El Curioso [The Curiosity]

La Mars Science Laboratory (abreviada MSL), conocida como Curiosity,2 3 del inglés 'curiosidad', es una misión espacial que incluye un astromóvil de exploración marciana dirigida por la NASA. Programada en un principio para ser lanzada el 8 de octubre de 2009 y efectuar un descenso de precisión sobre la superficie del planeta en 2010 entre los meses de julio y septiembre,4 5 fue finalmente lanzado el 26 de noviembre de 2011 a las 10:02 am EST, y aterrizó en Marte exitosamente en el cráter Gale el 6 de agosto de 2012, aproximadamente a las 05:31 UTC enviando sus primeras imágenes a la Tierra.6

La misión7 se centra en situar sobre la superficie marciana un vehículo explorador (tipo rover). Este vehículo es tres veces más pesado y dos veces más grande que los vehículos utilizados en la misión Mars Exploration Rover, que aterrizaron en el año 2004. Este vehículo lleva instrumentos científicos más avanzados que los de las otras misiones anteriores dirigidas a Marte, algunos de ellos proporcionados por la comunidad internacional. El vehículo lanzó mediante un cohete Atlas V 541. Una vez en el planeta, el rover tomó fotos para mostrar que amartizó con éxito. En el transcurso de su misión tomará docenas de muestras de suelo y polvo rocoso marciano para su análisis. La duración prevista de la misión es de 1 año marciano (1,88 años terrestres). Con un radio de exploración mayor a los de los vehículos enviados anteriormente, investigará la capacidad pasada y presente de Marte para alojar vida.

Objetivos

El MSL tiene cuatro objetivos: Determinar si existió vida alguna vez en Marte, caracterizar el clima de Marte, determinar su geología y prepararse para la exploración humana de Marte. Para contribuir a estos cuatro objetivos científicos y conocer el objetivo principal (establecer la habitabilidad de Marte) el MSL tiene ocho cometidos:

Evaluación de los procesos biológicos:

• 1.º Determinar la naturaleza y clasificación de los componentes orgánicos del carbono.
• 2.º Hacer un inventario de los principales componentes que permiten la vida: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
• 3.º Identificar las características que representan los efectos de los procesos biológicos.

Objetivos geológicos y geoquímicos:

• 4.º Investigar la composición química, isotópica y mineral de la superficie marciana.
• 5.º Interpretar el proceso de formación y erosión de las rocas y del suelo.

Evaluación de los procesos planetarios:

• 6.º Evaluar la escala de tiempo de los procesos de evolución atmosféricos.
• 7.º Determinar el estado presente, los ciclos y distribución del agua y del dióxido de carbono.

Evaluación de la radiación en superficie:

• 8.º Caracterizar el espectro de radiación de la superficie, incluyendo radiación cósmica, erupciones solares y neutrones secundarios.

Especififcaciones

Se esperaba que el vehículo rover tuviera un peso de 899 kilogramos incluyendo 80 kilogramos en instrumentos y equipo de análisis científico, en comparación a los usados en la Mars Exploration Rover cuyo peso es de 185 kg, incluyendo 5 kg de equipo en instrumental científico. Con una longitud de 2,7 m la misión MSL será capaz de superar obstáculos de una altura de 75 cm y la velocidad máxima de desplazamiento sobre terreno está estimada en 90 metros/hora con navegación automática, sin embargo se espera que la velocidad promedio de desplazamiento sea de 30 metros/hora considerando variables como dificultad del terreno, deslizamiento y visibilidad. Las expectativas contemplan que el vehículo recorra un mínimo de 19 km durante dos años terrestres.

Carga Uitl De Instrumentos

Actualmente se han elegido 12 instrumentos para el desarrollo de la misión:

Cámaras (MastCam, MAHLI, MARDI, Hazcams, Navcams)[editar]

Todas las cámaras han sido desarrolladas por Malin Space Science Systems; todas comparten un diseño común en cuanto a componentes tales como dispositivos para el procesamiento instantáneo de imágenes, y sensores CCD de 1600 X 1200

• MastCam: Este sistema proporciona imágenes en múltiples espectros y en color real a través de cámaras con visión estereoscópica (tridimensional). Las tomas en color real son de 1200 x 1200 pixeles y a una velocidad de 10 cuadros por segundo, en un formato de video de alta definición de 1280 x 720. En contraste con la cámara panorámica usada en la misión MER la cual solo puede generar imágenes de 1024 x 1024 en blanco y negro. La rueda con los filtros, diseñada para la toma de imágenes en distintos espectros, usada en la misión MER, también será utilizada en la MastCam.

• Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Este sistema consiste en una cámara montada en un brazo robótico del rover, y se usará para obtener tomas microscópicas de las rocas y suelo marciano, del mismo modo que el MI usado en la MER, aunque a diferencia de este, será capaz de tomar imágenes en color verdadero de 1600 x 1200 pixeles y con una resolución de 12.5 micrómetros por pixel. MAHLI tiene iluminación a base de leds en luz blanca y ultravioleta para la toma de imágenes en la oscuridad o fluorescentes. MAHLI tiene enfoque mecánico en un rango de infinito a distancias milimétricas.

• MSL Mars Descent Imager (MARDI): Durante el descenso a la superficie marciana MARDI será capaz de lograr tomas de imágenes en color de 1600 x 1200 pixeles comenzando a una distancia de 3.7 kilómetros hasta los 5 metros de altura respecto del suelo. El manejo de imágenes a través de MARDI permitirá hacer un mapeo del terreno circundante y del sitio de aterrizaje. El 16 de septiembre del 2007 la NASA anunció que MARDI no sería incluido en la misión debido a problemas de fondos económicos.¹⁰ MARDI fue subsecuentemente reafirmado, después de que la Malin Space Science Systems aceptó que no habría costos adicionales a la NASA para su inclusión.¹¹ MARDI tomará imágenes a razón de 5 cuadros por segundo durante cerca de 2 minutos, en el descenso.¹²

• Hazard Avoidance Cameras (Hazcams): En el MSL se utilizarán cuatro pares de cámaras de navegación en blanco y negro situadas en la parte delantera, izquierda, derecha y trasera del vehículo. Las cámaras de evasión de riesgos (también llamado Hazcams) se utilizan para la prevención de riesgos en las unidades del rover y para la colocación segura del brazo robótico en las rocas y en los suelos. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de las imágenes. Las cámaras tienen unos 120 grados de campo de visión y un mapa del terreno de hasta 3 metros (10 pies) en frente del vehículo. Estas imágenes de salvaguarda sirven para que el vehículo no choque inadvertidamente contra obstáculos inesperados, y trabaja en conjunto con el software que permite que el rover se desplace con seguridad.

• Navigation Cameras (Navcams): El MSL utiliza dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro montadas sobre el mástil de apoyo para la navegación del suelo. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de imágenes. Las cámaras tienen unos 45 grados de campo de visión.
• ChemCam: ChemCam es un sistema de espectroscopia de colapso inducida por rayo láser (LIBS -siglas en inglés), el cual puede apuntar a una roca a una distancia de 13 metros, vaporizando una pequeña cantidad de los minerales subyacentes en ella y recogiendo el espectro de luz emitida por la roca vaporizada usando una cámara con una resolución angular de 80 microradianes. Está siendo desarrollada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el laboratorio francés CESR (a cargo del rayo láser). Utiliza un rayo láser infrarrojo con una longitud de onda de 1067 nanómetros y un pulso de 5 nanosegundos, que enfocará en un punto de 1 GW/cm², depositando 30 mJ (milijulios) de energía. La detección se logrará entre los 240 y los 800 nanómetros.^13 14 15 En octubre del 2007 la NASA anunció que se detenía el desarrollo del dispositivo debido a que el costo había llegado a un 70 % del costo proyectado y se terminaría solo con el dinero ya proporcionado.¹⁶ El Laboratorio Nacional de Los Álamos afirmó que el sobrecosto se debió a los requerimientos impuestos por la misión del rover y el ahorro en costos era mínimo debido a que el dinero provenía de la CNES francesa.¹⁷
• Espectrómetro de rayos X por radiación alfa (APXS): Este dispositivo irradiará muestras con partículas alfa y permitirá su análisis a partir del espectro generado por los rayos X reemitidos. Está siendo desarrollado por La Agencia Espacial Canadiense, para determinar la composición elemental de muestras. El sistema APXS es una forma de PIXE. Instrumentos similares fueron incluidos en la misión Mars Pathfinder y en la Mars Exploration Rovers.¹⁸
• CheMin: Chemin es la abreviación usada para el Instrumento de análisis químico y mineralógico a través de la difracción y fluorescencia de rayos X, el cual cuantifica y analiza la estructura de los minerales contenidos en una muestra. Es desarrollado por el doctor David Blake en el NASA Ames Research Center y el NASA Jet Propulsion Laboratory¹⁹
• Análisis de muestras en Marte (SAM): El instrumento así denominado, analizará muestras sólidas y gaseosas en búsqueda de compuestos orgánicos. Está siendo desarrollado por el Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA y el Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) (Laboratorio Inter-Universitario de Sistemas Atmosféricos). SAM consiste en un sistema de manipulación de muestras con 74 copas las cuales pueden ser calentadas a una temperatura de 1000 °C para enriquecer y derivar moléculas orgánicas de la muestra misma. El espectrómetro de cromatografía de gases es un espectrómetro cuadripolar con una rango de masa Dalton de 2-235 el cual obtiene información a través de las seis columnas cromatográficas de gases. El espectrómetro láser ajustable es capaz de medir radios de isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono.
• Detector por evaluación de radiación (RAD): Este instrumento analizará toda la gama e intensidad de radiación espacial y radiación solar que recibe la superficie de Marte, con el objetivo de diseñar protección contra la radiación para exploradores humanos. Este instrumento está financiado por la NASA y desarrollado por la universidad Southwest Research Institute (SwRI) en EE.UU. y la universidad alemana Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.
• Albedo dinámico de neutrones (DAN): DAN es una fuente pulsante de neutrones, la cual será utilizada para medir la concentración de hidrógeno o agua bajo la superficie cercana. Este instrumento es proporcionado por la Agencia Espacial Federal Rusa.

