¿Por qué Inight revolucionará nuestro conocimiento de Marte?

InSgiht, la nueva sonda superficial de la NASA, llegará al planeta rojo en menos de una semana por lo que conviene recordar su misión.

La sonda tiene objetivos muy concretos que están fuera del alcance de cualquier otra misión anterior. InSight estudiará principalmente la sismología y el flujo de calor del interior de Marte, algo que nunca se había hecho.

La NASA espera que, al estudiar el interior profundo de Marte, podamos aprender cómo se forman otros planetas rocosos. Tanto el planeta rojo como la Tierra fueron moldeados a partir del mismo material primordial, hace más de 4 mil millones de años, pero luego su evolución siguió por caminos diferentes.

¿Por qué no compartieron el mismo destino? InSight intentará dar luz sobre estas cuestiones. Si todo sale bien el próximo 26 de noviembre la humanidad tendrá una nueva exploradora marciana.

¿Cómo evitamos que otros mundos se contaminen con microbios terrestres?

Aunque son muy pocos los organismos que podrían sobrevivir a una exposición de meses o años a las duras condiciones del espacio exterior, se toman algunas acciones para disminuir aun más esta posibilidad.

Los requisitos varían de intensidad de acuerdo al destino de una sonda espacial siendo estos más estrictos que sondas que viajen a lugares potencialmente habitables (Marte, Europa, Encélado etc)

Como si se tratase de una unidad de medida, se contabiliza la cantidad de ‘esporas bacterianas’ en todo el sistema de vuelo (la sonda en sí, la etapa de descenso, el escudo térmico, rovers etc.). Las esporas bacterianas son muchísimo más resistentes que las bacterias normales, de ahí que se consideren un estándar a la hora de certificar la esterilización de un medio.

Pero, ¿cómo se garantizan estos niveles de esterilización?

Pues mediante dos técnicas muy simples. La primera consiste en limpiar repetidamente las superficies de la nave con alcohol y otros disolventes, mientras que la segunda pasa por calentar el equipo hasta temperaturas lo suficientemente altas. Los técnicos encargados de montar la nave se encargan de esterilizar las superficies regularmente con alcohol, mientras que las piezas y equipos capaces de soportar altas temperaturas (no todos) se calientan a temperaturas que oscilan entre los 110º C y los 146º C durante largos periodos de tiempo (con un máximo de 144 horas). 

La temperatura y la duración del ‘horneo’ dependerá del instrumento o parte de la nave. Por ejemplo, las 'patas' de una sonda de aterrizaje o las 'ruedas' de un rover son partes muy delicadas desde el punto de vista de la contaminación biológica.

Está claro que descontaminar una nave espacial no es un proceso trivial. Y si esto ocurre con asépticos robots de metal y plástico, no me quiero imaginar la pesadilla que supondrá certificar la seguridad biológica de una misión tripulada a Marte en el futuro.

Categorías de protección planetaria.

La contaminación de otros mundos con microorganismos terrestres es un tema muy serio que preocupa a la comunidad científica internacional. La NASA cuenta incluso con la Oficina de Protección Planetaria, encargada de dictar las normas de esterilización de los vehículos espaciales que estudian los cuerpos del Sistema Solar potencialmente habitables (Marte, Europa, Encélado, Titán, etc.). En este caso, ‘habitable’ hace referencia obviamente a las formas de vida terrestres, los 'polizones' de nuestras misiones espaciales.

De acuerdo con la Oficina de Protección Planetaria, existen cinco categorías de misiones según el peligro de contaminación biológica. Las categorías I y II abarcan todo tipo de misiones a cualquier lugar del Sistema Solar donde exista nulo o poco riesgo de contaminación por parte de microorganismos terrestres, como la luna, mercurio o los asteroides ( sondas como Dawn, MESSENGER, etc.). 

La Categoría III afecta a sondas que sobrevuelen u orbiten lugares con un riesgo potencial de contaminación, como pueden ser varias lunas de Júpiter o Saturno ( sondas Galileo o Cassini).

La Categoría IV queda reservada para sondas de superficie que estudien esos mismos lugares que la Categoría III pero con misiones de aterrizaje. Huelga decir que todas las misiones a Marte, Europa o Encélado son de Categoría III o IV.

