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Cuando la exploración del cielo nos cambia la vida

Santiago Vargas Domínguez* y Mauricio Vinasco Téllez**, Hipótesis, número 17, Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias, noviembre de 2014

Grandes revoluciones en el pensamiento y en la forma de vida del ser humano han estado ligadas profundamente a los cielos, pues desde nuestros inicios hemos visto en ellos algo más que bellas formas y patrones.

Las más tempranas culturas identificaron objetos celestes y los integraron en sus cosmogonías representándolos por divinidades benéficas o maléficas. Templos y tumbas fueron levantados y diseñados en función de posiciones especiales de algunas estrellas o del Sol. En el caso de las tres pirámides de Giza, lo fueron según Alnitak, Alnilam y Mintaka, las estrellas del cinturón de la constelación de Orión. Por otro lado, los eventos como eclipses o pasos de cometas se consideraban generalmente malos augurios, temor del cual se aprovechaban algunos gobernantes. Asimismo, los más temerarios navegantes lograron encontrar en los cielos la perfecta guía para sus travesías. Hoy, cuando nos inquieta y abruma la vastedad del cosmos, pensamos incansablemente en la posibilidad de encontrar compañía en otra civilización.

Hubo una época, cuando las luces de las ciudades no contaminaban el cielo, en que al llegar la noche, un gran telón cubría la bóveda celeste para maravillarnos con las luces del cosmos. Aunque pudiéramos pensar que la astronomía se aleja cada vez más de nuestra vida cotidiana, y que sus esfuerzos no son “palpados” por la sociedad actual, en realidad vivimos rodeados de notables contribuciones derivadas de las investigaciones astronómicas.

Si la investigación en ciencia fundamental se enfrenta a serios cuestionamientos en un mundo sumergido en grandes problemas que afectan a sus habitantes –pobreza, sequías, hambrunas, enfermedades, entre muchos otros−, ¿qué podríamos decir del trabajo de un astrónomo que intenta entender los principios físicos que dieron origen al universo, o de otro que trabaja simulando agujeros negros para poder hacer conjeturas sobre su comportamiento, o peor aún, de misiones multimillonarias que envían sondas interplanetarias a posarse en asteroides, cometas y planetas? ¿En qué beneficia esta inversión, o hallar respuestas a los interrogantes de la cosmología, a la calidad de vida del ser humano? ¿O contribuirá acaso a contrarrestar los efectos del cambio climático o a encontrar la cura contra el cáncer o contra virus cada vez más letales?

Cuando se hacen investigaciones fundamentales no se puede predecir si dentro de diez, cincuenta o cien años serán exitosas, pero hoy más que nunca nuestra sociedad está basada en las aplicaciones de descubrimientos y esfuerzos de muchos científicos inquietos a los que, en la mayoría de los casos, los han abordado con la misma pregunta: ¿Y eso para qué sirve? Cómo no recordar las palabras del desaparecido astrónomo del siglo XX, Carl Sagan, que tristemente siguen siendo tan actuales: “Crecemos en una sociedad basada en la ciencia y la tecnología, y en la que nadie sabe nada de estos temas. Y esta mezcla inflamable de ignorancia y poder, tarde o temprano explotará en nuestra cara”.

La idea bastante generalizada de que la astronomía y el mundo moderno son conceptos distanciados, no puede estar más lejos de la realidad. Posiblemente esto se deba al hecho de que cuando se designa a la astronomía como el estudio de los cielos, se está alejando cada vez más de lo que nos concierne aquí en la tierra. Sin embargo, la astronomía, como se expondrá a continuación, es una de las pocas ramas de la ciencia que puede interactuar directamente con la sociedad, y cuyos avances y aportes pueden ser tangibles, tanto que hoy afectan a millones de personas en todo el mundo.

Las charge-coupled devices (CCD, por sus siglas en inglés) se encuentran en la mayoría de nuestras cámaras fotográficas, webcams y teléfonos celulares, y fueron usadas por primera vez en astronomía en 1976, en reemplazo de las fotografías, para capturar la luz que se recogía a través del telescopio.

Diversos programas y algoritmos computacionales desarrollados inicialmente para analizar datos astronómicos son hoy en día la base del funcionamiento de importantes compañías en varios sectores de la industria. General Motors utiliza IDL, un software para visualización y manejo de datos para analizar las pruebas de choque de sus vehículos. La empresa de telecomunicaciones AT&T, por su parte, utiliza uno de los programas más usados por los astrónomos, conocido como IRAF. Los astrónomos emplean este software para analizar los datos recogidos mediante el uso de CCD y calcular, por ejemplo, la posición de los objetos astronómicos en una imagen o la cantidad de luz que nos llega de ellos.

