En los inicios de la exploración Lunar

Foto del orbitador lunar
desplegado

Al revisar información sobre la actualización de Google Moon me encontré con algo que me llamó la atención, una fotografía de la superficie lunar realizada por un orbitador, una nave espacial preparada especialmente para realizar tomas fotográficas de la superficie de la Luna y enviarlas a la Tierra para su análisis. Durante 1966 y 1967 la NASA lanzó al espacio 5 naves espaciales con la finalidad de obtener desde la órbita (3000km en promedio) fotografías en alta resolución de la superficie de la Luna, la motivación principal era obtener imágenes de los sitios de aterrizaje de las misiones Apollo, se llegó a fotografiar el 99% de la superficie lunar con una resolución mínima de 60m. En condiciones favorables, las fotografías tomadas desde la tierra tienen una resolución de entre 500 y 1000m.

Fotografía de la Luna, tomada
con una cámara Canon S2 IS
sin trípode desde la ventana
de mi oficina en Lima-Perú.

Pero lo sorprendente de todo esto es que en la época en que se realizaron estas misiones no existían los métodos digitales de adquisición, procesamiento y envío de información por lo que los orbitadores lunares poseían un ingenioso sistema de imagen el cual consistía de una cámara de doble lente (80mm y 610mm de distancia focal), una unidad de procesamiento de película y un sistema de lectura.

Sistema fotográfico.

Las tomas realizadas con ambas lentes eran capturadas en la misma película (Kodak de alta resolución blanco y negro para tomas aéreas) y para diferenciarlas se nombraban a aquellas tomadas con la lente de 610mm como las de alta resolución (o marcos H) y las realizadas con la lente de 80mm como de media resolución (o marcos M). La película era revelada automáticamente en la misma nave y escaneada por un sistema consistente en un cañón de electrones, un fotomultiplicador y la óptica asociada. Un punto de luz de 6.5 micrones de diámetro generado por el rayo de electrónes y un tambor de fósforo era enfocado por los lentes y atravesaba la película, la luz modulada por la intensidad de la imagen incidía en un fotomultiplicador del cual se obtenía una señal eléctrica proporcional a la intensidad de la luz transmitida.

Subsistema de captura de imagen

Esta señal era amplificada y transmitida como señal de video a una estación receptora en la tierra. Todo este sistema se encontraba en un contenedor presurizado y térmicamente controlado. En la tierra tenía lugar un procedimiento inverso en donde la señal de video era convertida nuevamente a película (Kodak 35mm para televisión). Sorprendentemente esta biblioteca fotográfica es actualmente (2007) la que mayor detalle posee.

Referencias

• Digital Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon
• Google Moon
• El Orbitador Lunar

Feria Escolar de Ciencias 2006

Los niños comparten con los
científicos su curiosidad por
el mundo que los rodea.

Incentivar en los niños y adolescentes el deseo de aprender e investigar es tarea no sólo de los maestros sino también de todo padre y en general de todo profesional que tenga la oportunidad de tener contacto con ellos. Si hay una adecuada motivación es seguro que nos sorprenderán con sus habilidades.

Además del espíritu científico
hay que despertar la vocación
docente de los mas grandes

El 24 de Noviembre del 2006 se desarrolló en el colegio Sagrado Corazón Anexo al Instituto Pedagógico Nacional Monterrico (IPNM) una feria escolar de ciencias en donde se mostraron distintos experimentos de sencillez engañosa ya que algunos de ellos encierran complejos principios físicos y químicos no del todo establecidos, tal es el caso del Coherer, un dispositivo que nos guarda ciertos misterios. Algunas referencias señalan a David Edward Hughes como su inventor, mientras que otras otorgan dicho mérito a Edouard Branly.

Mostrando el funcionamiento
del Coherer

El Coherer fue el primer detector básico de señales electromagnéticas de radiofrecuencia, se usó como método de detección en los primeros telégrafos inalámbricos; consiste básicamente de un tubo de vidrio en el cual se ha colocado limaduras de nickel o hierro entre dos electrodos metálicos, inicialmente esta configuración posee una alta resistencia eléctrica. Uno de los electrodos es conectado a una antena mientras que el otro a una toma de tierra, en serie con los electrodos se conectaban también una bateria y un relé. Cuando la señal oscilante de una chispa del transmisor era recibida, las limaduras tendían a acomodarse de manera tal que disminuía la resistencia del Coherer, la batería suministraba mas corriente haciendo funcionar al relé produciendo un sonido audible.

