Exploración espacial: el gran viaje a nuestro
Sistema Solar.
¿Aún no
sabes dónde ir de vacaciones este verano? ¿Eres más de montaña que de playa?
¿De agua dulce o agua salada? ¿Te gustaría tomar el Sol en las regiones más
cálidas de Sistema Solar, o por el contrario preferirías escalar sus montañas
más altas, sus valles más profundos, o sus lagos perpetuamente congelados?
Estamos a un paso de que estas preguntas se hagan realidad, y todo gracias a
¡la Exploración Espacial!
La imaginación es nuestra ventana al
futuro. Gracias a los esfuerzos titánicos de las generaciones pasadas, a todo
lo que hemos aprendido con ellas, y al gran despliegue actual de medios para el
espacio (tanto público como privado), estamos llegando al punto álgido de la
exploración espacial. Ese punto en el que dentro de nada podremos mandar
humanos a otros planetas, establecer colonias en ellos, e incluso encontrar
formas de vida en otros mundos.
Regresar
a la Luna, estudiar y viajar a Marte, alcanzar lugares más allá, son parte de
las nuevas metas y retos que tenemos por delante. Las
imágenes que ilustran este capítulo nos ponen en perspectiva de lo que otros
mundos nos pueden llegar a ofrecer, y del porqué de la exploración espacial.
Fig.1. “Conectándote con
el resto del Universo”. Cartel promocional de la ESA en el aeropuerto Schiphol.
Pero… ¿Qué es la exploración espacial?
La
exploración es una acción innata en todo ser humano. Desde el momento en el que
nacemos sentimos curiosidad, nos sentimos atraídos por el mundo que nos rodea y
lo exploramos, y lo más importante de todo, aprendemos de nuestra exploración.
La exploración espacial consiste en exactamente lo mismo. Todo empieza con
mirar al cielo y sentir curiosidad de saber que se esconde más allá de nuestro
planeta, y sentirnos atraídos por todo lo que no sabemos. De ahí surge nuestro
deseo de explorarlo, y con ello, de aprender cómo otros mundos funcionan, cómo
han evolucionado, o cómo interaccionan con el medio que los rodea. Explorar es
nuestra principal herramienta para desafiar los límites del conocimiento, y
además, nos ayuda enormemente a nuestro propio desarrollo científico,
tecnológico, económico y social.
Actualmente,
el objetivo principal es comprender el Sistema Solar en el que vivimos,
entender su origen y evolución, por qué la vida comenzó en la Tierra, o si la
vida podría haber comenzado o estar presente en otros lugares. En otras
palabras, ¿por qué es así?, ¿qué fue antes, y qué sigue después?, ¿estamos
solos? Además, aunque en este capítulo nos centremos solo en nuestro Sistema
Solar, la exploración también abarca nuestra galaxia y más allá.
Gracias
a la incansable exploración que comenzó hace 6 décadas, sólo en los últimos
tres años hemos sido testigos de grandes hitos históricos, como el
descubrimiento de las ondas gravitacionales producidas por la fusión de dos
agujeros negros súper masivos, el descubrimiento de una Tierra gemela en la
constelación del cisne, o el hallazgo del tan buscado depósito de agua líquida
en Marte. De hecho, estamos a un paso de enviar humanos de vuelta a la Luna, de
sentir posibles terremotos en Marte, de analizar muestras frescas de un
asteroide, y quizás incluso de encontrar formas de vida en nuestro Sistema
Solar. Todo esfuerzo tiene su recompensa, y ésta es un diamante en bruto.
Y… ¿qué me aporta a mí la exploración espacial
como ser humano?
La
exploración supone una gran inversión tanto de talento como de dinero. El
pensamiento fácil que a muchos se les pasa rápidamente por la mente es ¿y para
qué?, ¿no se puede usar todo ese dinero para mejorar nuestras vidas? Nuestra
recomendación es sencilla. Sin moverte del sitio, mira a tú alrededor y piensa:
¿En qué aspectos ha mejorado mi calidad de vida gracias a la tecnología?,
¿sería fácil vivir sin todos los desarrollos tecnológicos que me rodean?
Fig.2. “La Tierra, tu oasis en el espacio, donde el
aire es libre y respirar es fácil”. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech.
