En el número del mes de octubre de 1945 de la revista Wireless World apareció un artículo firmado por Arthur C. Clarke que pasó en su momento sin pena ni gloria, pero que, según él mismo diría más tarde: «es lo más importante que he escrito», por encima incluso de La ciudad y las estrellas, El fin de la infancia, Las arenas de Marte y El centinela —relato en el que se basa 2001—, dicho por él mismo. En este caso, no obstante, no se trataba de una obra de ficción, sino de una disertación técnica en la que planteaba la posibilidad de situar «estaciones espaciales» geoestacionarias en la órbita terrestre con, entre otras, funciones de telecomunicaciones. El título era «Extra-terrestial relays. Can rocket stations give world-wide radio coverage?».

Seguramente esta sea una de las «predicciones» más famosas de la ciencia ficción, y las amistades con las que se codeaba Clarke en aquella época ayudaron en buena medida a hacerla realidad. En concreto, la que tenía con un ingeniero de los Laboratorios Bell llamado John R. Pierce.

A pesar de sus numerosas contribuciones al mundo de la electrónica —la palabra «transistor» se la debemos a él—, de las telecomunicaciones y de la música por ordenador, el nombre de John R. Pierce no es todo lo conocido que podría ser. También era escritor de ciencia ficción, y formaba parte del entorno de la Edad de Oro —1938-1946 aproximadamente—. De hecho, no era raro verlo en tertulias televisivas en las que su compañero de mesa podía perfectamente ser Isaac Asimov o cualquier otro autor más reconocido. Bien es verdad que Pierce no alcanzó el Olimpo al que sí llegaron algunos de sus amigos, pero  su pluma era habitual en Astounding Science Fiction, Science Wonder Stories e incluso Scientific American, unas veces publicando ficción, otras breves artículos técnicos y divulgativos. En muchas ocasiones lo hacía bajo el seudónimo J. J. Coupling.

Pierce no había leído el artículo de Clarke cuando, el 14 de octubre de 1954, dio una conferencia en en Instituto de Radioingeniería de Princeton hablando de la posibilidad de poner en órbita satélites de comunicaciones. La conferencia se publicaría al año siguiente bajo el título de «Orbital radio relays» en el Journal of Jet Propulsion, la revista de la American Rocket Society, y, si bien Clarke iba muy bien encaminado, su idea todavía estaba muy adelantada a la época. Pierce la aterrizó y la planteó como algo no solo realista, sino posible. El primero hablaba de estaciones espaciales con tripulación, laboratorios, diversos tipos de habitáculos… el segundo, de satélites tal y como los entendemos hoy. Además, el ingeniero de los Bell Labs no se limitó a plantear el concepto, sino que realizó los cálculos para llevarlo a cabo de forma detallada… y vaya si lo hizo.

El Proyecto Echo, que empezó en 1960, fue el primer intento de crear un repetidor pasivo de señal en el espacio. En él colaboraron la NASA y los Laboratorios Bell, que contaron con Pierce como promotor y coordinador. No tenía una gran complejidad técnica, consistía simplemente en un enorme globo de plástico metalizado —de unos 30 metros de diámetro el primero que se envió y 40 metros el segundo— que actuaba como un espejo para las ondas de radio. No amplificaba ni procesaba ninguna señal, pero sirvió para demostrar que las comunicaciones vía satélite eran posibles y, en un giro inesperado de los acontecimientos, para que años después Arno Penzias y Robert Wilson descubrieran el fondo cósmico de microondas.

Hagamos aquí un inciso —¡alerta crossover!— , y es que la famosa antena con forma de cuerno de los Laboratorios Bell que revolucionaría el curso de la cosmología, se construyó para el Proyecto Echo. Su diseño permitía detectar señales de microondas extremadamente débiles, justo como las que reflejaba el globo… o nuestro universo.