ELEMENTOS DE UNA ONDA.

Se pueden apreciar los siguientes elementos:

CRESTA: Punto de máxima altura.

VALLE: punto de máxima depresión.

AMPLITUD (a): es el desplazamiento máximo de la onda a partir de la posición de equilibrio. La amplitud de la onda está estrechamente relacionada con la energía que transporta, es decir, su intensidad. Las ondas pueden tener distinta amplitud, Una onda de mayor amplitud lleva más energía, por lo que se dice que es de mayor intensidad.

LONGITUD DE ONDA (λ): es la distancia que separa dos crestas sucesivas. La frecuencia mide cuántas crestas pasan por segundo por un punto dado. Si la longitud de onda es larga, serán pocas crestas por ese punto. Si la longitud de onda es corta, pasarán muchas crestas.

ZONA DE COMPRESIÓN: las partículas se comprimen, a causa del aumento de presión ejercida por la perturbación.

ZONA DE ENRARECIMIENTO: las partículas se expanden, a causa de la disminución de la presión que ejerce la perturbación. 

Un resorte que se comprime y estira en forma sucesiva, genera una onda longitudinal.

MAGNITUDES DE UNA ONDA.

En todas las ondas se pueden medir:

La FRECUENCIA (f): cantidad de oscilaciones o ciclos completos que produce la onda en una unidad de tiempo. La unidad de medida es el Hertz, (una oscilación completa en un segundo)

El PERÍODO (T): tiempo que tarda una onda en producir una oscilación completa. Se expresa en segundos (s).

La VELOCIDAD (v): rapidez con que se propaga una onda en un determinado medio. Se expresa en km/h o m/s

La FRECUENCIA y la LONGITUD DE ONDA caracterizan a cada tipo de onda.

La FRECUENCIA y la LONGITUD DE ONDA son inversamente proporcionales: 

a mayor frecuencia, menor longitud de onda. 

a menor frecuencia, mayor longitud de onda

En la siguiente animación, mueve la barra de color para comprobar la relación entre frecuencia y longitud de onda.

Frecuencia

Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó originariamente «ciclo por segundo» (cps). Otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por minuto (rpm). Las pulsaciones del corazón y el tempo musical se miden en «pulsos por minuto» (bpm, del inglés beats per minute).

Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

Frecuencia de Ondas

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda):

Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.

Por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir, no se puede modificar por ningún proceso físico excepto por su velocidad de propagación o longitud de onda.

De acuerdo a lo indicado anteriormente, la longitud de onda tiene una relación inversa con la frecuencia, a mayor frecuencia, menor longitud de onda, y viceversa. La longitud de onda λ (lambda) es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la frecuencia f:

Una onda electromagnética de 2 milihercios tiene una longitud de onda aproximadamente igual a la distancia de la Tierra al Sol (150 millones de kilómetros). Una onda electromagnética de 1 microhercio tiene una longitud de onda de 0,0317 años luz. Una onda electromagnética de 1 nanohercio tiene una longitud de onda de 31,69 años luz.

¿Que se entiende por canal en el área de las comunicaciones?

Un canal de comunicación es el medio de transmisión por el que viajan las señales portadoras de información emisor y receptor.1 Es frecuente referenciarlo también como canal de datos.

Los canales pueden ser personales o masivos: los canales personales son aquellos en donde la comunicación es directa. Voz a voz. Puede darse de uno a uno o de uno a varios. Los canales masivos pueden ser escrito, radial, televisivo e informático.

Así sucesivamente se pueden ir identificando los diferentes canales de trasmisión del pensamiento.

En telecomunicaciones, el término canal también tiene los siguientes significados:

Una conexión entre los puntos de inicio y terminación de un circuito.
Un camino único facilitado mediante un medio de transmisión que puede ser:
Con separación física, tal como un par de un cable multipares.
Con separación eléctrica, tal como la multiplexación por división de frecuencia (MDF) o por división de tiempo (MDT).
Un camino para el transporte de señales eléctricas o electromagnéticas, usualmente distinguido de otros caminos paralelos mediante alguno de los métodos señalados en el punto anterior.
En conjunción con una predeterminada letra, número o código, hace referencia a una radiofrecuencia específica.
Porción de un medio de almacenamiento, tal como una pista o banda, que es accesible a una cabeza o estación de lectura o escritura.
En un sistema de comunicaciones, es la parte que conecta una fuente (generador) a un sumidero (receptor) de datos.
En comunicación, cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales concretas y no todos sirven para cualquier tipo de señal. Por ejemplo, la señal eléctrica se propaga bien por canales conductores, pero no ocurre lo mismo con las señales luminosas.

