El 18 de agosto ocupa un lugar destacado en la historia de la ciencia. En esta fecha nació el matemático Brook Taylor, se encontró en la luz del Sol la primera evidencia de un elemento desconocido en la Tierra, fue descubierta Fobos —una de las lunas de Marte— y la sonda soviética Luna 24 consiguió aterrizar en la superficie lunar para recoger muestras.
Matemáticas, astronomía, química y exploración espacial se encuentran en un mismo día. Estos son los principales acontecimientos científicos que sucedieron tal día como hoy, 18 de agosto.
Resumen rápido
- 1685: nace el matemático inglés Brook Taylor.
- 1868: Pierre Janssen detecta en el Sol la señal de un elemento desconocido: el helio.
- 1877: Asaph Hall descubre Fobos, la mayor de las dos lunas de Marte.
- 1976: la sonda soviética Luna 24 aterriza en el Mare Crisium.
1685: nace Brook Taylor, el matemático que aprendió a aproximar funciones
El 18 de agosto de 1685 nació en Edmonton, Inglaterra, el matemático Brook Taylor, cuyo apellido permanece unido a una de las herramientas más importantes del cálculo: el teorema de Taylor y las conocidas como series de Taylor.
Taylor estudió en la Universidad de Cambridge y fue elegido miembro de la Royal Society en 1712. Aunque también se formó como jurista, desarrolló buena parte de su actividad intelectual en las matemáticas, la mecánica, la perspectiva y el estudio de las diferencias finitas.
En 1715 publicó Methodus incrementorum directa et inversa, obra en la que presentó el resultado matemático que posteriormente recibiría su nombre.
Idea básica de una serie de Taylor
f(x) ≈ f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)2/2! + …
La idea consiste en aproximar una función complicada mediante la suma de expresiones más sencillas construidas con sus derivadas. Cuantos más términos se utilizan, mejor puede ser la aproximación alrededor del punto elegido.
Las series de Taylor se utilizan actualmente en numerosos campos:
- Cálculo numérico y programación científica.
- Resolución aproximada de ecuaciones diferenciales.
- Física, ingeniería y mecánica.
- Cálculo de órbitas y trayectorias.
- Electrónica y procesamiento de señales.
- Simulaciones realizadas por ordenadores.
Un ejemplo sencillo: las calculadoras y los ordenadores pueden utilizar aproximaciones matemáticas relacionadas con series para obtener valores de funciones como el seno, el coseno, el logaritmo o la función exponencial.
1868: el helio es detectado por primera vez… en el Sol
El 18 de agosto de 1868, el astrónomo francés Pierre Janssen se encontraba en Guntur, en la India, para observar un eclipse total de Sol. Su objetivo era estudiar las protuberancias solares mediante un espectroscopio.
Este instrumento separa la luz en sus diferentes longitudes de onda. Cada elemento químico produce un patrón característico de líneas espectrales, parecido a una huella dactilar luminosa.
Mientras analizaba la luz procedente de la cromosfera solar, Janssen observó una línea amarilla brillante que no coincidía exactamente con las líneas conocidas del sodio. Su longitud de onda era de aproximadamente 587,5 nanómetros.
Aquella línea constituía la primera evidencia de un elemento químico que todavía no se había identificado en nuestro planeta.
El primer elemento descubierto fuera de la Tierra
El helio fue detectado en el espectro del Sol antes de que los científicos consiguieran aislarlo en nuestro planeta. Por esta razón suele considerarse el primer elemento químico descubierto fuera de la Tierra.
El astrónomo británico Norman Lockyer observó independientemente la misma línea espectral el 20 de octubre de 1868. Lockyer concluyó que debía pertenecer a un elemento desconocido y lo llamó helio, a partir de Helios, el nombre griego del Sol.
Janssen y Lockyer compartieron finalmente el reconocimiento por el descubrimiento. Sin embargo, muchos científicos de la época dudaron de que pudiera existir en el Sol un elemento que no se hubiera encontrado antes en la Tierra.
La confirmación terrestre llegó en 1895, cuando el químico escocés William Ramsay consiguió aislar helio a partir de un mineral rico en uranio.
Hoy sabemos que el helio es el segundo elemento más abundante del universo, después del hidrógeno. Se produce en grandes cantidades en el interior de las estrellas mediante procesos de fusión nuclear.
¿Para qué se utiliza el helio?
- Refrigeración de imanes superconductores.
- Equipos de resonancia magnética.
- Investigación científica a temperaturas extremadamente bajas.
- Presurización y purga de sistemas espaciales.
- Detección de fugas.
- Globos científicos y meteorológicos.
1877: Asaph Hall descubre Fobos, la luna condenada de Marte
El 18 de agosto de 1877, según el cómputo civil moderno, el astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió Fobos, la mayor y más cercana de las dos lunas de Marte.
Hall realizó la observación desde el Observatorio Naval de Estados Unidos, en Washington, utilizando el gran telescopio refractor de 26 pulgadas. En aquel momento era uno de los telescopios de este tipo más grandes y potentes del mundo.
Seis días antes había descubierto Deimos, la otra luna del planeta rojo. Hall estuvo a punto de abandonar la búsqueda, pero su esposa, la matemática Angeline Stickney Hall, lo animó a continuar observando.
