Práctica de shadowing: The Insane Engineering of James Webb Telescope
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Frase 1
Transcripción completa
- I don't think it is very useful to speculate on what God might or might not be able to do.No creo que sea muy útil especular sobre lo que Dios podría o no podría hacer.0:01
- Rather, we should examine what he actually does with the universe we live in.En cambio, deberíamos examinar lo que realmente hace con el universo en el que vivimos.0:09
- All our observations suggest that it operates according to well -defined laws.Todas nuestras observaciones sugieren que funciona de acuerdo con leyes bien definidas.0:17
- This laws may have been ordained by God, but it seems that he does not intervene in the universe to break the laws, at least not once he had setEstas leyes pueden haber sido ordenadas por Dios, pero parece que él no interviene en el universo para romper las leyes, al menos no una vez que había fijado0:25
- the universe going.el universo en movimiento.0:35
- In the cauldron of the early universe, no light could escape the dense, opaque fog of primordial gas.En el caldero del universo primitivo, ninguna luz podía escapar de la densa y opaca niebla de gas primordial.0:37
- As this cosmic soup of atomic particles began to cool down, hydrogen atoms began to form, leading to the universe's first bright, violent new stars burning through the fog thatA medida que esta sopa cósmica de partículas atómicas comenzó a enfriarse, los átomos de hidrógeno comenzaron a formarse, dando lugar a las primeras estrellas nuevas brillantes y violentas del universo quemando a través de la niebla que0:45
- once blocked all light from escaping the expanding universe.alguna vez bloqueó toda la luz que escapaba del universo en expansión.0:58
- Some of these early photons have travelled unhindered through the vast empty expanse of space for 13 .5 billion years, and will reach their final destination here on the manAlgunos de estos fotones primitivos han viajado sin obstáculos a través de la vasta extensión vacía del espacio durante 13,5 mil millones de años, y llegarán a su destino final aquí en el1:03
- -made detectors of the James Webb telescope.detector hecho por el hombre del telescopio James Webb.1:17
- A space odyssey coming to an end because of the curiosity of humans.Una odisea espacial llegando a su fin por la curiosidad de los seres humanos.1:20
- The James Webb telescope is going to give us our first detailed glimpse of this early universe from which we and everything we know was born.El telescopio James Webb nos va a dar nuestro primer vistazo detallado de este universo primitivo del cual nosotros y todo lo que conocemos nacimos.1:25
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- The James Webb telescope is a $10 billion endeavor, an endeavor that has eaten into NASA's limited budget, consuming one -quarter of NASA's entire astronomy budget for years.El telescopio James Webb es un esfuerzo de 10 mil millones de dólares, un esfuerzo que ha afectado el presupuesto limitado de la NASA, consumiendo una cuarta parte del presupuesto completo de astronomía de la NASA durante años.1:36
- And in the early hours of a tenuous launch date of December 24th, this $10 billion gamble will launch aboard the Ariane 5 rocket, a European heavy -lift launch vehicleY en las primeras horas de una frágil fecha de lanzamiento del 24 de diciembre, este riesgo de 10 mil millones de dólares se lanzará a bordo del cohete Ariane 5, un vehículo de lanzamiento europeo de carga pesada1:48
- from the European spaceport Kourou, French Cayenne.desde el puerto espacial europeo Kourou, Cayena Francesa.2:01
- Astronomers, physicists and enthusiasts alike will look on with nervous excitement as this rocket carries the next generation in human curiosity.Astrónomos, físicos y entusiastas por igual mirarán con nerviosa emoción mientras este cohete lleva la próxima generación de la curiosidad humana.2:05
- This is the insane engineering of the James Webb Space Telescope.Esta es la ingeniería desenfrenada del Telescopio Espacial James Webb.2:15
- The combination of technologies required to make the James Webb telescope possible are unique to this time period in human history.La combinación de tecnologías requeridas para hacer posible el telescopio James Webb son únicas para este período de tiempo en la historia humana.2:25
- The launch vehicle, the image processing, the electromechanical systems, the cooling systems, the mirror and the sun shield.El vehículo de lanzamiento, el procesamiento de imágenes, los sistemas electromecánicos, los sistemas de enfriamiento, el espejo y el escudo solar.2:35
- This endeavor is the culmination of not just decades of work from the engineers and scientists at NASA, but thousands of years of work of our ancestors.Este esfuerzo es la culminación de no solo décadas de trabajo de los ingenieros y científicos de la NASA, sino miles de años de trabajo de nuestros antepasados.2:42
- The materials and engineering required to peer back 13 .5 billion years into the re -ionization epoch are a punctuation point in human history, that we, the human race, shouldLos materiales e ingeniería requeridos para mirar hacia atrás 13,5 mil millones de años en la época de reionización son un punto de puntuación en la historia humana, que nosotros, la raza humana, deberíamos2:53
- be celebrating and watching with bated breath together.estar celebrando y viendo con aliento contenido juntos.3:08
- The launch will take place here in French Guyana, a spaceport ideally located on the Earth's equator, to give the James Webb telescope an extra push towards its final destination.El lanzamiento tomará lugar aquí en Guayana Francesa, un puerto espacial idealmente ubicado en el ecuador de la Tierra, para darle al telescopio James Webb un empuje extra hacia su destino final.3:11
- The James Webb telescope will not be in orbit around Earth like Hubble.El telescopio James Webb no estará en órbita alrededor de la Tierra como Hubble.3:23
- It will be launching to a destination 1 .5 million kilometers from Earth, Lagrange Point 2.Se lanzará hacia un destino a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, Punto de Lagrange 2.3:28
- Lagrange points are special points in space where small objects like satellites can stay more or less in the same position relative to the gravitational bodies that they are travellingLos puntos de Lagrange son puntos especiales en el espacio donde objetos pequeños como satélites pueden permanecer más o menos en la misma posición relativa a los cuerpos gravitacionales con los que viajan3:35
- with.con.3:47
- This happens because the gravitational pull from the two bodies precisely equals the centripetal force required for the object to move with the gravitational bodies.Esto sucede porque la atracción gravitacional de los dos cuerpos equivale precisamente a la fuerza centrípeta requerida para que el objeto se mueva con los cuerpos gravitacionales.3:48