Aunque
ahora no lo sepas, un muy alto porcentaje de la tecnología actual que nos rodea
procede de diversas utilidades que han sido desarrolladas en el marco de la
exploración espacial. Algunos ejemplos son los termómetros de oído, las nuevas
prótesis para animales y humanos que son capaces de simular al máximo un miembro
funcional, trajes ignífugos para bomberos, sistemas de radio que funcionan en
condiciones de calor extremas, comunicaciones en tiempo real a largas
distancias, los sistemas de navegación por satélite (como el GPS), el sistema
internacional de salvamento, control de cosechas por satélite, aspiradoras sin
cables, toda la comida deshidratada que nos rodea, la leche infantil, diseño de
aerodinámica y niveles de estrés y vibraciones de vehículos, puentes y
edificios que resisten terremotos, técnicas de fisioterapia por infrarrojos,
válvulas cardiacas, instrumentación de muchísimas pruebas médicas, colchones
con memoria, procesos de purificación del agua, detectores de humo, aislantes
térmicos para diversos usos (como mantas, frigoríficos, motores, o ropa deportiva)…
y un largo etcétera.
Viaje por el Sistema Solar interno: el Sol y
los planetas terrestres.
Venus,
Marte, la Luna… todos estos astros nos resultan muy familiares, y no solo
porque hayamos estudiado sus nombres en el colegio, si no, porque al ser nuestros
vecinos más cercanos, son fácilmente reconocibles en el cielo. ¿Quién no se ha
quedado alguna vez embelesado con la Luna? ¿O quién no ha visto nunca el lucero
del alba? Sin embargo… ¿Cuánto sabes en realidad sobre ellos?
La
verdad es que nuestros vecinos planetarios tienen mucho que ofrecernos, y de
los cuales podemos ayudarnos para entender la evolución que ha tenido nuestro
Sistema Solar desde su origen. Sabemos que los planetas rocosos, Mercurio,
Venus, la Tierra y Marte, se formaron al mismo tiempo, pero cada uno evolucionó
de manera muy distinta. Por ejemplo, una vez Marte tuvo océanos de agua en su
superficie y su atmosfera fue mucho más densa. Sin embargo, hoy en día Marte es
un planeta árido, con una atmosfera tenue, y la única agua líquida que mantiene
se encuentra en el Polo Sur del planeta en una cavidad subterránea como
recientemente hemos sabido. ¿Qué le pasó a Marte? ¿Le podría pasar lo mismo a
la Tierra? El estudio de estos cuerpos celestes, de cómo se comportan, de cómo
se relacionan con el Sol, y de sus características principales nos da grandes
pistas sobre su evolución y del por qué solo la Tierra ha sido capaz de
proporcionar vida hasta la fecha (que sepamos).
El Sol,
el corazón de nuestro Sistema Solar.
¿Qué
decir del Sol? Vivimos gracias a él en todos los sentidos. Nos da luz, calor, y
permite la vida en la Tierra, pero también, es el que ha dado lugar a la
formación de nuestro Sistema Solar. Es sin duda el centro de nuestras vidas,
pero en realidad, sabemos muy poco sobre él.
El
Sol es una estrella típica catalogada como enana amarilla. Es una bola caliente
de gases incandescentes que solo con su gravedad mantiene unido a todo el
Sistema Solar. Las corrientes eléctricas en el Sol generan un campo magnético
que se expande por todo el Sistema Solar en forma de corriente de gas cargado
eléctricamente que sopla desde el Sol en todas direcciones. Esto es lo que se
conoce como viento solar. Un efecto muy visual de la interacción del viento
solar con la Tierra son las auroras. Aunque el Sol es muy especial para
nosotros, debemos recordar que hay miles de millones de estrellas como nuestro
Sol dispersas en nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Fig.3. “¿Volando al Sol? ¡Nosotros sí!” Cartel publicitario de Solar Orbiter por
la ESA y el aeropuerto Schiphol.
Por
razones obvias, la exploración in-situ del Sol ha estado largamente condicionada
al desarrollo de una tecnología capaz de aguantar las altísimas temperaturas
solares. Actualmente, tenemos muchos satélites que se dedican a la observación
del Sol tomando imágenes y multitud de datos de la zona solar más externa, pero
todos ellos lo hacen desde un punto cercano a la Tierra, a una distancia
cautelosa. Sin embargo, tanto la agencia espacial americana (NASA) como la
europea (ESA), han decidido dar un paso más y cambiar radicalmente el
conocimiento que tenemos del corazón de nuestro Sistema Solar. La NASA envió en
2018 la sonda solar Parker para “tocar” el Sol en el sin duda sobrevuelo más
cercano realizado nunca a nuestra estrella, y la ESA hará lo propio en 2020 con
Solar Orbiter, que también “tocará” el Sol y además visitará los polos solares
que no son visibles desde la Tierra. Se espera que ambas naves aclaren grandes
enigmas actuales que condicionan el medio ambiente de los demás planetas, como
por ejemplo, el origen del campo magnético solar, el mecanismo que impulsa al
viento solar, o el por qué y cómo de las erupciones solares de partículas
energéticas (radiación) que luego se propagan por todo el Sistema Solar. ¡Pronto lo sabremos!
