Astronomía

¿Qué cuerpo celeste (dentro del sistema solar) tiene la proporción de aplanamiento más alta?

¿Qué cuerpo celeste (dentro del sistema solar) tiene la proporción de aplanamiento más alta?


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Como planeta, Saturno tiene el mayor aplanamiento (elipticidad) que es 0.09796. Entonces, hace que Saturno tenga el abultamiento ecuatorial más grande como planeta y, como tal, Saturno es el planeta más plano.

Sin embargo, me he encontrado con esta declaración desde aquí:

La Luna de la Tierra es incluso menos elíptica, con un aplanamiento de menos de 1/825, mientras que Júpiter es visiblemente achatado en aproximadamente 1/15 y una de las lunas triaxiales de Saturno, Telesto, está muy aplanada, con f entre 1/3 y 1/2 (lo que significa que el diámetro polar está entre el 50% y el 67% del ecuatorial).

Entonces, Telesto tiene un valor de aplanamiento incluso más alto que el propio Saturno. No pude encontrar ningún otro cuerpo que tenga un valor de aplanamiento más alto que Telesto. ¿Eso significa que Telesto tiene el valor 'f' más alto registrado?

Pregunta: ¿Qué cuerpo celeste dentro del sistema solar tiene el valor de aplanamiento más alto registrado? ¿Es Telesto?

Nota: La mayoría de los asteroides, meteoros, cometas y lunas pequeñas tienen formas irregulares y, como tal, medir el valor 'f' es imposible y puede que no tenga ningún valor útil. Quiero saber qué cuerpo tiene el valor 'f' más alto registrado.


Creo que, además de Telesto, el planeta enano Haumea en el cinturón de Kuiper también podría estar en la mezcla para el mayor aplanamiento de objetos en nuestro sistema solar. Haumea es un elipsoide triaxial donde el valor 'f' sería alrededor de 1/2 entre el eje mayor más grande y más pequeño.


Un nuevo cinturón más allá de Kuiper & # x27s: un cinturón de esferas focales entre 550 y 17,000 AU para SETI y la ciencia ☆

La lente gravitacional es uno de los descubrimientos más sorprendentes producidos por la teoría general de la relatividad de Einstein. Hasta la fecha, los astrónomos han observado cientos de lentes gravitacionales y han dado lugar a una serie de nuevos resultados en la búsqueda de planetas extrasolares, astrofísica y cosmología. SETI también podría beneficiarse de las lentes gravitacionales si pudiéramos llegar a 550 Unidades Astronómicas (AU) desde el Sol y más allá. Esto se debe a que la lente gravitacional del Sol intensificaría mucho cualquier señal de radio débil que llegara al sistema solar desde civilizaciones distantes en la Galaxia, como lo muestra este autor en su libro de 2009 “Deep Space Flight and Communications”.

La lente gravitacional del Sol, sin embargo, tiene un inconveniente: la Corona solar. Los electrones en la Corona hacen que las ondas electromagnéticas "diverjan" y esto "empuja el foco hacia afuera" a distancias superiores a 550 AU. Por ejemplo, en la frecuencia máxima de CMB de 160 GHz, el verdadero enfoque se encuentra en 763 AU. Sería más seguro dejar que la nave espacial FOCAL alcance las 1000 AU.

Sin embargo, podríamos deshacernos de todos los problemas relacionados con la corona solar si pudiéramos alcanzar la distancia seis veces mayor de 6077 AU. Aquí es donde se encuentra la esfera focal de Júpiter. Júpiter es la segunda masa más grande del sistema solar después del Sol, pero en este juego focal lo que realmente importa es la relación entre el radio del cuerpo al cuadrado y la masa del cuerpo. En este sentido, Júpiter califica como la segunda mejor opción para una misión espacial FOCAL, que requiere que la nave espacial FOCAL alcance 6077 AU.

Entonces, ¿qué pasa con los otros planetas como lentes gravitacionales? Neptuno califica en tercer lugar, con una esfera focal de 13.520 AU y Saturno ocupa el cuarto lugar con una esfera focal de 14.420 AU. Pero la verdadera sorpresa es la Tierra, que califica en quinto lugar con una esfera focal de 15.370 UA, y la Tierra es de hecho el mejor cuerpo que podríamos usar como lente gravitacional, ya que conocemos su atmósfera mejor que cualquier otra atmósfera planetaria.

Solo para completar la imagen, Urano ocupa el sexto lugar con 16.980 AU y Venus en séptimo lugar con 17.020 AU, y mucho menos Marte, Mercurio y la Luna, todos con esferas focales de 40.000 AU y más.

Hemos descubierto un nuevo cinturón de esferas focales. En este artículo, lo estudiamos en detalle por primera vez, en beneficio de SETI y la ciencia.

Reflejos

► Lentes gravitacionales del Sol y planetas. ► Distancia focal mínima de tales lentes gravitacionales del Sol y los planetas. ► Misiones espaciales FOCAL a 550 AU y más allá. ► Ganancia de Kraus frente a ganancia de Drake para las lentes gravitacionales del Sol y los planetas.