- Like little parking spots in space that allow satellites to sit in a relatively stable position while using a minimal amount of fuel to stay there.Como pequeños espacios de estacionamiento en el espacio que permiten que los satélites se sienten en una posición relativamente estable mientras usan una cantidad mínima de combustible para permanecer allí.3:58
- There are five Lagrange points between the Sun and Earth.Hay cinco puntos de Lagrange entre el Sol y la Tierra.4:09
- L1 lies between the Sun and Earth.L1 se encuentra entre el Sol y la Tierra.4:12
- It's extremely useful for Sun observation satellites.Es sumamente útil para satélites de observación solar.4:15
- However, the nature of the James Webb telescope's job wants it to avoid the light from the Sun as much as possible because it is an infrared telescope.Sin embargo, la naturaleza del trabajo del telescopio James Webb quiere que evite la luz del Sol tanto como sea posible porque es un telescopio infrarrojo.4:18
- Infrared is heat and the heat emanating from the Sun would completely saturate its sensors and make observing the cold, distant past impossible.El infrarrojo es calor y el calor que emana del Sol saturaría completamente sus sensores e imposibilitaría la observación del pasado frío y distante.4:29
- So, it will be launching to L2 located about here.Entonces, se lanzará a L2 ubicado aproximadamente aquí.4:39
- Here the telescope can turn its back to the Sun, Earth and Moon which will stay in the same position, nicely lined up behind the telescope thanks to Lagrange PointAquí el telescopio puede dar la espalda al Sol, la Tierra y la Luna que permanecerán en la misma posición, bien alineados detrás del telescopio gracias al Punto de Lagrange4:45
- 2's unique physics.2.4:56
- In order to operate correctly, the dark side of the telescope needs to operate at minus 233 degrees Celsius.Para operar correctamente, el lado oscuro del telescopio debe operar a menos 233 grados Celsius.4:58
- Without a way to block out the heat from the Sun and Earth, the telescope would be scorched at 83 degrees Celsius, nearly hot enough to boil water.Sin una forma de bloquear el calor del Sol y la Tierra, el telescopio sería quemado a 83 grados Celsius, casi lo suficientemente caliente para hervir agua.5:07
- This is a huge amount of heat to block and to do this, the James Webb telescope will carry a massive shield on its back like a tortoise.Esta es una enorme cantidad de calor para bloquear y para hacer esto, el telescopio James Webb llevará un escudo masivo en su espalda como una tortuga.5:17
- And making such a device is a very, very tough problem.Y hacer tal dispositivo es un problema muy, muy difícil.5:26
- That's Mike Mencel, mission systems engineer for the James Webb telescope.Ese es Mike Mencel, ingeniero de sistemas de misión para el telescopio James Webb.5:32
- We had to map every heat flow to make sure that we do not let any heat leak through from the hot side to the cold side.Tuvimos que mapear cada flujo de calor para asegurar que no dejemos que ningún calor se escape del lado caliente al lado frío.5:38
- To make sure that that sunlight which is dumping approximately 200 ,000 watts of power on to the, on to the, on to the, in our direction.Para asegurar que esa luz solar que está arrojando aproximadamente 200.000 vatios de energía hacia, hacia, hacia, en nuestra dirección.5:47
- We only want less than about a watt of that to make it through to the telescope so that it passively cools down to those temperatures.Solo queremos que menos de aproximadamente un vatio de eso llegue al telescopio para que se enfríe pasivamente a esas temperaturas.5:57
- Preventing that heat transfer is, as Mike said, a very tough job.Prevenir esa transferencia de calor es, como dijo Mike, un trabajo muy difícil.6:07
- Heat can transfer in three ways.El calor puede transferirse de tres formas.6:13
- Conduction where heat is transferred from atom to atom in direct contact with each other like heat traveling down a copper pipe.Conducción donde el calor se transfiere de átomo a átomo en contacto directo entre sí como el calor viajando por un tubo de cobre.6:15
- Convection where heat is transferred from the physical movement of atoms.Convección donde el calor se transfiere del movimiento físico de átomos.6:24
- And radiation where heat is transferred by electromagnetic waves.Y radiación donde el calor se transfiere por ondas electromagnéticas.6:29
- In the vacuum of space, convection isn't a concern.En el vacío del espacio, la convección no es una preocupación.6:33
- So that leaves conduction and radiation as methods of heat transfer.Entonces eso deja la conducción y la radiación como métodos de transferencia de calor.6:38
- Let's see how the James Webb telescope is managing these.Veamos cómo el telescopio James Webb está manejando estos.6:43
- First, material choice.Primero, la elección del material.6:47
- The sun shield needs to be light, strong, resistant degradation from solar radiation, dimensionally stable across a range of temperatures and reflective.El escudo solar necesita ser ligero, fuerte, resistente a la degradación de la radiación solar, dimensionalmente estable en un rango de temperaturas y reflectante.6:50
- That's a long shopping list of requirements and Captain, a type of high performance plastic, manages to check all the boxes.Esa es una larga lista de compras de requisitos y Kapton, un tipo de plástico de alto rendimiento, logra marcar todas las casillas.7:00
- Each layer of the Captain's sun shield is incredibly thin.Cada capa del escudo solar de Kapton es increíblemente delgada.7:09
- Layer one, the layer closest to the sun is the thickest at 0 .05 millimeters.Capa uno, la capa más cercana al sol es la más gruesa con 0,05 milímetros.7:13
- While the next four layers are just 0 .025 millimeters thick.Mientras que las próximas cuatro capas tienen solo 0,025 milímetros de espesor.7:19
- Captain by itself is actually transparent, which isn't a fantastic trait for a sun blocking heat shield.Kapton por sí solo es en realidad transparente, lo que no es un rasgo fantástico para un escudo térmico bloqueador del sol.7:23
- Thankfully, the wonder material that is Captain can be easily coated in other materials.Afortunadamente, el material maravilloso que es el Kapton puede revestirse fácilmente con otros materiales.7:32
- Each layer is coated in a 100 nanometer thick coating of aluminium, giving the sun shield its reflective appearance.Cada capa está revestida con un recubrimiento de aluminio de 100 nanómetros de espesor, lo que le da al escudo solar su apariencia reflectante.7:38
- This reflective quality helps prevent heat transfer through radiation by simply bouncing that radiation back to space.Esta cualidad reflectante ayuda a prevenir la transferencia de calor por radiación simplemente rebotando esa radiación de vuelta al espacio.7:45