Coherer activado

Un sistema mecánico se encargaba de golpear ligeramente al Coherer agitando las limaduras y elevando su resistencia al valor original, con lo que se interrumpía el circuito y se liberaba el relé. El "porque" las limaduras de hierro se comportan de esa manera cuando son alcanzadas por la onda electromagnética aun está en discusión, la hipótesis mas aceptada explica que se producen micro-soldaduras debído al flujo eléctrico de radiofrecuencia entre las pequeñas áreas de contacto en las limaduras, la reducción de la resistencia eléctrica no es persistente debido a que las uniónes mecánicamente débiles son facilmente rotas por un leve golpe o vibración.

Plano del circuito sensor

Para realizar esta experiencia se usó el tubo de vidrio de un fusible, limaduras de hierro, dos tornillos metálicos, alambre; para aumentar la sensibilidad y facilitar la visualización se montó un pequeño circuito.

Detalle del Coherer

Con cuidado de no dañar el fusible se calentó hasta que se pudo retirar con facilidad los casquetes metálicos de ambos extremos, se limpió y se tapó un extremo con uno de los tornillos, se introdujo un poco de limadura de hierro y se tapó el otro extremo con otro tornillo aplicando cierta presión pero controlando que la resistencia del coherer se mantuviera lo suficientemente alta, se unió a cada tornillo un par de cables uno haría las veces de antena y el otro iría hacia el circuito.

Detalle del Transmisor

Para hacer el transmisor se utilizó un encendedor de cocina al cual se le desmontó para retirarle todo el sistema de gas, dejando sólo el generador de la chispa eléctrica, que no es mas que un piezoeléctrico que al ser golpeado genera una diferencia de potencial lo suficientemente alta como para hacer saltar una chispa de unos milímetros, se conectó un cable a cada terminal del generador de chispa, quitando un poco del plastico aislante y acercándolos lo suficiente como para permitir que la chispa salte en dicho lugar, el resto del cable se dispuso en forma de antenas.

El sistema así ensamblado resultó ser lo suficientemente sensible como para detectar la chispa a varios metros (10m aprox.)

Otras Referencias:

• Researches of Prof. D. E. Hughes (1899)
• The Coherer
• Historical Physics Teaching Apparatus
• Home Made Coherer

Nuevo Símbolo de alerta de radiación

Con la finalidad de que todos tomemos conciencia del gran peligro que significa la exposición a las radiaciones ionizantes, la Agencia Internacional de Energía Atómica y la Organización internacional para la estandarización han agregado una persona corriendo y una calavera con huesos cruzados a su símbolo de peligro de radiación, este nuevo símbolo es el resultado de un estudio de 5 años en 11 países alrededor del mundo, tiene por intención el inducir temor a personas de todas las edades, nacionalidades y niveles educativos. El grupo de pruebas tuvo un tamañó de 1,650 personas. Este símbolo se usará para identificar fuentes peligrosas de radiación como los irradiadores de alimentos, maquinas para el tratamiento del cancer y unidades de radiografía industrial, no será visible en el uso diario pero sí al tratar de desmontar un equipo que contenga materiales radioactivos o peligro de radiación inminente. Al ver este símbolo lo mejor que puede hacer es alejarse rápida e inmediatamente y contactar con las autoridades respectivas que en el caso del Perú es la Oficina Técnica de la Autoridad Nacional (OTAN) del IPEN cuyo número telefónico según su portal web (http://www.ipen.gob.pe) es el 463-1170.