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Orion 12 & # 8243 Truss Tube Ritchey-Chretien Astrograph

ESPECIFICACIONES

  • Precio: Hasta $ 4,300
  • Fabricante: Orion
  • Diseño óptico: Reflector Ritchey-Chretien
  • Apertura: 12 y # 8243 (304 mm)
  • Relación focal: f / 8
  • Longitud focal: 2432 mm
  • Peso: 23,5 kg (52 libras)

El astrógrafo Orion 12 & # 8243 f / 8 Truss Tube Ritchey-Chrétien es un telescopio exquisitamente diseñado para tomar imágenes brillantes y nítidas de objetos del espacio profundo. Al ser un reflector Ritchey-Chrétien, los espejos primarios y secundarios hiperbólicos del instrumento # 8217 producen imágenes planas que no sufren cambios de imagen. Además, la ausencia de lentes significa imágenes en color real que prácticamente no tienen coma.

Este visor y la óptica # 8217s están alojados dentro de una estructura de soporte de tubo de celosía de fibra de carbono térmicamente estable. Mientras tanto, cuenta con un enfocador Crayford de rodamiento lineal de 3,3 y # 8243 de doble velocidad (10: 1) que se puede girar 360º para encuadrar la imagen. Además, 2 y # 8243 y 1.25 y # 8243 collares accesorios de anillo de compresión que no dañan están disponibles como parte del paquete.


Pregunta del asistente de matemáticas en la Nebulosa del Cangrejo

Supongamos que una persona puede pararse sobre la estrella de neutrones en el centro de la Nebulosa del Cangrejo. Si la estrella gira a 30 veces por segundo, ¿la velocidad de rotación es suficiente para exceder la gravedad de las estrellas para que una persona salga volando?

¿O es la gravedad tan fuerte que una persona aún sería aplastada en pedazos por la fuerza excesiva de gravedad de la estrella a pesar de que gira a 30 veces por segundo? Mi conjetura es que una persona será aplastada.

# 2 PeterR280

# 3 Ira

¿A qué velocidad tendría que girar para que la fuerza de la gravedad de aplastamiento sea anulada por la fuerza centrífuga de rotación?

# 4 Daniel Mounsey

# 5 gavinm

Suponiendo que m = 1,4 x sol y r = 15 km

entonces la aceleración debida a la gravedad sería a = Gm / r ^ 2 = 4.1 x 10 ^ 11 m.s-2 (o el camión carga más que la Tierra a 9.8 m.s-2)

la aceleración centrípeta requerida para orbitar en el ecuador es a = v ^ 2 / r = 533 x 10 ^ 6 m.s-2 (que es mucho menor de lo que proporcionaría la gravedad)

# 6 gavinm

Ah, y para responder a tu pregunta Ira, la estrella de neutrones necesitaría rotar unas 690.000 veces por segundo (un período de 1,4 microsegundos. ¿Existen?)

EDITAR: Aparentemente no, la estrella de neutrones que gira más rápidamente que se conoce actualmente, PSR J1748-2446ad, gira a 716 rotaciones por segundo (gracias Wikipedia)

# 7 gavinm

EDITAR: error matemático (se olvidó de cuadrar algo ... ¡doh!)

La estrella de neutrones solo tendría que girar 832 veces por segundo, ahora nos estamos acercando.

# 8 FeynmanFan

# 9 Jarad

Entonces, en PSR J1748-2446ad, estaría girando a aproximadamente 0.22C y tendría una fuerza centrípeta de aproximadamente 3.04x10 ^ 11 tirando hacia afuera contra 4.1x10 ^ 11g que lo empujó hacia abajo. Por lo tanto, sería mucho más liviano que si no estuviera girando, solo alrededor de 1x10 ^ 11g.

Entonces solo pesaría alrededor de 2 * 10 ^ 13 libras allí. Mi dieta debe estar funcionando.

Solo necesita acelerar a un poco más de .26C para alcanzar la velocidad orbital.

# 10 Andy Taylor

Retorcido, pero de buena manera

¿Dejarías la superficie extruida en un fideo debido a la marea?

Sí, estaba pensando en las fuerzas de las mareas.

Debe haber una gran diferencia entre tu cabeza y tus pies.

# 11 alcance este

# 12 Jarad

Sí, incluso la tierra está ligeramente aplanada debido a que gira a 1 rotación por día.

Los pulares están tan lejos y son tan pequeños que no estoy seguro de que sea posible observar directamente cuánto están aplanados. No sé si alguien ha podido calcular cuánto deberían aplanarse, ya que no sé si tenemos buenos modelos de las características físicas del neutronio.

La fórmula no relativista para el aplanamiento de una esfera que se mantiene unida por la gravedad y el giro se puede encontrar aquí: ecuatorial bulge wiki.