- And with the gaps between each layer, the heat that is absorbed can easily transfer through conduction or convection, taking advantage of the highly insulating vacuum of space between eachY con los espacios entre cada capa, el calor que es absorbido puede transferirse fácilmente por conducción o convección, aprovechando el vacío altamente aislante del espacio entre cada7:54
- layer.capa.8:07
- Heat could still transfer between each layer through radiation.El calor aún podría transferirse entre cada capa por radiación.8:08
- The outermost layer will gain heat and start glowing with infrared radiation, just as we see through an infrared camera.La capa más externa ganará calor y comenzará a brillar con radiación infrarroja, tal como vemos a través de una cámara infrarroja.8:12
- In order to prevent this, the sun shield has some clever engineering designs.Para prevenir esto, el escudo solar tiene algunos diseños de ingeniería ingeniosos.8:21
- The layers are angled relative to each other to ensure the reflected radiation between each layer is funneled outwards to space, ensuring that each layer gradually reduces the temperature asLas capas están inclinadas entre sí para asegurar que la radiación reflejada entre cada capa se canalice hacia el espacio, asegurando que cada capa reduzca gradualmente la temperatura a medida que8:26
- it gets closer to the critical components in the instrument bay.se acerca a los componentes críticos en la bahía de instrumentos.8:40
- The layers gradually get smaller in area from layer 1 through 5, ensuring the mirror only has a direct line of sight with the coldest layer at all times.Las capas disminuyen gradualmente en área de la capa 1 a la 5, asegurando que el espejo solo tenga una línea directa de visión con la capa más fría en todo momento.8:44
- Layer 1 itself is also coated in a special silicon coating 50 nanometers thick, giving it this pink appearance.La capa 1 en sí también está revestida con un recubrimiento de silicio especial de 50 nanómetros de espesor, lo que le da esta apariencia rosada.8:56
- Silicon was used because it has high emissivity, simply meaning it emits a lot of energy it absorbs out as thermal radiation, meaning the material will not hold onto itsEl silicio se utilizó porque tiene alta emitancia, lo que simplemente significa que emite mucha energía que absorbe como radiación térmica, lo que significa que el material no retendrá su9:04
- heat, which would give it time to conduct through the structure of the spacecraft to areas we want cool.calor, lo que le daría tiempo para conducirse a través de la estructura de la nave espacial hacia áreas que queremos que estén frías.9:17
- This high emissivity silicon coating is applied to layer 1 and 2, the two hottest layers, helping them send their heat back out to space away from the spacecraft asEste recubrimiento de silicio de alta emitancia se aplica a las capas 1 y 2, las dos capas más calientes, ayudándolas a enviar su calor de vuelta al espacio lejos de la nave espacial lo más9:23
- fast as possible.rápido posible.9:35
- These design choices are what allow the heat shield to maintain the massive heat differential between the hot and cold side, but blocking heat is just one challenge.Estas opciones de diseño son lo que permite que el escudo solar mantenga la diferencia de temperatura masiva entre el lado caliente y el frío, pero bloquear el calor es solo un desafío.9:37
- That's one of the bigger challenges, along with just designing a deployment system that does this complicated, you know, unnecessary unfolding reliably and correctly.Este es uno de los mayores desafíos, junto con simplemente diseñar un sistema de despliegue que realice este despliegue complicado, ya sabes, innecesario de manera confiable y correcta.9:48
- In order to fit inside the fairing of the Arian 5 rocket, the sun shield has to be folded and stowed before launch, leading to some incredibly complicated mechanics toPara caber dentro de la cofia del cohete Ariane 5, el escudo solar tiene que plegarse y guardarse antes del lanzamiento, lo que lleva a una mecánica increíblemente complicada para10:02
- ensure it unfolds correctly when game time arrives.asegurar que se despliegue correctamente cuando llegue el momento adecuado.10:14
- Deploying things in space is always difficult, but when you're deploying rigid structure, that's generally what us engineers would call deterministic.Desplegar cosas en el espacio siempre es difícil, pero cuando estás desplegando estructura rígida, eso es generalmente lo que los ingenieros llamaríamos determinista.10:18
- That's relatively easy.Eso es relativamente fácil.10:28
- Membranes and cables are almost inherently non -deterministic.Las membranas y los cables son casi inherentemente no deterministas.10:30
- And if you want to, you know, have, describe or illustrate what that means, try pushing on a string.Y si quieres, ya sabes, tener, describir o ilustrar lo que eso significa, intenta empujar una cuerda.10:33
- You know, the string will move, but if I ask you to determine the shape that it will assume, you will have a very, very hard time doing that.Ya sabes, la cuerda se moverá, pero si te pido que determines la forma que asumirá, tendrás un tiempo muy, muy difícil haciendo eso.10:39
- So to control these almost non -deterministic things is, takes a great deal of effort, a great deal of trial and error.Entonces, para controlar estas cosas casi no deterministas, se requiere mucho esfuerzo, mucho ensayo y error.10:48
- And even after we're done getting it, you know, getting the design right, the one thing about the sun shield, it's almost like a parachute, or it's very similar toE incluso después de que terminemos de obtenerlo, ya sabes, obtener el diseño correcto, lo único sobre el escudo solar es que es casi como un paracaídas, o es muy similar a10:57
- a parachute.un paracaídas.11:06
- You know the parachute will work, but it's also only as good as the very, very last time you fold it.Ya sabes que el paracaídas funcionará, pero también es tan bueno como la última vez que lo plegaste.11:08
- And you're going to find out whether you folded it correctly or not when you use it.Y vas a descubrir si plegaste correctamente o no cuando lo uses.11:15
- The unfolding process will begin a few days after launch, not too far from Earth, starting with relatively simple mechanisms with the solar panels and communications antenna deploying.El proceso de despliegue comenzará unos días después del lanzamiento, no muy lejos de la Tierra, comenzando con mecanismos relativamente simples con los paneles solares y la antena de comunicaciones desplegándose.11:21
- The truly nerve -wracking process begins on day seven, as the spacecraft is coasting towards L2.El proceso verdaderamente angustioso comienza el día siete, cuando la nave espacial se dirige hacia L2.11:33
- There are over 300 single points of failure in this unfolding sequence, 300 chances for a $10 billion 25 -year project to end.Hay más de 300 puntos únicos de falla en esta secuencia de despliegue, 300 oportunidades para que un proyecto de 10 mil millones de dólares de 25 años termine.11:39