Un canal está definido desde el punto de vista telemático por sus propiedades físicas: naturaleza de la señal que es capaz de transmitir, velocidad de transmisión, ancho de banda, nivel de ruido que genera, modo de inserción de emisores y receptores, etc.

El ejemplo más común de canal acústico es la atmósfera. Para señales electromagnéticas se puede utilizar multitud de canales dependiendo de la frecuencia de las señales transmitidas: cables, el vacío (satélites), la propia atmósfera, etc.

Un caso particular de canal electromagnético son las fibras ópticas, especializadas en transmisiones luminosas, extraordinariamente rápidas e insensibles al ruido o las posibles contaminaciones de la señal luminosa.

Modulación por impulsos codificados - PCM

La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método fue inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados. Los flujos (streaming) PCM tienen dos propiedades básicas que determinan su fidelidad a la señal analógica original: la frecuencia de muestreo, es decir, el número de veces por segundo que se tomen las muestras; y la profundidad de bit,1 que determina el número de posibles valores digitales que puede tomar cada muestra.

Observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores. A través del proceso de muestreo la onda se transforma en código binario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado.

Muestreo

Consiste tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo que tendrán n niveles de tensión en un segundo.

Así, cuando en el sistema de la Figura 1 aplicamos en las entradas de canal las señales (a), (b) y (c) (Figura 2), después del muestreo obtenemos la forma de onda.

Para un canal telefónico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, es decir, una muestra cada 125 μs. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de una señal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.

Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μs), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz, donde la frecuencia más alta transmitida es de 3,4 kHz.

El tiempo de separación entre muestras (125 μs) podría ser destinado al muestreo de otros canales mediante el procedimiento de multiplexación por división de tiempo (TDM).

Cuantificacion

Por eso en la cuantificación se asigna un determinado valor discreto a cada uno de los niveles de tensión obtenidos en el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito número de valores en la gama de intensidad de la voz, gama que en un canal telefónico es de aproximadamente 60 dB, o, lo que es lo mismo, una relación de tensión de 1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor más cercano de una serie de valores predeterminados.

Recuperacion de la señal analogica

En la recuperación se realiza un proceso inverso, con lo que la señal que se recompone se parecerá mucho a las originales (a), (b) y (c), si bien durante el proceso de cuantificación, debido al redondeo de las muestras a los valores cuánticos, se produce una distorsión conocida como ruido de cuantificación. En los sistemas normalizados, los intervalos de cuantificación han sido elegidos de tal forma que se minimiza al máximo esta distorsión, con lo cual las señales recuperadas son una imagen casi exacta de las originales. Dentro de la recuperación de la señal, ya no se asignan intervalos de cuantificación en lugar de ello son niveles, equivalentes al punto medio del intervalo IC en el que se encuentra la muestra normalizada (Aclaración de WDLC).

Modo TEM (Modo transversal electromagnético)

El modo transversal de un frente de onda electromagnética es el perfil del campo electromagnético en un plano perpendicular (transversal) a la dirección de propagación del rayo. Modos transversales ocurren en las ondas de radio y microondas confinadas en una guía de ondas, como también la luz confinada en una fibra óptica y en el resonador óptico de un láser.

Los modos transversales son debidos a las condiciones de frontera impuestas por la guía de ondas. Por ejemplo una onda de radio que se propaga a lo largo de una guía hueca de paredes metálicas tendrá como consecuencia que las componentes del campo eléctrico paralelas a la dirección de propagación (eje de la guía) se anulen, y por tanto el perfil transversal del campo eléctrico estará restringido a aquellas ondas cuya longitud de onda encaje entre las paredes conductoras. Por esta razón, los modos soportados son cuantizados y pueden hallarse mediante la solución de las ecuaciones de Maxwell para las condiciones de frontera adecuadas.

Tipos

Los modos transversales son clasificados de la siguiente manera:

modos TE (Transversal Eléctrico) no existe ninguna componente del campo eléctrico en la dirección de propagación.

modos TM (Transversal Magnético) no existe ninguna componente del campo magnético en la dirección de propagación.

modos TEM (Transversal Electromagnético) no existe ninguna componente del campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.

modos Híbridos son aquellos donde hay componentes del campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.

