande

Idéntica actitud fue la que atrapó al ingeniero Zadunaisky, años atrás. Jorge Bobone era un astrónomo argentino de renombre, que había dedicado los 10 últimos años de su vida al cálculo de la órbita del Halley. A su muerte, Zadunaisky envió una carta al director del Observatorio Nacional Astronómico de Córdoba (fundado por Domingo Faustino Sarmiento en 1871), persona de su amistad que accedió a su pedido y le envió “absolutamente todos los papeles” sobre los que había estado trabajando el astrónomo fallecido.

“Utilicé como base lo que él había hecho con una vieja máquina de calcular electromecánica de escritorio –recuerda-. Rehíce todos los cálculos en la primera computadora universitaria que hubo, la Mercury inglesa, instalada en el Instituto de Cálculo de la Universidad”.

Aparte de mejorar totalmente los cálculos de órbita del Halley, Zadunaisky estaba interesado en comprobar científicamente por que los cometas parecen no obedecer a la Ley de Gravedad.

“Esta situación es conocida desde hace siglos; el cometa desobedece ligeramente, se desvía sistemáticamente de los cálculos. La primera hipótesis sobre cuál podría ser la causa la dio un astrónomo alemán. Bessel, en el siglo pasado (1). El hizo observaciones sobre Halley en 1834 –la aparición anterior a 1910- y en 1950 la retomó el astrónomo norteamericano Fred Lawrence Whipple. Le dio forma matemática más completa y lanzó la hipótesis de que al arrojar la cola se produce un efecto “jet”, lo mismo que un cohete cuando lanza el chorro de combustible quemado y se autopropulsa. “Bueno, el cometa es propulsado al arrojar la cola”, confirma.

Comparado con la atracción que el Sol ejerce sobre él, la magnitud del efecto propulsor de la materia eyectada es del orden de una cienmillonésima. Es decir, 100 millones de veces más pequeña que la atracción del astro. No obstante, el “jet” modifica la órbita y Zadunaisky lo explica.

“Mi primer cálculo, que se publicó en Astronomycal Journal, en 1966, fue para mostrar que el llegar a los puntos más cercanos al Sol el efecto “jet” se vuelve máximo y la órbita se ‘quiebra’, por así decir. Al haber un empuje máximo, la órbita de entrada no es tangente a la órbita de salida del perihelio. Mi trabajo fue incluso criticado por gente más clásica que decía: ‘¿Y por qué no hacerlo todo con una sola órbita, que igual anda bien?’. Mi respuesta era por qué desechar esa información, con la cual podemos mostrar que el efecto “jet” realmente sucede. Desde el punto de vista físico eso fue corroborado por astrónomos de la Academia de Ciencias de Checoslovaquia”.

El ingeniero Zadunaisky explica la trayectoria del Halley. Ver más grande

El ingeniero Zadunaisky busca dentro de su portafolios más documentación sobre el cometa. Extrae un voluminoso paquete de hojas cuadriculadas que, pegadas una con otras, han permitido concretar un plano donde está representada la órbita del Halley en 1910 y la posición de los planetas.

“Es un dibujo hecho muy a mano, hace como 15 años, pero ilustra sobre la órbita del Halley y las órbitas planetarias”, explica, mientras ayudamos a desplegarlo. “Estas son las posiciones de los planetas, el recorrido que hicieron en la época en que fue observado el cometa”. Se disculpa por haber tenido que agregar otra hoja cuadriculada para que entrara Plutón. Enumerando el orden de los planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón (2), el entrevistado señala los límites en que fuera observado y fotografiado el Halley en su visita de 1910; ya dentro de la órbita de Júpiter al ingresar y pasando por la misma en la salida. En esto tiene que ver la proximidad al Sol, que eleva la temperatura de este vagabundo del espacio en miles de grados y lo incendia, haciéndolo visible hasta para el ojo humano.

“En 1910 pasó cerca del Sol y de la Tierra –explica- Entonces fue el gran espectáculo, su máximo acercamiento a la Tierra fue entonces de 22 millones de kilómetros. Esta vez va a pasar más lejos, a unos 66 millones de kilómetros, el 17 de marzo de 1986, cuando esté cruzando por delante de nuestra órbita”. Por lo tanto previene de que este encuentro no va a tener la espectacularidad del ocurrido poco menos de 76 años atrás.