Por último, la Categoría V engloba las sondas que traigan muestras de cualquier punto del Sistema Solar a la Tierra (en este último caso el objetivo es evitar una posible contaminación por parte de posibles organismos alienígenas).

¿Por qué es tan difícil comunicarse con las sondas distantes?

La comunicación con los exploradores robóticos más alejados es dificil. Además de debilitarse la señal, los datos tardan mucho en llegar. Las señales de radio son señales electromagnéticas, igualmente la luz son "señales" electromagnéticas. Para entender las diferentes frecuencias, los colores son la herramienta perfecta. Si nuestra radio escucha el color rojo ¿cómo es posible que otra radio no genere interferencias? porque la otra radio transmite en azul, de esa forma si estás en una habitación y te envían un mensaje en código morse por colores, puedes ignorar los colores que no te interesan y escuchar el color que sí te interesa. Tomemos como ejemplo a las legendarias sondas Voyager.

Las sondas voyager transmiten a 25W aproximadamente así que piensen en un foco transmitiendo a 25W, eso sí con un foco enorme (la antena de la voyager mide 3.7m de diametro) y es igual que un espejo pero no para la luz visible sino para la frecuencia de las voyager (banda X, en torno a los 8GHz). Es fácil de entender que una bombilla de 25W se ve cada vez más "tenue" a medida que se aleja, verdad? ahí tenemos la atenuación.

En tierra, tenemos telescopios enormes que trabajan en la banda X, lo que pasa es que los llamamos "radiotelescopios" porque trabajan a frecuencias más bajas que las de la luz visible. Estas enormes antenas (72m!!!) son como antenas reflectores (tipo cassegrain) pero nuevamente para las frecuencias más bajas, para nosotros no parecen espejos pues no reflejan la luz visible pero las hemos construido para que sean espejos en la frecuencia señalada.

Muy bien ¿pero porque transmiten tan lento? Si nuestra señal es débil se puede suplir la falta de potencia reduciendo la velocidad de las comunicaciones. Por ejemplo las antenas más grandes de la NASA fueron actualizadas de 62 a 70m (o algo así) para aumentar la recepción de las señales de las Voyager en su llegada a Urano y Neptuno. Esto no es porque las Voyager no podrían ser escuchadas a esas distancias si no que la emisión de datos serían muy lenta.

La sonda New Horizons, que en 2015 sobrevoló Plutón, tiene una antena mas pequeña y para garantizar una correcta recepción de los datos, estos fueron enviados a una velocidad de 1 kilobyte tal que solo las antenas de 70 metros de la Red de Espacio Profundo detectan tal señal.

Una imagen promedio de Plutón tomada por la cámara LORRI pesa 2,5 Megabytes, haciendo unos pocos cálculos: Cada foto tardaba cerca de 42 minutos en descargarse. Para el 2019 la New Horizons se encontrará con un pequeño objeto del cinturón de Kuiper, MU69, y la descarga de datos promete ser más lenta aun.

Los límites de nuestra tecnología.

¿Es la sonda Cassini lo más avanzado que puede construir nuestra civilización? Lastimosamente, no.

Por muy impresionantes que nos parezcan los vehículos espaciales que se envían a explorar el sistema solar o los telescopios gigantes de nueva generación, no son ni de lejos lo mejor de la tecnología que tenemos en la Tierra o de lo que son capaces los ingenieros.

Sencillamente se trata de un balance entre lo mejor que se puede hacer con los, generalmente escasos, recursos disponibles. Y es que no solemos tomar en cuenta que la exploración del universo, y la ciencia en general, no son una prioridad para los gobiernos.

Explorar el espacio requiere de mega-proyectos en toda la extensión de la palabra, donde su construcción está llena de compromisos para mantener una sonda lo más avanzada y segura posible a un precio razonable que no de al traste con todo provocando su cancelación. Al final, para tratar de evitar la tan temida cancelación, los ingenieros deben hacer 'compromisos'. Así que no debemos quejarnos cuando nuestra sonda favorita envíe fotografías principalmente en blanco y negro y a una velocidad muy baja.

Preguntas como ¿Por qué Juno no tiene una cámara más avanzada?¿Por qué no se cargó a Cassini con más combustible? ¿Por qué New Horizons tardó un año y medio en enviar todas las fotos de Plutón? o el clásico ¿Por qué no hemos regresado a la luna? son ejemplos de como la cantidad de recursos disponibles inciden las características de los proyectos espaciales.