Mercurio
y la misión europea BepiColombo.
Sobre
Mercurio, la verdad es que poco sabemos. Es el planeta terrestre más pequeño, y
menos explorado de nuestro Sistema Solar con diferencia. A pesar de estar tan
cerca de la Tierra, es muy difícil de ver en el cielo porque se encuentra muy
cerca del Sol y su luz lo oculta de nuestros ojos. Sin embargo, con los pocos
datos que tenemos gracias a un sobrevuelo fugaz de la sonda de la NASA
Mariner-10 en 1974, y de los cuatro años que la sonda MESSENGER de la NASA
estuvo en órbita en Mercurio (2011-2015), sabemos que es un planeta fascinante,
y en cierto modo, muy parecido a la Tierra desde un punto de vista geológico y
magnético. La principal diferencia es que tiene una atmósfera extremadamente
tenue, y en ese aspecto se parece más a nuestra Luna. Hasta ahora no
disponíamos de la tecnología apropiada para acercarnos tanto al Sol y mantener
una nave a esas distancias, y por tanto, Mercurio había quedado un poco
abandonado en la exploración espacial. Sin embargo, esto va a cambiar dentro de
muy poco tiempo gracias a una nueva misión que actualmente se encuentra de
camino a Mercurio y que fue lanzada en 2018. Se trata de la misión BepiColombo
que consiste en dos naves que orbitarán este planeta gracias a un esfuerzo
titánico de la agencia europea (ESA) y la japonesa (JAXA).
Fig.4. “¿Yendo a algún
lugar cálido? ¿Qué tal Mercurio...? Cartel promocional de BepiColombo por la
ESA y el aeropuerto Schiphol.
El
viaje hasta Mercurio es muy largo, en concreto de 7 años. En realidad se podría
llegar en tan solo unos meses, pero la gravedad del Sol atraería la nave de tal
forma que no seriamos capaces de frenarla al llegar a Mercurio. Para evitarlo,
es necesario realizar un viaje más largo, que además requiere de varios
sobrevuelos a Venus con la intención de “frenar” la nave. A estos sobrevuelos a
otros planetas se le conoce con el nombre de asistencias gravitatorias. Una vez
que BepiColombo llegue a Mercurio allá por el 2025, tiene la ardua tarea de estudiar
la formación y evolución de este planeta, lo que nos dará pistas sobre el
nacimiento de nuestro Sistema Solar, así como de nuestro propio Sol. Estudiará
en detalle su interacción tan cercana con el Sol, y como esto afecta a su
superficie y al campo magnético del propio planeta. ¿Tiene Mercurio auroras
como la Tierra, Marte, Júpiter o Saturno? También analizará la composición de
su superficie y de su interior, si tiene un núcleo sólido y líquido como la
Tierra, o si tiene alguna actividad geológica actualmente en su superficie. En
otras palabras, ¿es un planeta volcánicamente activo?
Venus,
nuestro gemelo malvado.
La
exploración de Venus está en gran parte dominada por la motivación para
estudiar un planeta que se considera como el gemelo de la Tierra, ya que ambos
planetas se encuentran muy cerca, y son muy similares en masa y tamaño. Además,
se sabe que Venus está activo geológicamente, con posibles volcanes
potencialmente en erupción en la actualidad. Sin embargo, la pregunta principal
es por qué a pesar de estas similitudes, ambos planetas tienen diferencias tan
drásticas. Por ejemplo, Venus tiene un efecto invernadero extremo debido a una
concentración muy elevada de dióxido de carbono, lo que provoca unas
temperaturas extremadamente altas en su superficie, tan altas que pueden
derretir el plomo. Además, un aspecto muy interesante de Venus es su muy lenta
rotación, y además, en el sentido opuesto al resto de planetas, lo que pudiera
haber tenido origen en un gran impacto en el pasado. Como curiosidad, un día en
Venus es más largo que un año allí.
