El conocimiento nos hace libres…
Paseando por la Estación Espacial Internacional gracias su recién estrenado Google Street View lo último que probablemente esperaríamos encontrarnos en el laboratorio de ciencia flotante sería con…¡unos cuadros religiosos!
¿Habrán puesto en práctica la Apuesta de Pascal?
El Teorema de la raqueta de tenis o efecto Dzhanibekov consiste en que objetos asimétricos que giran sobre sí mismos en situaciones de ingravidez, de repente cambian bruscamente 180 grados el sentido del giro, dándose la vuelta «sin razón aparente».
Este efecto lo observó por primera vez el cosmonauta uzbeko Vladimir Dzhanibekov en una de las misiones enviadas por la Unión Soviética al espacio, y por eso lleva su nombre. Es algo inherente a todos los cuerpos que giran sobre sus propios ejes y que puede causar más de un problema en la navegación espacial. Sobre todo teniendo en cuenta que no existen físicamente objetos perfectamente simétricos, dado que todos tienen pequeñas irregularidades.
Todo tiene su explicación, y en este caso tiene que ver con la relación entre los momentos de inercia de cada uno de los ejes en los que puede rotar el objeto. Al ser independientes en el tiempo, pero unos más estables que otros, producen el movimiento que predice la física clásica: diversos giros regulares, cada uno independiente de los demás, pero con un resultado un tanto llamativo en ocasiones.
Fuentes:
En realidad el sol no es amarillo sino blanco, puesto que emite cantidades prácticamente iguales de luz en todos los colores del espectro, y de ahí que nos refiramos a su luz como “luz blanca”. Esto hace que cuando miramos un papel blanco a la luz del sol, siga siendo blanco. Lo mismo vale con las nubes, que también reflejan la luz solar.
Si pudiésemos observar al sol desde el espacio exterior (y no a través de la atmósfera terrestre) lo veríamos más blanco que dorado. Así pues, el amarillo que vemos desde la Tierra se debe a la distorsión provocada por la atmósfera a medida que la luz solar pasa a su través (los elementos de la atmósfera dispersan el color azul de su luz, y por eso vemos el cielo de ese color).
Y vayamos ahora con la luna.
En realidad la superficie de nuestro satélite se compone de material bastante oscuro, tal y como se aprecia al contemplar las rocas lunares que los astronautas de las misiones Apolo se trajeron a la Tierra. La razón por la que parece que la luna refleja un montón de luz es porque está rodeada de la oscuridad casi negra del espacio, lo cual la hace parecer más pálida de lo que en realidad es. En este caso, decir que la luna es “blanca” quiere decir que no existe un color que se refleje con preferencia sobre los otros, lo cual – de producirse – haría parecer la luna coloreada en ese tono en concreto.
Fuente: http://naukas.com
A menudo estos dos términos se utilizan indistintamente, pero vale la pena precisar que no son exactamente lo mismo, y por qué. Partiendo de que el planeta Tierra no es una esfera, si no que, al encontrarse achatado por los polos tiene forma de geoide, es posible diferenciar entre ambas órbitas: geosíncrona y geoestacionaria.
Un satélite describe una órbita geoestacionaria (GEO) al orbitar en el plano ecuatorial terrestre (su latitud siempre es igual a 0º, las localizaciones de los satélites sólo varían en su longitud), con una excentricidad nula (órbita circular) y un movimiento de Oeste a Este a una altitud de 35.786 km. Desde tierra, un objeto geoestacionario parece inmóvil en el cielo debido a que su periodo orbital es igual al periodo de rotación sidéreo de la Tierra (23 horas y 56 minutos) y, por tanto, resulta la órbita de mayor interés para los operadores de satélites artificiales de comunicación y de televisión, pues para comunicarse desde tierra es suficiente una antena fija, como es el caso de las antenas de televisión satélite digital, o los teléfonos vía satélite.
Cabe mencionar que la órbita ideal geoestacionaria es única, un delgado anillo imaginario a modo de collar de perlas conformado por más de 600 satélites separados apenas una décima de grado de longitud (aproximadamente 73km) que rodea a la tierra sobre el Ecuador a casi 36 mil kilómetros sobre la superficie. La puesta en órbita de cada satélite geoestacionario requiere una cuidadosa coordinación con los operadores de satélites existentes para evitar que estén demasiado cerca, buscando también coordinar el uso de frecuencias con el fin de evitar interferencias.
