divendres, de febrer 26, 2021

Una bola de foc va aparèixer en el cel monòton on a penes passa res més que ocasionals núvols de sorra.



Un espectacle, per a qui ho hagués pogut contemplar des d’allà! La bola de foc devia deixar el seu rastre en el firmament, a mesura que es desplaçava, perdent altura. Tot de sobte, de traç de llum a paracaigudes. Encara massa elevat com per a que es pogués distingir, l’estrany objecte seguia frenant, penjat de les llargues cordes que el subjectaven a l’enorme paraigües, de colors blancs i vermells, obert simètricament perfecte.



Però la sorpresa vindria uns minuts després. La nau es desprenia del paracaigudes, i iniciava una caiguda lliure, frenada per coets retropropulsors. Més que una caiguda, era un vol, un elegant moviment amb component horitzontal, perfectament calculat i governat per l’ordinador de la Perseverance.



Ja força baix en el cel marcià, l’observador hagués pogut observar amb deteniment una forma hexagonal, una mena de grua, pràcticament immòbil a unes desenes de metres sobre la superfície, fent baixar un curiós giny de 6 rodes i una tona de pes penjat d’uns cables. La sorra aixecant-se del terra i arremolinant-se al voltant degut als gasos dels retropropulsors.



Finalment, amb el robot a terra, uns dispositius tallaven els cables, i aquella mig nau-mig grua, s’impulsava ben lluny, en una mena de trajectòria parabòlica, per a estavellar-se a distància, evitant d’aquesta manera malmetre el recent arribat visitant.



Els 7 minuts del terror, el nom amb què la NASA coneix la maniobra d’entrada a l’atmosfera de Mart, descens i aterratge, es completava amb èxit un cop més, el passat 18 de febrer exactament a les 21:55 hora catalana. Seguint el mateix sistema, amb grua, que l’anterior robot Curiosity, arribava a Mart l’últim crit tecnològic pel que fa als robots exploratoris espacials. Més que això, la Perseverance és un biòleg marcià.



La maniobra havia utilitzat un sistema de guiatge més avançat, però, que Curiosity. Un ordinador havia anat prenent fotos constants de la superfície, i comparant-les en temps real amb la detallada cartografia que els satèl·lits havien construït de la regió al llarg de mesos. Cada roca, cada duna, seria evitada per l’ordinador, que trobaria una trajectòria de descens òptima per acabar aterrant de forma precisa en el lloc designat.



Amb molta diferència, Mart és el planeta més explorat del Sistema Solar (després de la Terra, és clar). M’agrada explicar que Mart és l’aposta de tot al vermell. La ciència, amb els pocs recursos que té, sembla haver-ho apostat tot, en la ruleta de la sort, a la casella del planeta vermell. Allà és on tenim més probabilitats de poder contestar una de les grans preguntes que té plantejades la humanitat. La de la vida.



Perseverance se suma, així, al batalló de ginys marcians. Un exèrcit exploratori que ara mateix està format per 8 orbitadors (3 americans, 2 europeus, un indi, un dels Emirats Àrabs, i un xinès que, per cert, farà baixar el seu propi robot cap el mes de maig). I en superfície, 2 robots (Curiosity segueix encara actiu) i una sonda (la Insight de la NASA).



La referència històrica obligada de la cerca de vida a Mart  la marca, sens dubte, l’exploració de les famoses Viking, dues naus bessones, formades per orbitador i aterrador cadascuna, que varen arribar al planeta roig l’any 1976. El sol aterratge de les Viking significava un enorme èxit, i ens varen enviar les primeres imatges fetes des de la superfície de Mart. Però el més rellevant és que portaven experiments biològics. En concret, 4. I la sorpresa va saltar quan un dels quatre, a totes dues sondes, va donar positiu!



Un positiu, però, que hem acordat que és fals. La lliçó que les Viking ens van donar és que no en tenim ni idea de buscar vida. Podria haver afegit, a la frase anterior, “fora de la Terra”. Però en realitat l’afirmació crec que és vàlida fins i tot aquí, al nostre planeta. Sabem poc de la vida, ni tan sols sabem com definir-la. Constantment som sorpresos per organismes vius, que anomenem extremòfils, que viuen en condicions tremendes, impossibles, on mai haguéssim esperat trobar res.



Més que una lliçó, l’exploració de les Viking va significar una plantofada de realitat. No estàvem preparats per a detectar vida a Mart. Havíem dissenyat els experiments massa esbiaixats degut al nostre pobre coneixement de la vida, i tampoc no havíem tingut en compte les reaccions químiques induïdes per la composició del material marcià, ric en perclorats i altres sals oxidants, que interferien directament en els experiments de les Viking.



La qüestió és que des de llavors, finals de la dècada dels 70 del segle passat, la ciència va preferir apostar els recursos disponibles per a enviar naus, satèl·lits, robots que no anessin a cercar vida, sinó a entendre com és, i sobre tot com era, Mart. Geòlegs, climatòlegs, sismòlegs... ginys que ens preparessin el terreny per a exploracions futures.



Gràcies a les missions marcianes, molt és el coneixement que hem pogut anar acumulant sobre aquest planeta. Avui, un desert meravellós. Ahir, un planeta blau, amb rius i llacs d’aigua líquida en superfície.



Fa milers de milions d’anys, l’atmosfera de Mart, actualment uns 100 cops menys densa que la nostra, era molt més forta. Una atmosfera carregada de diòxid de carboni, gas d’efecte hivernacle, que permetia temperatures més altes que les actuals. L’aigua corria per rieres, erosionant muntanyes i desembocant en cràters que s’omplien formant llacs.



La Curiosity va arribar a Mart l’any 2012, aterrant dins un enorme cràter anomenat Gale. Des de llavors, aquest giny no ha parat d’explicar-nos històries d’un passat humit, on el paisatge que el robot recórrer heroicament estava antigament totalment cobert per aigua.



Seguint la pista de l’aigua, la NASA va triar el cràter Jezero, una conca d’un 45 km de diàmetre, per a fer-hi aterrar la Perseverance. És l’indret més prometedor que es va poder detectar. Un llac prehistòric, amb un riu que va crear un gran delta. I amb totes les precaucions que es deriven dels aprenentatges de les Viking, la Perseverance comença ara una missió que podria ser èpica. Tot i que aquest meu “podria” és més un desig que una cosa massa probable, al menys a curt termini.



Perquè l’estratègia de cerca de vida és defensiva. No volem tornar a cometre els errors passats. El sentit comú ens diu que mai, a Mart, hi tindrem un laboratori sobre rodes tan potent i capaç com tot l’arsenal d’equipaments i de científics que tenim aquí, a la Terra. Un anunci que seria el més important de la història de la humanitat no es pot fer sense estar-ne segurs. I aquesta és la raó per la qual la Perseverance serà, en realitat, el primer pas però possiblement no el definitiu.



Alimentat igual com la Curiosity per una pila de plutoni, el robot de la mida d’un cotxe i farcit de càmeres i instruments científics, remenarà sorra i perforarà roques, intentant trobar signes de vida passada. Formes minerals que poguessin indicar la presència de microorganismes fa milers de milions d’anys, quan Mart gaudia d’unes condicions molt més favorables per a la vida.



Però la Perseverance no equipa instruments que puguin certificar d’una forma definitiva una eventual descoberta de vida antiga. De forma que qualsevol mostra interessant que trobi serà recollida i emmagatzemada en uns petits contenidors que porta en el seu interior. Posteriorment, en un lloc encara per decidir, el robot dipositarà els tubs amb les mostres sobre la superfície. I en el futur, una nova missió, tècnicament complexíssima, haurà d’anar-hi, agafar les mostres, i portar-les a la Terra. I és aquí, en els nostres laboratoris, emprant centenars de possibles experiments i instruments, amb equips de milers de científics d’arreu, que podrem analitzar i amb sort certificar. La NASA i l’Agència Espacial Europea ja han començat a mantenir converses sobre com es faria una missió conjunta com aquesta.



Això no vol dir que la Perseverance no ens pugui donar sorpreses. Més aviat, estic segur que ens en donarà.



El robot està equipat amb diverses càmeres, algunes de les quals incorporen la capacitat de zoom i vídeo, prestacions aquestes que no tenen els ulls de la Curiosity (es van eliminar del projecte per raons de pressupost). De forma que la Perseverance ens ensenyarà Mart com mai abans hem vist. Aixecarà la seva mirada cap a planures ermes, cobertes per roques i sorra remoguda per remolins ocasionals. Ens mostrarà formacions rocoses capricioses, erosionades per vent i aigua antiga.