La
capa de nubes de Venus no permite ver la superficie, por lo que todavía hay
muchos misterios sobre la geología del planeta. Los resultados recientes de la
misión europea Venus Express indican que algunos volcanes todavía pueden estar
activos. De hecho, éste es el principal objetivo de la misión japonesa Akatsuki que actualmente se encuentra orbitando Venus desde
2015, así como de la futura misión india Shukrayaan-1 que planea lanzarse en
2023.
La Luna y
Marte, primeros pasos para la exploración humana de otros planetas.
La vuelta
de la exploración humana a la Luna es una realidad. Desde que la humanidad puso
un pie en nuestro satélite natural en los años 60, la exploración robótica de
la Luna ha sido incansable con multitud de países participando en su
exploración. Sin embargo, ningún ser humano ha vuelto a poner un pie en su
superficie desde 1972. Esto está por cambiar durante esta década puesto que
varias agencias espaciales, entre ellas la NASA, ESA, Rusia, China, Japón e
India están apostando, junto con compañías privadas, por la creación de una
base lunar. Hasta ahora los planes son de misiones robóticas de exploración de
la superficie de la Luna, así como con la creación de una plataforma orbital
lunar. Algo así como una estación espacial internacional, para astronautas que
vayan más allá de la Luna. Todos estos planes son ya una realidad. Como ejemplo
cabe destacar el robot de superficie que China mandó a finales de 2018 a la
cara oculta de la Luna, con semillas de plantas de algodón que llegaron incluso
a germinar allí. Otro ejemplo es la estrategia adoptada por la NASA para
aprovechar la innovación de compañías espaciales estadounidenses para construir
nuevos módulos de aterrizaje lunares. Toda esta exploración y desarrollo, a
largo plazo nos brindará la experiencia necesaria para dar el próximo gran
salto: misiones humanas a Marte, y más allá.
Fig.5. Imagen artística
de la ESA sobre la futura base lunar.
De
hecho, uno de los principales objetivos que siempre ha tenido en mente la
exploración espacial es llevar seres humanos a Marte. Todo comenzó en la época
de la guerra fría cuando en plena carrera espacial tanto la Unión Soviética
como los Estados Unidos se dieron cuenta de que los medios y conocimiento que
tenían a su alcance no eran suficientes en ese momento para mandar seres vivos
a Marte. De ahí surgió que pensaran en crear diferentes estaciones espaciales habitadas
de forma permanente para orbitar la Tierra y así prepararse para un día ir a
Marte. Esto fue el germen que dio lugar años después a la Estación Espacial
Internacional que cuenta con la presencia máxima de 6 astronautas, y en ella
participan actualmente 5 agencias espaciales.
No
obstante, la carrera espacial también fue el punto de salida de la exploración
del planeta rojo de forma robótica. Desde 1960, más de 50 misiones han tenido
por objeto este planeta. Pero poco a poco Marte se ha ganado a pulso el porqué
de su larga exploración. Marte es un mundo fascinante que nos recuerda mucho a
la Tierra, pero cuya evolución hacia una desertización total ha sido brutal.
Muchos investigadores ven en Marte la imagen de lo que puede llegar a ser la
Tierra si no respetamos a nuestro planeta. De hecho, es uno de los lugares del
Sistema Solar donde muy probablemente podríamos dar respuesta a la pregunta
sobre si hay o ha habido vida en el Sistema Solar. Sabemos que a lo largo de la
historia, Marte ha sufrido cambios colosales en las condiciones de su
superficie, donde todo indica que antes hubo océanos. Sabemos que estos cambios
fueron producidos por bruscos cambios climáticos, así como cambios en la
radiación solar que llegaba a Marte y gases de efecto invernadero.
Fig.6. “Se buscan
exploradores de Marte” Cartel promocional de la NASA para la exploración de
Marte. Imagen cortesía de NASA/KSC.
Actualmente
hay 8 misiones activas en Marte que estudian diferentes aspectos del planeta,
desde posibles terremotos, hasta la continua pérdida de parte de su atmósfera
en el espacio. Algunas de las futuras misiones incluyen la exploración de su
luna mayor, Fobos, así como el estudio del análisis de muestras de este
satélite de vuelta a la Tierra. Nos gustaría destacar la inminente misión de la
ESA y Rusia, ExoMars, cuya primera parte se encuentra orbitando Marte desde
2016, y cuya segunda parte, un robot de superficie, será lanzado en 2020. Entre
sus principales objetivos se encuentra el establecer si una vez existió la vida
en Marte.