Si asumimos que esto es cierto para las estrellas de neutrones (es decir, ignorar cualquier efecto relativista), esto daría una relación de aplanamiento de aproximadamente 0,2 para una estrella de neutrones de 3 masas solares de 15 km de diámetro que gira a 716 rps. Eso significa que el diámetro ecuatorial sería aproximadamente un 20% más grande que el diámetro polar. Pero dado que son tan densos y giran a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz, supongo que los efectos relativistas son significativos (pero no sé cómo calcularlos, o si harían que se aplanara más o menos). .

Saturno es el planeta más aplanado del sistema solar, su coeficiente de aplanamiento es de aproximadamente 0,1 (es decir, un 10% más grande en el ecuador).

# 13 Lee D

# 14 AstroGabe

Además, cuando la rotación es tan rápida, debe considerar el arrastre de cuadros.

# 15 GregLee1

Dado que una persona y la estrella están hechas de materia, si la estrella girara lo suficientemente rápido como para arrojar a la persona, también arrojaría el material de la estrella, entonces no habría estrella. Pero por hipótesis, hay una estrella, por lo que la persona quedaría aplastada.

(¿Hay algo de malo en mi razonamiento?)

Agregado: Veo que ese ermitaño trastornado ya dijo justo arriba de lo que quise decir, aquí.

# 16 llanitedave

# 17 GlennLeDrew

Podríamos calcular la rotación de estrella de neutrones más rápida esperada de la siguiente manera. Encontramos la rotación angular más rápida conocida para una estrella, a partir de la rotación lineal medida a través de espectros y el radio supuesto para el tipo / clase espectral. Si asumimos que la estrella gira más o menos uniformemente en profundidad, escalamos la tasa de rotación conservada para el núcleo del tamaño de un planeta (o, para el caso, la envoltura estelar completa) cuando se reduce a un remanente del tamaño de una ciudad.

Lo dejo como ejercicio para trabajar el problema usando una estrella de 2 diámetros solares que gira a 550 km / s en la superficie del ecuador.

# 18 llanitedave

# 19 gavinm

Podríamos calcular la rotación de estrella de neutrones más rápida esperada de la siguiente manera. Encontramos la rotación angular más rápida conocida para una estrella, a partir de la rotación lineal medida a través de espectros y el radio supuesto para el tipo / clase espectral. Si asumimos que la estrella gira más o menos uniformemente en profundidad, escalamos la tasa de rotación conservada para el núcleo del tamaño de un planeta (o, para el caso, la envoltura estelar completa) cuando se reduce a un remanente del tamaño de una ciudad.

Lo dejo como ejercicio para trabajar el problema usando una estrella de 2 diámetros solares que gira a 550 km / s en la superficie del ecuador.

Hay demasiados problemas con esto. El momento angular no se conserva porque se pierde masa. Además, la velocidad angular no es constante en la superficie, y mucho menos dentro de la estrella. Aunque si conocemos el momento angular del propio núcleo, podemos obtener una aproximación bastante buena como sugiere.

Esto es similar a la formación estelar donde la mayor parte del momento angular debe perderse de la nube de gas antes de que se forme la protoestrella. El impulso angular se puede perder en un disco de acreción, por ejemplo. Recuerdo haber leído sobre el frenado magnético para el colapso estelar, pero no puedo recordar los detalles exactos.


IV. Una computadora robusta y duradera (02005)

“Me encanta esa cosa”, dice Francis Pedraza, un habitual de Interval, cuando le pregunto sobre el Orrery mientras toma el té de la tarde. Nunca ha escuchado el término "orrery", que anota en su cuaderno tan pronto como lo menciono. Pero tiene una buena suposición de lo que hace.

“Compruébalo”, dice Pedraza, levantando su muñeca izquierda para mostrarme su Apple Watch. Su cara muestra un planetario digital del sistema solar. Un simple giro de la corona por parte de Pedraza envía a los planetas hacia adelante o hacia atrás en el tiempo a través de sus trayectorias celestes, mostrando sin esfuerzo lo que a los científicos de la Europa moderna temprana les tomó una minuciosa precisión para diseñar.

"Es genial", dice Pedraza. “La gente ve que estoy usando un reloj y me preguntan la hora. Y yo digo: '¡Es Marte y media!' "

Si Pedraza estuviera tan inclinado, podría torcer la corona a 10,000 años en el futuro (probablemente tomaría algunas horas). Pero con la obsolescencia programada incorporada, el reloj de Pedraza tendría la suerte de durar otros dos años. El Long Now Orrery, por otro lado, debe ser una computadora precisa y duradera durante 10,000 años.

A primera vista, un planetario puede parecer una tecnología poco probable de la que depender a largo plazo. Pero tiene sentido cuando se considera cómo ha cambiado la forma en que hemos medido el tiempo a lo largo de la historia. Es probable que nuestro uso actual de horas, minutos, semanas y meses sea tan oscuro y olvidado como la nundina, el akhet o el gesh dentro de varios milenios.