El funcionamiento de los sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés), de significativa importancia en la vida cotidiana, se basa en objetos astronómicos –quásares y galaxias lejanas− para determinar las posiciones con precisión. Este desarrollo tiene su fundamento igualmente en la famosa teoría de la relatividad general, expuesta por Albert Einstein hace casi un siglo.

En el campo de la medicina se usan técnicas de resonancia magnética para lograr imágenes de alta resolución del interior del cuerpo. El principio de su funcionamiento deriva de la necesidad de combinar datos de múltiples telescopios y producir imágenes individuales de mayor resolución para buscar objetos de poco brillo en el universo.

Detengámonos un poco en una de las más atractivas, y a la vez desafiantes, ramas de las ciencias astronómicas, que tiene que ver con la navegación fuera de la atmósfera de la Tierra y la exploración y supervivencia humana en el espacio. En la astronáutica coinciden, de la mano con la astronomía, varias especialidades científicas y tecnológicas: matemática, física, ingeniería, robótica, cohetería, computación, medicina, ciencia de los materiales, entre las más destacadas. La intricada y a la vez armoniosa unión de todas ellas ha hecho que los avances que en un principio estaban dirigidos al desarrollo de satélites y misiones tripuladas de exploración hayan podido ser usados para elementos o técnicas de uso cotidiano en nuestras sociedades.

El comienzo de la era de la astronáutica tiene una fecha de gran importancia, que para el ciudadano común pasará completamente desapercibida. El 4 de octubre de 1957, día que marca el inicio de la carrera espacial, se puso en órbita el primer satélite artificial, lanzado desde el entonces complejo espacial soviético en Baikonur (Kazajstán); aquel sería el comienzo de una época que nos ha llevado a desarrollos inimaginables. Ocho años más tarde ya estaba en operación el primer satélite geoestacionario comercial, y poco antes de cumplirse una década desde que el Sputnik enviara simplemente una corta y débil señal a la tierra, ya se usaban tres satélites para hacer la primera transmisión internacional de televisión en vivo. El famoso especial que fue titulado Nuestro mundo (el título original en inglés es Our world), emitido el 25 de junio de 1967, incluyó misiones en directo desde catorce países, y la señal fue vista en un total de treinta y uno, con una teleaudiencia estimada en cuatrocientos a setecientos millones de personas en todo el globo. Sin duda, uno de los momentos más recordados fue su cierre, con la presentación de The Beatles, quienes daban a conocer al mundo su famosa canción All you need is love, compuesta especialmente para ese evento, una época en que la guerra de Vietnam sacudía al mundo. Uno de los segmentos en las dos horas y media del especial incluyó la transmisión en directo, desde el gran radiotelescopio, con una antena de 64 metros de diámetro situada en el Observatorio Parkes, en Australia, del seguimiento que hacía de un objeto del espacio profundo.

Hoy, un poco más de medio siglo después del Sputnik, el mundo está completamente conectado con tecnología satelital, y nuestra sociedad tiene una férrea dependencia de ella. Sin siquiera darnos cuenta, a lo largo de una jornada diaria estamos haciendo uso de un gran número de satélites, cuando usamos nuestros celulares y dispositivos GPS, cuando vemos algún programa de televisión, cuando queremos saber el pronóstico del tiempo, cuando queremos ubicar algún lugar usando los mapas disponibles en Internet, etc. Depender de esta forma de la tecnología satelital eleva nuevamente nuestra mirada a los cielos, para fijarnos en el Sol, cuya actividad y fenomenología puede traer nefastas consecuencias para toda la infraestructura tecnológica que hemos desarrollado. Las fuertes tormentas solares desestabilizan estos sistemas al generar tormentas geomagnéticas, producto de la incidencia de partículas de alta energía en la magnetosfera y atmósfera terrestres. Se espera tener algún día la capacidad de predecir la actividad solar y poder enfrentar sus posibles consecuencias en nuestra civilización.