Los satélites Echo no eran geoestacionarios, pero cumplieron su objetivo, y pronto llegó su sucesor, también de la mano de la NASA y los Laboratorios Bell: Telstar 1, un repetidor activo capaz de recibir, aplificar y retransmitir señales. Fue el primer satélite de comunicaciones comercial, se lanzó en julio de 1962, y permitió realizar las primeras retransmisiones televisivas entre Estados Unidos y Europa, además de llamadas telefónicas e incluso envío de datos. Fue un éxito, y hubiera funcionado durante más de los siete meses que lo hizo si a algún iluminado no se le hubiera ocurrido hacer una prueba nuclear a gran altitud que dejó un rastro de radiación alrededor de nuestro planeta y le acabó friendo la electrónica.

Telstar 1, no obstante, tampoco era geoestacionario, para eso habría que esperar a 1964 y a Syncom 3 —Syncom 2 era geosincrónico, pero no geoestacionario—. Aun así, de nuevo, una idea que surgió en el ámbito de la ciencia ficción se fue materializando a medida que el desarrollo tecnológico lo fue permitiendo.

Arthur C. Clarke y John R. Pierce no tuvieron nunca problema en compartir el mérito por una misma idea, y así lo declararon en numerosas ocasiones. Fue una relación que le dio muchísimas alegrías a la ciencia ficción, ya que Pierce era una fuente de información tecnológica puntera de primera mano para Clarke —y otros autores de la época—. En este caso concreto, es fácil ver si fue antes el huevo o la gallina —la ciencia ficción o la ciencia—, pero otras no es tan sencillo, y eso es lo divertido.

Bibliografía

Clarke, A. C. (1999 [1945]). Extraterrestrial relays. En I. T. Macauley (Ed.), Greetings, carbon-based bipeds!: A vision of the 20th century as it happened (pp. 19-25). Voyager.

Noll, A. M. (2018, April 25). First-hand: Bell Labs and 2001: A space odyssey. Engineering and Technology History Wiki.

Penzias, A. A. (2005, junio). Arno Penzias: Biographical. NobelPrize.org.

Pierce, J. R. (1997). Looking back. The Bent of Tau Beta Pi, 88(2), 11–12.

Pierce, J. R. (1955). Orbital radio relays. Journal of Jet Propulsion, 25(4), 153–157. doi: 10.2514/8.6641

Whalen, D. J. (2010, November 30). Communications satellites: Making the global village possible. NASA.

Wright, P. (2002, April 9). John Pierce. The Guardian.

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.

El artículo Los satélites de Arthur C. Clarke y John R. Pierce se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La semana pasada nos dejó una de las voces más icónicas del rock, la grandísima Gaynor Hopkins, más conocida como Bonnie Tyler. Cuando pienso en ella, me viene a la memoria el curioso videoclip de “Holding Out for a Hero”, donde la dama rubia de voz rasgada aguantaba el tipo de pie junto a uno de los acantilados del Gran Cañón del Colorado. Ese icónico momento, para mí, se convertía en una pequeña clase de geología, porque este enorme tajo en el terreno recoge gran parte de la historia de Norteamérica, casi de manera continua.

El Gran Cañón es una enorme zanja de paredes casi verticales excavada por el río Colorado en una meseta de Arizona, en Estados Unidos. El corte tiene una anchura que oscila entre unos 150m y casi 30km y sigue el sinuoso curso del río Colorado por una longitud de más de 440km a lo largo de gran parte del estado de Arizona. Pero lo más espectacular de este cañón es la altura de sus paredes, que alcanzan los 1800 m en su zona más profunda, dejando a la vista miles de capas de rocas rojizas, con algunas de tonos grisáceos, apiladas unas encima de las otras.

Ahora vamos a armarnos de valor, como hizo Bonnie Tyler, y empecemos nuestro descenso desde la parte más alta del acantilado hasta el curso del río Colorado, revelando la historia geológica de este lugar. Pero haremos el viaje al revés de como os he acostumbrado en otras ocasiones, porque iremos desde los materiales más modernos hacia los más antiguos. Y, para hacerle también un pequeño homenaje al Tour de Francia, que se está disputando estos días, desarrollaremos nuestro camino en varias etapas, con descansos incluidos.