El día, el año y los movimientos de los otros planetas de nuestro sistema solar, por otro lado, no están sujetos a los caprichos de los que están en el poder ni a las tendencias culturales pasajeras. El reloj de 10.000 años realiza un seguimiento de estas sólidas unidades de tiempo. El dial principal del Reloj realiza un seguimiento del Sol, la Luna y las estrellas mientras The Orrery modela nuestro sistema solar.

"Si llegara al reloj dentro de miles de años", dijo Danny Hillis, "aún podría leer la hora, incluso si no tuviera el mismo sistema de tiempo que tenemos ahora".

El prototipo está diseñado para actualizar la posición de cada planeta dos veces al día, proporcionando una especie de escultura cinética del Largo Ahora como escala de tiempo: Mercurio completa una revolución en aproximadamente 88 días, la Tierra tarda exactamente un año solar Saturno gira alrededor del Sol en poco menos de treinta años.

Cada uno de los planetas del Orrery está triturado a partir de una piedra que se asemeja al cuerpo celeste que representa. El Sol está hecho de calcita amarilla Mercurio del meteorito Venus de calcita mexicana amarillo limón Tierra de lapislázuli chileno Marte de jaspe rojo de Namibia Júpiter de arenisca con bandas y Saturno, de ónix de Utah con bandas.

Le tomó más de un año buscar a Alexander Rose para encontrar las piedras perfectas. "Tienes la idea correcta de qué piedra quieres, pero luego tienes que conseguir la correcta", recordó. “Pueden venir en todas las formas y patrones, y cuando se muelen al tamaño correcto, no se sabe si se parecerá al planeta. Con la Tierra, sabíamos que queríamos lapislázuli chileno, que tiene esas inclusiones nubladas que no se ven en el lapislázuli azul regular, pero luego era cuestión de encontrar una que tuviera los patrones de nubes y los continentes correctos ”.

La mayoría de los relojes tradicionales realizan sus matemáticas en la orientación de engranajes alrededor de un eje. Un engranaje medido de esta manera puede estar en un número infinito y un número continuo de estados (una representación analógica).

El problema de construir un reloj de 10,000 años usando engranajes es que los engranajes pueden desgastarse y deslizarse lentamente, lo que permite que se acumule imprecisión dentro del sistema durante largos períodos de tiempo. Incluso los relojes mejor fabricados del mundo experimentarán esto después de unos cientos de años. Para abordar esto, Danny Hillis inventó el Serial Bit Adder. El Serial Bit Adder es una computadora binaria mecánica simple que convierte el movimiento continuo del engranaje (energía analógica) en una salida digital.

La lógica matemática crucial para los sumadores de bits está representada en las posiciones de los pines, que solo pueden estar en uno de dos estados (digital), incluso si se desgastan significativamente. Los sumadores de bits calculan cuánto mover los planetas en la pantalla basándose en la entrada conocida de dos rotaciones por día por el eje central del Orrery. A medida que ese eje gira, también gira los discos sumadores de 6 bits: uno para cada planeta.

Un sumador de bits consta de un disco giratorio y dos juegos de 27 clavijas mecánicas. Cada pin individual puede estar en uno de dos estados, y cada conjunto de pines tomado en conjunto representa un número de 27 bits. Un conjunto de pines es inamovible: se establecen en función del cálculo que debe realizar el sumador de bits en particular; en otras palabras, son el programa. El otro conjunto de pines puede moverse entre los dos posibles estados que representan un acumulador.

A medida que gira el disco del sumador de bits, una parte del disco lee el programa de los bits inmóviles y es movida por ellos. Sus movimientos hacen que el otro conjunto de bits se invierta según sea necesario. Cada vez que el sumador gira, agrega el número codificado en los pines estáticos en el número codificado por los móviles. Ese número es una fracción entre cero y uno. A medida que los pines externos acumulan el valor representado por los pines internos, su valor crece hacia uno. Cuando superan un valor de uno, el sumador produce una salida que ajusta su planeta correspondiente mediante la activación de una rueda de Ginebra de 6 lados. De esta manera, se puede calcular una relación precisa basada en las dos rotaciones diarias del eje central y aplicar a los planetas en la pantalla.

El Orrery se completó en 02005 y se exhibió en la sede de Long Now en Fort Mason cuando el espacio era un museo. En el período previo al diseño y la construcción del Interval, Alexander Rose sabía que el Orrery sería un componente crucial desde la perspectiva del diseño de experiencias.

"Obviamente era este objeto de metal brillante", dijo Rose. "Al centrarlo junto a las puertas de entrada, se convierte en el punto focal cuando entras".

“Teníamos dos objetivos con la experiencia sin cita previa: atraparte desde afuera con el Orrery y obligarte a mirar hacia arriba. Eso es lo que la gran pared de libros para el Manual de civilización es sobre."

"Los estudios en psicología han demostrado que cuando miras hacia arriba, estás preparado para una experiencia asombrosa", dice Rose. “El Orrery estaba destinado a ser el atractivo visual visible desde el exterior para llevarte al interior. Los libros que hay detrás son los que cambian tu perspectiva y te inspiran a moverte por el espacio ".