- 107 pins holding the sun shield together have to be released on cue to allow the system of pulleys, motors, cables, bearings and springs to begin unfurling the sun shield107 pasadores que mantienen el escudo solar unido tienen que soltarse a la señal para permitir que el sistema de poleas, motores, cables, rodamientos y resortes comiencen a desplegar el escudo solar11:50
- into its precise, complete shape.en su forma precisa y completa.12:02
- This process will take three days, and once complete, the optical components will unfold and lock into place, completing the transformation process, but we are most certainly not in theEste proceso tardará tres días, y una vez completado, los componentes ópticos se desplegarán y se bloquearán en su lugar, completando el proceso de transformación, pero ciertamente no estamos12:04
- clear.fuera de peligro.12:17
- The likelihood of the tennis court -sized sun shield being struck by micro meteorites is fairly high, and because this is a thin layer of plastic stretched out under tension,La probabilidad de que el escudo solar del tamaño de una cancha de tenis sea golpeado por micrometeorites es bastante alta, y debido a que esta es una capa fina de plástico estirada bajo tensión,12:18
- a small tear caused by an impact could cause a runaway tear ripping through the whole sun shield.un pequeño desgarro causado por un impacto podría causar un desgarro descontrolado que rasgue todo el escudo solar.12:29
- To prevent this, ripstop seams have been moulded into the sun shield, which will arrest terraces and keep them confined to a single portion of the shield without compromising structuralPara prevenir esto, las costuras antidesgarros se han moldeado en el escudo solar, que detendrán los desgarros y los mantendrán confinados a una sola porción del escudo sin comprometer la integridad estructural12:36
- integrity..12:48
- The film has also been carefully moulded with corrugations and other shapes to stiffen and shape the shield as needed.La película también ha sido moldeada cuidadosamente con corrugas y otras formas para reforzar y dar forma al escudo según sea necesario.12:49
- This passive cooling system helps tremendously, ensuring the dark side of the telescope is shielded from the sun's heat, keeping its sensitive heat -detecting instruments at 40 degrees Kelvin, aboutEste sistema de enfriamiento pasivo ayuda tremendamente, asegurando que el lado oscuro del telescopio esté protegido del calor del sol, manteniendo sus instrumentos sensibles de detección de calor a 40 grados Kelvin, aproximadamente12:56
- minus 233 degrees Celsius.menos 233 grados Celsius.13:09
- But parts of the telescope, specifically the mid -infrared detection instrument located here, needs to be even colder to work correctly.Pero partes del telescopio, específicamente el instrumento de detección de infrarrojo medio ubicado aquí, necesita estar aún más frío para funcionar correctamente.13:12
- It needs to be 7 degrees Kelvin, just 7 degrees of the absolute minimum temperature of the universe of 0 degrees Kelvin, and for this we need active cooling.Necesita estar a 7 grados Kelvin, solo 7 grados de la temperatura mínima absoluta del universo de 0 grados Kelvin, y para esto necesitamos enfriamiento activo.13:22
- The James Webb telescope includes an innovative cryocooler for this purpose.El telescopio James Webb incluye un criocenador innovador para este propósito.13:35
- The challenge in developing this cryocooler alone was immense, costing $150 million.El desafío en el desarrollo de este criocenador solo fue inmenso, costando 150 millones de dólares.13:42
- Getting cold temperatures is just one small part of the design.Obtener temperaturas frías es solo una pequeña parte del diseño.13:49
- Vibration has to be eliminated, as the tiniest movement of the telescope could cause massive blurs in the image as it attempts to focus on objects billions of light -yearsLa vibración tiene que ser eliminada, ya que el movimiento más pequeño del telescopio podría causar borrones masivos en la imagen mientras intenta enfocar objetos a miles de millones de años luz13:53
- away.de distancia.14:05
- That means eliminating moving parts where possible, and when that can't be done, incredibly precise machining and movement is needed to balance weights as they move.Eso significa eliminar piezas móviles donde sea posible, y cuando eso no se pueda hacer, se necesita maquinado increíblemente preciso y movimiento para equilibrar los pesos mientras se mueven.14:06
- The cooler also needs to use a tiny amount of electricity, as the telescope only has 2000 watts of power provided by its solar array, and it needs to runEl enfriador también necesita usar una cantidad minúscula de electricidad, ya que el telescopio solo tiene 2000 vatios de energía proporcionados por su matriz solar, y necesita funcionar14:17
- reliably for years.de manera confiable durante años.14:28
- That means a closed -loop cycle, with our refrigerant being continually reused.Eso significa un ciclo cerrado, con nuestro refrigerante siendo continuamente reutilizado.14:30
- I found this explanation of the cryocooler on NASA's site.Encontré esta explicación del criocenador en el sitio de la NASA.14:36
- The pre -cooler features a two -cylinder, horizontally opposed pump, and cools helium gas using pulse tubes, which exchange heat with the regenerator acoustically.El pre-enfriador presenta una bomba de dos cilindros horizontalmente opuesta, y enfría gas helio usando tubos de pulso, que intercambian calor con el regenerador acústicamente.14:40
- Okay, horizontally opposed pumps, with carefully balanced pistons that will cut vibration as the weights balance each other out.Bueno, bombas horizontalmente opuestas, con pistones cuidadosamente equilibrados que cortarán la vibración mientras los pesos se equilibran entre sí.14:52
- But the rest of that explanation sounds like it came straight out of a sci -fi novel.Pero el resto de esa explicación suena como si viniera directamente de una novela de ciencia ficción.14:59
- A sound wave is just a pressure wave, and pressure and temperature are directly proportional.Una onda de sonido es simplemente una onda de presión, y la presión y la temperatura son directamente proporcionales.15:04
- Higher pressure will cause higher temperature.Una presión más alta causará una temperatura más alta.15:10
- One way we can take advantage of this is by creating a standing wave, where the peaks and troughs of the wave are stationary.Una forma en que podemos aprovechar esto es crear una onda estacionaria, donde los picos y los valles de la onda son estacionarios.15:13
- We can do this in a closed tube, where the resonant frequency of the tube is determined by the tube's length.Podemos hacer esto en un tubo cerrado, donde la frecuencia resonante del tubo está determinada por la longitud del tubo.15:20