Entre els instruments científics, en destaca un. El que generarà, a mode de prova, oxigen a partir del diòxid de carboni de l’atmosfera. Es tracta d’un experiment de química relativament senzill, que és la llavor dels mecanismes que les futures bases marcianes hauran d’emprar per a obtenir el tan necessari element (que no tan sols servirà per a proveir aire respirable als astronautes, sinó també com a font de combustible).



També porta una joguina. Un petit helicòpter, un dron. De nom Ingenuity, aquest dispositiu que no arriba als 2 kg realitzarà, si tot va bé, vols curts impulsat pels seus rotors. Els primers vols que es faran fora de la Terra. Una prova de concepte que ha de servir per a dissenyar missions exploratòries futures, no tan sols a Mart sinó a altres indrets (i que farà que els enginyers que ja treballen en l’ambiciosa missió Dragonfly a Tità hi estiguin molt atents).



Aproximadament un mes després de l’aterratge de la Perseverance, és a dir cap a meitats o finals del mes de març, és molt possible que el robot dipositi sobre el terra l’helicòpter, se separi uns centenars de metres, i es faci el primer vol. Ingenuity no porta instruments científics, però sí càmeres. Quasi no puc esperar a veure els enregistraments que farà!



La missió principal del projecte Perseverance és de 2 anys, període dins el qual s’han de maximitzar tots els retorns de la missió. Com sempre passa, si transcorreguts aquests anys el robot es troba en bones condicions, la NASA anirà prorrogant l’exploració.



Les comunicacions amb els robots marcians es realitza aprofitant els satèl·lits que es mouen en òrbita baixa de Mart. Molt especialment, amb el MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) de la NASA, a 400 km d’altura sobre la superfície. Aquest orbitador fa de mirall. Rep els senyals de Perseverance (i de Curiosity i Insight), els emmagatzema, i llavors els envia cap a la Terra.



L’operació d’un robot marcià no és cap trivialitat. Per començar, les condicions són molt exigents. Grans diferències de temperatura entre dia i nit, fins i tot a prop de l’equador que és on es troben Perseverance, Curiosity i Insight (típicament dels -15C diürns als -70C nocturns). Això fa que l’estratègia d’exploració dels robots a Mart passi per fer-los dormir de nit. Fer que entrin en un estat de baix consum, amb la majoria d’instruments inactius, per tal de permetre la càrrega de les bateries a partir de la pila de plutoni i alhora mantenir escalfats els components electrònics del giny.



Com que el dia a Mart té una durada uns 40 minuts superior al nostre, l’operació per torns, dels enginyers i científics, és complexa. Molts d’ells arriben a portar 2 rellotges, un d’ells marcant l’horari marcià. Els seus ritmes de treball i descans s’han d’adaptar a un cicle que per nosaltres és antinatural i que desobeeix el mandat del Sol en el nostre cel.



De moment, mentre esperem amb ànsia els propers esdeveniments de la Perseverance, ens delim amb les imatges i vídeos que ens ha descarregat des de Mart i que corresponen als 7 minuts del terror. A penes hi ha paraules per descriure el que aquestes imatges ens mostren, escenes dignes de la millor pel·lícula de ciència ficció. Càmeres que han enregistrat, mirant a munt, el desplegament del paracaigudes (per cert, marcat amb un codi de colors que amagava un missatge que els internautes varen poder desxifrar en qüestió d’hores: les coordenades del laboratori JPL de la NASA, creador de Perseverance, i el seu lema “Dare mighty things”, atreveix-te a allò poderós). Ulls que han enfocat cap avall, des de la grua, per a mostrar com baixava el robot penjat dels cables. I una darrera escena, gravada des del robot, un cop ja a terra, en la que es veu la grua, envoltada per sorra, elevant-se de nou cap al cel i desapareixent.




Escenes que ens emocionen quan pensem que es tracta d’una operació complicadíssima i completament autònoma (en el moment de l’aterratge, la llum trigava un xic més de 9 minuts en recórrer la distància Mart-Terra, i, per tant, tot havia de funcionar automàticament sense cap intervenció humana).




Emoció que, per altra banda, ens fa reflexionar sobre l’enorme contrast que hi ha entre el que som capaços de fer allà fora i el que aconseguim fer aquí al nostre propi planeta, on hem demostrat la nostra ineptitud per a gestionar problemes aparentment menys complexos i de molt major transcendència.



Tot plegat, però, no ha de fer que menystinguem l’exploració espacial, com a font de coneixement, de progrés (moltes de les comoditats que tenim avui en dia han estat desenvolupades gràcies als projectes espacials) i de respostes. L’home és un explorador nat. Ho hem estat sempre. Si no haguéssim decidit anar més enllà, respondre preguntes, desafiar l’entorn, encara viuríem en cavernes. I no, no serveixen els arguments que diuen que ens gastem molts diners a l’espai. Es desmunten quan un agafa la perspectiva de la cosa. I aquesta perspectiva, tal com vaig piular per xarxes socials el mateix 18, quan esperàvem la confirmació de l’aterratge de la Perseverance, ens diu que tot el cost de la missió, que inclou el disseny del robot, l’enlairament, els 2 anys previstos d’exploració, les nòmines de centenars d’enginyers, tècnics i científics durant els anys de disseny previs i exploració, és quasi la meitat del que costa un gran estadi de futbol americà. O també, dos bombarders estratègics B-2, màquines fetes per matar, paguen una missió i mitja.



Aquest debat, el dels diners, és esgotador. Tenim fam a la Terra, i problemes immensos, com ara els sanitaris. Però malauradament aquests problemes no s’arreglen cancel·lant les missions a l’espai. Però potser sí minvant les despeses militars, o altres immensament més costoses i de dubtosa utilitat i ètica. En realitat, l’espai ens obre una oportunitat per a impulsar la ciència i la tecnologia, i són la ciència i el progrés les eines que hem d’emprar per a lluitar contra els problemes del nostre món, no els tancs.



Potser a prop de la Perseverance s’amaguen les roques que donaran respostes. Les que ens diran que, fa molt de temps, Mart va vibrar amb organismes elementals, quan la Terra era encara un món erm. I potser, només potser, podrem acabar descobrint que els marcians existeixen, i que som nosaltres. I que la vida va ploure a la Terra, a cavall de meteorits marcians, fa milers de milions d’anys.



dissabte, de desembre 19, 2020

La seva samarreta, entre les estrelles



La vida és un regal magnífic i alhora efímer. Malauradament, aquests 2 conceptes ens passen desapercebuts dins la nostra quotidianitat, fins que la natura decideix emportar-se a una persona estimada.



Quan es retira la samarreta d’un gran jugador de bàsquet, es fa com a reconeixement de tota una carrera d’èxits, i aquest honor tan sols es reserva a aquelles figures que han creat empremta en l’afició. Que han gravat en la ment dels seguidors multitud d’escenes i de moments inoblidables en partits que sempre es recordaran.



El firmament és ara més ric, perquè la natura hi ha penjat la seva samarreta. Tots els que l’estimàvem el seguirem trobant dins el nostre record, perquè haurà jugat un enorme partit, el de la vida, ple d’instants entranyables que res no podrà esborrar.



En la nit freda i silenciosa, en mig d’una clariana de bosc contemplant les picades d’ullet de les estrelles, hi cercaré la seva, i estic segur que sempre la podré trobar. I per sobre de la pena, en aquell moment em sentiré enormement afortunat d’haver compartit una gran amistat.



dimecres, de desembre 02, 2020

Arriba la millor pluja d'estrelles de l'any, i un apropament planetari que no es veia des del segle XVII

Aquest mes de desembre tenim 2 veritables espectacles en el cel nocturn. La que possiblement és la millor pluja d’estrelles de l’any, i l’apropament visual increïble que tindran Júpiter i Saturn.



Parlem primer de la pluja d’estrelles.



Són els Gemínids, com us deia la millor pluja de l’any en termes de densitat, és a dir, de nombre de fugisseres que habitualment es poden observar. A més, enguany coincidirà amb Lluna Nova, de forma que el nostre estimadíssim satèl·lit ens deixarà un cel completament fosc per a que en puguem gaudir al màxim (si la meteorologia i les llums de les ciutats ens ho permeten, és clar).



Com a recordatori, us explico què és exactament una pluja d’estrelles.