Grandes maestros de la humanidad

¿Fue el & # 8220Gran Diseño & # 8221 obra de la Naturaleza o Dios (s)?& # 8230 En este momento no podemos estar seguros. Sin embargo, una cosa es clara: ya sea por su propia investigación inteligente sobre la naturaleza o por las enseñanzas recibidas de dios (s), los arquitectos y constructores antiguos codificaron el conocimiento sobre el Gran Diseño en sus proyectos (pirámides y templos). Es sorprendente que todas las religiones principales mencionen a sus dioses como & # 8220 maestros de la humanidad & # 8221 & # 8230. algunos ejemplos:

Ea (Enki), el dios de la antigua Sumeria

En tiempos remotos, según este mito, cuando los hombres vivían sin ley como bestias, Ea apareció del mar. Parte hombre y parte pez, el bicéfala dios instruyó a los hombres en artesanía, agricultura, letras, leyes, arquitectura y magia. Suavizó la rudeza primitiva y desde ese momento no se ha agregado nada para mejorar su enseñanza. Después de un día de instrucción, Ea se retiró al mar, de donde el hombre pez divino hizo solo otras tres apariciones durante un período de miles de años.

E.A., la ola de serpientes en pie, ofrece el secreto de las estrellas a un sacerdote.

JAHVEH, el SEÑOR de Israel

Y Moisés dijo a los hijos de Israel: Mirad, El Señor Ha llamado por nombre Bezaleel hijo de Uri, hijo de Hur, de la tribu de Judá Y lo ha llenado del espíritu de Dios, en sabiduría, en entendimiento, en conocimiento y en toda forma de obra.Y para idear obras curiosas, para trabajar en oro, plata y bronce, Y en el tallado de piedras para engastarlas, y en el tallado de madera, para hacer toda clase de obra astuta. Y ha puesto en su corazón que pueda enseñar, tanto él como Aholiab, hijo de Ahisamac, de la tribu de Dan. Los llenó de sabiduría de corazón, para hacer toda clase de obra, del grabador y del hábil artífice, y del bordador, de azul, de púrpura, de escarlata y de lino fino, y del tejedor, incluso de los que hacen algún trabajo, y de los que conciben un trabajo astuto. & # 8212 Éxodo 30-35 (Biblia, KJV)

Quetzalcoatl, el dios de Mesoamérica

En el suyo escribió: “En la ciudad de Tollan reinó muchos años un rey llamado Quetzalcoatl…. Era excepcional en virtudes morales ... el lugar de este rey entre estos nativos es como el rey Arturo entre los ingleses ”. La pirámide del templo dedicada a Quetzalcoatl en esta ciudad avanzada había sido construida por los toltecas, cuyo noveno sacerdote emperador era. Tres siglos después del colapso del poder tolteca, los gobernantes aztecas se complacieron en llamarse a sí mismos "sucesores de Quetzalcoatl". Fue considerado como el mayor rey histórico: comenzó el cultivo del maíz, introdujo el tejido, el pulido de la piedra y la confección de mantos de plumas, enseñó a los hombres cómo medir el tiempo y estudiar los movimientos de las estrellas, inventó el calendario junto con en sus ceremonias fijas y días de oración expuso doctrinas religiosas. & # 8212 Bernardino de Sahagún "Historia de las cosas de la Nueva España" (escrito en el siglo XVI)


Quetzalcoatl, el maya & # 8220 señor de la vida & # 8221 y rey ​​de Tula siendo 'consumido & # 8217 por una' serpiente & # 8217.

Viracocha

Viracocha es el gran dios creador de la mitología preinca e inca en la región andina de América del Sur. Según el mito registrado por Juan de Betanzos, Viracocha surgió del lago Titicaca (o, a veces, de la cueva de Pacaritambo) durante el tiempo de oscuridad para traer luz. Hizo el sol, la luna y las estrellas. Hizo a la humanidad respirando en las piedras, pero su primera creación fueron gigantes sin cerebro que le desagradaron. Entonces lo destruyó con una inundación e hizo uno nuevo, mejor de piedras más pequeñas. Viracocha finalmente desapareció a través del Océano Pacífico (caminando sobre el agua) y nunca regresó. Vagó por la tierra disfrazado de mendigo, enseñando a sus nuevas creaciones los fundamentos de la civilización, además de realizar numerosos milagros. Lloró cuando vio la difícil situación de las criaturas que había creado. Se pensó que Viracocha reaparecería en tiempos de problemas. Pedro Sarmiento de Gamboa señaló que Viracocha fue descrito como & # 8220 un hombre de mediana estatura, blanco y vestido con una túnica blanca como un alba asegurada alrededor de la cintura, y que él llevaba un bastón y un libro en sus manos. & # 8221

Imagen cortesía de Ken Bakeman

Gráfico que muestra parte del friso con Viracocha y figuras aladas que convergen en la deidad central. Estas imágenes son parte del calendario de la Puerta del Sol de Tiwanacu. Clamer para agrandar

Según algunos investigadores (por ejemplo, Zecharia Sitchin), nuestros antepasados ​​conocían a sus dioses. No eran dioses en ningún sentido religioso y no había religión como tal. Los dioses no eran una cuestión de fe: la gente vivía junto a ellos en ciudades construidas por trabajadores humanos bajo la dirección de arquitectos e ingenieros Anunnaki.