- Here, the sound wave will bounce off the closed end and create a region of compression and high pressure, and therefore high temperature.Aquí, la onda sonora rebotará en el extremo cerrado y creará una región de compresión y presión alta, y por lo tanto temperatura alta.15:27
- This alone isn't terribly useful.Esto solo no es terriblemente útil.15:35
- The energy and temperature in this system will stay relatively stable, left on its own.La energía y la temperatura en este sistema permanecerán relativamente estables si se dejan por su cuenta.15:38
- But what if we could extract some of this heat with each cycle?Pero, ¿y si pudiéramos extraer algo de este calor en cada ciclo?15:43
- Then, on each cycle, we could gradually cool the overall system.Entonces, en cada ciclo, podríamos enfriar gradualmente el sistema completo.15:48
- To do this, we need a way to pass energy out of the system.Para hacer esto, necesitamos una forma de sacar energía del sistema.15:51
- This is done with a stack, a porous material with air gaps that allow sound to pass through it, which is placed so that it smoothly spans both the hotEsto se hace con una pila, un material poroso con espacios de aire que permiten que el sonido pase a través de él, que se coloca para que abarque suavemente tanto la parte caliente15:56
- region at the end of the tube and the cold region in the centre, like this.región al final del tubo y la región fría en el centro, así.16:04
- A heat exchanger is then placed on either end of the stack, one for the hot side and one for the cold.Luego se coloca un intercambiador de calor en cada extremo de la pila, uno para el lado caliente y otro para el lado frío.16:09
- The hot heat exchange will conduct its heat to the centre of the sun shield, where it can radiate out to space, while the cold portion will conduct its heat,El intercambiador de calor caliente conducirá su calor al centro del protector solar, donde puede irradiar hacia el espacio, mientras que la parte fría conducirá su calor,16:15
- or lack thereof, to a copper plate attached to the back of the infrared sensors to cool them to 6 .2 degrees Kelvin.o la falta del mismo, a una placa de cobre unida a la parte posterior de los sensores infrarrojos para enfriarlos a 6.2 grados Kelvin.16:24
- This is obviously an extreme oversimplification of the actual operation of the pulse tube cryocooler.Esto es obviamente una simplificación extrema del funcionamiento real del criocooler de tubo de pulso.16:33
- This is just a basic explanation of the physical phenomenon that allows it to work.Esta es solo una explicación básica del fenómeno físico que permite que funcione.16:41
- The pulse tube cryocooler is quite possibly the most fascinating part of this spacecraft to me, utilizing a simple physical phenomenon with extreme precision, allowing those infrared sensors located inEl criocooler de tubo de pulso es posiblemente la parte más fascinante de esta nave espacial para mí, utilizando un fenómeno físico simple con precisión extrema, permitiendo que esos sensores infrarrojos ubicados en16:48
- the centre of the telescope's beautiful golden mirror to work.el centro del hermoso espejo dorado del telescopio funcione.17:01
- The golden mirrors are the most striking part of the telescope, made of 18 hexagonal segments, 6 .5 metres in diameter.Los espejos dorados son la parte más llamativa del telescopio, hecha de 18 segmentos hexagonales, de 6.5 metros de diámetro.17:05
- So, what's the deal with the design?Entonces, ¿cuál es el asunto con el diseño?17:14
- It's unlike any telescope mirror I have ever seen.No se parece a ningún espejo de telescopio que haya visto.17:17
- The mirror surface itself is beryllium plated in gold.La superficie del espejo en sí está chapada de berilio en oro.17:20
- That's a unique and expensive material choice.Esa es una opción de material única y cara.17:25
- We need the structure of these mirrors to remain in an extremely precise shape to reflect light as desired.Necesitamos que la estructura de estos espejos permanezca en una forma extremadamente precisa para reflejar la luz como se desea.17:28
- They can't bend and they can't warp with temperature changes, and they also need to be extremely lightweight to reduce launch costs.No pueden doblarse ni deformarse con cambios de temperatura, y también necesitan ser extremadamente ligeros para reducir los costos de lanzamiento.17:37
- Beryllium is a lightweight metal.El berilio es un metal ligero.17:45
- With an atomic weight of just 4, it's much lighter than silica glass, a more traditional mirror subsurface material.Con un peso atómico de solo 4, es mucho más ligero que el vidrio de sílice, un material subsuperficial de espejo más tradicional.17:48
- While being far more capable in dealing with the cryogenic temperatures the mirror will operate in, keeping its shape and not contracting so much that it ruins the carefully shapedMientras es mucho más capaz de lidiar con las temperaturas criogénicas en las que operará el espejo, manteniendo su forma y sin contraerse tanto que arruine la forma cuidadosamente17:55
- curves of the mirror.curvas del espejo.18:05
- While nowhere near as strong as steel, beryllium is much stiffer with a Young's modulus of 300 gigapascals.Si bien no es casi tan fuerte como el acero, el berilio es mucho más rígido con un módulo de Young de 300 gigapascales.18:07
- This means that while beryllium is easier to break than steel, it's harder to deform before it actually breaks, giving it excellent dimensional stability.Esto significa que aunque el berilio es más fácil de romper que el acero, es más difícil de deformar antes de que realmente se rompa, lo que le da una excelente estabilidad dimensional.18:15
- On a pound for pound basis, beryllium is 6 times stiffer than steel, making it the perfect subsurface material for this mirror.A nivel de masa, el berilio es 6 veces más rígido que el acero, lo que lo hace el material subsuperficial perfecto para este espejo.18:27
- However, it is not reflective, and for that we need to turn to gold.Sin embargo, no es reflectante, y para eso necesitamos recurrir al oro.18:36
- Gold is not the best reflector of visible light, being particularly poor at reflecting the lower frequencies of the visible spectrum, giving it its distinctive golden hue.El oro no es el mejor reflector de la luz visible, siendo particularmente pobre en la reflexión de las frecuencias más bajas del espectro visible, lo que le da su tono dorado distintivo.18:42
- But, critically, it is an excellent reflector of the infrared spectrum, while being very unreactive, ensuring the mirror surface will not tarnish and lose its shine during its operation.Pero, críticamente, es un excelente reflector del espectro infrarrojo, mientras es muy inerte, asegurando que la superficie del espejo no se empaña y pierda su brillo durante su operación.18:53
- To reflect that light, a very thin coat, just 0 .1 micron in thickness, is coated over the polished beryllium subsurface, taking just 48 .2 grams of gold, about thePara reflejar esa luz, se recubre una capa muy delgada, de solo 0.1 micrón de espesor, sobre la subsuperficie de berilio pulida, utilizando solo 48.2 gramos de oro, aproximadamente19:07