Cometas y otros cuerpos menores, los grandes
viajeros.
No
podíamos olvidarnos de los grandes viajeros de nuestro Sistema Solar. Los
cometas son, a grandes rasgos, bolas cósmicas de nieve de gases congelados,
rocas y polvo que orbitan alrededor del Sol. Cuando están congelados y lejos
del Sol, suelen ser del tamaño de un pueblo pequeño. Pero cuando la órbita de
un cometa se acerca al Sol atraído por su gravedad, se calienta y arroja polvo
y gases que forman una cola que se extiende lejos del Sol por millones de
kilómetros.
Algunos
de los aspectos más importantes de los cometas desde el punto de vista
exploratorio es que quizás son los cuerpos más antiguos y primitivos que aun
preservan material de las primeras épocas de formación del Sistema Solar.
Además, gracias a su composición rica en moléculas orgánicas, se piensa que en
las primeras etapas de formación de la Tierra, cuando los impactos de cometas y
asteroides eran mucho más probables que ahora, hubiera podido ser una forma por
la cual la vida comenzara en nuestro planeta.
Desde los años 70, más de 10 misiones han tenido como finalidad
sobrevolar diferentes cometas para su estudio con datos in-situ. Cabe destacar
la primera imagen que se obtuvo del núcleo de un cometa, el cometa Halley, por
la sonda europea Giotto en 1986. Pero sin duda alguna, si hay una misión que
merece mención, esa es la misión europea Rosetta. Después de 10 años viajando
por el Sistema Solar para llegar con la velocidad y precisión apropiada,
Rosetta comenzó a orbitar el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko en agosto de
2014, y los dos juntos orbitaron alrededor del Sol por dos años. Más allá,
Rosetta fue la primera misión que planteó y logró aterrizar con éxito otra
sonda, Philae, en la propia superficie del cometa. Cabe destacar que gracias a
Rosetta, nuestra imagen de los cometas ha cambiado radicalmente. Una de las
principales respuestas que esta misión nos ha dado es la confirmación de que el
agua que el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tiene es muy diferente al agua
encontrada en la Tierra, así al que hay en otros cometas. Esto indica que el
origen del agua que tenemos en la Tierra se podría deber a otros orígenes
diversos. Nuevas misiones a cometas con diferentes niveles de actividad (que
emitan más o menos niveles de polvo y gases) deberían ser una prioridad ya que
estos cuerpos pequeños esconden información valiosísima sobre nuestros
orígenes.
Fig.7. “Cita con un
cometa”. Cartel promocional de Rosetta por la ESA.
Además de cometas, nuestro Sistema Solar es rico en asteroides, masas
rocosas que se encuentran orbitando alrededor del Sol. La mayor parte de ellos
se encuentran en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, donde
destacan algunos cuerpos más masivos como Vesta y Ceres. Estos mundos similares
a planetas en pequeña escala, son supervivientes intactos de la primera parte
de la historia del Sistema Solar. Durante 11 años, la misión de la NASA Dawn
estudió Vesta y Ceres hasta que en 2018 la sonda se quedó sin combustible. Uno
de los principales resultados de la misión Dawn es el refuerzo de la idea de
que los planetas enanos, y no solo las lunas heladas como veremos en la
siguiente sección, podrían haber albergado océanos durante gran parte de su
historia, y que algunos potencialmente aún lo hacen. Este campo de
investigación está muy de moda por todas las oportunidades que ofrece.
Actualmente tenemos una sonda japonesa, Hayabusa-2, que se encuentra orbitando
el asteroide Ryugu de 1 km de diámetro y ha conseguido aterrizar dos pequeñas
naves en su superficie con el objetivo de recoger muestras de material y
traerlas a la Tierra para su análisis en 2020. También tenemos otra sonda
americana, Osiris-REx, orbitando alrededor del asteroide de 500 m de diámetro
Bennu. Pero no solo los asteroides son importantes desde un punto de vista
científico, sino que pueden llegar a ser un riesgo potencial para nuestro
planeta si sus órbitas se cruzan con la de la Tierra. Por eso, Europa planea
mandar la misión Hera a un sistema de asteroides binario llamado Didymos, en el
que ambos asteroides juntos son del tamaño de la pirámide de Guiza en Egipto. De
hecho, Hera es una misión de defensa planetaria y complementa la misión DART de
la NASA en la que esta nave impactará sobre uno de los asteroides de Didymos
con el fin de desviar su órbita y probar así si esta tecnología es suficiente
para desviar un asteroide en el caso de dirigirse a la Tierra.