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Saturno & # 8211 El planeta anillado

Saturno es el sexto planeta desde el Sol, con una distancia promedio de 886 millones de millas, y es el segundo planeta más grande de nuestro Sistema Solar detrás de Júpiter. La gravedad superficial es de 1.065 g, muy similar a la de la Tierra. La órbita de Saturno varía desde una distancia cercana al Sol de 839 millones de millas hasta una distancia lejana de 934 millones de millas, y viaja alrededor del Sol con una velocidad de aproximadamente 21000 millas por hora. Las temperaturas oscilan entre -188 grados Fahrenheit y -300 grados Fahrenheit. Un año de Saturno equivale a unos 29,5 años terrestres. También tiene la distinción de ser el único planeta anillado en Nuestro Sistema Solar, al menos en lo que respecta a los anillos visibles & # 8211 Júpiter, Urano y Neptuno tienen anillos que son invisibles para los astrónomos aficionados en la Tierra. Saturno también está clasificado como un gigante gaseoso y es aproximadamente 95 veces más masivo que la Tierra con un diámetro aproximadamente 9 veces mayor que el de la Tierra. Según los datos de la sonda espacial, se cree que tiene un núcleo sólido de hierro y níquel rodeado de hidrógeno metálico y helio y luego una capa gaseosa más allá de la compuesta de metano, amoníaco, nitrógeno e incluso algo de oxígeno. Un hecho curioso sobre Saturno es que es el único planeta del Sistema Solar con una densidad media menor que el agua & # 8211 alrededor de un 30 por ciento menos. ¡Esto significa que Saturno podría flotar en el agua si fuera posible tener tanta agua! Las bandas de Saturno parecen algo menos distintas y más turbias que las de Júpiter. La velocidad orbital en el ecuador es de aproximadamente 21600 millas por hora y las velocidades del viento en Saturno pueden alcanzar las 1100 millas por hora & # 8211 esto es más alto que las de Júpiter (solo alrededor de 224 millas por hora) pero en realidad menos que las de Neptuno (1300 millas por hora).

Por supuesto, la característica más destacada de Saturno es su magnífica estructura de anillo que es fácilmente visible incluso a través de un telescopio modesto desde la Tierra, a pesar de que Saturno se encuentra a 746 millones de millas en su enfoque más cercano. En su mayor distancia de la Tierra, Saturno está en el lado opuesto del Sol y a más de mil millones de millas de distancia. Los Anillos de Saturno están compuestos principalmente de cristales de hielo con algunos restos de rocas y son el sistema de anillos más extenso del Sistema Solar. Los objetos en él varían desde micrómetros de tamaño hasta un metro y más allá del cual todos orbitan Saturno.

Anillos de Saturno como podrían aparecer en una de sus lunas

Varias sondas espaciales de la Agencia Espacial Europea y los Estados Unidos han visitado para investigar sus características físicas, incluidos los propios anillos. Estos incluyen el sobrevuelo del Pioneer 11 en septiembre de 1979 a una distancia de 12400 millas, el sobrevuelo de la Voyager 1 en noviembre de 1980 con una aproximación cercana de 3300000 millas, el sobrevuelo de la Voyager 2 en agosto de 1981 acercándose a 13 millones de millas, y la Cassini-Huygens. sonda espacial que entró en órbita alrededor de Saturno en julio de 2004 después de un sobrevuelo de Phoebe (una de las lunas de Saturno). La sonda Cassini duró hasta septiembre de 2017, cuando voló a través de los huecos de los anillos de Saturno y luego entró en la atmósfera y fue destruida. La información obtenida por Cassini fue invaluable y probablemente continuará siendo analizada en los próximos años.


Sonda espacial Cassini orbitando Saturno

Saturno tiene 62 lunas, de las cuales solo 13 tienen diámetros mayores a 31 millas. Las cinco lunas más brillantes de Saturno se pueden ver fácilmente a través de un telescopio, pero solo su luna más grande, Titán, se puede ver a través de un par de binoculares. No cabe duda de que las futuras sondas espaciales de la NASA (y posiblemente la Agencia Espacial Europea) visitarán Saturno en el futuro, descubriendo revelaciones aún más emocionantes sobre el hermoso planeta anillado.