- same weight as a golf ball.el mismo peso que una pelota de golf.19:19
- A surprisingly small amount for the huge mirror, which has a collecting area about 25 meters squared, 5 .5 times larger than Hubble's 4 .5 meter squared circular glass mirror.Una cantidad sorprendentemente pequeña para el espejo enorme, que tiene un área de recolección de aproximadamente 25 metros cuadrados, 5.5 veces más grande que el espejo de vidrio circular de 4.5 metros cuadrados de Hubble.19:21
- The mirror needs to be massive, and to explain why, I asked Mike Mensell.El espejo necesita ser masivo, y para explicar por qué, le pregunté a Mike Mensell.19:35
- Well, I could tell you how much it's collecting.Bueno, podría decirte cuánto está recolectando.19:39
- First, we're looking for stars or stellar objects or things that are approximately going to be a nanoskeleton.Primero, estamos buscando estrellas u objetos estelares o cosas que aproximadamente van a ser un nanoesqueleto.19:42
- And to explain what a nanoskeleton is, it's a unit of brightness.Y para explicar qué es un nanoesqueleto, es una unidad de brillo.19:50
- It's very, very dim.Es muy, muy débil.19:55
- We're looking for among the dimmest things there are in the sky.Estamos buscando entre las cosas más débiles que hay en el cielo.19:56
- If I was to put a child's nightlight, puts out about 5 watts, put it on the surface of the moon and look at it from the Earth, that sourceSi pusiera una luz nocturna infantil que emite aproximadamente 5 vatios en la superficie de la luna y la mirara desde la Tierra, esa fuente19:59
- would appear to be 20 nanoskeletons.parecería ser 20 nanoesqueletos.20:09
- So we're looking for objects that are one -twentieth as bright as that.Entonces estamos buscando objetos que sean una veintidosava parte tan brillantes como eso.20:12
- To do that, you need a big telescope.Para hacer eso, necesitas un telescopio grande.20:19
- Picture light as rain coming in.Imagina la luz como lluvia que cae.20:21
- If you want to collect a lot of rain, you make a big, wide bucket.Si quieres recolectar mucha lluvia, haces un cubo grande y ancho.20:24
- Well, even at the size of our bucket, 6 meters across, we're only collecting about one photon per second, one particle of light per second.Bueno, incluso en el tamaño de nuestro cubo, de 6 metros de ancho, solo estamos recolectando aproximadamente un fotón por segundo, una partícula de luz por segundo.20:28
- And to put that in perspective, I'll go out tonight or any night and look at the brightest star there is in the sky.Y para poner eso en perspectiva, iré esta noche o cualquier noche y miraré la estrella más brillante que hay en el cielo.20:38
- Your eye is probably collecting about 1 million photons per second from that star.Tu ojo probablemente está recolectando aproximadamente 1 millón de fotones por segundo de esa estrella.20:44
- So to see these very dim things, the dimmest things there are to see in the universe, you need a light bucket that's at least the 6 meters in diameter.Entonces, para ver estas cosas muy débiles, las cosas más débiles que hay para ver en el universo, necesitas un cubo de luz que tenga al menos 6 metros de diámetro.20:50
- One photon per second really puts things into perspective.Un fotón por segundo realmente pone las cosas en perspectiva.21:02
- Mike and the rest of the team working on the James Webb telescope actually wanted the mirror to be bigger.Mike y el resto del equipo que trabaja en el telescopio James Webb en realidad querían que el espejo fuera más grande.21:07
- But the cost of launching a mirror that size between the increase in weight and limited space available inside the Ariane 5 fairing was not cost -effective.Pero el costo de lanzar un espejo de ese tamaño entre el aumento de peso y el espacio limitado disponible dentro de la cofia Ariane 5 no fue rentable.21:13
- They maximized the size with the resources available and incredibly.Maximizaron el tamaño con los recursos disponibles e increíblemente.21:24
- Even though the mirror's collecting surface is 5 .5 times larger than Hubble's, the James Webb mirror is 62 % lighter than Hubble's massive solid glass mirror.Aunque la superficie de recolección del espejo es 5.5 veces más grande que la de Hubble, el espejo James Webb es un 62% más ligero que el espejo de vidrio sólido masivo de Hubble.21:29
- That is an astounding weight saving, driven by launch weight requirements to get the telescope to L2.Ese es un ahorro de peso asombroso, impulsado por requisitos de peso de lanzamiento para llevar el telescopio a L2.21:40
- And the mirror is even programmable.Y el espejo es incluso programable.21:49
- When Hubble first began transmitting images back to Earth, it became clear that there was something wrong with the telescope's optics.Cuando el Hubble comenzó a transmitir imágenes a la Tierra, quedó claro que había algo mal con la óptica del telescopio.21:52
- Instead of the crisp awe -inspiring images we are all familiar with today, the early images came back blurred.En lugar de las imágenes claras e inspiradoras de asombro con las que estamos familiarizados hoy, las primeras imágenes llegaron borrosas.22:00
- The mirror had been ground down too flat by a mirror 2000 nanometers, 1 .50th the thickness of a human hair.El espejo había sido pulido demasiado plano, aproximadamente 2000 nanómetros, la 1/50ava parte del grosor de un cabello humano.22:09
- But that was enough to cause the light to be focused incorrectly on the telescope's sensors.Pero eso fue suficiente para causar que la luz se enfocara incorrectamente en los sensores del telescopio.22:17
- Replacing the mirror was not an option, but Hubble was designed to be serviced throughout its lifetime, featuring modular equipment bays that allowed older equipment to be removed and replaced.Reemplazar el espejo no era una opción, pero el Hubble fue diseñado para ser servido durante toda su vida útil, con compartimentos modulares que permitían remover y reemplazar equipo antiguo.22:23
- In order to correct the issue, corrective optics were installed into one of these equipment bays, like a giant pair of glasses for the $1 .5 billion telescope.Para corregir el problema, se instaló óptica correctiva en uno de estos compartimentos, como un par de anteojos gigantes para el telescopio de $1.5 mil millones.22:36
- James Webb will not be serviceable.El James Webb no será reparable.22:47
- It's simply too far away from Earth, beyond the range of any space vehicles capable of carrying humans to service it.Simplemente está demasiado lejos de la Tierra, fuera del alcance de cualquier nave espacial capaz de llevar humanos para repararlo.22:50
- If there was a problem with the mirrors, that would be game over.Si hubiera un problema con los espejos, eso sería el fin del juego.22:59