Una estrella fugaç (en català també fugissera) és un petit fragment de material que vaga per l’espai i que el nostre planeta escombra amb el seu moviment al llarg de l’òrbita al voltant del Sol. Aquets petit fragment (a penes mil·límetres de mida) entra a l’atmosfera, i per fricció s’incinera a molts quilòmetres d’altura, deixant en el cel un bonic i espectacular traç de llum. És quan exclamem “Ohhhh”, tanquem els ulls, i demanem un desig (que no s’ha d’explicar!).



Doncs bé, anomenem pluges d’estrelles quan aquesta entrada de fragments a l’atmosfera es produeix en grans quantitats. Milers d’objectes que impacten contra la Terra de forma molt concentrada en unes hores (o dies).



Per què es produeix aquesta acumulació de fugisseres? Perquè durant aquelles nits (o hores) la Terra, que no para de circular al voltant del Sol, creua a prop de l’òrbita d’un cometa. Els cometes són objectes poc agregats, que semblen una pila de sorra i pedres desordenades, i que tenen molts components volàtils gelats. Quan s’apropen al Sol, l’escalfor de la nostra estrella fa que aquests components escapin a l’espai arrossegant gran quantitat de pols i petites pedres que segueixen orbitant (és a dir, que ocupen l’òrbita de l’objecte progenitor).



Quan la Terra passa a prop d’una d’aquestes òrbites es troba milers de diminuts fragments, i els escombra, donant lloc a una bonica pluja d’estrelles.



Sens dubte, la més coneguda és la dels Persèids, anomenats popularment com les Llàgrimes de Sant Llorenç. Es tracta d’una pluja molt densa (vol dir, una pluja intensa pel que fa a nombre de fugisseres). El que la fa tant popular, a més, és que es produeix durant les nits d’agost, quan l’observació del cel ve de gust i no representa problemes pel que fa al fred.



Tot i això, els Gemínids acostumen a ser encara més intensos que els Persèids, per bé que les condicions d’observació són més sacrificades.



Potser us estigueu preguntant sobre el nom de les pluges d’estrelles. Persèids o Gemínids fa referència al punt del cel del quan semblen provenir les estrelles fugaces. Anomenem radiant a aquest punt, i bategem la pluja amb el nom de la constel·lació que l’alberga (en el cas anterior, Perseu o Geminis).



Abans us deia que són els cometes els que generen les pluges d’estrelles. Però el cas dels Gemínids és una excepció. Creiem que el pare és un asteroide, anomenat 3200 Phaethon. Un objecte de gran dimensió, uns 6 km. Normalment, els asteroides són molt més compactes que els cometes, i en condicions “normals” no haurien de desprendre la gran quantitat de petits fragments que són necessaris per a provocar una pluja d’estrelles. Però aquest asteroide en concret s’apropa força al Sol, i podria ser que aquest fet facilités la cosa. Sigui com sigui, no ho tenim del tot clar.



Molt bé, però... com gaudir dels Gemínids?



El més important és saber quan. Aquesta pluja d’estrelles ja és activa des de començaments de desembre, però les nits de màxima activitat seran les del 13 i 14 d’aquest mes. De totes maneres, si no podem observar per alguna raó (per exemple, perquè estigui ennuvolat)  podem intentar-ho unes nits abans o després, i segur que en veurem.



L’altra gran pregunta és la direcció cap a on hem de mirar. Jo sempre aconsello posar-s’ho fàcil, i observar la part de cel que més oberta tinguem, on puguem abastar la major part del firmament.



Es necessita paciència. No penseu que és sortir a la terrassa o del cotxe i veure’n un munt. Hi haurem de passar estona, i per aquets motiu és molt important posar-se còmode. Per tal d’evitar mal de coll, us aconsello estirar-vos. Evidentment ben abrigats!



Mentre esperem, podem gaudir del cel estrellat i deixar anar la imaginació, o xerrar amb els nostres acompanyants, allà estirats. I de sobte en veurem una. I potser de seguida una altra.



I el lloc d’observació? Clarament, com a més fosc millor. Idealment, doncs, ens hauríem d’allunyar dels nuclis urbans. Certament, la situació que tenim, de toc de queda, no ajuda. Però la bona notícia és que es fa fosc molt d’hora: a les 7 del vespre ja podem estar observant.



En qualsevol cas, si no ens podem allunyar de les ciutats, al menys intentem pujar a balcons o terrats que deixin per sota l’enllumenat dels carrers. A més, evitem qualsevol font de llum. Vull dir que si l’edifici del costat projecta la seva llum sobre nosaltres, intentem donar-li l’esquena.



Un exercici interessant que us animo a fer és el següent. Quan veieu una fugissera, recordeu el seu traç i mentalment allargueu-lo cap al seu origen. Espereu a la segona, i feu el mateix. Anireu veient com tots els orígens que projecteu mentalment coincidiran en un mateix punt del cel. És justament el radiant que explicava abans. En aquest cas, la constel·lació dels Bessons.



Parlem, ara, del segon espectacle del mes.



Júpiter i Saturn han estat visibles en el nostre cel nocturn durant tot l’estiu i tardor. Ara mateix els tenim, just quan es fa fosc, força baixos sobre l’horitzó sud-oest. Doncs bé, resulta que tots 2 planetes s’estan apropant visualment cada dia que passa. Vull fer èmfasi en el fet que es tracta d’un apropament visual, degut a la perspectiva de visió que tenim des de la Terra.



El màxim apropament es produirà la nit del 21 de desembre. Estaran tan a prop (recordeu, visualment) que no els podrem separar un de l’altre a simple vista. La visió serà força espectacular, amb el resultant d'un punt brillantíssim. Aconsello observar-los forces dies abans (i després), per notar com cada nit es van apropant (o allunyant després del 21).





Si teniu prismàtics o telescopis podreu caçar, en un mateix camp òptic, tots 2 planetes, perfectament separats. Això vol dir que amb un telescopi modest podreu veure, alhora, el disc colorit de Júpiter, els seus principals satèl·lits, el disc de Saturn i els seus anells!



Un apropament tan precís no es produïa des de l’any 1623! Així que es tracta d’un fet extraordinari que no ens podem perdre.



Com deia, haurem d’observar-ho durant les primeres hores del vespre, abans que tots 2 planetes s’amaguin per l’horitzó sud-oest. De forma que el toc de queda no ens ha d’impedir gaudir-ne. A més, en aquest cas tampoc hi ha problema per a observar-los des de la ciutat. Tan sols ens calen finestres o balcons ben orientats. Els 2 planetes brillen tant que la llum urbana no pot amb ells (de totes maneres, com menys llum hi hagi, més bonica serà la visió).



Amb tot això que acabem de veure, no podem pas deixar passar l’ocasió de mirar el cel aquest mes de desembre!



Us previnc, però, que l’observació del firmament provoca addicció. Com més el mires, més aprens, i més ganes tens de contemplar-lo novament. Així que vosaltres mateixos. No digueu que no us he avisat!



 

dilluns, de setembre 21, 2020

Podria haver-hi vida a Venus?

Fa uns dies, un grup multinacional d’astrònoms, sota el lideratge de la Universitat de Cardiff, va publicar un estudi que ha fet trontollar l’escenari de cerca de vida fora de la Terra.



L’estudi, que recull dades obtingudes en 2 fases, l’any 2017 i el 2019, i amb 2 instruments diferents (el telescopi James Maxwell a Hawaii, i el complex ALMA a Xile), confirma la detecció de fosfà a l’atmosfera de Venus, un gas considerat com a possible biomarcador.



Anem pas a pas per tal d’explicar què vol dir tot això.


La cerca de vida (elemental) fora de la Terra es basa, per als indrets que no podem explorar directament, en la detecció remota de concentracions de gasos en les atmosferes planetàries que puguin ser sospitoses (tècnicament en diem fora del seu estat d’equilibri). Aquest gasos s’anomenen globalment biomarcadors.



En realitat, no existeix (que coneguem encara) el biomarcador perfecte. Tenim molt bones aproximacions, però cadascuna d’elles presenta els seus problemes. Per exemple, l’oxigen es pot emprar com a biomarcador. Es tracta del gas oxidant per excel·lència, i es combina de seguida amb molts altres compostos per a crear òxids i sals diverses (la prova la tenim amb el rovell que poc a poc van desenvolupant els metalls exposats a la nostra atmosfera). La clau per a considerar-lo biomarcador és que si no existeixen fonts que el renovin constantment, l'oxigen desapareix ràpidament en estat lliure. I, a la Terra, el principal fenomen productor d’oxigen és la fotosíntesi. D’aquesta forma, la detecció d’oxigen en una atmosfera pot ser un bon indicador per a sospitar la presència de vida.