Satélites en órbita geoestacionaria a lo largo del Cinturón de Clarke
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La respuesta a lo que le sucedería a un hipotético vaso de agua que se “teletransportase” súbitamente al espacio abierto es que herviría en lugar de congelarse. A medida que la presión del aire decrece, también disminuye el punto de ebullición del agua, lo cual explica que esta hierva mucho más rápido en la cima de una montaña que al nivel del mar. Y esa es la razón por la que los geysers de Encélado son de vapor de agua. En el vacío del espacio la temperatura de un objeto sólido flotante consiste en la diferencia entre el calor que el objeto absorbe del sol y el calor interno que el cuerpo irradia al exterior. Y aquí empieza lo interesante, esta temperatura depende de varios aspectos tales como el nivel de reflexión de la superficie del cuerpo, su forma, masa, orientación respecto al sol, etc.
Vemos ejemplos. En el espacio cercano, el aluminio pulido (si se encontrase orientado al sol) absorbería el suficiente calor como para alcanzar unos impresionantes 450ºC. Por el contrario, en una ubicación similar, cierto tipo de pinturas blancas absorberían tan poco calor que su temperatura rondaría los -40ºC incluso en presencia total de la luz solar.
Teóricamente la temperatura de un objeto situado en el espacio profundo debería de estar muy cerca del cero absoluto (-273ºC). Pero incluso en medio de la nada existen partículas y radiación suficientes como para elevar 3ºC por encima del cero absoluto la temperatura de los objetos.
Si hablamos de líquidos en el espacio, estos tienen un punto de ebullición tan bajo que prácticamente se evaporan al instante, y esa es la razón por la que la mayor parte de las sustancias existentes en el espacio son gaseosas o sólidas. Si en plena misión espacial, los conductos de las letrinas de los astronautas sufrieran una fuga que expeliese su contenido al espacio, este herviría violentamente. Casi inmediatamente después, el vapor de las aguas menores pasaría al estado sólido (un proceso llamado resublimación), por lo que si te tocase salir a reparar la gotera te verías envuelto en una nube de finos cristales de orina.
Entonces, si el agua en el espacio se vaporiza ¿De dónde sale el hielo que forma los cometas? La pregunta tiene su intríngulis, porque por otro lado la estela de los cometas se forma por la evaporación del hielo a medida que estos pasan cerca de una estrella: Al parecer, una vez que el agua lanzada al espacio se haya transformado en gas, podría formarse hielo si el gas se encontrase partículas de polvo espacial, las cuales actúan como catalizador. Parece ser que en las frías nebulosas y en las regiones periféricas de las nubes proto-estelares (justo el lugar en el que se forman los cometas) existe mucho polvo, por lo que es precisamente en esas zonas donde el hielo de agua es mucho más abundante que el vapor.
Fuente: http://maikelnai.naukas.com
El sol de medianoche es un fenómeno natural observable en el norte del círculo polar ártico y al sur del círculo polar antártico, que consiste en que el Sol es visible las 24 horas del día, en las fechas próximas al solsticio de verano.
Fuente: www.teleobjetivo.org.
La paradoja de Olbers o problema de Olbers es la afirmación paradójica de que en un universo estático e infinito el cielo nocturno debería ser totalmente brillante sin regiones oscuras o desprovistas de luz.
¿Por qué no es así?
Solución de los cuerpos opacos
Hay que contar la enorme cantidad de objetos que son opacos o que absorben en parte las radiaciones (como las nubes de gas) y que pueden estar situados en nuestra línea de visión hacia esas estrellas. Incluso si consideráramos que hay un número infinito de estrellas, también hay que considerar un número infinito de objetos opacos entre ellas. Sin embargo, si estos objetos opacos absorben energía tendría que estar calentándose continuamente, y por lo que sabemos todas las formas de materias conocidas al calentarse empiezan a reemitir energía electromagnética, por lo que esta solución no resuelve realmente la paradoja.