Con el índice de su mano derecha señalando la parte de trayectoria observada en su visita anterior, instruye a La Razón: “Este arco en que fue observado demoró 2 años y medio en recorrerlo, mientras que el resto demora poco más de 73 años. De modo que en su aproximación al Sol toma velocidad y es despedido con mayor impulso del que ingresó. Es un fenómeno muy parecido al que sucede cuando usted tira una piedra al aire; sale con velocidad, la va perdiendo hasta que alcanza su punto de máximo alejamiento y después vuelve a caer, recuperándola. En lugar de hacer una línea recta, su trayectoria es una elipse muy alargada”.

En este momento de la entrevista la conversación regresa a su comienzo: el encuentro con el Halley con la nave de la Agencia Europea del espacio, que permitirá enviar datos a la Tierra en el lapso aproximado de una hora. “El problema fundamental que había acá es que para pasar a solo 500 kilómetros de distancia hay que saber, con ese orden de precisión, dónde se va a encontrar el cometa el 14 de marzo de 1986. Y jamás en los cálculos astronómicos estándar se había logrado esa precisión”.

Al expresar La Razón su asombro de manejar con tal exactitud una medida infinitesimal, si se tiene en cuenta lo que representan 500 kilómetros respecto de los casi 150 millones de kilómetros que estarán alejados el cometa y la nave de observación respecto de la Tierra, Zadunaisky responde con absoluta calma: “Yo tengo un método que he desarrollado acá (en San Miguel) hace unos 4 años, en el cual no uso modelos, que son falibles, y logré aproximadamente esa precisión, haciendo lo que se llama ‘una simulación del caso’”.

Anticipando que cuando los científicos alemanes de Darmstadt se comunicaron con él no realizó los cálculos utilizando su estudio de órbita de 1966, sino trabajos posteriores, basados en el suyo y realizados en California, pasó a explicar: “Para saber a ciencia cierta a que aproximación llegábamos, hicimos en la computadora una simulación de la órbita del Halley muy cercana a la real, pero que nosotros la conocemos. Después le introduje las fuerzas éstas que se suponen y, haciendo los cálculos, sabía exactamente dónde estaba. Después supuse que no sabía y, con el método que desarrollamos acá, determinamos la posición y la comparamos con la que yo había simulado. La diferencia andaba en los 500 kilómetros y con lugares donde el error se achicaba a 300 kilómetros. De modo que así uno lo hace, en la realidad va a diferir poco de esta simulación, consiguiéndose esa precisión”.

A pesar de que el trabajo aún tiene validez, los científicos involucrados en la telemetría del Giotto no van a utilizar estos cálculos porque los rusos van a hacerlo con sus naves Vega I y Vega II.

Millones de rublos lanzados al espacio por la Unión Soviética relegarán los cálculos del ingeniero Zadunaisky. Un resultado que para nada debiera menoscabar el valor de este científico argentino que, durante dos años, estuvo encargado de la trayectoria del Explorer I, el primer satélite norteamericano. El investigador que ayer (1961) junto con el profesor Manuel Sadosky, implementó el programa de estudios de la Primera Escuela de Ciencias de la Computación.

El hombre que hoy sueña con el mañana, preparando los hombres y mujeres que guiarán los futuros satélites argentinos: “Yo no digo que dentro de 20 o 30 años el país va a estar lleno de satélites, pero su uso va a estar mucho más generalizado que ahora. Y si no hacemos un esfuerzo ahora por crear generaciones de gente que sepa, dentro de 20 años vamos a estar en desventaja igual que hoy respecto de la computación. Este caso de las ciencias espaciales es perfectamente paralelo al de las ciencias de la computación”.