El gas detectat a Venus ha estat el fosfà (també anomenat fosfina). És un compost simple, format per un àtom de fòsfor i 3 d’hidrogen (amb una fórmula, per tant, similar a la de l’amoníac, només que canviant l’àtom de nitrogen per un de fòsfor).



La fosfina és molt poc estable en atmosferes oxidants. En presència de compostos oxidants, la fosfina és efímera, i el fòsfor passa a formar part de materials com ara els fosfats. Així, de forma similar al que explicava abans quan parlava de l'oxigen, si no hi ha una font que renovi constantment la fosfina, aquesta desapareix d’una atmosfera planetària oxidant de forma ràpida.



Aquest és justament el cas a la Terra. Evidentment la nostra atmosfera és l’exemple perfecte d’un aire oxidant, amb la presència d’oxigen lliure. De forma que la fosfina no sobreviu en aquestes condicions.  Però tot i això se’n detecta en el nostre planeta, i la raó és que existeixen mecanismes que en produeixen, de fosfà. I aquí ve el punt important: a la Terra tot el fosfà generat prové de fonts biològiques. En concret, de l’acció humana (indústria) i del metabolisme de determinats microorganismes que viuen en ambients anaeròbics (és a dir, privats d’oxigen).



Per tot això, la fosfina és considerada un biomarcador per a atmosferes oxidants.



A pesar que Venus no té oxigen en estat lliure en la seva atmosfera, aquesta és igualment oxidant, especialment per la presència d’abundant àcid sulfúric en forma de vapor i petites gotes en els núvols del planeta. I per aquest motiu és tan sorprenent (i sospitós) detectar-hi fosfà.



La sospita es fa més gran encara quan es tenen en compte les concentracions detectades. L’estudi parla de 20 parts per miler de milió a les capes altes de l’atmosfera de Venus, entre els 50 i els 80 km d’alçada aproximadament. Sembla una minúcia, sí, però en realitat es tracta de concentracions destacades. Com a referència, en el nostre planeta les concentracions de fosfina a l’aire són d’unes poques parts per bilió, per tant un parell d’ordres de magnitud menys que a Venus.



Quin problema tenim amb la fosfina? Abans ja deia que no tenim un biomarcador perfecte. En el cas de la fosfina, un dels problemes és detectar-la en remot.



La detecció es basa en l’anàlisi de la llum rebuda del planeta en qüestió. Aquesta llum es descompon mitjançant un mecanisme similar a l’acció d’un prisma per a obtenir el que anomenem espectre. Els elements i compostos químics acostumen a deixar la seva empremta en l’espectre de llum, quan aquesta interacciona amb el material que travessa. Aquestes marques apareixen en els espectres com a bandes fosques (o també com a bandes molt brillants, en funció del tipus d’interacció), i funcionen ben bé com si fossin codis de barres: cada element, cada compost químic té el seu conjunt de marques.



Per desgràcia, l’atmosfera de la Terra interfereix molts cops en la claredat dels codis de barra d’alguns compostos. I aquest és el cas de la fosfina.



Per a realitzar la detecció, els científics que han participat en l’estudi han hagut d’aprofitar un senyal que la molècula de fosfina genera en l’infraroig i que es pot rebre des de la superfície del nostre planeta. Aquest fet no tan sols fa que la detecció sigui complexa, sinó que l’estimació de concentracions ho és encara molt més.



Però el problema més important respecte la fosfina i la seva consideració com a biomarcador és que no acabem d’estar segurs, ni aquí a la Terra, sobre la seva relació amb la vida. Abans deia que identifiquem fosfina en entorns anaeròbics (per exemple, en els intestins dels pingüins). Però en el món científic hi ha molt debat sobre si aquesta fosfina és un producte directe del metabolisme dels microorganismes que habiten aquests entorns, o bé podria ser simplement el resultat de reaccions químiques posteriors, no directament relacionades amb l’activitat microbiana.



Per aquesta raó, l’estudi publicat és curós en recalcar que en cap cas es pot dir que s’hagi detectat vida a Venus, però sí un indicació sospitosa que caldria analitzar amb més detall.



La coneguda com a navalla d’Occam diu que en ciència l’explicació més simple acostuma a ser l’encertada. En aquest cas, és molt possible que el fosfà a l’atmosfera de Venus sigui generat per reaccions abiòtiques, no relacionades amb la vida.



De totes maneres, l’equip de científics, en el seu informe, destaca que han simulat tots els fenòmens que caldria esperar, i cap d’ells és capaç de generar les concentracions de fosfina detectades. Parlen, per exemple, del vulcanisme de Venus, o de la interacció de la llum ultraviolada del Sol amb les capes altes de l’atmosfera del planeta. Fins i tot amb la possibilitat que el fosfà hagi estat transportat per asteroides o cometes. Però, com deia, cap d’aquestes explicacions convenç a l’equip.



Durant el capítol de “La Terra és plana” de "El Suplement" de Catalunya Ràdio que vàrem dedicar al tema (al final de l'article trobaràs l'enllaç), en Roger Escapa em preguntava si aquesta detecció era el més a prop que mai hem estat de descobrir vida fora de la Terra. Vaig respondre que al meu parer, sí.



Tot i les precaucions que hem de tenir, i a pesar que penso que hi ha moltes probabilitats que es tracti de noves reaccions químiques que, en aquelles condicions, creïn fosfà, o també que es puguin haver produït errors en les mesures, crec que mai hi ha hagut una detecció tan excitant com aquesta pel que fa a la cerca de vida.



A Mart, amb molt el planeta més explorat, es va produir fa anys la detecció de gas metà, un altre biomarcador. Però les concentracions són molt petites, no hi ha acord sobre aquestes en funció dels instruments que ho mesuren i, a més, es coneixen fenòmens abiòtics generadors de metà (com ara geològics). Per tant, si el metà a Mart ens va insipirar a seguir remenant la sorra d’aquell món, el fosfà venusià ens crida dient que paga la pena anar-hi.



Només enviant naus, sondes que explorin aquests núvols, podrem confirmar si allà habiten formes de vida bàsiques. Per cert, que haurien de ser completament diferents al nostre esquema de vida a la Terra, ja que cap aminoàcid o proteïna pot sobreviure el contacte amb àcid sulfúric!



A pocs dies de l’anunci, algunes agències espacials ja estan traient la pols a dissenys i projectes que havien caigut, any rere any, durant la “subhasta” dels pressupostos. En el moment en què escric aquest article, l’administrador general de la NASA ha fet unes declaracions dient que Venus ha d’agafar el protagonisme de futures missions. Al mateix temps, l'Índia, un dels països més potents pel que fa als programes espacials, també ha compromés una missió pels propers anys.




I per què hem d’invertir en buscar vida?



Aquesta pregunta me l’han fet molts cops. Per mi és senzill respondre-la, especialment si tenim en compte que totes les inversions en ciència en general no poden ni comparar-se amb el que ens gastem en despesa militar arreu del món.



De totes les respostes, però, que podria donar, que inclourien el desenvolupament de tecnologia i materials necessaris per a realitzar les exploracions i que després emprarem en el nostre dia a dia, n’hi ha una fonamental: no sabem com la vida va aparèixer al nostre planeta. La troballa de vida elemental a fora ens podria donar moltes pistes, no tan sols per a respondre aquesta qüestió sinó també per a explicar-nos què és la vida.



Hem de cercar vida per saber qui som en realitat. Aquesta és la resposta.



Si vols saber més, pots escoltar:

·        * El capítol de “La Terra és plana” (El Suplement de Catalunya Ràdio) que vàrem dedicar a aquesta descoberta

·        * La secció que fem quinzenalment amb en Josep Cuní (SER Catalunya)


dijous, de juliol 23, 2020

Arriben Les Llàgrimes de Sant Llorenç 2020. Guia d'observació... i reflexió!


Primer va ser degut al confinament del març. Vaig decidir llançar una iniciativa anomenada “Ciència en confinament”, amb l’objectiu d’oferir continguts gratuïts científics a la gent per a fer un xic més suportable el moment. I la cosa va créixer fins als 42 capítols en directe a través d’internet, amb més de 6.000 assistents en total.

Després ha estat el retorn lent al que eufemísticament anomenem “nova normalitat”. També l’escriptura del proper llibre, sobre les “casualitats” que han fet que tinguem vida.