- But the engineers were not taking chances this time, and have engineered a system capable of adjusting its focus by itself.Pero los ingenieros no iban a arriesgarse esta vez, y han diseñado un sistema capaz de ajustar su enfoque por sí mismo.23:02
- Each of the 18 separate mirrors can contort its shape and adjust its position relative to the secondary mirror located in the main mirror's focal point.Cada uno de los 18 espejos separados puede cambiar su forma y ajustar su posición en relación con el espejo secundario ubicado en el punto focal del espejo principal.23:11
- The weight -saving, isogrid rear side of the beryllium mirrors are assembled with a system of backplates, struts and motors that can not only adjust the mirror's rotation, but withEl lado trasero de ahorro de peso, diseño isogrid de los espejos de berilio se ensamblan con un sistema de placas traseras, puntales y motores que no solo pueden ajustar la rotación del espejo, sino también con23:23
- the center motor and these struts, the mirrors can actually change their curvature to adjust the focal point of the mirrors, a feature that could have corrected Hubble's issues fromel motor central y estos puntales, los espejos pueden cambiar su curvatura para ajustar el punto focal de los espejos, una característica que podría haber corregido los problemas del Hubble desde23:34
- Earth.la Tierra.23:46
- Once fully deployed, the telescope will begin its calibration phase, with each mirror adjusting itself until each of the 18 segments have aligned correctly with the secondary mirror.Una vez completamente desplegado, el telescopio comenzará su fase de calibración, ajustándose cada espejo hasta que cada uno de los 18 segmentos se haya alineado correctamente con el espejo secundario.23:47
- A 0 .74 meter convex mirror, which itself has six motors to adjust its position.Un espejo convexo de 0.74 metros, que tiene seis motores para ajustar su posición.23:58
- These motors and control systems are so precise that the mirrors can adjust their positions in steps on the scale of wavelengths of light, creeping closer to alignment by incrementsEstos motores y sistemas de control son tan precisos que los espejos pueden ajustar sus posiciones en pasos a la escala de longitudes de onda de luz, acercándose gradualmente a la alineación por incrementos24:06
- of 1 ,10000s the size of a human hair.de 1/10000ava parte del tamaño de un cabello humano.24:19
- That is an astoundingly accurate electromechanical system.Ese es un sistema electromecánico asombrosamente preciso.24:23
- The engineers of the James Webb telescope performed this calibration test here on Earth with an absolutely massive vacuum chamber that can be cooled down to the same temperature thatLos ingenieros del telescopio James Webb realizaron esta prueba de calibración aquí en la Tierra con una cámara de vacío absolutamente masiva que puede enfriarse a la misma temperatura que24:28
- the telescope will operate at, ensuring proper focus can be achieved.el telescopio funcionará, asegurando que se pueda lograr un enfoque adecuado.24:40
- But the job to get a clear image isn't done with primary and secondary mirror alignment alone.Pero la tarea de obtener una imagen clara no se hace solo con la alineación del espejo primario y secundario.24:45
- They focus the light onto the casagrain focus, which is located inside the aft optic subsystem, this black protrusion in the middle of the primary mirror, which blocks stray lightEnfocan la luz en el foco cassegrain, que está ubicado dentro del subsistema óptico trasero, esta protuberancia negra en el medio del espejo primario, que bloquea la luz dispersa24:52
- from entering the aperture.de entrar en la apertura.25:04
- In the darkness within, there are two more mirrors, one of them being the fine steering mirror, and this thing is the world's most expensive image stabilization tool.En la oscuridad interior, hay dos espejos más, uno de ellos siendo el espejo de control fino, y esta cosa es la herramienta de estabilización de imagen más cara del mundo.25:05
- It is controlled by the fine guiding system.Es controlado por el sistema de guía fina.25:18
- The fine guiding system is locked onto a guide star, and its job is to keep that star in the center of its field of view.El sistema de guía fina está bloqueado en una estrella de referencia, y su trabajo es mantener esa estrella en el centro de su campo de visión.25:21
- Every 64 milliseconds, the fine guiding system will send signals to the attitude control system to make adjustments to ensure the telescope stays on target.Cada 64 milisegundos, el sistema de guía fina enviará señales al sistema de control de actitud para realizar ajustes y asegurar que el telescopio permanezca en el objetivo.25:28
- This attitude control is done with a combination of six reaction wheels located inside the spacecraft bus below the heat shield, and with the fine steering mirror.Este control de actitud se realiza con una combinación de seis ruedas de reacción ubicadas dentro del bus de la nave espacial debajo del escudo térmico, y con el espejo de control fino.25:40
- This mirror will constantly be adjusting itself to ensure the target of the telescope stays steady on the sensors, minimizing blur.Este espejo se ajustará constantemente para asegurar que el objetivo del telescopio permanezca estable en los sensores, minimizando el desenfoque.25:51
- The telescope also has thrusters for larger position maintenance.El telescopio también tiene propulsores para mantenimiento de posición más grande.26:00
- 191 liters of hydrazine and 95 .5 liters of its oxidizer dinitrogen tetra oxide will be stored inside the spacecraft bus that will feed 20 different rocket thrusters scattered around191 litros de hidrazina y 95.5 litros de su oxidante óxido de dinitrógeno tetrá serán almacenados dentro del bus de la nave espacial que alimentará 20 propulsores de cohete diferentes dispersos alrededor26:05
- the telescope.del telescopio.26:19
- There are eight thruster modules, two on each corner of the spacecraft bus, to aid the reaction wheels in spinning the telescope to point towards points of interest.Hay ocho módulos de propulsores, dos en cada esquina del bus de la nave espacial, para ayudar a las ruedas de reacción a girar el telescopio hacia puntos de interés.26:21
- These 16 engines will be fed with hydrazine only, a monopropellant reaction where the hydrazine is passed over a catalyst, causing a highly exothermic reaction, breaking the hydrazine down intoEstos 16 motores serán alimentados solo con hidrazina, una reacción monopropelente donde la hidrazina se pasa sobre un catalizador, causando una reacción altamente exotérmica, descomponiendo la hidrazina en26:31
- nitrogen, hydrogen, and ammonia.nitrógeno, hidrógeno y amoníaco.26:44
- The other four motors are for orbital and positional control and require more power.Los otros cuatro motores son para control orbital y de posición y requieren más potencia.26:47
- They will be fed by both hydrazine and dinitrogen tetra oxide.Serán alimentados por hidrazina y óxido de dinitrógeno tetrá.26:52