El largo camino de un pionero

Cuando el ingeniero Zadunaisky llegó a los Estados Unidos, en 1957, por una beca Guggenheim, fue porque el instituto había aprobado su propuesta de plan de trabajo:

“Fui a trabajar en un laboratorio de computación de la Universidad de Columbia. Su director era un astrónomo que hacía un trabajo de pionero: usar por primera vez computadores para la astronomía, cuando la computación recién empezaba. Ahí estuve un año. De allí pasé con contrato a un centro de computación de la universidad de Princeton, donde trabajé exclusivamente en problemas de cálculos numéricos en computador. Así hasta que Rusia lanzó el primer Sputnik (1957) y unos meses después, en febrero del ’58, se lanzó el Explorer I y en ese momento se presentó la oportunidad de ir a trabajar en cálculo de órbitas de satélites artificiales, que era un campo totalmente nuevo.

Incorporado como astrónomo senior, conformó un grupo de cinco personas entre las cuales había un griego, un japonés, un italiano, un hindú, un norteamericano y Zadunaisky. Al frente de ellos, el norteamericano Carles Whitney.

“Ahí demoramos casi 2 años en hacer el primer programa de computador para calcular la órbita del satélite artificial. Tuvimos que hacer absolutamente toda la teoría y producir un programa, que es el que obedecía a nuestras instrucciones.

Así fue como obtuve a mi cargo la órbita del Explorer por dos años y medio. Había que seguirlo porque si no se calculaba la órbita casi todos los días, lo pierde. Porque pasaba muy rápido y se movía de manera bastante impredecible para nosotros, por entonces, por el frenado de la atmósfera y por la atracción gravitatoria de la Tierra. Esta no puede considerarse como un punto cuadrado el satélite se desplaza a 300 kilómetros de su corteza. La Tierra es entonces lo que es: una masa irregular que actúa de una manera también irregular. En aquél momento no se conocía casi nada de esto”.

Zadunaisky cuenta que había que utilizar métodos matemáticos aproximados y que las primeras cosas para seguir los satélites y no perderlos eran fabricadas “en la cocina”. “Hasta que desarrollamos este programa y la cosa se puso mejor”, dice Zadunaisky, para concluir que “la NASA empezó a desarrollar otros programas que fueron mejores y así siguiendo”.

El Ecco I sobre el que se experimentó la presión de la luz solar. Ver más grande

Luego vino la experiencia con el Ecco I, una esfera de material plástico que, inflada, tenía 30,84 metros de diámetro y 75.364 kilogramos de peso. Es decir: muy liviano y con una gran superficie.

“Desde el primer momento me encontré que al calcular la órbita las predicciones no quedaban correctas siempre. Me daban desviaciones sistemáticas que yo no sabía a que atribuir. Y allí descubrimos, en colaboración con dos científicos del Massachussetts Institute of Technology, que lo que desviaba la trayectoria del Ecco I era la presión de la luz solar sobre la gran superficie del globo de plástico. Esto era conocido desde el siglo pasado como “presión que la luz ejerce sobre la materia que lo absorbe o refleja”. Por primera vez se manifestaba sobre un satélite artificial… Esos conocimientos los apliqué luego a los cálculos de órbita del cometa Halley”.


Notas del transcriptor:

(1) Se refiere al siglo XIX.
(2) En 1986 aún no existía una definición científica de planeta. A esta definición se llego en 2009 aprobada por unanimidad en Praga luego de dos años de debates y 10 días de controvertidas sesiones en dicha ciudad. Finalmente, los 2.500 expertos resolvieron que los planetas y sus cuerpos en nuestro Sistema Solar se definen en tres categorías, de la siguiente manera:
• Primera categoría: "Un planeta es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda, y que ha despejado las inmediaciones de su órbita".
• Segunda categoría: "Un planeta enano es un cuerpo celeste que está en órbita alrededor del Sol, que tiene suficiente masa para tener gravedad propia para superar las fuerzas rígidas de un cuerpo de manera que asuma una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda; que no ha despejado las inmediaciones de su órbita y que no es un satélite."
• Tercera categoría: "Todos los demás objetos que orbitan alrededor del Sol son considerados colectivamente como 'cuerpos pequeños del Sistema Solar'".
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Fuente: Los especiales del Diario LA RAZÓN (República Argentina) Año 1 Nº 1 página 16 y 17. Mes de marzo de 1986.

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