Debido a las condiciones de frontera incluidas por el material, dentro de una guía de paredes conductoras, rellena de un material homogéneo e isótropo, no se puede propagar ningún modo híbrido. Exceptuando casos como este o de cierta simetría especial, los modos que se propagan en las guías comunes son principalmente del tipo híbrido. Por ejemplo, la luz que viaja en una fibra óptica u otra guía dieléctrica normalmente se compone de modos híbridos. Los modos de una fibra son usualmente referidos como modos LP (polarización lineal, de sus siglas en inglés), que se refiere a una aproximación escalar para el campo, suponiendo que el campo solo tiene una componente transversal (esto es bastante acertado para la fibras comunes donde es muy poca la diferencia entre los índices de refracción).

Tanto una onda plana propagándose por el espacio libre, como los modos generados en un resonador óptico láser, son del tipo Transversal Electromagnético (TEM).

Señal Analógica y Digital

SEÑAL ANALÓGICA

Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.

En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc, son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continúa.

Una onda sinusoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.

Señal eléctrica analógica es aquella en la que los valores de la tensión o voltaje varían constantemente en forma de corriente alterna, incrementando su valor con signo eléctrico positivo (+) durante medio ciclo y disminuyéndolo a continuación con signo eléctrico negativo (–) en el medio ciclo siguiente.

El cambio constante de polaridad de positivo a negativo provoca que se cree un trazado en forma de onda sinusoidal.

Las señales de cualquier circuito o comunicación electrónica son susceptibles de ser modificadas de forma no deseada de diversas maneras mediante el ruido, lo que ocurre siempre en mayor o menor medida. Para solucionar esto la señal suele ser acondicionada antes de ser procesada.

La gran desventaja respecto a las señales digitales es el ruido en las señales analógicas: cualquier variación en la información es de difícil recuperación, y esta pérdida afecta en gran medida al correcto funcionamiento y rendimiento del dispositivo analógico.

Un sistema de control (ya pueda ser un ordenador, etc.) no tiene capacidad alguna para trabajar con señales analógicas, de modo que necesita convertirlas en señales digitales para poder trabajar con ellas. (Véase Conversión analógica-digital)

SEÑAL DIGITAL

La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada (véase circuito de conmutación). Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.

Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan la lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés). Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Si el nivel alto se representa por 1 y el bajo por 0, se habla de lógica positiva y en caso contrario de lógica negativa.

Cabe mencionar que, además de los niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo y de bajo a alto, denominadas flanco de bajada y de subida, respectivamente. En la figura se muestra una señal digital donde se identifican los niveles y los flancos.

Señal digital: 1) Nivel bajo, 2) Nivel alto, 3) Flanco de subida y 4) Flanco de bajada.

Señal digital con ruido

Es conveniente aclarar que, a pesar de que en los ejemplos señalados el término digital se ha relacionado siempre con dispositivos binarios, no significa que digital y binario sean términos intercambiables. Por ejemplo, si nos fijamos en el código Morse, veremos que en él se utilizan, para el envío de mensajes por telégrafo eléctrico, cinco estados digitales, que son:

punto, raya, espacio corto (entre letras), espacio medio (entre palabras) y espacio largo (entre frases)

Referido a un aparato o instrumento de medida, se dice que el aparato es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala

Ventajas De la Señal Digital

-Ante la atenuación, puede ser amplificada y reconstruida al mismo tiempo, gracias a los sistemas de regeneración de señales.

-Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, en la recepción.

-Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal.

-Permite la generación infinita con perdidas mínimas en la calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico; la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración.

-Las señales digitales se ven menos afectadas a causa del ruido ambiental en comparación con las señales analógicas.

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Padres de la comunicacion

A lo largo de los años en la historia de la comunicación se han ido consiguiendo logros dentro de los cuales algunos solo se veían posibles en las novelas de ciencia ficción. Sin embargo la ciencia ficción no contaba con el nacimiento de innumerables personajes, científicos e investigadores que darían vida a esas ideas y que en conjunto con muchos otros descubrimientos lograrían construir  un sistema de comunicaciones con el cual hoy en día podemos reducir distancias, disminuir tiempos e incluso salvar vidas.

Pese a que en la actualidad todo pareciera tan fácil como deslizar nuestro dedo sobre una pantalla táctil, la realidad es que no siempre fue así y todos los avances que hoy en día tenemos se los debemos a un sin numero de personalidades.

A continuación listare algunos de los personajes y sus descubrimientos mas importantes que han dado paso a las tecnologías con las que hoy estamos viviendo día a día.

Alessandro Volta

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (Como, 18 de febrero de 1745 – Ibídem, 5 de marzo de 1827) fue un físico italiano, famoso principalmente por haber desarrollado la pila eléctrica en 1800. La unidad de fuerza electromotriz (voltaje o diferencia de potencial) del Sistema Internacional de Unidades lleva el nombre de voltio en su honor desde el año 1881. En 1964 la UAI decidió en su honor llamarle Volta a un astroblema lunar.

**Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.

Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm (Erlangen; 16 de marzo de 1789 - Múnich; 6 de julio de 1854) fue un físico y matemático alemán que aportó a la teoría de la electricidad la Ley de Ohm, conocido principalmente por su investigación sobre las corrientes eléctricas. Estudió la relación que existe entre la intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre que establece que:

I = V/R 

También se interesó por la acústica, la polarización de las pilas y las interferencias luminosas. La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio, recibe este nombre en su honor.1 Terminó ocupando el puesto de conservador del gabinete de Física de la Academia de Ciencias de Baviera.

André-Marie Ampère

André-Marie Ampère (Lyon, 20 de enero de 1775 - Marsella, 10 de junio de 1836), fue un matemático y físico francés. Inventó el primer telégrafo eléctrico y, junto a François Arago, el electroimán. Formuló en 1827 la teoría del electromagnetismo. El amperio (en francés ampère) se llama así en su honor.

**El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

James Watt

James Watt (Greenock, 19 de enero de 1736 - Handsworth, 25 de agosto de 1819) fue un ingeniero escocés. Las mejoras que realizó en la máquina de Newcomen dieron lugar a la conocida como máquina de vapor de agua, que resultaría fundamental en el desarrollo de la primera Revolución Industrial, tanto en Inglaterra como en el resto del mundo.

**Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las
ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.

El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Michael Faraday

Michael Faraday, FRS, (Newington, 22 de septiembre de 1791 - Londres, 25 de agosto de 1867) fue un físico y químico británico que estudió el electromagnetismo y la electroquímica.

Fue discípulo del químico Humphry Davy, y ha sido conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis, por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.

En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica (ya descubierta por Oersted), y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos. Durante este mismo periodo, investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre:

-La masa de la sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t).

-Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.

Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

Se denomina faradio (F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades. Se define como la capacidad de un conductor tal que cargado con una carga de un culombio, adquiere un potencial electrostático de un voltio. Su símbolo es F.

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell (Edimburgo, Escocia, 13 de junio de 1831 – Cambridge, Inglaterra, 5 de noviembre de 1879). Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica, sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y leyes sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente.

Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del mismo fenómeno: el campo electromagnético. Desde ese momento, todas las otras leyes y ecuaciones clásicas de estas disciplinas se convirtieron en casos simplificados de las ecuaciones de Maxwell. Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la "segunda gran unificación en física",2 después de la primera llevada a cabo por Isaac Newton. Además se le conoce por la estadística de Maxwell-Boltzmann en la teoría cinética de gases.

Maxwell fue una de las mentes matemáticas más preclaras de su tiempo, y muchos físicos lo consideran el científico del siglo XIX que más influencia tuvo sobre la física del siglo XX habiendo hecho contribuciones fundamentales en la comprensión de la naturaleza. Muchos consideran que sus contribuciones a la ciencia son de la misma magnitud que las de Isaac Newton y Albert Einstein.3 En 1931, con motivo de la conmemoración del centenario de su nacimiento, Albert Einstein describió el trabajo de Maxwell como «el más profundo y provechoso que la física ha experimentado desde los tiempos de Newton».

Nikola Tesla

Nikola Tesla (en cirílico: Никола Тесла), (Smiljan, Imperio austrohúngaro, actual Croacia, 10 de julio de 1856 – Nueva York, 7 de enero de 1943) fue un inventor, ingeniero mecánico, ingeniero electricista y físico de origen serbio y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad comercial. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.

Tesla era étnicamente serbio y nació en el pueblo de Smiljan (actualmente en Croacia), en el entonces Imperio Austrohúngaro (aunque algunos académicos rumanos afirman que era istrorrumano).

Era ciudadano del Imperio austriaco por nacimiento y más tarde se hizo ciudadano estadounidense.2Tras su demostración de la comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio en 1894 y después de su victoria en la guerra de las corrientes, fue ampliamente reconocido como uno de los más grandes ingenieros electricistas de los EE. UU. de América. Gran parte de su trabajo inicial fue pionero en la ingeniería eléctrica moderna y muchos de sus descubrimientos fueron de suma importancia. Durante este periodo en los Estados Unidos la fama de Tesla rivalizaba con la de cualquier inventor o científico en la historia o la cultura popular, pero debido a su personalidad excéntrica y a sus afirmaciones aparentemente increíbles y algunas veces casi inverosímiles, acerca del posible desarrollo de innovaciones científicas y tecnológicas, Tesla fue finalmente relegado al ostracismo y considerado un científico loco. Tesla nunca prestó mucha atención a sus finanzas. 

Se dice que murió empobrecido a la edad de 86 años.

La unidad de medida del campo magnético B del Sistema Internacional de Unidades (también denominado densidad de flujo magnético e inducción magnética), el Tesla, fue llamado así en su honor en la Conférence Générale des Poids et Mesures (París, en 1960), como también el efecto Tesla de transmisión inalámbrica de energía a dispositivos electrónicos (que Tesla demostró a pequeña escala con la lámpara incandescente en 1893) el cual pretendía usar para la transmisión intercontinental de energía a escala industrial en su proyecto inconcluso, la Wardenclyffe Tower (Torre de Wardenclyffe).