¿Por qué algunas fuentes indican el 17 de agosto?
En el siglo XIX, los astrónomos comenzaban el día de observación al mediodía. Por eso, los registros originales sitúan el hallazgo el 17 de agosto, mientras que al convertir la observación al sistema civil moderno corresponde al 18 de agosto. Algunas páginas actuales de la NASA conservan la fecha histórica del día astronómico.
El nombre Fobos procede de la mitología griega. Fobos representaba el miedo y acompañaba a Ares, equivalente griego del dios romano Marte. La otra luna recibió el nombre de Deimos, que representa el terror.
Un satélite pequeño, rápido y extraño
Fobos tiene una forma irregular y unas dimensiones aproximadas de 27 × 22 × 18 kilómetros. Se encuentra a unos 6.000 kilómetros sobre la superficie de Marte, más cerca de su planeta que cualquier otra luna conocida del sistema solar.
Completa una vuelta alrededor de Marte en solo 7 horas y 39 minutos. Como se desplaza más rápido de lo que Marte gira sobre sí mismo, visto desde la superficie marciana Fobos aparecería por el oeste y se ocultaría por el este.
Su accidente geográfico más destacado es el enorme cráter Stickney, llamado así por el apellido de nacimiento de Angeline Stickney Hall. El cráter tiene aproximadamente nueve kilómetros de diámetro y ocupa una parte considerable de la pequeña luna.
Fobos no existirá para siempre
La gravedad de Marte está acercando lentamente Fobos al planeta, aproximadamente 1,8 metros cada siglo. Dentro de decenas de millones de años podría chocar contra Marte o fragmentarse y formar temporalmente un anillo alrededor del planeta.
1976: Luna 24 aterriza en la Luna para traer muestras a la Tierra
El 18 de agosto de 1976, la sonda soviética Luna 24 consiguió aterrizar suavemente en el Mare Crisium, conocido en español como mar de las Crisis, una gran llanura basáltica situada en la cara visible de la Luna.
La misión había despegado desde el cosmódromo de Baikonur el 9 de agosto. Después de alcanzar la órbita lunar y realizar varias correcciones de trayectoria, descendió automáticamente hasta la superficie.
Luna 24 estaba equipada con un sistema de perforación capaz de introducirse aproximadamente dos metros en el suelo lunar. El material extraído fue almacenado dentro de una pequeña cápsula preparada para regresar a la Tierra.
Las cifras de Luna 24
- Lanzamiento: 9 de agosto de 1976.
- Aterrizaje lunar: 18 de agosto de 1976.
- Lugar: Mare Crisium.
- Muestras recogidas: aproximadamente 170 gramos.
- Salida de la Luna: 19 de agosto.
- Regreso a la Tierra: 22 de agosto de 1976.
Después de pasar menos de un día sobre la superficie, el módulo de ascenso despegó el 19 de agosto. La cápsula con las muestras regresó directamente a la Tierra y descendió en paracaídas sobre Siberia el 22 de agosto.
Luna 24 fue la tercera misión soviética que consiguió traer material lunar, después de Luna 16 y Luna 20. También terminó convirtiéndose en la última misión soviética a la Luna.
Después de Luna 24 no volvió a producirse un aterrizaje suave sobre la superficie lunar hasta la llegada de la misión china Chang’e 3 en 2013. Tampoco se trajeron nuevas muestras lunares a la Tierra hasta que Chang’e 5 lo consiguió en diciembre de 2020.
¿Por qué eran importantes sus muestras?
Los aproximadamente 170 gramos de regolito permitieron estudiar la composición y las diferentes capas del terreno del Mare Crisium. Al proceder de cierta profundidad, las muestras ofrecían información distinta a la que podía obtenerse únicamente recogiendo material superficial.
La misión también demostró que una nave automática podía aterrizar, perforar el terreno, almacenar una muestra, despegar desde otro mundo y regresar a la Tierra sin necesidad de llevar astronautas.
Cuatro acontecimientos unidos por una misma idea
Las cuatro efemérides del 18 de agosto muestran diferentes formas de descubrir lo que todavía no conocemos.
- Brook Taylor desarrolló herramientas para aproximar matemáticamente lo complejo.
- Pierre Janssen utilizó la luz para identificar un elemento situado en el Sol.
- Asaph Hall observó con paciencia un pequeño satélite escondido junto al brillo de Marte.
- Luna 24 viajó hasta otro mundo para traer una parte de él a nuestros laboratorios.
Conclusión
Tal día como hoy, 18 de agosto, las matemáticas, la espectroscopia, la astronomía y la exploración espacial escribieron varias páginas importantes de su historia. Desde una fórmula capaz de aproximar funciones hasta una sonda que devolvió suelo lunar, cada acontecimiento amplió nuestra capacidad para comprender el universo.
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Fuentes consultadas
- The Royal Society. Brook Taylor .
- American Physical Society. (2014). August 18 and October 20, 1868: Discovery of Helium .
- NASA Science. Phobos .
- American Astronomical Society. This Month in Astronomical History: The Moons of Mars .
- NASA Space Science Data Coordinated Archive. Soviet Missions to the Moon .
- Smithsonian National Air and Space Museum. Revisiting the Soviet Lunar Sample Return Missions .
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