El final de temporada de “La Terra és plana” dins El Suplement de Catalunya Ràdio ha estat intens, amb capítols que han requerit feina de preparació. Hem completat ja 2 temporades, i hi tornem el proper setembre.

Ah! I les xarxes socials, que cada cop m’estan requerint més temps. En especial, twitter. La veritat és que és fantàstic rebre la quantitat de fotografies del cel i comentaris que m’envieu!

El gran perjudicat amb tot això ha estat el blog. No he tingut gaire temps per escriure nous articles, la veritat.

Així que he decidit que les Llàgrimes de Sant Llorenç bé s’ho mereixien.

Es tracta de la pluja d’estrelles més famosa de totes i la més senzilla d’observar, gràcies a que es produeix en ple mes d’agost. El seu nom tècnic: els Persèids.

L’espectacle ja va de fa dies, ja que és un fenomen que dura setmanes. Però les millors nits, quan més densitat de fugisseres es concentrarà, seran les de l’11 al 12 i del 12 al 13 d’agost.

Enguany coincideix amb Lluna minvant, de forma que tindrem una primera part de la nit sense la llum del nostre estimat satèl·lit. El moment millor per mirar el cel, per tant, serà durant la primera part de la nit, abans no surti la Lluna de matinada.

Cap a on mirar? Fàcil. No cal triar una direcció determinada. Els meteors (traços lluminosos de les estrelles fugaces) poden aparèixer en qualsevol punt del cel. El més òptim és mirar en vertical, ja que d’aquesta manera es pot controlar més superfície de cel. Això sí, haureu d’estirar-vos còmodament o el coll us acabarà adolorit!

I quantes fugisseres veureu? Ah... ja m’agradaria a mi tenir la resposta! Hi ha tants factors que hi prenen part! Per exemple, la qualitat del cel. Evidentment, com és allunyats de les llums dels nuclis urbans, millor. Lògicament, el fet que hi hagi núvols o no també serà un element clau.

La paciència és fonamental! Hi ha molta gent que pensa que es tracta d’aixecar la vista i veure caure les estrelles. Tot i que hi ha alguns registres històrics que indiquen que això ha passat ocasionalment, el més habitual és haver d’esperar estona. És un excel·lent moment per fer-la petar, amb família o amics, mentre es contempla la nit estrellada i la Via Làctia creuant per sobre nostre. I, de sobte, tot d’una creuarà una estrella fugaç que farà que apuntem amb el dit i exclamem la típica “l’heu vista?”. Potser la següent arribarà de seguida, quan encara recordem la primera.

És això. Arriben sense avisar, sovint en ràfegues. Minuts d’espera seguits per moments d’excitació en els que n’apareixen vàries.

Què estem veient? Són diminuts fragments de cometa.

Els cometes, quan s’apropen al Sol, tenen tendència a alliberar pols i petits fragments que queden orbitant. Quan la Terra, en el seu gir al voltant del Sol, creua el pas del cometa, milions de trossets impacten contra la nostra atmosfera, friccionen amb les capes altes, i es desintegren en un bonic flash de llum. Per aquest motiu, les pluges d’estrelles es produeixen, sempre, durant les mateixes nits al llarg de l’any. Justament els moments de creuament amb les òrbites d’alguns cometes (i, en algun cas, asteroides).

En concret, els Persèids, o Llàgrimes de Sant Llorenç, són bocins del cometa Swift-Tuttle, una bèstia d’uns 26 km de dimensió i que està considerat com l’objecte més perillós que coneix la humanitat. Per què? Doncs ho podem deduir de la definició de pluja d’estrelles que acabem de fer. Hem dit que es produeixen quan el nostre planeta creua l’òrbita d’un cometa. Doncs sí, creuem el pas del Swift-Tuttle!

Una reflexió: som vius gràcies als impactes. Els que varen portar l’aigua a la Terra. El que va crear la Lluna (les marees han estat fonamentals pel desenvolupament de la vida). El que va extingir als dinosaures (i al 85% de les espècies vives fa 66 milions d’anys) i va aplanar el camí pels mamífers.

És clar, ara que els humans som aquí ja no hi voldríem jugar més, al joc dels impactes. “Gràcies natura! Gràcies pels impactes que vas enviar i que ens han creat! Però, sisplau, ara ja no en volem més!”. La natura, però, no té pensat escoltar-nos, i el cicle d’impactes seguirà existint al nostre Sistema Solar. Ja no amb la freqüència que tenia quan el Sistema Solar era infant (era un veritable caos d’objectes), però sí de forma periòdica, simplement per probabilitats.

Em referia abans a l'objecte que va impactar fa 66 milions d’anys. Doncs bé, hem estimat que potser tenia entre 10 i 12 km de mida. El Swift-Tuttle en té 26! Com veieu, es tracta d’un veritable esterilitzador de planetes!

Però tranquils, perquè en els propers milers d’anys no hi ha probabilitat d’impacte contra aquest monstre.

Què més veure? Doncs és molt interessant fixar-se amb el recorregut visual dels meteors quan els veiem creuar. Recordeu la trajectòria del primer que caceu. Allargueu mentalment la línia de llum cap enrere. Feu el mateix amb les demés fugisseres, i trobareu que totes elles semblen provenir del mateix punt del cel, que anomenem radiant. Aquell punt és justament el lloc pel qual la Terra està impactant contra el núvol de fragments.

El radiant és el que dóna nom tècnicament a les pluges d’estrelles. Així, Persèids ens indica que el radiant de les Llàgrimes de Sant Llorenç s’ubica visualment en la constel·lació de Perseu.

Mentre esperem, observant el cel, a part de la sempre espectacular Via Làctia veurem un punt molt brillant en el cel, baix sobre l’horitzó sud. Una llum intensa, sense pampallugues. Es tracta del planeta Júpiter. Al seu costat, un xic per sota i més a l’esquerra, albirarem fàcilment una altra llumeta, tot i que més feble i pàl·lida, que pertany al Senyor dels Anells, Saturn.

Finalment, com a recomanació: eviteu llums dels mòbils, i en general qualsevol llum blanca. Necessitem ben dilatada la pupila per a poder captar quantes més fugisseres millor. Cada cop que algú encén el mòbil, la pupila es tanca, i necessitem minuts per  que es torni a habituar a la foscor. Així que es tracta, simplement, de posar-se còmode i gaudir del cel i de l’espectacle de les estrelles fugaces.

Espero que ho pugueu gaudir molt,enguany, que falta que ens fa.

I penseu en la paradoxa. La pluja d’estrelles més famosa, familiar i inspiradora de totes. I és un recordatori de la nostra fragilitat. Cada una de les boniques fugisseres que veurem és un missatge que ens envia la natura, dient-nos que som aquí perquè ella ens hi ha posat, i que aprofitem el regal de la vida, cada segon de la mateixa.

Hi ha moltes coses de les que ens hem de preocupar. Ara tenim entre mans la qüestió de la salut i la recuperació econòmica. No oblidem la gent que es mor ofegada cada any intentant creuar la Mediterrània per accedir a una vida un xic més digne. Ni tampoc el canvi climàtic, la malmesa que estem generant com a llegat pels fills dels nostres fills.


Però estareu d’acord amb mi que malbaratem moltes hores d’aquesta preciosa vida preocupats per altres qüestions molt més banals. Problemes que, quan els poses en perspectiva, no aguanten cap comparativa amb els realment greus i importants.

La natura s’ha pres moltes molèsties per a que avui puguem ser aquí. Tenim un regal, i es diu vida. Desitjo que la contemplació enguany de les Llàgrimes ens ajudi a reflexionar sobre com i amb què hem de gastar les nostres energies i quines altres coses no es mereixen ocupar tant espai a la nostra llista de preocupacions.

Cal que preparem entre tots una bona dosi de solidaritat per a ajudar en la recuperació de la situació actual, i la llum de les fugisseres ens recordarà que som capaços del pitjor, però també del millor.

Que així sigui. Bones Llàgrimes a tothom!


dimarts, de febrer 25, 2020

Ja és aquí: "100 històries de l'aventura espacial". Presentació dimarts 24 de març, a les 19 hores, a Casa del Libro (Passeig de Gràcia 62, BCN)


"La NASA tenia al davant una decisió de màxima rellevància. Un cop establert que Michael Collins romandria dalt el mòdul de comandament, orbitant la Lluna, s’havia de definir si seria Armstrong o Aldrin el primer home en trepitjar aquell món. Una elecció amb un impacte molt més enllà del purament circumscrit a la missió Apollo 11. Un dels noms passaria a la història, per sempre més, com el primer. L’altre seria recordat, amb sort, com el segon.