Aparte de su trabajo en electromagnetismo e ingeniería electromecánica, Tesla contribuyó en diferente medida al desarrollo de la robótica, el control remoto, el radar, las ciencias de la computación, la balística, la física nuclear, y la física teórica. En 1943, la Corte Suprema de los Estados Unidos lo acreditó como el inventor de la radio.10 Algunos de sus logros han sido usados, no sin controversia, para justificar varias pseudociencias, teorías sobre OVNIS y sobre anti-gravedad, así como el ocultismo de la Nueva era y teorías sobre la teletransportación.

Guillermo Marconi 

Guillermo Marconi (castellanización de su nombre original Guglielmo Marconi) (Bolonia, 25 de abril de 1874 - Roma, 20 de julio de 1937) fue un ingeniero eléctrico, empresario e inventor italiano, conocido como uno de los más destacados impulsores de la radio transmisión a larga distancia, por el establecimiento de la Ley de Marconi así como por el desarrollo de un sistema de telegrafía sin hilos (T.S.H.) o radiotelegrafía. Ganó el Premio Nobel de Física en 1909.
Fue también uno de los inventores más reconocidos, y además del Premio Nobel, ganó la Medalla Franklin, por el Instituto Franklin, fue presidente de la Accademia de Italia y el Rey Víctor Manuel III de Italia lo nombró Marqués, con lo que pasó a recibir el trato de «Ilustrísimo Señor». Además, está incluido en el Salón de la Fama del Museo de Telecomunicaciones y Difusión de Chicago, y en su honor se entregan los NAB Marconi Radio Awards, una premiación realizada anualmente por la Asociación Nacional de Radiodifusión de los Estados Unidos.

Samuel Morse

Samuel Finley Breese Morse (Boston, Massachusetts, Estados Unidos, 27 de abril de 1791 – Nueva York, 2 de abril de 1872), fue un inventor y pintor estadounidense que, junto con su asociado Alfred Vail, inventó e instaló un sistema de telegrafía en Estados Unidos, el primero de su clase. Se trataba del telégrafo Morse, que permitía transmitir mensajes mediante pulsos eléctricos mediante el código Morse, también inventado por él.

El 1 de enero de 1845, Morse y Vail inauguraron la primera línea telegráfica de Estados Unidos entre Washington y Baltimore, que utilizaba su sistema de telegrafía.

**El código morse o también conocido como alfabeto morse es un sistema de representación de letras y números mediante señales emitidas de forma intermitente.

Henry Ford

Henry Ford (30 de julio de 1863 – 7 de abril de 1947) fue el fundador de la compañía Ford Motor Company y padre de las cadenas de producción modernas utilizadas para la producción en masa.

La introducción del Ford T en el mercado automovilístico revolucionó el transporte y la industria en Estados Unidos. Fue un inventor prolífico que obtuvo 161 patentes registradas en ese país. Como único propietario de la compañía Ford, se convirtió en una de las personas más conocidas y más ricas del mundo.

A él se le atribuye el fordismo, sistema que se difundió entre fines de los años treinta y principios de los setenta y que creó mediante la fabricación de un gran número de automóviles de bajo costo mediante la producción en cadena. Este sistema llevaba aparejada la utilización de maquinaria especializada y un número elevado de trabajadores en plantilla con salarios elevados.

Si bien Ford tenía una educación bastante pobre, tenía una visión global, con el consumismo como llave de la paz. Su intenso compromiso de reducción de costes llevó a una gran cantidad de inventos técnicos y de negocio, incluyendo un sistema de franquicias que estableció un concesionario en cada ciudad de EE. UU. y Canadá y en las principales ciudades de cinco continentes.

Ford legó gran parte de su inmensa fortuna a la Fundación Ford, pero también se aseguró de que su familia controlase la compañía permanentemente.

Museo Del Telegrafo

UBICACIÓN

Se encuentra en la calle de Tacuba No. 8 entre metro Allende y Bellas Artes a una cuadra del Eje Central Lázaro Cárdenas, en dirección al Eje 1 Norte.

Como referencia esta cerca un restaurante "Taco Inn"

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ANTECEDENTES

Este museo originalmente era el Palacio de Comunicaciones, el cual fue construido entre el año 1904 y 1911, es la obra más importante del arquitecto italiano Silvio Conttri, quien dio con su talento, forma a un paradigma de Palacio republicano, moderno en su estructura y función, y que a la vez se servía de las viejas tradiciones arquitectónicas, decorativas y de su carga simbólica.