Nuevos descubrimientos de FAST arrojan luz sobre los púlsares

El levantamiento FAST GPPS es capaz de detectar púlsares una magnitud más débil que otros telescopios, lo que le da la mejor sensibilidad para cazar púlsares. Crédito: NAOC

Utilizando el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), un equipo de investigación dirigido por el profesor Han Jinlin de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC) ha descubierto 201 púlsares, incluidos muchos púlsares muy débiles, púlsares de 40 milisegundos (MSP) y 16 púlsares en binarios.

Estos descubrimientos fueron publicados en Investigación en Astronomía y Astrofísica.

Los púlsares son remanentes compactos de la muerte de estrellas masivas y brillantes. Tienen el campo magnético más fuerte, la densidad más alta y la rotación más rápida de cualquier cuerpo celeste del universo, y muestran efectos relativistas significativos en sistemas de estrellas compactas binarias.

Desde que se descubrieron los primeros púlsares en 1968, se han encontrado unos 3.000 púlsares en total. Entre ellos, unos 400 tienen un período inferior a 30 milisegundos y son muy estables en rotación.

El profesor Han y su equipo diseñaron una estrategia de levantamiento de instantáneas para que un pequeño trozo de cielo se pueda observar durante cinco minutos con FAST y se pueda cubrir por completo en 21 minutos. Este estudio se conoce como Instantánea de Pulsar del Plano Galáctico (GPPS). Todo el cielo visible cerca de la Vía Láctea será completamente buscado en busca de púlsares en los próximos cinco años.

Esta es la primera búsqueda sensible de púlsares débiles hasta el nivel microJy y ha sido seleccionada como uno de los cinco proyectos científicos clave de FAST. Un estudio de este tipo puede detectar púlsares con una densidad de flujo de hasta 5 microJy, aproximadamente una magnitud más débil que los estudios anteriores realizados por otros radiotelescopios en todo el mundo.

Algunos púlsares recientemente descubiertos tienen una medida de dispersión mucho más alta que los valores esperados, desafiando los mejores modelos actuales de distribución de densidad de electrones en la Vía Láctea. Crédito: NAOC

Hasta ahora, GPPS ha buscado alrededor del 5% del cielo planeado y ha descubierto 201 púlsares. "En esta etapa inicial del proyecto, este es un total impresionante", dijo el Prof. R.N. Manchester de CSIRO Astronomy and Space Science, Australia.

Entre los púlsares recién descubiertos, algunos tienen extrañas propiedades de dispersión de pulsos. La dispersión es la medida de la densidad total de electrones a lo largo del camino desde un púlsar a la Tierra y es un buen indicador de la distancia del púlsar. Cuanto mayor sea la medida de dispersión, mayor será la distancia. GPPS ha descubierto púlsares con medidas de dispersión muy altas que desafían los mejores modelos actuales de distribución de densidad de electrones en la Vía Láctea.

Según la mejor información sobre la distribución de electrones en la Vía Láctea, estos púlsares deberían estar ubicados fuera de la Vía Láctea. Sin embargo, es más probable que estos púlsares se encuentren dentro de la Vía Láctea. La densidad de electrones en la Vía Láctea, especialmente en la dirección de sus brazos espirales, probablemente esté subestimada. En otras palabras, los púlsares recién descubiertos revelan más electrones en los brazos espirales de la Vía Láctea de lo que jamás se había conocido. Las nuevas mediciones mejoran eficazmente el conocimiento de la distribución de electrones de la Vía Láctea.

Aproximadamente 40 púlsares encontrados en la encuesta tienen un período de menos de 30 milisegundos, lo que los convierte en MSP recién descubiertos. "La encuesta GPPS ya ha aumentado el número de MSP conocidos en casi un 10 por ciento, un logro notable", dijo el profesor Manchester. Entre ellos, 14 tienen un compañero alrededor, al igual que los dos púlsares de período largo. "Sin duda, algunos de ellos resultarán ser excelentes sondas de teorías gravitacionales", agregó.

Los púlsares binarios recién descubiertos muestran un cambio de fase muy claro incluso con solo 15 minutos de observación por FAST. Crédito: NAOC

Además, GPPS ha descubierto muchos púlsares con características especiales. Por ejemplo, algunos producen emisiones que se encienden y apagan o emiten solo unos pocos pulsos durante muchos minutos. Además, para muchos púlsares conocidos anteriormente, el estudio FAST ha obtenido datos con una relación señal / ruido extremadamente alta, lo que ha mejorado los parámetros para 64 púlsares.

"FAST tiene la promesa de estudiar objetos compactos en el universo y nos ayuda a aprender más sobre la física fundamental y la astrofísica", dijo el profesor Jim Cordes de la Universidad de Cornell, un revisor del estudio.