Pero haría falta remontarnos varios siglos atrás para poder escudriñar los fundamentos científicos que hicieron posible que nuestra especie fuera capaz de poner un satélite artificial en órbita. Detrás de este hito para nuestra civilización se encuentran nombres de legendarios astrónomos: Nicolás Copérnico, Galileo Galilei, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Isaac Newton, entre muchos otros. Ellos sembraron las bases físicas y matemáticas que nos han llevado a posarnos en otros lugares del cosmos más allá de nuestro planeta. Los conceptos de la mecánica celeste, en particular el estudio de los movimientos de los cuerpos celestes en función de los efectos gravitatorios ejercidos por otros cuerpos masivos, fueron desarrollados hace tres siglos. Muy seguramente en ninguno de sus más pretenciosos pensamientos se imaginaron las consecuencias que sus descubrimientos traerían a la humanidad. El estudio de la astronomía llegó a su vida por la simple curiosidad de entender el mundo que los rodeaba, de maravillarse con lo que podían husmear en la forma como la naturaleza se comportaba, más que en el hecho de resolver problemas que afectaban directamente la vida en esa época. De allí la importancia de la investigación fundamental, cuyos frutos muchas veces tardan en verse, pero que al final siempre llegan. Michael Faraday, famoso científico inglés cuya ley de inducción nos hace posible generar y manipular la electricidad, y ha permitido el desarrollo de la infraestructura eléctrica actual, dijo a mediados del siglo XIX al ministro de Finanzas británico: “No sé qué aplicación tiene mi descubrimiento, pero sí sé una cosa, y es que un día usted cobrará impuestos por ello”.

La astronáutica y la astronomía revolucionaron el mundo de las comunicaciones, y lo siguen haciendo por medio de los satélites. Pero igualmente la carrera por conquistar el espacio ha generado otros aportes significativos. Cuando vemos imágenes de los sitios donde se desarrolla tecnología aeroespacial es posible que nos vengan a la mente imágenes de hospitales y pensemos que son adaptaciones de las técnicas usadas en los quirófanos para mantener los ambientes limpios y esterilizados. Realmente es todo lo contrario: estos espacios limpios, las prendas usadas por el personal y las técnicas utilizadas en medicina y por personal sanitario son desarrollos heredados de las conocidas como “salas blancas”, o “salas limpias”, en donde se hace la integración y ensamble de satélites. En esas salas se deben asegurar condiciones de número de partículas en el aire, iluminación, humedad, temperatura y flujo de aire. El aire se esteriliza para eliminar microorganismos y evitar, por ejemplo, que las sondas de exploración contaminen otros planetas con organismos terrestres. Este tipo de ambientes limpios son también comunes actualmente en la industria alimentaria y farmacéutica, en las que hay una estricta normatividad que asegura la calidad del aire.

Las prendas para salas blancas deben ser una barrera eficaz, por una parte, contra las partículas para proteger los productos y procesos y, por otra, contra las sustancias biológicas y químicas, para proteger a los trabajadores.

Hay ejemplos mucho más cercanos, como los revestimientos resistentes a rayones que tiene los materiales de muchas de nuestras gafas de uso cotidiano, originalmente desarrollados para los visores usados en los trajes espaciales. Asimismo, para poder medir la temperatura de un astronauta desde fuera de su traje fue necesario desarrollar un mecanismo que lo hiciera mediante la radiación electromagnética emitida por el astronauta. Se creó entonces el termómetro láser, usado hoy en día principalmente para medir la temperatura de los bebés, pues dichos termómetros no son invasivos.

Gracias a la existencia de estaciones espaciales en órbita se han podido hacer estudios en ciencias puras como la biología, química o física, en las particulares condiciones de estos “exóticos” hábitats espaciales. Entre ellos, se destacan investigaciones con el fin de entender cómo se desarrollan técnicas de separación, como la electroforesis o el crecimiento de bacterias, en biología, o de redes cristalinas en materiales, en el área de la física. Los conocimientos adquiridos en medicina no son menos importantes: la telemedicina se desarrolló debido a la dificultad de llevar médicos en naves tripuladas sólo con el fin de atender a los tripulantes. Hoy en día se aprovecha para hacer consultas, diagnósticos y hasta cirugías a distancia y en tiempo real. El tener a un ser humano durante meses en ambientes de microgravedad –o incluso años, si se hace realidad el viaje tripulado a Marte− exige profundos conocimientos sobre la manera como actúan los órganos y demás sistemas funcionales del cuerpo.

Los ejemplos mencionados muestran la innegable conexión entre la astronomía y actividades que en un día normal pueden afectar o tener relación con la vida de un ser humano de nuestra actual sociedad. El simple hecho de contemplar algunas de las espectaculares imágenes de objetos que se encuentran a miles de millones de kilómetros, verdaderas obras de arte de la naturaleza, o la posibilidad de satisfacer la curiosidad sobre nuestros orígenes, podría ser, para los más filántropos, motivo más que suficiente para hacer de la astronomía, la llamada madre de todas las ciencias, una compañera inseparable. Tal vez incluso sea innecesario preguntarse sobre el impacto de la astronomía en nuestra vida, porque de hecho representa una parte inseparable de nuestro paso por este planeta.

* Ph. D. Docente investigador del Observatorio Astronómico Nacional de la Universidad Nacional de Colombia, svargasd@unal.edu.co

**M. Sc. Docente investigador del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad de La Salle, mvinasco@unisalle.edu.co

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