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WMAP para niños

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Datos para niños
WMAP

Representación artística de WMAP
Estado Finalizado
Tipo de misión Observatorio espacial
Operador NASA
ID COSPAR 2001-027A
no. SATCAT 26859
ID NSSDCA 2001-027A
Página web enlace
Duración de la misión 8772 días y 9 horas
Propiedades de la nave
Masa de lanzamiento 835 kilogramos y 763 kilogramos
Configuración Cilíndrico
Comienzo de la misión
Lanzamiento 30 de junio de 2001
Vehículo Delta II
Lugar Complejo de Lanzamiento Espacial 17 de Cabo Cañaveral
Parámetros orbitales
Sistema de referencia Punto de Lagrange L2

La Wilkinson Microwave Anisotropy Probe o WMAP fue una nave espacial de la NASA. Su misión principal era estudiar el cielo y medir las pequeñas diferencias de temperatura en la radiación de fondo de microondas. Esta radiación es como un "eco" del Big Bang, el evento que dio origen a nuestro universo.

WMAP fue lanzada al espacio por un cohete Delta II el 30 de junio de 2001. El lanzamiento se realizó desde Cabo Cañaveral, en Florida, Estados Unidos.

¿Cuál fue el objetivo principal de la misión WMAP?

El objetivo principal de la misión WMAP era investigar y confirmar las teorías sobre cómo se originó y evolucionó el universo. Esta nave espacial continuó el trabajo iniciado por otra misión anterior de la NASA, llamada Cosmic Background Explorer (COBE). WMAP formó parte del programa de exploradores de clase media de la NASA.

La sonda WMAP recibió su nombre en honor a David Wilkinson. Él fue un científico importante en el equipo de la misión y un pionero en el estudio de la radiación de fondo. Los científicos querían medir la temperatura del fondo cósmico de microondas con la mayor precisión y sensibilidad posibles. Por eso, el diseño de la sonda se enfocó en evitar cualquier error al tomar los datos.

¿Cómo funcionaba la sonda WMAP?

La sonda WMAP utilizaba unos instrumentos especiales llamados radiómetros diferenciales de microondas. Estos instrumentos medían las diferencias de temperatura entre dos puntos distintos en el cielo.

WMAP se ubicó en una órbita especial alrededor del punto lagrangiano L2. Este punto está a aproximadamente 1.5 millones de kilómetros de la Tierra.

Archivo:WMAP spacecraft diagram
Diagrama del WMAP.

Este lugar de observación, que se encuentra en la línea que conecta al Sol con la Tierra, ofrecía a la sonda un ambiente muy estable. Desde allí, WMAP podía apuntar en cualquier dirección hacia el espacio profundo sin que la luz del Sol la afectara. Además, desde el punto L2, la sonda podía observar todo el cielo cada seis meses. Para evitar las señales de nuestra propia Vía Láctea, WMAP usaba cinco bandas de frecuencia diferentes, desde 22 GHz hasta 90 GHz.

Archivo:WMAP rotated around its axis
Animación que muestra la sonda WMAP en 360° alrededor de su eje.

¿Qué descubrimientos importantes hizo WMAP?

El 11 de febrero de 2003, la NASA anunció los primeros resultados de WMAP. Compartieron información sobre la edad y la composición del universo basándose en los datos de la sonda. La imagen que WMAP capturó del universo temprano fue la más detallada hasta ese momento, antes de los resultados del satélite Planck. La NASA consideró esta imagen como uno de los descubrimientos científicos más importantes de los últimos años.

Los datos de WMAP se publicaron en varias etapas: los de tres años en 2006, los de cinco años en 2008, los de siete años en 2010 y los de nueve años en 2012.

Archivo:WMAP
Imagen del WMAP del fondo cósmico de microondas.
Archivo:Evolución Universo WMAP
Línea de tiempo de la gran explosión.

WMAP midió muchos aspectos del cosmos con una precisión mucho mayor que antes. Según los modelos del universo de ese momento, los datos de WMAP mostraron que:

¿Qué otras misiones estudiaron el fondo cósmico de microondas?

Misiones antes de WMAP

Antes de WMAP, otras misiones espaciales y experimentos en tierra mejoraron nuestros conocimientos sobre el fondo cósmico de microondas:

  • El Explorador del Fondo Cósmico (COBE): midió las variaciones a gran escala.
  • Cosmic Anisotropy Telescope: midió variaciones a pequeña escala en áreas específicas.
  • BOOMERanG y Maxima: mejoraron la precisión de las mediciones.
  • Cosmic Background Imager: midió variaciones a pequeña escala con mayor precisión.

Misiones después de WMAP

Después de WMAP, otros instrumentos han realizado mediciones con aún mayor precisión y detalle:

Archivo:BigBangNoise
Comparación de la sensibilidad para medir la radiación de fondo del universo de WMAP con la de COBE y el telescopio de Penzias y Wilson (Antena de cuernos Holmdel en Nueva Jersey) (con datos simulados)

¿Qué pasó después de la misión WMAP?