Viaje por el Sistema Solar externo: los
planetas gigantes.
La
búsqueda de vida en el Sistema Solar siempre ha sido una de las grandes
motivaciones para la investigación y la exploración. Por mucho tiempo creímos
que Marte era el lugar más interesante para ello, pero ahora nos hemos dado
cuenta de que las lunas de los planetas gigantes pudieran ser los lugares
idóneos puesto que hay grandes evidencias de que bajo sus superficies
congeladas hay grandes cantidades de agua, e incluso océanos. Por ello,
llamamos a estos cuerpos “mundos oceánicos” y son actualmente una de las
principales prioridades para la exploración.
Júpiter y
la misión europea JUICE.
JUICE es
una misión europea al planeta gigante Júpiter y sus 3 lunas heladas Europa,
Calisto y Ganimedes. La misión será lanzada el 1 de junio de 2022 por un cohete
Ariane 5, desde el centro espacial Kourou. Tenemos que ser pacientes, ya que el
viaje de la Tierra a Júpiter durará 7 años y medio. Se necesitarán varios
sobrevuelos a la Tierra, Venus y Marte para conseguir la velocidad suficiente
para llegar a Júpiter. La inserción en la órbita de Júpiter se llevará a cabo
en octubre de 2029, y será seguida por un recorrido enorme dentro del sistema
de Júpiter. En este viaje se visitarán las lunas Europa y Calisto, así como el
propio Júpiter. El punto final del viaje
será la luna Ganimedes, la luna más grande de todo el Sistema Solar, donde
JUICE entrará en órbita a su alrededor, en septiembre de 2032. El fin de la
misión está previsto para Junio de 2033, cuando la nave se quede sin
combustible.
El
objetivo de JUICE es estudiar las condiciones que pueden haber conducido a la
aparición de ambientes habitables entre las lunas heladas de Júpiter, con
especial énfasis en Ganimedes, Europa y Calisto, que probablemente albergan
océanos de agua líquida bajo sus superficies. La luna Ganimedes es, de hecho,
el principal objetivo de la misión. Es la luna más grande de todo el Sistema
Solar, y creemos que hay quizás 6 veces más agua líquida dentro de esta luna
que en la propia Tierra. Además,
Ganimedes es extremadamente fascinante ya que también tiene un campo magnético
interno, como la Tierra o Mercurio, que hace que este cuerpo sea realmente
único.
Fig.8. Imagen artística
de la ESA sobre la misión JUICE en Júpiter y de sus lunas Ío, Europa, Calisto,
y Ganimedes.
Todas
estas lunas están en muy alta medida influenciadas por Júpiter. El campo
magnético de Júpiter es enorme, así como su atmosfera y su propia radiación, lo
que hace que tenga un efecto enorme en sus lunas. La misión JUICE también se
centrará en caracterizar la diversidad de procesos que tienen lugar en el
sistema de Júpiter y que son los responsables de cambios en la superficie y
atmósferas de Ganimedes, Europa y Calisto, que van desde escalas cortas de
tiempo, hasta escalas geológicas. Estudiar el sistema de Júpiter a nivel global
es esencial para comprender el origen y la evolución del sistema, y sobre todo,
para saber si alguna de sus lunas pudiera tener un ambiente (en su interior)
favorable para la vida.
Más allá
de Júpiter: Saturno, los gigantes de hielo y los confines del Sistema Solar.
Más allá
de Júpiter nos encontramos con otro de los planetas gigantes y gaseosos de
nuestro Sistema Solar: Saturno. Durante más de 13 años (2004-2017), la sonda
Cassini nos descubrió la belleza y grandeza de este planeta, así como de sus
anillos y lunas. La misión de Cassini a Saturno, un esfuerzo conjunto de la
NASA, la ESA y la agencia espacial italiana, ha sido uno de los esfuerzos más
ambiciosos en la exploración del espacio planetario jamás montado. Entre los
grandes descubrimientos de Cassini cabe destacar una estimación más precisa de
la duración del día en Saturno (¡no es fácil saber cuánto dura un día en un
planeta que es todo gas!), el estudio detallado de sus campos gravitatorios y
magnéticos, el minucioso análisis de la evolución de la corriente de chorro de
forma hexagonal (mejor conocida como "el hexágono") que ocupa todo el
polo norte del planeta con un vórtice giratorio en su centro, o el
descubrimiento de decenas de nuevas lunas, algunas de ellas entre sus propios
anillos.