Desde su inauguración en 1912, el Palacio fue sede de la Secretaría de Comunicaciones y Obras Públicas hasta 1955 año en que se terminó la construcción del nuevo centro de la SCOP en la colonia Narvarte. En el Palacio permanecieron sólo la Administración Central de Telégrafos y por cerca de veinte años, las zonas desocupadas del inmueble quedaron casi en el abandono, hasta que en 1973 se instaló en ellas el Archivo General de la Nación.

En 1981 el archivo se traslado a la antigua Penitenciaria de Lecumberri y por decreto del presidente José López Portillo, el edificio fue destinado al Instituto Nacional de Bellas Artes para crear el Museo Nacional de Arte.

En el 2005 el MUNAL permite la creación en un ala del Palacio, la instalación permanente de una muestra con la historia de la Telegrafía en México abriendo sus puertas el 22 de Noviembre del 2006 mismo, cuya entrada es gratuita, teniendo una afluencia aproximada de 500 visitantes diariamente.

RESEÑA, COMENTARIO Y EVIDENCIA

El museo del telégrafo es sin duda una fuente de inspiración y motivación para quien se adentra al mundo de las comunicaciones ya que posee reliquias que evidencian la iniciación de la comunicación telegráfica en nuestro país.

Es realmente increíble el poder observar tan cerca un trozo de cable submarino el cual fue empleado para hacer llegar impulsos eléctricos desde los emisores hasta los receptores sin verse afectado por las aguas marítimas.

El tendido de este cable submarino en México se inicio en 1878 comunicando al puerto de Veracruz, la ciudad de la Habana en Cuba y la costa de los Estados Unidos. Los Tramos de cable submarino durante le periodo de la Primera Guerra Mundial  fueron instalados por la compañía "Cable & Wireless" quien dono un tramo del mismo para este museo.

Durante el recorrida aunque el area destinada para esta exposicion es algo pequeña podemos encontrar una infinidad de tecnologias que fueron aplicadas hace un par de siglos atras para establecer comunicaciones.

Uno de los aspectos importantes en este recorrido es la constante muestra de el lenguaje  que se necesitaba manejar en aquel entonces ya que como se sabe la telegrafía no permitía mandar ni vos ni imágenes como lo hacemos en la actualidad. La telegrafía estaba basada en el lenguaje que desarrollo Samuel Morse (inventor y pintor estadounidense) el cual consistía en un sistema de representación de letras y números mediante señales emitidas de forma intermitente, es decir, un emisor enviaba impulsos eléctricos cerrando un circuito (se empleaban dos cables para cerrar dicho circuito) y dependiendo de la duración de la señal emitida se unía a otros pulsos para formar letras y posteriormente palabras.

Posteriormente en 1855 David E. Hughes patento un telégrafo que enviaba los mensajes directamente en un lenguaje alfabético, es decir, no requería de la traducción de los impulsos eléctricos enviados como se hacia con la clave Morse. Ademas de eso su aparto duplicaba la cantidad de palabras transmitidas por minuto en relación al de Morse (50 en ves de 25) y constituyo un antecedente de lo que serian los futuros teletipo.

El éxito de la transmisión de mensajes por medio del sistema Morse, su telégrafo y posteriormente su telégrafo registrador (accionado manualmente consiste en grabar puntos y rayas en una tira de papel para facilitar tu traducción) fue un medio de comunicación adoptado por casi todos los países de mundo, con ello se auto impulso a ser usado por mas países y por mas personas. La apertura del servicio telegráfico a la prensa y posteriormente al publico en general, demando tanto la ampliación de las redes, como nuevas formas de organización administrativa. Durante la revolución mexicana así como durante la Primera Guerra Mundial este sistema fue una de las tecnologías mas utilizadas para la comunicación haciendo hincapié en la incorporación del registrador con el cual se podían hacer reportes impresos para un posterior consulta.

La historia del telégrafo en México, empieza con la llegada del español Juan de la granja, gracias a su llegada a Estados Unidos (Nueva York) donde descubrió la invención  del estadounidense Samuel Morse “El telégrafo”, después de participar en un diario en español independiente en estados unidos, después decide llevar el invento a México, donde crea la primer línea telegráfica del puerto de Veracruz a la ciudad de México, y en el año de 1851 envía el primer telégrafo de nopalucan a la ciudad de México, dando paso así al código morse en nuestro país.

Foto con Samuel Morse y su registrador

Al finalizar el recorrido el museo proyecta en cada persona una conclusión que dependerá del enfoque que se tenga, es decir, si lo vemos desde el punto ingenieril puede formularse el pensamiento de que el telégrafo sin duda uno de los inventos mas importante en la transmisión de ondas electromagnéticas, a su vez la incorporación de un sistema de comunicaciones complejo creo la necesidad de mejorarlo y simplificarlo y aunque parezca fuera de lugar, este tipo de necesidades son las que nos han permitido el podernos comunicarnos el día de hoy en cualquier parte del mundo incluso con un reloj inteligente en la mano.

REFERENCIAS

http://www.telecomm.net.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=98&Itemid=84