Mariposa en ciudad

Vanessa carye

La foto que aquí aparece la tomé a insistencia de mi hija y sobrinas que deseaban documentar su hallazgo: una bella mariposa en medio de la ciudad, insecto lepidóptero que suele aparecer preferentemente en primavera y verano (en este caso una Vanessa carye). Algo interesante de las alas de estos insectos es que su colorido algunas veces no se debe a pigmentos en las escamas con las que estan cubiertas, sino mas bien, a efectos ópticos tan sofisticados que han inspirado complejas investigaciones, como lo es el desarrollo de cristales fotónicos. El Perú posee aproximadamente 3700 especies registradas de mariposas, es decir, casi el 20% de todas las mariposas que existen en el mundo y es el país con más mariposas del planeta. Cámara: Kodak Digital DX6340 modo macro, exposición automática.

El interesante murciélago

Debió ser una experiencia muy reconfortante aquella que sentían los fotógrafos en la epoca de la película convencional, al regresar a su laboratorio e ir revelando los rollos del trabajo del día. Ahora, con las cámaras digitales es mucho más sencillo ser aficionado a la fotografía, tal vez se puede haber perdido algo de la magia del revelado, pero definitivamente, ahora se toman muchas mas fotos que antes y los resultados se pueden apreciar casi de inmediato. La fotografía que aparece en este post la tomé hace pocos minutos, muestra a un pequeño murciélago (que etimológicamente significa "raton cieguito" si, con el diminutivo) de los muchos que rondan por el vecindario, hay algunos hechos interesantes alrededor de este pequeño animal, cuando salen de sus cuevas siempre giran a su izquierda; pueden entrar en un estado de hibernación asombroso que les permite permanecer vivos muchos meses a bajas temperaturas sin alimentarse, disminuyendo sus latidos de 180 a 3 por minuto; normalmente los mamiferos tienen una vida de acuerdo a su tamaño, sin embargo pese a ser pequeños, los murciélagos pueden vivir 20 años o más; la mayoría tienen una dieta muy rica en grasas, por lo cual podría presumirse que la aterosclerosis (síndrome caracterízado por el depósito de grasas, llamado placa de ateroma, en las paredes de las arterias) debería ser un problema común en los adultos, sin embargo no presentan problemas por ese motivo, es decir, las arterias de los murciélagos no se deterioran cuando envejecen; presentan una sorprendente resistencia a infecciones virales que comunmente son mortales para otros mamíferos; las hembras de los murciélagos son capaces de diferir la fecundación, almacenando el esperma y haciendo uso de este en condiciones favorables. Cámara: Kodak Digital DX6340 modo deporte, exposición 1/60s F/2.4 automática.

Dedos de Maicena

Buscando experiencias para la feria de ciencias del colegio en donde trabaja mi esposa, me encontré con este video interesante que muestra las propiedades extraordinarias de la sustancia resultante de la mezcla de agua y maicena (almidón de maiz, Maizena con "z" es un nombre comercial y marca registrada). La suspensión que resulta presenta el comportamiento de lo que se denomina fluido no newtoniano. En un líquido newtoniano existe una relación lineal entre la fuerza aplicada y la deformación que se produce en el líquido, de esta relación resulta lo que se denomina coeficiente de viscocidad; pero en el caso de los "No newtonianos" no existe tal relación y su viscocidad no es constante. La salsa de tomate (Ketchup) es un ejemplo de estos fluidos, cuando está en reposo se hace difícil sacarlo de la botella, pero luego de que esta es sacudida un poco fluye, a este comportamiento se le denomina tixotropía. El caso de la maicena es totalmente opuesto, cuando esta en reposo se comporta como un líquido, pero si se le agita su viscocidad aumenta inmediatamente (dilatancia). No es mi intención repetir lo que pueden encontrar haciéndo una simple búsqueda en google, en el video se aprecia una mezcla de maicena y agua sometida a vibración y el comportamiento que esta presenta, en un líquido convencional, los agujeros formados al soplar con un sorbete se cierran a una velocidad que depende de la viscocidad, aqui se puede apreciar que no se cierran si la maicena esta en movimiento, inclusive si el movimiento es mas agitado se forma lo que se conoce como dedos de maicena. La vibración puede realizarse colocando la mezcla por ejemplo sobre un recipiente ligero adherido a un parlante grande (subwoofer) conectado a una computadora o un circuito de audio.