Solución relativista
- Si el universo lleva existiendo una cantidad finita de tiempo (como sugiere la Teoría del Big Bang), entonces sólo la luz de una cantidad finita de estrellas ha tenido tiempo de llegar a nosotros, por lo que la paradoja desaparece. Además como la luz tiene una velocidad finita y el universo unos 13800 millones de años, sólo vemos estrellas situadas a menos de 13800 millones de años luz lo cual constituye una región finita del universo.
- De modo alternativo, si el universo se está expandiendo, y las estrellas más distantes se alejan de nosotros (lo que también aparece en la teoría del Big Bang), entonces su luz sufre un corrimiento al rojo. Este corrimiento al rojo disminuye la intensidad de la luz, de nuevo resolviendo la paradoja,1 ya que dicho corrimiento implica según la fórmula de Planck una reducción de la energía con la que viaja la luz y por tanto una atenuación de la intensidad por debajo de la esperada según la ley de la inversa del cuadrado en un universo estático. Esta reducción de la contribución de las galaxias distantes explicaría la oscuridad del cielo.
Solución de Mandelbrot
Benoit Mandelbrot propuso un modo distinto de resolver el problema de Olbers, que no depende de la teoría del Big Bang. Mandelbrot probó que la luminosidad puede ser finita y pueden existir zonas oscuras en el cielo si se asume que la distribución de galaxias tiene una estructura fractal, siempre que a gran escala la dimensión fractal sea inferior a 3. Según la propuesta de Mandelbrot, las estrellas en el universo no están uniformemente distribuidas, sino que tienen una distribución fractal y lagunar, del tipo que muestra un polvo de Cantor, esto explicaría las amplias áreas oscuras.
Otras soluciones
Otra reflexión señala que la paradoja parte de una premisa falsa. Esta explicación señala en términos sencillos que una cosa es que el número de estrellas en el universo sea «indeterminado» y otra es que sea «infinito», postulando, en definitiva, que el número de estrellas es finito.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
En la vida cotidiana estamos rodeados de todo tipo de ondas: por ejemplo, el sonido [una onda de aire] o la luz [una onda del campo electromagnético]. Una onda gravitacional se mueve en el espacio-tiempo. El “espacio” es por donde nos podemos mover y tiene 3 dimensiones porque:
- nos podemos mover hacia adelante y hacia atrás
- nos podemos mover hacia la derecha y hacia la izquierda
- nos podemos mover hacia arriba y hacia abajo
Einstein propuso que el espacio y el tiempo están tan relacionados que no tiene sentido hablar del uno sin mencionar al otro: por eso hablamos siempre del “espacio-tiempo”. El “espacio-tiempo” tiene 4 dimensiones: las 3 del espacio y la del tiempo. Es imposible dibujar en 4 dimensiones, pero podemos imaginarnos el “espacio-tiempo” como una especie de cuadrícula invisible que se extiende por todo el Universo:
Einstein nos enseñó que la masa de los objetos deforma el espacio tiempo. Por ejemplo, el espacio-tiempo alrededor del Sol es algo así:
Resulta que hay fenómenos en el Universo que deforman el espacio-tiempo de tal manera que crean una onda. Por ejemplo estas dos estrellas que están colapsando:
¡Pues no! Debido a la existencia de mascones. ¿Y qué es eso?
Se conoce como mascon (a partir de la abreviación de la expresión en inglés mass concentrations) a toda región de la corteza de un astro que posee una densidad de masa notoriamente superior al promedio de la cortez
a del astro en cuestión. Tal concentración suele provocar un casi ínfimo, aunque mensurable, aumento de la gravedad en el área de mascon. Cuando se trata de una anomalía gravitatoria positiva (es decir, con aumento de la gravitación; una «repleción») se trata de un «mascon positivo» —o, sencillamente, mascon—; si, en cambio, la zona posee una disminución de campo gravitacional, se trata de un «mascon negativo» acompañado de una «depleción».
Los mascones pueden tener varias causas: En la Tierra frecuentemente señalan procesos telúricos ocurridos en la parte superior del manto; por ejemplo, la sedimentación de «nubes de manto», «nubes» creadas por efusiones masivas de magma. En la Luna y en Marte, la mayoría de los mascones conocidos indican la presencia de masas de origen meteórico, derivadas de asteroides o de núcleos cometarios impactados en tales astros.