El
sistema de Saturno, como lo es el de Júpiter, es realmente fascinante. Pero si
hay algo que de verdad cambió el ritmo de la exploración espacial, fue el
estudio de dos de sus lunas: Titán y Encelado. La misión Cassini también llevó
consigo una sonda europea llamada Huygens, que se lanzó en paracaídas a la
superficie de Titán en 2005. Titán es la luna más grande de Saturno y la
segunda luna más grande del Sistema Solar. Gracias a Cassini sabemos que es un
mundo oceánico, con mares y con una atmósfera de 1.5 bares de metano, lo que
hace que esta luna sea muy parecida a la Tierra. De hecho, podríamos decir que
Titán es como una Tierra metida en una nevera. La sonda Huygens aterrizó en su
superficie en enero de 2005 enviándonos resultados espectaculares. Hasta la
fecha, Huygens es la nave que más lejos de la Tierra ha aterrizado en otro
mundo. Sin embargo, fue Encelado la luna que nos dio la gran sorpresa. La sonda
Cassini descubrió que esta pequeña luna alberga también un océano bajo su
superficie, y que su agua líquida es expulsada al espacio a través de grietas
en forma de gigantescos géiseres. Este es el último cuerpo del Sistema Solar
donde podríamos pensar en detectar agua líquida. Por eso su descubrimiento fue
simplemente asombroso, poniendo en el punto de mira a las lunas de hielo de los
planetas gigantes como mundos más habitables que nunca. La ciencia revelada por
Cassini nos ayudará durante décadas en la búsqueda de vida también en otros
Sistemas Solares, ya que las lecciones aprendidas de esta misión se pueden
fácilmente extrapolar a los planetas que orbitan otras estrellas, los llamados
“exoplanetas”.
Más
allá de Saturno, nos encontramos con los gigantes de hielo Urano y Neptuno.
Ambos son muy interesantes pero, por desgracia, poco conocidos. La mayor parte
de la información que tenemos sobre ellos proviene de los sobrevuelos de la
sonda Voyager-2 en 1986 y 1989, y de escasas observaciones de telescopios.
Urano y Neptuno representan una clase muy especial de planetas: menos masivos
que Júpiter y Saturno, pero con una composición que hace pensar que es de rocas,
hielo, y gas. Urano tiene la particularidad de tener un eje de rotación
alineado con su eje orbital, es decir, gira tumbado, lo que es algo muy
inusual. Estudios recientes sugieren que esto se deba quizás a una gran
colisión que tuvo lugar en el pasado lejano. Sus sistemas lunares también son
muy interesantes, en particular la luna Tritón alrededor de Neptuno, que se
cree que es un objeto capturado del Cinturón de Kuiper (un cinturón de
asteroides más allá de la órbita de Plutón). Tritón se cree que pueda ser otro
mundo acuático con agua líquida en su interior. Realmente necesitamos una
misión para explorar estos mundos, lo que sin duda, nos traerá grandes
descubrimientos tal y como hizo Cassini la pasada década.
Fig.9. Imagen artística de Neptuno visto desde
Tritón. Imagen obtenida desde: https://www.flickr.com/photos/a_responsibility_to_awe/11945380963
Aún
más allá de los planetas gigantes de hielo nos encontramos con Plutón y sus
lunas, exploradas por la nave espacial de la NASA New Horizons durante un
memorable sobrevuelo en julio de 2015. A pesar de considerarlo como un planeta
enano en los confines del Sistema Solar, Plutón ha resultado ser un mundo mucho
más complejo e interesante de lo previsto. La sonda New Horizons nos descubrió
que este planeta enano alberga el mayor glaciar del Sistema Solar, multitud de
cadenas montañosas de varios kilómetros de altura, y una atmosfera tenue pero
muy fría (unos -230ºC) que alberga multitud de partículas orgánicas.