Y es que nada es gratis en esta vida.

Planeando el regreso a Saturno. Parte III

La misión 'Ocean Worlds'.

Esta es la gran esperanza entre todas las sondas candidatas para regresar a saturno y probablemente se convierta desde ya en la misión favorita de muchos de los aficionados a la exploración del espacio. La misión Ocean Worlds debe estudiar dos de los mundos más fascinantes del sistema solar: Titán y Encélado.

Cómo hacerlo no está muy claro, así que es de esperar que en los próximos meses y años veamos diseños más depurados. Pero básicamente consistiría en una capsula de descenso para Titán transportando posiblemente un 'barco'. de esa manera podrá investigar la atmósfera y los mares de metano de Titán.

Lastimosamente al ser necesaria una cápsula de descenso se complica y encarece la misión, pero, por fortuna, para analizar la composición del océano global que posee Encélado en su interior solo es necesario atravesar los famosos chorros que salen del polo sur de esta luna. La sonda determinaría la habitabilidad del océano analizando su composición y su ph, así como la proporción de los isótopos del hidrógeno. Además intentaría averiguar si existe vida en el océano mediante la búsqueda de aminoácidos y otras biomoléculas.

Una misión fascinante, que antes del final de la próxima década podría estar mandando datos desde saturno. El único problema que tiene para salir adelante es que la misión, al ser tan compleja, probablemente exceda el presupuesto de una sonda de tipo New Frontier (Aprox. 800 millones de dólares) por lo que podría ser cancelada. 

Planeando el regreso a Saturno. Parte II

Una de las opciones más sencillas con la que podríamos regresar en breve a Saturno es con una sonda para el estudio de su atmósfera. 

Aunque conocemos la composición de las atmósfera de Saturno, no sabemos a ciencia cierta cuáles son las abundancias relativas de los gases que la forman ni las proporciones isotópicas de los mismos. Tampoco está muy clara su estructura vertical. Una sonda que descienda a través de la atmósfera de Saturno podría aclarar todos estos misterios y nos proporcionaría datos fundamentales del origen del sistema solar. La sonda consistiría en una cápsula de descenso y una nave principal que sobrevolaría Saturno y retransmitiría los datos de la cápsula a la Tierra.

Esta misión permitiría complementar los hallazgos de la misión Cassini en Saturno y de la sonda Galileo en la atmósfera de Júpiter. Además la vista de los cielos azules de Saturno con sus anillos sería memorable. Pero esta sonda lo tiene bastante complicado para salir adelante ya que se hace difícil justificar el alto costo de la misión y el largo tiempo de vuelo (varios años) para una vida útil operativa de solo unas pocas horas. La entrada atmosférica y el descenso son maniobras arriesgadas.

Continuará...

Parte I.

Planeando el regreso a plutón.

Se han dado los primeros pasos para convertir en realidad una sonda orbital a Plutón.

Plutón ha demostrado ser un mundo fascinante, a pesar de su reducido tamaño. La sonda New Horizons, que estudió el planeta enano en 2015, ha descubierto numerosas características de este planeta enano pero su fugaz visita ha dejado muchas preguntas sin responder. Por ello se ha empezado a planificar lo que, en el futuro, se convertiría en una misión de regreso a plutón, esta vez con un orbitador.

La nueva sonda, que sería similar a la Dawn que ha estado explorando el cinturón de asteroides, estudiaría a plutón y su principal luna caronte con un detalle sin precedentes (la cercanía de ambos cuerpos permitiría compartir el tiempo de observación). Al igual que Dawn, el orbitador a plutón utilizaría propulsión iónica para alcanzar su destino.

Pero a tan grandes distancias la energía solar no es una opción por lo que probablemente necesite de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) o un pequeño reactor nuclear para alimentar el sistema de propulsión.

Por este y otros motivos el precio de esta sonda a plutón se acercaría a unos 2.000 millones de dolares (como mínimo) y le tomaría como una década de viaje llegar al planeta enano.

La sonda podría despegar como muy pronto a finales de la 

próxima década. Un lanzamiento en 2030 tendría una carga simbólica significativa, ya que se cumplirían 100 años del descubrimiento de Plutón.