Fuente: https://es.wikipedia.org
Desde pequeños nos enseñan a diferenciar las fases de nuestro satélite: Durante la fase creciente tiene forma de D y en la menguante (o decreciente) parece una C. Pero, ¿Y si miras al cielo y encuentras la Luna con forma de U?A la Luna no le pasa nada raro. Esto ocurre cada año y, en algunas latitudes, incluso tiene lugar dos veces. Lo primero que hay que tener en cuenta para entender el asunto es que la Luna no brilla porque tenga luz propia, sino porque su superficie refleja la luz del sol. Por tanto, la parte iluminada de nuestro satélite siempre será la que apunta hacia el sol.
Por otro lado, el eje de la Tierra tiene cierta inclinación, que es la principal responsable de la existencia de las estaciones. En un extremo de nuestra órbita, el hemisferio norte apunta hacia nuestro sol y en el otro lo hace el hemisferio sur.
Si nos piden que citemos el nombre de alguna estación espacial posiblemente nos venga a la mente la Estación Espacial Internacional (ISS). Inclusive alguien avispado se acuerde de Tiangong. Y si nos preguntan por la primera estación que orbitó, es probable que nos decantemos por la MIR. Pero… ¿es correcto? ¡Pues no!, resulta que tanto rusos como soviéticos ya habían dispuesto antes de otras estaciones: Saliut y Skylab respectivamente.
Fuente: https://es.wikipedia.org
Podemos comenzar con las 4 primeras, que son las más sencillas porque todos estamos familiarizados con ellas. Hablamos de las 3 dimensiones espaciales (alto, largo, ancho) y la dimensión temporal. A veces pueden parecer muy distintas, pero son equivalentes, de hecho la distancia entre dos puntos puede darse en espacio (5 km, por ejemplo) o en tiempo (10 minutos).
Para visualizar las demás tenemos que pensar en lo que pasa si pasamos de 2 a 3 dimensiones. En un mundo de 2 dimensiones, lo único que veríamos de una esfera pasando sería un círculo que aumenta y disminuye el tamaño dependiendo de donde se cruce nuestro mundo con la esfera. Así no es difícil ver la 5ª dimensión, como la que contiene todos nuestrso mundos en cualquier momento del tiempo. Nosotros seríamos un gusanoide de 5 dimensiones cuyo corte de 4 dimensiones seríamos nosotros ahora mismo.
A partir de aquí la cosa se vuelve más complicada, pero sigue el mismo principio de analogía. Por favor, que nadie intente “ver” las extra dimensiones porque nadie puede. Se dice que las mentes más brillantes pueden imaginarse mundos de hasta 5 dimensiones, pero no más. Lo importante es entender los conceptos. La sexta dimensión sería, en este caso, la que contiene todas nuestras posibles elecciones. Si pudiéramos movernos por ella podríamos cambiar nuestras decisiones pero necesitaríamos volver atrás en el tiempo.
La séptima dimensión sería en nuestro caso la que nos permitiría hacer estos saltos entre elecciones sin volver atrás en el tiempo, una especie de doblez en la quinta dimensión. Como cuando doblamos una hoja de papel para hacer que los extremos se junten (doblamos en 3 dimensiones un objeto de 2 dimensiones). Si ahora pensamos en un espacio en 8 dimensiones, nuestras 7 dimensiones que contienen todas las opciones posibles de universos a partir del Big Bang, serían ahora un punto.
Las líneas que unen todos los posibles universos con diferentes condiciones iniciales (inicios que no son el Big Bang) se encontraría en la 9ª dimension. Una vez más la forma de pasar de un universo con unas condiciones iniciales a otras sin volver atrás en nuestra línea de 9 dimensiones sería un salto atráves de un pliege de la línea 9D en una décima dimensión.
La 11ª dimensión sería entonces la que contiene todos los posibles universos con todas las posibles condiciones iniciales como un punto. Imaginar una línea en 11 dimensiones implicaría concebir al menos otro punto, pero nuestro punto ya lo contiene TODO; es aquí donde debemos detenernos porque nuestro planteamiento de las dimensiones no da para más.
