Los productos Supelco® en el espacio
La sonda Voyager 1 superando las fronteras de nuestro sistema solar
Durante más de 40 años la primera generación del tamiz molecular de carbono Carbosieve ha ayudado a recopilar datos científicos a bordo de las sondas Voyager. El primer «astronauta» de la cartera de productos Supelco® ha sentado las bases para muchos otros avances e innovaciones en la compañía.
Una de las sondas espaciales Voyager (Créditos: NASA)
Cuando los sensores de la Voyager 1 hicieron sonar la alarma, la emoción era palpable en el Laboratorio de Propulsión a chorro de la NASA en Pasadena, California: la sonda espacial llevaba años sin transmitir una señal inesperada durante años. Después, el 25 de agosto de 2012, la cantidad de partículas de viento solar medidas se desplomó repentinamente en un factor de 1 000, mientras que la concentración de partículas interestelares procedentes de los rayos cósmicos aumentó casi un 10 %. Obviamente, la sonda Voyager 1 acababa de superar la frontera exterior de nuestro sistema solar, también conocida como heliopausa.
Ningún otro objeto hecho por los seres humanos había viajado tan lejos de la Tierra. Un momento histórico... pero no sólo para la NASA. A bordo de la sonda espacial, viaja un producto diseñado por el equipo de Supelco®en Bellefonte, Pensilvania. «Estamos muy orgullosos de que nuestro Carbosieve siga funcionando a la perfección», afirma William “Bill” R. Betz, director del grupo de diseño de partículas de la empresa de ciencia y tecnología MilliporeSigma.
El tamiz molecular de carbono lleva funcionando más de 40 años
Imagen microscópica del Carbosieve Voyager
Desarrollado a principios de los años 70, el tamiz molecular de carbono especial todavía desempeña un papel crucial hoy, más de 40 años después del lanzamiento del Voyager 1, suministrando datos científicos que contribuyen a ampliar nuestra visión del sistema solar y a satisfacer nuestra curiosidad humana inherente sobre la naturaleza del universo. La primera generación de la serie Carbosieve también preparó el camino para multitud de innovaciones en el campo de los adsorbentes de carbono de la cartera de productos Supelco® .
Hoy, los materiales de alta tecnología de la serie original Carbosieve se utilizan como medios de recogida en los medidores de flujo de aire o para mejorar la eficacia de los embalajes de los productos de extracción en fase sólida, los sistemas de purga y trampa y las columnas de cromatografía de gases. Ahora, los sucesores del pasajero original de la Voyager también purifican gases o líquidos y separan los compuestos sintetizados de las mezclas de reacción.
El Carbosieve original realizaba tareas similares. Sin embargo, en comparación con los modelos actuales, era menos selectivo, con peor cinética y, a menudo, solo permitían la adhesión a su superficie de moléculas relativamente grandes como las del oxígeno, el nitrógeno o el dióxido de carbono.
La búsqueda de un adsorbente para moléculas extremadamente pequeñas
Para la Voyager 1 y su sonda hermana Voyager 2, la NASA buscaba un adsorbente para moléculas extremadamente pequeñas que funcionara de la forma más eficiente posible. Principalmente, los científicos estaban interesados en el hidrógeno y sus isótopos, el deuterio y el tritio, además de en el helio y en el isótopo litio-7, los elementos que se formaron cuando se produjo el Big Bang. Entre otras cosas, la Voyager tenía la intención de medir las relaciones isotópicas del hidrógeno para probar la teoría del Big Bang, formulada en 1966.
Los investigadores tenían claro que las microesferas poliméricas recubiertas de carbono utilizadas para estas mediciones y otras similares durante las misiones espaciales anteriores no eran suficientes. Como en ese momento la cartera de productos Supelco® ya tenía prestigio en el ámbito del desarrollo de materiales de adsorción, la NASA llamó a Bellefonte. Querían saber si contaban con adsorbentes que pudieran funcionar con ese tipo de moléculas pero que fueran lo suficientemente estables como para soportar las intensas fuerzas vibratorias generadas durante el lanzamiento de un cohete Titan Centaur.