La primera etapa de este viaje es la típica larga y rompe piernas, ya que comienza con unas rocas formadas hace unos 230 millones de años, durante el Periodo Triásico, y culmina con materiales depositados hace unos 310 millones de años, en el Periodo Carbonífero. En esos momentos, toda esta zona era un ambiente litoral, donde el nivel del mar subía y bajaba continuamente, por lo que se alternan materiales depositados en medio marino con rocas formadas en extensas playas. Y esto nos lo chivan los fósiles que aparecen en estas rocas, ya que en algunos niveles encontramos corales o gasterópodos marinos, mientras que en otros descubrimos restos de plantas y huellas de animales continentales.

Si seguimos bajando por el cañón, disputaremos la segunda etapa de nuestro viaje, mucho más tranquila y sosegada. Aquí nos encontramos con unas rocas formadas entre hace 310 y unos 395 millones de años, lo que corresponde a parte de los Periodos Carbonífero y Devónico. En estos materiales aparecen fósiles de organismos marinos, como peces y trilobites, que nos informan que en este momento se instauró en esta zona un mar poco profundo y de aguas tropicales.

Nos encontramos ahora con la primera jornada de descanso en este viaje en el tiempo, ya que han desaparecido más de 100 millones de años de depósito que no nos permiten conocer la historia completa de este lugar.

Continuando con el descenso, la tercera etapa nos llevará a descubrir unas rocas formadas hace entre 500 y 570 millones de años, lo que abarca el Periodo Cámbrico y el final de la Era Neoproterozoica, cuando otro mar poco profundo en el que vivían organismos como los trilobites cubría este lugar.

Aparece entonces la segunda jornada de descanso, pero esta es bastante más particular. No sólo porque hayan desaparecido más de 450 millones de años de historia de este lugar, sino también por lo que nos encontramos debajo. Y es que, en la cuarta etapa de nuestro viaje, a la que podemos llamar “etapa reina”, aparecen unas rocas formadas hace unos 1000 millones de años, a finales de la Era Mesoproterozoica, en un ambiente litoral colonizado por bacterias fotosintéticas que formaban unas estructuras rocosas llamadas estromatolitos. Pero lo realmente llamativo de estos materiales es que las capas de rocas están inclinadas y chocan directamente contra las capas horizontales más modernas que tienen por encima.

A esta estructura geológica donde las capas de rocas inferiores están inclinadas y las que se sitúan por encima están horizontales, por lo que su contacto forma un ángulo, y, además, han desaparecido varios millones de años de depósito en el límite entre ambos bloques de materiales se la denomina discordancia angular. Y la que aparece en el Cañón del Colorado es tan llamativa e importante que se la conoce como la Gran Discordancia.

Tras una nueva jornada de descanso en la que nos faltan unos 700 millones de años de esta historia, alcanzamos la última etapa de nuestro viaje. En la base del Gran Cañón encontramos unas rocas metamórficas (esquistos) e ígneas (granitos) formadas hace entre 1700 y 2000 millones de años, durante la Era Paleoproterozoica. Esto quiere decir que, en ese descenso de unos 90km a lo largo de los acantilados de Gran Cañón, hemos sido testigos de casi 1800 millones de años de la historia de Norteamérica, aunque nos falten algunas páginas de este fabuloso libro de Geología.

Pero esta aventura no termina aquí, ya que nos falta conocer cómo y cuándo se generó este enorme cañón. Como siempre, el pistoletazo de salida es culpa de la tectónica, ya que, hace unos 60 millones de años, un choque de placas produjo el ascenso de toda esta zona, que se convirtió en una planicie elevada. El escenario perfecto para que el río Colorado, con paciencia y tesón, lleve 6 millones de años excavando las rocas y arrastrando toneladas de materiales en su camino hacia su desembocadura en el Golfo de California.

Sin duda, cuando Bonnie clamaba por un héroe salvador junto al Gran Cañón del Colorado, la escena era realmente épica. Pero no creo que la maravillosa cantante supiese que la verdadera epopeya se encontraba a su espalda. Ahora, ella también formará parte de la historia de ese emblemático lugar por los próximos millones de años.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Un héroe geológico inesperado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.