Fuente: www.medciencia.com
Tras detallar cómo gira la Tierra alrededor del Sol, y el Sistema Solar alrededor de este, terminamos con la órbita del sol alrededor de la Vía Láctea. No se sabe realmente cómo es, porque nosotros la vemos “de canto”. Se cree que dura entre 225 y 250 millones de años, que estamos en uno de sus ocho brazos espirales: en el Brazo de Orión, y que además el Sol tiene un movimiento periódico “de arriba a abajo” que lo hace pasar por el plano ideal de la galaxia 2,7 veces en cada vuelta. Tampoco se sabe si siempre seremos parte del Brazo de Orión, los modelos muestran que si estos brazos fueran constantes en masa, se deformarían, y que lo más probable es que las estrellas se muevan dentro y fuera de los brazos, que serían simplemente zonas de “densidad constante”.
¿Y la Vía Láctea, alrededor de qué gira? Bueno, en realidad no se sabe, pero no aparenta estar girando alrededor de nada, pero sí se mueve en una dirección junto a sus vecinas del cúmulo de 30 galaxias llamado Grupo Local. Algunas de las galaxias más pequeñas son galaxias satélites de las galaxias más grandes (si, hay galaxias más pequeñas girando alrededor de la nuestra). Dentro de nuestro grupo, se podría decir que las galaxias giran alrededor del centro de masa del grupo, que está entre nuestra galaxia y Andrómeda (las dos galaxias con mayor masa).
Este grupo de galaxias forma parte de un grupo más grande, llamado el Supercúmulo de Virgo. Nuestra galaxia probablemente choque contra la Galaxia de Andrómeda, mientras viaja con el resto de las galaxias atraídas por el Gran Atractor, un centro gravitacional de nuestro cúmulo, formado por miles de millones de viejas galaxias que chocan entre sí. No se puede estudiar mucho sobre esta parte del espacio debido a que “lo tapa” el plano de nuestra propia galaxia. Pero no giramos alrededor suyo, sino que más bien somos atraídos hacia él directamente. Debido a que el universo se está expandiendo, las galaxias se están moviendo y sobre todo, debido a que el universo no es lo suficientemente viejo como para que completen una órbita cerrada no podríamos decir que estamos girando alrededor de algo más grande, porque aunque sea así, ni siquiera hemos dados una vuelta completa alrededor de “eso”.
Finalmente está lo que llamamos “universo observable” que no es más que una burbuja esférica alrededor nuestro de lo que podemos observar desde nuestra posición en todas direcciones, y la luz que nos llega desde las galaxias más lejanas. Y en este caso, no hay forma posible de saber si somos parte de una estructura mayor que está girando alrededor de algo. Es probable que no, pero no hay forma de saberlo.
Fuentes: http://n3ri.com.ar, www.djsadhu.com.
Además de estar la Tierra girando alrededor del Sol, como vimos en la anterior entrada, el Sistema Solar entero está, a su vez, girando alrededor del centro de la Galaxia. El Sol da una vuelta completa en aproximadamente 250 millones de años (años normales, terrestres). Este ciclo se conoce como Año Galáctico y es una forma muy interesante de medir el tiempo, en vez de hablar de miles de millones de años. Por ejemplo, siendo el nacimiento de nuestro Sol el “año cero”, nuestra querida estrella sólo tiene 20 añitos (o sea, sólo giró alrededor de la galaxia unas 20 veces). Y la Vía Láctea tiene 59 años galácticos, 39 más que el Sol (que es una estrella de tercera generación) y el Universo entero, desde el momento del Big Bang tiene en total 60 años galácticos (1 más que la Vía Láctea). Mucho más sencillo de recordar, ¿no? y mucho más impactante.
Un hecho tan interesante como desconocido es que las órbitas de los planetas alrededor del Sol, y la órbita del Sol alrededor del centro de la Galaxia no son coplanares, como uno pensaría intuitivamente, o sea, el plano en el que giramos alrededor del Sol no es el mismo plano en que el Sol gira alrededor de la galaxia, sino que ambos planos están casi perpendiculares, hay una inclinación de casi 63º relativamente uno del otro.
La animación nos da una idea de que la verdadera trayectoria de los planetas en el espacio no sólo no es circular, sino que tampoco es elíptica y se parece más a una hélice perpendicular al plano de la galaxia que acompaña al Sol en su trayectoria cuasi-circular. Se cree que no hay una causa externa de esta inclinación, que es aleatorio y depende de las condiciones iniciales cuando se formó el sistema solar y que otros sistemas planetarios tienen sus propias inclinaciones relativas al plano de la galaxia.