La decisió esperada apuntava a Buzz Aldrin, ja que per norma el comandant esperava sempre dins la nau quan hi havia una operació de passejada espacial. Però la sorpresa va saltar amb l'elecció del comandant, d'Armstrong, un astronauta civil i amb una personalitat més humil, amb qui la NASA se sentia millor representada".

Un bon dia, en una conversa amb en Jordi Ferré, director de 9 Grup Editorial (grup al que pertany Cossetània Edicions) li vaig proposar fer un llibre sobre l'exploració de l'espai, en què s'expliquessin anècdotes poc conegudes, més enllà del que tots més o menys ja sabem. En Jordi, entusiasta com sempre, em va dir que ja m'hi podia posar. El nou llibre s'incorporaria a la col·lecció "De 100 en 100" de l'editorial, que tan bons resultats està donant de fa temps, i en la que s'inscriu també un dels meus anteriors textos, "100 qüestions sobre l'univers".



Així que vaig començar a recopilar dades i més dades. En llibres, i en els llocs internet de les agències espacials. El meu objectiu era trobar les històries al darrere de missions i de fites. No havia de ser un llibre dedicat a la tecnologia, sinó a les persones i a les naus (com si fossin herois, ja em coneixeu).

La primera dificultat va ser la creació de l'índex provisional, ja que sobraven temes. I la segona, l'accés a informació rellevant de missions de l'antiga Unió Soviètica. Molta d'ella ha viscut classificada durant temps, i encara ara no es troba directament accessible, de forma que en alguns cassos vaig haver de beure de fonts secundàries.

"Corria gener de l'any 1961 quan Yuri Gagarin va donar el gran cop, amb el seu primer vol orbital. Allò va crear una enorme tensió en els EEUU, que veien com els soviètics els anaven pel davant en tot el que feien. El president Kennedy va demanar reacció urgent, i es va decidir enviar a l'espai al primer astronauta americà, l'Alan Shepard. Però la tecnologia dels coets no estava a punt, i aquell no podria ser un vol orbital, sinó tan sols un llançament parabòlic, com qui dispara una bala de canó. La missió va anar bé, tot i que l'heroi americà va tenir el dubtós honor de ser el primer en alliberar la pressió de la seva bufeta dins el vestit espacial, quan no se'l va permetre sortir de la càpsula mentre esperava el moment de l'enlairament".

L'escriptura del llibre va avançar de forma frenètica. Cada dia que passava, com més informació trobava, analitzava i seleccionava, més ganes tenia de filar les històries que buscava. Els meus ulls cercaven curiositats, emocions, sentiments, també èxits i tragèdies, en aquell munt de dades que recopilava.

Al llarg dels mesos, el projecte va anar prenent forma. Òbviament, havien de ser 100 capítols, com és tradicional dins la col·lecció. Però quan acabava la primera versió del redactat, vaig veure que necessitava un final especial. Allò que havia intentat transmetre era l'aventura de la humanitat a l'espai. Els somnis que els nostres avantpassats tenien de volar al cel i visitar la Lluna i més enllà. Era el relat dels esforços de la nostra humil espècie en donar els primers salts cap el cosmos.

Així que el llibre va acabar contenint 101 capítols (les meves disculpes a l'editor, que, per cert, no va posar cap mena de problema en això!). El darrer seria un capítol molt especial, diferent a la resta. Contindria un desig, potser també un somni.

Completada la primera versió, va venir la típica fase de lectures repetitives i encaix de tot plegat. Allà varen caure unes poques de les històries inicials i en van entrar de noves. Hi havia tant on escollir!

"L'any 1999, la NASA enviava a Mart la sonda MCO (Mars Climate Orbiter), un car projecte amb l'objectiu d'estudiar l'atmosfera del planeta roig. Després dels mesos de viatge, la nau arribava al seu destí per a iniciar la part més perillosa de la missió: frenar i deixar-se capturar per la gravetat marciana. Però els indicadors mostraven quelcom estrany: la nau anava desviada de trajectòria, i allò no pintava gens bé. La MCO es va esclafar a la superfície de Mart només arribar. Un projecte d'anys havia fracassat a la primera de canvi degut a un increïble error: una de les empreses subcontractades per la NASA havia treballat amb unitats de mesura imperials i no mètriques! Increïble, però cert. Una enorme lliçó d'humilitat per a tothom".

Cap a finals d'estiu de 2019, el redactat ja estava pràcticament finalitzat. Una lectura més, alguns canvis, i ja era en mans de l'editor. A partir d'aquell moment es posava en marxa la maquinària tècnica necessària per a convertir aquell document electrònic en un llibre.

Després d'un intercanvi d'idees entre l'autor i l'editorial, quedava també definit el títol definitiu. L'obra portaria com a nom "100 històries de l'aventura espacial", i com a subtítol "Èxits i tragèdies de l'espècie que somiava explorar el més enllà".

I així va ser quan la primera setmana de febrer de 2020 vaig rebre a casa el primer exemplar. Havia nascut la criatura. Tenia 23 centímetres i pesava mig quilo!

"Els gestors de la NASA varen al·lucinar quan els seus enginyers els varen presentar el projecte de fer aterrar un robot marcià fent-lo rebotar sobre coixins. L'astronauta americà Luca Parmitano va estar a punt de morir ofegat a l'espai l'any 2013. L'Sputnik 2, l'any 1957, que transportava la gossa Laika, mai no va estar pensat ni preparat per retornar, de forma que el destí del pobre animal havia quedat segellat en el mateix moment en què l'havien seleccionat pel vol. I els americans van haver de pagar una multa de 400 dòlars als australians per embrutar el seu territori quan, el 1979, l'estació espacial Skylab queia descontrolada a la Terra".


Són 100 + 1 històries de l'aventura espacial, de somnis, de projectes, de repte constant, alguns cops al límit del impossible. El relat de com ens ho hem fet per sortir de la Terra, per caminar sobre la Lluna. Per enviar robots a explorar Mart, o sondes als mateixos confins del Sistema Solar. També dels sacrificis que s'han hagut de fer, alguns d'ells en forma de pèrdues humanes.

Un llibre en el que hi he posat molta il·lusió. I que espero que us agradi!

Per cert, esteu convidats a la presentació! Serà dimarts dia 24 de març, a les 19 hores, a Casa del Libro (Passeig de Gràcia 62, Barcelona).


dimarts, de febrer 04, 2020

Estar en òrbita és caure sense parar. Així funciona la gravetat.


Fa uns dies vaig publicat al twitter una piulada en la que es veien els astronautes de l'Estació Espacial Internacional jugant a pilota en situació de manca de pes, i en la que aprofitava per explicar que, en realitat, la mal anomenada ingravidesa no existeix.

La piulada va generar moltíssim interès i comentaris, amb dubtes i preguntes. Fins i tot, una de les persones que va contribuir a la conversa em va demanar que ho aclarís en un article, atesa la limitació del Twitter per a poder estendre's massa.

En aquest article intentaré explicar com funciona en realitat la gravetat, i què vol dir exactament estar en òrbita. Ah!... i per què els astronautes estan caient tota l'estona!


Primera part: lectura bàsica per a tots els públics. El Coiot i el Correcamins.

Com tots sabem, la gravetat és aquella "força" que fa que quan saltem tornem a caure al terra, o que, a cada any que passa, ens costi més pujar una escala que baixar-la.

Molts pensadors i científics al llarg de la història han estudiat aquest misteriós component de la natura. Entre els més il·lustres trobem a Galileu, Newton i al mateix Einstein.

Com que vull mantenir aquest article el més simple possible, i que no li faci mandra a ningú llegir-lo, evitaré entrar en les formulacions matemàtiques de la gravetat (de res!).

Anem ara a veure com funciona a la pràctica aquesta persistent gravetat. A tal efecte, podem utilitzar molts models mentals, cadascun d’ells amb els seus avantatges i inconvenients des del punt de vista de facilitar la comprensió de determinats aspectes.

A mi, el que més m’agrada és el que tinc a ma quan visito escoles per parlar d'aquest tema, perquè, com veurem, crec que proporciona una explicació senzilla i molt, molt propera a la realitat.

Emprarem, doncs, 2 voluntaris, en Wile E. Coyote (simplement el coiot pels amics) i el Correcamins (d'acord, d'acord, no em feu recordar la meva edat! Potser alguns dels estudiants que visito no saben qui són aquest personatges... però així aprofitem i també aprenen sobre ells!).