Diseño e ingeniería de sistemas de naves espaciales

VIII Control Térmico

La necesidad de un sistema de control térmico (TCS) en una nave espacial surge de las limitaciones de temperatura impuestas a los subsistemas y componentes para asegurar que funcionen de manera confiable durante largos períodos de tiempo. Table II illustrates typical ranges of operating and survival temperatures for a few typical spacecraft components. Temperatures outside of the operating limits can result in temporary or permanent impairment of electronics, misdirected pointing of sensors, reduced performance of propulsion systems, and fatigue failures in wire bonds. Temperatures outside of the survival limits can ruin electronics and batteries and freeze and rupture propulsion lines. Temperatures of the unprotected exterior of the spacecraft can range from about −220 to +220 °C. To maintain the desired temperature range, sometimes heat has to be conserved and provided, and sometimes heat must be rejected, depending on the particular phase of the mission and operational mode.

TABLE II . Sample Operating and Survival Temperatures

ComponentOperating temperature (°C)Survival temperature (°C)
Batteries0 to +20−10 to +35
Electronics−10 to +40−20 to +50
Hydrazine+10 to +50+2 to +113.5
Momentum wheels0 to +50−20 to +70
Solar cells−100 to +75−100 to +100
Spacecraft structures−50 to +60
Optical benches±0.5

Heat is transferred to and from the spacecraft by radiation and within the spacecraft by radiation and conduction. Thermal inputs can be from the Sun, electronics, propulsion systems, Earth or planet albedo, and batteries. Radiated energy from the Sun is the dominant heat source and decreases inversely with the distance squared it is about 1.35 kW/m 2 at the Earth's distance from the Sun. The thermal control system must accommodate a thermal environment that can change significantly and rapidly due to shadowing from a celestial body, changes in electronic power dissipation as a result of different operating modes, use of the propulsion system, and change in orientation with respect to the Sun. Strategic placement of electrical heaters and components that dissipate heat can help with this design challenge. The design is further complicated because the heat transfer properties of satellite surface materials are degraded by the orbital environment, which includes vacuum, temperature cycles, presence of active chemical species (e.g., atomic oxygen and spacecraft-generated contamination) ultraviolet and ionizing radiation, micrometeorids, and space debris. Changes in surface properties will change the amount of heat absorbed and radiated. The concept of a black body, a perfect emitter and absorber of radiant energy, is used to model the radiant energy of an object solely by its temperature. The black body temperature of the Sun is 5800 K, that of the Earth is 290 K, and that of space is 2.7 K.

Detailed static and transient thermal modeling of spacecraft is a complex undertaking. Modeling can be carried out by either a lumped parameter or a finite-element approach for which the thermal inputs must be specified. The lumped parameter nodal network model consists of describing the spacecraft as an array of nodes with thermal capacities that exchange heat by conduction and radiation. The finite-element model uses geometry and finite difference heat transfer equations to account for radiation and conduction. The results of the model to predict the temperature distribution in a spacecraft under various conditions is often verified by a physical thermal engineering model at full or partial scale that can be tested in a thermal vacuum chamber.

Thermal control systems are classified as passive or active. Passive systems use no moving parts or heaters. Control is achieved by use of thermal control coatings, multilayer insulation (MLI), rear-surface or second-surface mirrors, and passive radiators. Thermal control materials are characterized by their absorptivity, emissivity, reflectivity, and transparency. The effect of changing solar intensity on the spacecraft is minimized by the use of low-absorbance surfaces to reflect the incident heat and that also have low infrared emittance to conserve heat generated within. Multilayer insulation blankets act like thermal coatings and consist of alternating layers of metalized Mylar ® (a polyester film) or Kapton ® (a polyimid film) and a net-like material that acts as a separator. Blankets of 20 to 24 separate layers are not unusual. The outermost layer is often coated with a transparent conductive coating (indium tin oxide) to provide an electrically conductive outer spacecraft surface to minimize the accumulation of electrostatic charge. Rear-surface or second-surface mirrors both reflect external heat and radiate internal heat. Coatings properties degrade in the space environment, with absorptivity tending to increase, which must be taken into account in the design. In passive control, the spacecraft's absorbtivity and emissivity are selected such that a natural radiative temperature is maintained. Passive internal temperature control is achieved by using matt-black paint and thermal doublers to maximize radiative and conductive heat transfer between elements.

For missions to the outer planets where the solar input is significantly reduced, an alternative heat source is the use of radioisotope heater units (RHUs). RHUs generate heat from the natural radioactive decay of a small pellet of plutonium dioxide, usually plutonium-238. The heat is transferred to spacecraft structures, systems, and instruments directly without moving parts or electronic components and reduces the electrical power that would otherwise be required. Active systems represent the majority of those deployed and add commandable and thermostatically controlled heater elements to the system that are generally biased to a colder temperature than desired. In addition, louvers actuated by bimetallic elements, heat pipes, refrigerators, and thermal switches can be employed. Heat pipes, with either fixed or variable conductance, use a change of phase in a material to efficiently transfer heat. Refrigerators use a working fluid to transfer heat to a cold plate for radiation away from the spacecraft. Thermal switches make or break conduction paths to control the amount of heat transferred.

To gain an understanding of the thermal state of a spacecraft, temperatures are measured by thermistors distributed throughout vital regions of the spacecraft and are telemetered to the Mission Control Center as part of the normal spacecraft housekeeping data.