Fig.10. Imágenes de
Plutón (arriba) y de Ultima Thule (abajo) obtenidas por la sonda de la NASA New
Horizons. Créditos: NASA/JHUAPL/SwRI
Finalmente,
nos gustaría hablar del último y más lejano objeto explorado por el ser humano
hasta la fecha, Ultima Thule. Este cuerpo, a priori un clásico del cinturón de
Kuiper, ha sido recientemente visitado por la sonda New Horizons en enero de
2019. Las últimas fotos recibidas muestran un cuerpo formado de dos piezas,
como si fuera un muñeco de nieve, parece que hubieran colisionado hace tiempo.
Aún sabemos muy poco sobre este objeto ya que el equipo de New Horizons se
encuentra actualmente analizando todos los datos e imágenes recibidas del
sobrevuelo, pero “stay tuned! (¡estad atentos!)” porque en los próximos meses
nuestra curiosidad ¡tendrá
respuesta!
Exoplanetas, nuestro siguiente destino.
Los
planetas que orbitan alrededor de otras estrellas se conocen como exoplanetas.
Son muy difíciles de detectar con telescopios porque el resplandor brillante de
las estrellas que orbitan les oculta. Para detectarlos, es necesario el uso de diversas
técnicas, como por ejemplo, a través del tránsito del planeta delante de su
estrella. En esos casos, cuando el planeta transita frente a la estrella, bloquea un poco la luz de la estrella, que a partir del cambio de brillo se puede obtener el tamaño del planeta. El
primer exoplaneta se descubrió en 1995, y desde entonces, el desarrollo de su
exploración ha sido espectacular.
Gracias
a misiones como Kepler, actualmente sabemos que los exoplanetas son muy comunes
en el universo. Sin embargo, la parte más importante de esta nueva forma de
exploración está aún por llegar: la evidencia de un mundo hospitalario para la
vida. La clave de esta búsqueda está en encontrar la zona habitable de cada
estrella. Tanto las estrellas como los planetas son de muy diversos tipos y
tamaños, y por tanto la interacción de estos factores determina el alcance y la
influencia de la zona habitable. Si tomamos como ejemplo la Tierra, podemos
definir muy claramente donde está la zona habitable de todas las estrellas con
características similares a nuestro Sol que viene marcado por la distancia y la
temperatura adecuadas para que exista agua líquida.
La
exploración de exoplanetas es un campo muy joven pero con una gran comunidad
científica detrás que crece cada día y que ve en ellos al futuro de la
exploración espacial. En solo 20 años de exploración de exoplanetas, ya hemos
encontrado más de 5000 planetas, algunos de ellos pueden considerarse súper-Tierras, es decir, planetas
que poseen entre una y diez veces la masa de la Tierra. También, hemos
encontrado sistemas planetarios como el de la estrella TRAPPIST-1, que está
compuesto de siete planetas terrestres con tamaño similar a la Tierra y de los
cuales, tres orbitan dentro de su zona habitable. Todo parece indicar que
en las próximas décadas podremos encontrar vida en algún exoplaneta, y para
ellos se preparan todas las agencias espaciales del planeta. Solo en Europa, la ESA planea el lanzamiento de cuatro misiones durante la
próxima década. Estas son: CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) en
2019, James Webb Space Telescope en 2021, la misión PLATO (PLAnetary Transits
and Oscillations of stars) en 2026, y la misión ARIEL (Atmospheric
Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) en 2028.
Fig.11. (Izquierda) “Súper
Tierra: experimenta una gravedad de 40307g”, (derecha) “Salto de planeta en
TRAPPIST-1e, votado como la mejor “zona-habitable” de vacaciones a solo 12
parsecs de la Tierra”. Imágenes publicitarias de exoplanetas cortesía de NASA/JPL-Caltech.
Conclusiones.
La
exploración espacial esta más de moda que nunca. Las próximas décadas nos
traerán grandes descubrimientos dentro y fuera de nuestro Sistema Solar, y quién
sabe si incluso la detección de vida en otros mundos. Como se dice en inglés
“stay tuned! (¡estad atentos!)” porque el
futuro ¡promete más que nunca!
¡Nunca te olvides,
que nosotros exploramos
el Sistema Solar
a bordo de la
maravillosa nave espacial
llamada Tierra!
Beatriz Sanchez-Cano
Doctora en Ciencias Físicas.
Post-Doctoral Research Associate, University of
Leicester, Reino Unido.
Olivier Witasse
Doctor
en Ciencias Físicas.
Científico
de Proyecto de la misión JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) de la Agencia
Espacial Europea.
Agencia Espacial
Europea, Noordwijk, Países Bajos.
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