Fuentes: http://n3ri.com.ar, www.djsadhu.com.
La mayoría de la gente sabemos que la Tierra gira alrededor del Sol. Y la mayoría también aprendimos que la Tierra tarda un año en dar una vuelta completa. Y pareciera que eso es todo, que ahí se termina la historia. Pero en realidad el asunto es mucho más complejo.
Para empezar, la órbita no es circular, sino que tiene forma elíptica. Eso probablemente está claro. Lo que no se suele aclarar es que esa forma elíptica que la Tierra dibuja en su recorrido, también va girando alrededor del Sol, lo que lleva a que al pasar un año, la Tierra no vuelva realmente al mismo punto del que partió formando una elipse perfecta, sino que en realidad, va formando bucles elípticos.
Esto hace un poco complicado definir exactamente cuánto dura un año (o sea, una “vuelta completa”). De hecho, hay tres tipos de años:
Continue reading «Movimiento I: La tierra respecto al Sol y a sí misma…»
Gracias al experimento High Definition Earth Viewing (HDEV), lanzado el 18 de abril y puesto en marcha el 30 del mismo mes, podemos disfrutar por primera vez de vídeo en tiempo real de la Tierra desde la ISS a placer:
Gracias a este mapa en tiempo real de la Agencia Espacial Europea (ESA) nos es posible situar las imágenes que está mostrando la emisión. Detalle: si muestra negro…es que «flota» por el lado oscuro de la tierra 😉
Fuente: http://eol.jsc.nasa.gov
La carrera espacial ‘oficial’ ha registrado un total de 22 bajas de cosmonautas y astronautas desde sus inicios. Cuatro fallecieron en entrenamientos terrestres (la primera víctima de la carrera espacial, Valentin Bondarenko, y los tres astronautas del Apollo 1), ocho en procedimientos de reentrada o aterrizaje (siete del transbordador Columbia y una de la Soyuz I), siete en lanzamientos (la tragedia del Challenger) y sólo tres han fallecido en órbita a más 200 kilómetros de la Tierra (Soyuz 11)
Pero el récord de cadáver orbitando sobre nuestro planeta lo tiene también el primer astronauta que murió dando vueltas a la Tierra. No fue un hombre y fue premeditado. La perra Laika pasó siete horas en el espacio con el corazón latiendo y casi medio año viajando con él parado. Paradójicamente no murió por ninguno de los condicionantes que hace imposible la supervivencia de un mamífero a 200 kilómetros de altura: murió por el estrés que supuso todo el lanzamiento y por el fallo de los sistemas de control de temperatura de la cápsula.
La nave y el cuerpo de Laika se desintegraron al entrar en contacto con la atmósfera el 14 de abril de 1958, 163 días después de su lanzamiento. A pesar de que la agencia espacial soviética sabía que era imposible una reentrada segura y tenía preparado un veneno para administrar al animal, su maquinaria propagandística trabajó por vender la idea de un perro en paracaídas que la mala suerte de un fallo mecánico había frustrado.
Hay un solo caso probado y documentado de ‘ataúd espacial’ con recuperación de cuerpos humanos. Se trata del accidente en 1971 de la Sozuz 11, cuando se separaba de la estación espacial Salyut 1 tras permanecer en ella 23 días. Una historia conmovedora y que dio una importante lección a la carrera espacial soviética.
El pasado 21 de diciembre a las 17h 11m 01s (tiempo UTC) comenzó la estación de invierno en el hemisferio norte (verano en el hemisferio sur), y terminará el 20 de marzo de 2014 a las 16h 57m 08s, momento del comienzo de la primavera.
El inicio de las estaciones es el momento en que la Tierra se encuentra en sus posiciones más significativas en el recorrido de su órbita alrededor del Sol. En invierno, esta posición se da en el punto de la eclíptica en la que el Sol se posiciona más al Sur, alcanzando su máxima declinación Sur -23º 27′, coincidiendo también con el perihelio, punto más próximo al Sol... ¿más próximo en invierno, pero si es el momento más frío del año? sí, debido a que el ángulo del eje de rotación condiciona la forma en la cual inciden los rayos del sol sobre nuestro hemisferio.
Continue reading «El ocaso más precoz del año no se produce en el solsticio…»
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