- This fuel and oxidizer mixture react hypergologically to form nitrogen and water.Esta mezcla de combustible y oxidante reacciona hipergólicamente para formar nitrógeno y agua.26:56
- Hypergolic meaning they do not need an igniter, they simply ignite on contact with each other.Hipergólico significa que no necesitan un encendedor, simplemente se encienden al contacto uno con el otro.27:03
- Hydrazine is an excellent choice for a long lasting mission like this.La hidrazina es una excelente opción para una misión de larga duración como esta.27:09
- The hypergolic reaction means the motors can repeatedly and reliably fire without a point of failure causing issues like an igniter breaking.La reacción hipergólica significa que los motores pueden dispararse repetidamente y de manera confiable sin que un punto de falla cause problemas como un encendedor que se rompa.27:14
- Hydrazine is also stable for long periods at room temperature, allowing it to be stored over the expected 10 year life cycle of the James Webb telescope.La hidrazina también es estable durante largos períodos a temperatura ambiente, lo que permite que se almacene durante el ciclo de vida esperado de 10 años del telescopio James Webb.27:21
- Unfortunately, that life cycle is limited to 10 years precisely because of the fuel.Desafortunadamente, ese ciclo de vida está limitado a 10 años precisamente por el combustible.27:32
- Between pointing and orbital maintenance, we will run out of fuel at some point, and NASA currently has no way of refueling the telescope.Entre el apuntamiento y el mantenimiento orbital, nos quedaremos sin combustible en algún momento, y la NASA actualmente no tiene forma de recargar combustible en el telescopio.27:38
- But rumors are, behind the scenes, NASA is looking to develop the technologies required to refuel the James Webb telescope before it's demise 10 years from now.Pero se rumorea que, tras bastidores, la NASA está buscando desarrollar las tecnologías requeridas para recargar combustible en el telescopio James Webb antes de su fin en 10 años.27:47
- Robots capable of refueling spacecraft far from Earth is an exciting concept.Robots capaces de recargar combustible en naves espaciales lejos de la Tierra es un concepto emocionante.27:58
- The James Webb telescope could end up teaching us many more fascinating things beyond the early stages of the universe.El telescopio James Webb podría terminar enseñándonos muchas más cosas fascinantes más allá de las primeras etapas del universo.28:04
- It's my hope as an engineer, and after being 25 years on this job, that eventually our telescopes, the really, really, really big ones of the future, will be builtEs mi esperanza como ingeniero, y después de estar 25 años en este trabajo, que eventualmente nuestros telescopios, los realmente, realmente, realmente grandes del futuro, serán construidos28:11
- in space.en el espacio.28:23
- Testing James Webb, a telescope that's designed to work in space, has been a very difficult thing to do on the ground.Probar el James Webb, un telescopio que está diseñado para funcionar en el espacio, ha sido muy difícil de hacer en tierra.28:26
- And I'm hoping that someday we'll be building these things in space, testing them in space, tweaking them in space, and then deploying them in space that way.Y espero que algún día estaremos construyendo estas cosas en el espacio, probándolas en el espacio, ajustándolas en el espacio, y luego desplegándolas en el espacio de esa manera.28:36
- We are on the frontier of a new space age, and the James Webb telescope is a milestone on our journey towards being a more capable space faring society.Estamos en la frontera de una nueva era espacial, y el telescopio James Webb es un hito en nuestro camino hacia ser una sociedad más capaz de viajar al espacio.28:47
- This is just one of many milestones in our brief time as a species capable of escaping our planet's gravity.Este es solo uno de muchos hitos en nuestro breve tiempo como especie capaz de escapar de la gravedad de nuestro planeta.28:58
- From building our incredible global positioning network, and sending satellites to the far reaches of our solar system, to visiting the moon, and building reusable rockets.Desde construir nuestra increíble red de posicionamiento global y enviar satélites a los rincones más lejanos de nuestro sistema solar, hasta visitar la luna y construir cohetes reutilizables.29:06
- It's never been more exciting to be an aerospace enthusiast, especially when you can get access to the CuriosityStream and Nebula Bundle deal for just 11 .59 a year.Nunca ha sido más emocionante ser un entusiasta de la aeronáutica, especialmente cuando puedes obtener acceso al paquete de CuriosityStream y Nebula por solo $11.59 al año.29:17
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- And with that yearly subscription, you will get full access to our Battle of Britain series launching in the new year, and our nine part logistics of D -Day seriesY con esa suscripción anual, tendrás acceso completo a nuestra serie de la Batalla de Inglaterra que se lanza en el nuevo año, y a nuestra serie de nueve partes sobre la logística del Día D29:35
- that is ready for you to watch right now.que está lista para que la veas en este momento.29:44
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- Nebula gives us a place to experiment in safety, without any worry of alienating our current audience on YouTube, or being demonetized for covering sensitive topics like war.Nebula nos proporciona un lugar para experimentar con seguridad, sin preocupación de alejar a nuestra audiencia actual en YouTube, ni de ser desmonetizados por cubrir temas sensibles como la guerra.30:00
- Your support there has helped this channel evolve and grow, and we are able to give you exclusive content like this as our thanks.Su apoyo allí ha ayudado a este canal a evolucionar y crecer, y podemos ofrecerles contenido exclusivo como este en agradecimiento.30:10
- Many of you will be happy to hear that we finally released a Roku app for Nebula, giving you more options on how to enjoy our ad -free videos.Muchos de ustedes estarán contentos de saber que finalmente lanzamos una aplicación Roku para Nebula, dándoles más opciones sobre cómo disfrutar nuestros videos sin publicidad.30:19
- The best way to support this channel is by signing up to Nebula through the Nebula and Curiosity Bundle deal for just 11 .59 a year.La mejor manera de apoyar este canal es suscribirse a Nebula a través del paquete Nebula y Curiosity por solo once con cincuenta y nueve dólares al año.30:27
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- watch our last video on the future of supersonic travel, or you could watch real sciences' latest video on the insane biology of Orcas.ver nuestro último video sobre el futuro de los viajes supersónicos, o podrían ver el último video de Real Science sobre la asombrosa biología de las Orcas.30:57
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