Cuando se recibe la llamada de la NASA...
La gente todavía cuenta historias sobre esa llamada y las caras de sorpresa de sus colegas en la sede corporativa, dice Betz. Como no podía ser de otra forma, el equipo de Supelco® lo consiguió. En ese momento, su diseño del Carbosieve tenía un tamaño promedio del poro tan pequeño como 0,7 nanómetros, por lo que ya era capaz de adsorber moléculas pequeñas. Además, las partículas del tamiz molecular de carbono eran de gran pureza, ultrafuertes y no mostraban signos de envejecimiento: «El adsorbente soportó enormes fuerzas de presión en exceso de 1100 bar sin dañarse», dice Betz.
Esto significa que, teóricamente, podría haberse utilizado en el fondo de la fosa de las Marianas, a 11 000 metros de profundidad. Este fue el primer indicio de que la NASA no se equivocaba con el Carbosieve; después de todo, las condiciones hostiles de las profundidades del mar son similares a las del espacio. La agencia espacial adquirió cinco gramos del adsorbente e comenzó sus pruebas. «No fue exactamente una venta importante», se ríe Betz. «Pero de todos modos, el honor de ayudar a la NASA en la exploración del espacio fue mucho más valioso para nosotros».
Descubrimientos importantes sobre la composición química del sistema solar
Como sabemos hoy, las sondas Voyager 1 y 2 fueron un hito científico: descubrieron 22 lunas en total, tres alrededor de Júpiter y Saturno, diez alrededor de Urano y seis alrededor de Neptuno. También descubrieron nuevos anillos alrededor de Júpiter, Urano y Neptuno y, con la ayuda del Carbosieve como el medio de recogida en los espectrómetros de masas de las sondas espaciales, proporcionaron información importante sobre la composición química de las atmósferas planetarias. Betz todavía recuerda los primeros datos sobre los isótopos de hidrógeno. «Fue emocionante para nosotros».
Sin embargo, el experto de Supelco® hubiera preferido suministrar al equipo de la NASA un tamiz molecular de carbono personalizado. Después de todo, enfrentarse a retos científicos desde la curiosidad absoluta y resolverlos hasta conseguir que los clientes estén satisfechos era y es la especialidad del grupo de diseño de partículas de Supelco®.
El comienzo de una larga colaboración a largo
Sólo podemos decir que esta no fue la última vez que la NASA marcó el número del equipo Supelco®. El grupo de diseño de partículas todavía contaba con una oportunidad para probar su valía. Pero esa es otra historia, una sobre la nueva generación de carbonos, llamada Carboxens, en la misión Cassini Huygens y sobre la Estación Espacial Internacional (EEI). Mientras tanto, las dos sondas Voyager siguen transmitiendo diligentemente datos desde el espacio interestelar. Se calcula que hasta 2025 todavía tendremos contacto con la sonda Voyager 2, cuyo vuelo es un poco más lento.
Todos los equipos científicos, excepto uno o dos, tienen que apagarse para poder seguir midiendo los datos hasta ese momento. Esto prolongará la vida útil de las baterías nucleares a bordo. Pero para su última misión, ninguna de las dos sondas necesita el contacto por radio con la Tierra ni baterías cargadas. Cada una lleva un disco de cobre chapado en oro en una funda protectora de aluminio. Además de contener un mapa estelar de nuestro sistema solar, también hay saludos, música, sonidos e imágenes de la Tierra.
Probablemente nunca sabremos si a los alienígenas les gusta de verdad la canción de Chuck Berry «Johnny B. Goode» incluida en el disco, o puede que hasta se maravillen con la precisión nanométrica del polvo Carbosieve. Las sondas tardarán varios cientos de miles de años en llegar a un lugar donde pueda existir la vida.
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