El coiot, desesperat per atrapar al correcamins (que sempre corre més que ell), té una de les seves esbojarrades idees. Es posa un casc al cap, i puja sobre un coet (marca ACME, per suposat). Espera que el seu enemic passi corrent, i llavors encén la metxa.

L'animal (mai millor dit!) surt disparat cap el cel, i descriu la típica paràbola, que el fa assolir una alçada màxima, aturar-se lentament, i iniciar la segona part de la trajectòria de caiguda. Per suposat errant el tret sobre el correcamins i estavellant-se contra el terra. I és tot el que puja, ha de baixar. O no.

Sense caure en el desànim, ho torna a intentar, però aquest cop amb un coet més gran, més potent. Quan es dispara, la trajectòria el porta molt més a munt i molt més enllà, però al final acaba caient igualment (aquest cop, la pinya és també força més notable).

Així, el coiot ho va intentant repetidament, amb petardos cada cop més i més potents. Fins que, tot d'una...

Aquesta vegada, el coet l'ha impulsat tan amunt que la paràbola que descriu, quan torna a caure és llarguíssima. Tan allargada és que segueix perfectament el perfil del planeta, la seva curvatura! Ha aconseguit volar, i ho seguirà fent per sempre, sense caure al terra!

Visualitzeu l'exemple? Una paràbola de caiguda tal que per cada metre que cau, la superfície del planeta s'allunya d'ell un metre degut a la curvatura de la Terra. Mai no arribarà a tocar terra, tot i que està en caiguda lliure constant!

Aquest és el truc de posar-se en òrbita. Estar en òrbita és estar caient tota l'estona, només que en una trajectòria que fa que no arribis mai a tocar el terra.

Així, els astronautes floten quan són a l’espai perquè no fan més que caure. I no noten el seu pes, com tampoc el notes quan caus per una muntanya russa o si et llences des d’un avió (exceptuant que, en aquests 2 casos, també està actuant la resistència de l’aire i són, per tant, exemples aproximats).

Aquest és el motiu pel qual les sensacions que noten els tripulants són tan similars a les que patim a l’estómac quan ens pugem a l’atracció de fira. Ells també es maregen i estan incòmodes. Imagina’t-ho! Tot el sant dia en caiguda! Lògicament estan entrenats, i el cos s’acostuma al cap d’unes hores.

Això també explica els problemes que tenen quan retornen a terra. S’han passat setmanes, mesos, allà dalt, i de sobte tornen a notar el seu pes. Si no han fet exercici, els seus músculs s’hauran afeblit, i els costarà moure’s. Fins i tot els costa respirar, ja que noten una pressió al tòrax. Afortunadament, el cos es savi i en qüestió d’hores (de vegades, dies) ja tornen a la normalitat.

Els missatges clau del model del coiot són 2: que estar en òrbita és caure, i que a pesar del que diguin els guionistes de certs llibres de ficció, allà dalt hi ha gravetat. És clar que sí, perquè si no n’hi hagués no cauries, aniries recte i no existiria res similar a una òrbita.



Segona part: per si vols respostes a algunes preguntes. O com n’és d’ubiqua aquesta gravetat.

En aquesta secció respondré a algunes de les qüestions que, de vegades, generen més confusió.

1. Hem dit que quan un està en òrbita, hi ha gravetat?

I tant que sí! Ho hem vist fa un moment. El coiot cau degut a la gravetat. Només que quan està en òrbita cau sense mai estavellar-se contra el terra.

En general, a l'espai sempre hi ha gravetat. Només en condicions ideals, excepcionalment lluny de qualsevol planeta, estrella, galàxia... podríem considerar que no hi ha gravetat.

Això despista a molta gent, però és molt senzill d'entendre. La Lluna orbita la Terra perquè "nota" la seva atracció gravitatòria. Llavors, com no l'hauria de notar una nau, un coiot, a penes a uns quants centenars de quilòmetres d'alçada, quan la Lluna, que es troba a 385.000 km de distància, la nota perfectament?

Si estàs temptat a contestar que la Lluna la nota perquè és molt més massiva que el coiot, atura't un moment. Podríem canviar perfectament la Lluna per un petit asteroide, de la massa exacte del cànid, i el resultat seria el mateix. L'asteroide-coiot orbitaria la Terra perquè notaria la seva atracció.

I és que la gravetat que nota un cos no depèn de la seva massa.

En qualsevol lloc on no interfereixi  la fricció de l’aire, una ploma i un martell, deixats anar des de la mateixa alçada, tocaran terra al mateix temps. Experiment, per cert, practicat per Galileu amb boles metàl·liques de massa diferent (les boles permeten més o menys obviar el problema de l’aire). I experiment replicat exactament per la tripulació de l’Apollo 15, davant les càmeres, a la superfície de la Lluna (el martell i la ploma de falcó varen quedar abandonats allà).

2. Si la gravetat no depèn de la teva massa, vol dir que siguis nau petita o enorme orbitaràs la Terra a la mateixa velocitat si ets a la mateixa alçada?

La resposta és un sí rotund.

Com bé diu l’enunciat de la pregunta, si la gravetat, que en realitat funciona com una acceleració, no depèn de si la nau és gran o petita, aquesta viatjarà en la seva òrbita a una velocitat concreta que només dependrà de l’alçada d’aquesta òrbita.


L’Estació Espacial Internacional triga, aproximadament, uns 90 minuts en donar un tomb sencer al planeta. Doncs bé, qualsevol altre objecte, fins i tot un petit cargol, trigarà el mateix si orbita a la mateixa alçada.


Aquest principi el podem aplicar a qualsevol òrbita, no només la terrestre. Per exemple, les òrbites dels planetes al voltant del Sol. Mercuri orbita en 88 dies al Sol, no perquè es digui Mercuri, o sigui petit, calent i sense atmosfera, ... sinó perquè ho fa a uns 58 milions de km de l’estrella. Júpiter situat en el lloc que ocupa Mercuri orbitaria també en 88 dies.


3. Què vol dir realment que els astronautes no noten el seu pes?

Com hem vist amb l'exemple del coiot, els astronautes que estan en òrbita al voltant de la Terra estan caient constantment, atrets per la gravetat de la Terra. Els ha desaparegut el pes mentre cauen, com tu deixaries de pesar mentre caiguessis dins un pou.

Els anglosaxons tenen una paraula genial per a referir-s'hi. En diuen "weightless", literalment manca de pes. Aquest terme evita haver d’emprar la paraula ingravidesa, que com hem vist a la pregunta anterior és irreal.

El pes apareix en el moment en què col·loquem un obstacle que impedeix que aquesta caiguda segueixi. A la superfície del planeta, tenim pes perquè toquem a terra, i la pròpia superfície actua com a resistència que fa que no ens enfonsem. És llavors quan notem el pes, que no és més que la força amb què la gravetat de la Terra ens atrau. Però si desaparegués la superfície, cauríem i deixaríem de notar això que anomenem pes.

Una balança dins la nostra nau en òrbita no ens marcarà lectura alguna si ens hi posem a sobre. No és fantàstic? Perquè la balança està caient com nosaltres, i no hi ha res que s’interposi entre nosaltres (i la balança) i la Terra.

Per cert... això fa que es necessiti un instrument especial per pesar els astronautes en òrbita, cosa molt important de fer si es vol anar seguint els efectes de l’espai en el cos humà. Ho fan amb un dispositiu que els impulsa mitjançant una molla i calcula quan temps triguen en recórrer un metre.


4. Quina és la gravetat que noten els astronautes a l'Estació Espacial Internacional?

La nau orbita aproximadament a uns 400 km d'alçada. És molt senzill fer els càlculs. Allà dalt, la gravetat és tan sols un 10% inferior a la que hi ha a la superfície de la Terra. Per tant, segueix sent considerablement intensa.


5.  I què passa quan les naus viatgen fora de l'òrbita terrestre?

En general, viatjar per l'espai és sempre estar en òrbita al voltant d'alguna cosa. Simplement perquè, com dèiem, no existeix la condició ideal de manca de gravetat, i sempre hi haurà un objecte (més d’un d’ells, de fet)  que t'atragui.

Quan enviem una nau a Mart, per exemple, aquesta se sotmet, en primer lloc, a l'atracció del nostre planeta, i l'enlairem per a posar-la en òrbita. Després l'impulsem cap a fora de l'òrbita terrestre, donant-li la velocitat justa per a que es pugui escapar de l'atracció de la Terra (en aquest cas, el coiot s'hauria excedit clarament amb la càrrega de pólvora del canó, i sortiria disparat cap a fora del planeta per a no tornar mai més).