Archivo:PIA16874-CobeWmapPlanckComparison-20130321
Comparación de resultados sobre la radiación de fondo del COBE, WMAP y Planck — 21 de marzo de 2013.

Originalmente, WMAP estaba planeada para dos años de observaciones, que se completaron en septiembre de 2003. Sin embargo, la misión se extendió varias veces, permitiendo a la nave espacial observar durante un total de 9 años. La misión finalizó en agosto de 2010. En octubre de 2010, la nave espacial fue enviada a una órbita heliocéntrica, que es como una "órbita de retiro".

La nave espacial Planck, que también midió la radiación de fondo entre 2009 y 2013, buscó mejorar las mediciones de WMAP. Planck tenía una resolución más alta y era más sensible, observando en 9 bandas de frecuencia en lugar de las 5 de WMAP.

El 21 de marzo de 2013, el equipo de investigación de Planck publicó un nuevo mapa del fondo cósmico de microondas. Este mapa sugirió que el universo es un poco más antiguo de lo que se pensaba. Según el mapa, las pequeñas variaciones de temperatura se formaron cuando el cosmos tenía unos 370.000 años. Estas variaciones dieron origen a las grandes estructuras que vemos hoy, como las agrupaciones de galaxias y la materia oscura.

Basándose en los datos de 2013, se estimó que el universo contiene un 4.9% de materia común, un 26.8% de materia oscura y un 68.3% de energía oscura. El 5 de febrero de 2015, nuevos datos de Planck indicaron que la edad del universo es de 13.799 millones de años.

Lanzamiento y viaje de WMAP

La nave espacial WMAP llegó al Kennedy Space Center el 20 de abril de 2001. Después de dos meses de pruebas, fue lanzada por un cohete Delta II el 30 de junio de 2001. WMAP comenzó a funcionar poco antes del lanzamiento y continuó haciéndolo mientras se enfriaba en el espacio. El 2 de julio de 2001, empezó sus pruebas de vuelo y luego su trabajo formal.

La sonda realizó tres vueltas alrededor de la Tierra y la Luna, y luego pasó cerca de la Luna el 30 de julio de 2001. Su destino final era el punto de Lagrange Sol-Tierra L2, al que llegó el 1 de octubre de 2001. Así, WMAP se convirtió en la primera misión dedicada a observar el fondo cósmico de microondas desde ese punto.

Animación de la trayectoria del WMAP
Vista oblicua
Vista desde la Tierra

¿Cómo estaba construida la sonda WMAP?

Archivo:WMAP receivers
Ilustración de los receptores del WMAP.

Los espejos principales del telescopio de WMAP eran dos espejos de 1.6 metros. Estos espejos dirigían las señales hacia un par de espejos secundarios. Estaban hechos de fibra de carbono con un recubrimiento de aluminio y óxido de silicio. Los espejos secundarios enviaban las señales a unas antenas especiales ubicadas debajo de los espejos principales.

Los receptores de WMAP eran radiómetros que medían la diferencia entre dos haces del telescopio. La señal se amplificaba con unos dispositivos llamados amplificadores de bajo ruido. Para eliminar las señales de nuestra propia Vía Láctea, WMAP usaba cinco bandas de radiofrecuencia diferentes, desde 23 GHz hasta 94 GHz.

La base de WMAP era un panel solar de 5 metros de diámetro. Este panel mantenía los instrumentos a la sombra mientras observaban el fondo cósmico de microondas. Los componentes más fríos del telescopio, como los espejos, estaban separados de las partes más cálidas por una carcasa cilíndrica.

Unos radiadores especiales enfriaban WMAP a unos 90 Kelvin (aproximadamente -183 grados Celsius). El telescopio consumía 419 vatios de energía. La temperatura de la nave se controlaba con termómetros de resistencia de platino.

WMAP se calibraba usando la radiación de fondo de microondas y las mediciones del planeta Júpiter. Los datos del telescopio se enviaban diariamente a la NASA a través de una estación de la Red de Espacio Profundo. La posición de WMAP se mantenía estable usando ruedas de reacción, giroscopios, rastreadores de estrellas y un sensor solar. Se dirigía con ocho pequeños propulsores.

Desarrollo de la misión WMAP

La misión MAP (que luego se llamó WMAP) fue propuesta a la NASA en 1995. Fue seleccionada para un estudio detallado en 1996 y aprobada para su construcción en 1997.

WMAP fue precedida por dos misiones de observación del fondo cósmico de microondas:

  • El satélite soviético Relikt-1.
  • El satélite estadounidense Cosmic Background Explorer (COBE).

WMAP era 45 veces más sensible y tenía 33 veces más resolución que su predecesor, el satélite COBE. La misión europea sucesora, Planck (que operó de 2009 a 2013), tuvo una resolución aún mayor y más sensibilidad que WMAP. Planck observó en 9 bandas de frecuencia, lo que permitió obtener modelos más precisos.

Galería de imágenes

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Wilkinson Microwave Anisotropy Probe Facts for Kids

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WMAP para Niños. Enciclopedia Kiddle.