Quan s'escapa de l'òrbita terrestre, en realitat entra en una nova òrbita, obligadament. Una al voltant del Sol! Una òrbita que ha estat curosament calculada pels enginyers, amb una forma molt allargada que portarà la nostra nau fins a les immediacions de Mart. Fixem-nos que si no féssim res més, la nau retornaria al llarg d'aquesta gran òrbita heliocèntrica, i es quedaria eternament girant al voltant del Sol. Però com que l'hem calculada molt bé, la nau només recorrerà un braç de l'òrbita, perquè quan arribi prop de Mart li engegarem de nou els coets per a frenar-la i deixar que sigui atrapada per la gravetat del planeta roig. Haurà entrat en una nova òrbita, la marciana.

En resum, un viatge interplanetari és un conjunt de transferències entre diferents òrbites. La qüestió essencial és que sempre s‘està en òrbita, sigui al voltant de la Terra, del Sol o de Mart, i, per tant, sempre s‘està en situació de caiguda lliure, sense pes (excepte quan funcionen els motors per canviar trajectòries, moment en què els tripulants notaran forces actuant sobre el seu cos).



6. Què es necessita per escapar de la Terra?

Doncs com hem vist que intentava el coiot, es necessita impulsar-se a una velocitat tal que s’assoleixi una òrbita sense retorn!

Les òrbites són, habitualment, el·líptiques, tal com en Kepler ens va ensenyar. Però també n’hi ha parabòliques o hiperbòliques, que vindrien a ser unes òrbites en forma de U oberta, és a dir sense retorn.

Com que ara ja sabem, després de llegir la pregunta anterior, que al final tot va de transferència entre òrbites, aquesta trajectòria d’escapament de la Terra situarà la nau en una òrbita... al voltant del Sol. A no ser que l’haguem impulsat tan extraordinàriament fort que també s’escapi del Sol. I llavors? Doncs l’haurem situat en òrbita al voltant de la galàxia!


En el cas de la Terra, necessitem impulsar un coet a 11,19 km/s per a escapar cap a una òrbita heliocèntrica.



Tercera part: pels que volen saber un xic més. El que pensarien Newton i Einstein de l’exemple del coiot.

Com explicava al començament de l’article, existeixen varis models mentals (i matemàtics) per explicar això de la gravetat. És possible que, en funció de quina formació hagis rebut i de quina sigui la teva especialitat, professió o fins i tot de com siguin els teus records de les classes de física de l’escola, prefereixis un model o un altre. Ja t’avanço, però, que tot i que per camins diferents, els resultats són (quasi) idèntics.

Comencem pel model newtonià. Aquest ens dirà que quan una nau (i tot el seu contingut) està en òrbita, la força de la gravetat es compensa perfectament amb una força que anomenem centrífuga, aquella que notem quan girem una corba amb el cotxe i ens inclinem cap al costat contrari.


A la mecànica newtoniana li encanten les forces, i per aquest motiu ens presenta un model basat en forces. Segons el gran científic britànic, doncs, el coiot flota perquè es compensen 2 forces que tenen sentit contrari, una que l’atrau cap avall, la força de la gravetat, i l’altra que l’estira cap a fora (la centrífuga).

Fixem-nos que, a pesar que es compensen forces, a la nau hi ha gravetat. Faltaria més! Newton ens mataria si ens atrevíssim a dir el contrari, i més després del cop que va rebre al cap quan li va caure la poma! Ell va ser qui ens va explicar que la gravetat és ubiqua. Que allà fora, a l’espai, hi ha gravetat de la Terra, del Sol, de la galàxia (ell encara no sabia el que era una galàxia, és clar).

És interessant notar que aquesta suposada força centrífuga no és tal força, no existeix! És un concepte virtual que ens va bé per a les fórmules, però en realitat no hi ha cap força actuant sobre el passatger d’un cotxe i estirant-lo cap a la dreta quan el vehicle gira una corba a l’esquerra. No, no hi és, no hi ha res estirant.

El que hi ha, Newton de nou ens ho explicava de forma exquisida, és una inèrcia, una tendència a continuar el moviment tal com era. Quan el cotxe comença a girar cap a la l’esquerra, el cos del passatger té tendència a seguir recte, i això és el que el fa colpejar la porta dreta del vehicle que ja s’ha desplaçat lateralment cap l’esquerra.

Com deia, des del punt de vista del càlcul va molt bé “convertir” aquesta inèrcia en l’equivalent a una força, i aquesta és la que anomenem centrífuga.

El model newtonià funciona perfectament, però ens amaga el fons de la qüestió. Ens està dissimulant el tema de la caiguda lliure, i ens condiciona a percebre que estar en òrbita vol dir girar, i que és molt diferent girar que caure. 

En definitiva, crec que al gran Newton li agradaria l’exemple del simpàtic coiot, tot i que després seguís emprant les seves fórmules matemàtiques per tal de calcular exactament a quina velocitat s’hauria de llançar el nostre protagonista per a atrapar el correcamins.

Anem ara a veure què pensaria Einstein de l’exemple del coiot.

Estaria, segur, encantat! Com no podria ser d’altra forma, ja que va ser ell el que ens va inspirar l’exemple! (si no t'ho creus, mira la foto!)

Una de les claus de la relativitat general, que ens explica el funcionament de la gravetat, va ser quan, tot pensant, Einstein se’n va adonar de l’equivalència que té caure lliurement sota la influència d’un camp gravitatori i moure’s acceleradament impulsat per uns motors. Aquest trencador pensament (que he simplificat força) ha rebut el nom del Principi d’Equivalència.

En paraules més entenedores, Einstein ens va dir que una persona, tancada dins un ascensor sense finestres, seria incapaç de distingir si està caient al buit o bé si està sent impulsat cap a munt amb uns coets que li confereixen exactament la mateixa acceleració que la gravetat. Mateixes sensacions, i en tots 2 casos, mateix resultat: el cos del tripulant flotant dins l’ascensor.

Aquest pensament el va portar a desenvolupar un nou model per explicar la gravetat. Un en el que no hi intervenen forces!

El model einstenià ens explica que el teixit de l’espai-temps, com si d’una tela elàstica es tractés, es deforma quan hi col·loquem una massa a sobre (un planeta, un sol, una taula, nosaltres...). I que això és el que anomenem gravetat!

Quan la nostra nau passa a prop de la deformació de la tela, cau en espiral dins el pou, en una imatge que ens és molt senzilla d’imaginar. Si la nau circula a la velocitat apropiada, però, serà capaç de mantenir-se girant, en algun lloc intermedi dins el pou, sense arribar a caure totalment i xocar contra la massa principal que està deformant l’espai. Seria com llançar amb tanta força la bola a la ruleta que gira i gira sense arribar mai a caure pel pendent que la conduiria a la casella guanyadora.

Veiem que es tracta d’un model molt elegant, que ja no es basa en explicar forces i com es compensen entre elles, sinó que simplement ens dibuixa una deformació de l’espai, un concepte molt intuïtiu. I, de nou, emfatitza l’efecte de caiguda. La caiguda a un pou gravitatori.

Degut al principi d’equivalència, el coiot flotarà en òrbita. Perquè els efectes seran exactament iguals als que notaria en el seu cos si en lloc de caure dins el pou gravitatori fos impulsat acceleradament per una nau que fes que els seus peus s’aixequessin del terra de la nau-ascensor.



Part final: uffff. I disculpes.

He escrit més del que pensava quan vaig començar. I és que el tema mereix 18 llibres. Aquí només hem rascat per sobre el gran enigma del funcionament de la gravetat, i ho hem fet aprofitant la curiositat de tots nosaltres per entendre perquè els astronautes floten a l'espai. Ha estat l'excusa.

Disculpes a tothom qui cregui que el text s'ha complicat massa (per aquest motiu, l'he fragmentat en parts que permetin abandonar la lectura sense perdre els punts clau).

També disculpes als que considereu que m'he quedat massa superficial. No pretenia en cap cas fer un tractat sobre la gravetat. És més, l'exercici de simplificació que he intentat segurament m'haurà fet entrar en alguna inconsistència o inexactitud, que en qualsevol cas espero sigui petita.

Espero que el proper cop que veiem com els astronautes fan tombarelles dins la seva nau, recordem que, simplement, estan caient!



Categories

Estels i Planetes

TOP