Sin embargo, una misión orbital a Plutón está, todavía, muy lejos de convertirse en realidad. Los bajos presupuestos y la gran cantidad de proyectos compitiendo por esos escasos recursos hacen que sea muy difícil que un proyecto como este sea aprobado en un futuro próximo. Solo nos queda esperar que en lo que nos reste de vida podamos ver a la humanidad regresar al reino de plutón.

Explorando el sistema solar exterior.

En los casi 60 años de la exploración espacial solo unas pocas misiones se han aventurado más allá del cinturón de asteroides ingresando al reino de los planetas exteriores, siendo casi todas sondas de la NASA.

Esto se debe a los enormes desafíos que debe superar un vehículo espacial para poder viajar a los planetas exteriores y tener buenas posibilidades de cumplir con su misión.

Las muy bajas temperaturas, la lejanía del sol, lo que obliga a usar fuentes de energía nuclear, y los prolongados tiempos de vuelo requieren de una sonda compleja y cara, algo que muy pocas agencias espaciales se pueden permitir.

Todo esto nos ha preguntarnos ¿Y el viaje tripulado a los planetas exteriores? Pues con las grandes dificultades tecnológicas y económicas asociadas a un viaje tripulado, no se espera que la humanidad se adentre en el reino de los gigantes gaseosos hasta, por lo menos, finales del siglo 21.

Hellas basin visto por la MarsExpress.

Hellas Basin, (la cuenca de Hellas) es una llanura localizada en el hemisferio sur del planeta Marte, consistente en un gran cráter de impacto. Con un diámetro de unos 2.300 km, es el cráter de impacto más grande de la superficie de Marte. Se cree que fue formado durante el período de intenso bombardeo tardío del Sistema Solar, hace unos 3.900 millones de años, cuando un gran asteroide colisionó con la superficie.2

Es el punto más bajo de la superficie de Marte, con una profundidad aproximada de 6.000 metros. La imagen fue tomada por la sonda europea Mars Express justo cuando una tormenta de polvo se arremolinaba dentro de la cuenca.

¿Cómo buscar vida en Marte?

La búsqueda de vida fuera de la tierra es una de las metas de la exploración espacial robótica. Marte, Europa, Encélado y otros mundos son candidatos para albergar la chispa de la vida gracias a ciertas condiciones favorables halladas en ellos (aunque con diferencias notables). Sin embargo nuestra tecnología actual nos limita lo lejos que podemos ir a explorar por lo que nuestra mejor opción para responder a la eterna pregunta de si estamos solos es el planeta rojo.

Entonces a Marte. Antes de continuar debemos recordar que las sondas tienen limitadas capacidades de carga por lo que no pueden llevar todos los instrumentos científicos que queramos, así que hay que ser selectivos y mandar solo aquellos que podrán enviarnos el mayo retorno científico. Para esta tarea es fundamental conocer las condiciones ambientales marcianas.

Al carecer de un campo magnético digno de ese nombre, Marte ha perdido casi toda su atmósfera por lo que las intensas radiaciones del espacio pueden alcanzar la superficie del planeta. Esta combinación de altas radiaciones y bajísima presión atmosférica practicamente descarta la presencia de vida sobre la superficie. Pero ¿Siempre fue así?

Ahora sabemos que no, que en el pasado remoto las condiciones marcianas eran mucho más benignas, una atmósfera más densa permitía la existencia de grandes depósitos de agua lo que habría favorecido el surgimiento de alguna clase de vida unicelular. Lastimosamente dichas condiciones ambientales no durarían mucho y con el paso del tiempo el planeta se convertiría en el desierto que hoy es.

El clima marciano fue más benigno en el pasado.

Entonces ¿Qué buscamos? se buscan microorganismos unicelulares, invisibles a simple vista. Esto se debe a que es improbable que la vida en Marte haya progresado en el camino evolutivo mucho más allá de ese nivel. Esto en si no tiene nada de raro ya que nuestro mundo fue un mundo de vida unicelular durante dos mil millones de años o más antes de la llegada de la vida pluricelular.

Si la vida surgió en el planeta rojo esta pudo haber prosperado en el subsuelo marciano, incluso podría haber sobrevivido hasta la actualidad, por lo que si queremos encontrar evidencia de su presencia, pasada o presente, debemos escarbar el suelo marciano. 

A una profundidad de uno o dos metros, los hipotéticos microbios marcianos estarían lo suficientemente protegidos de las radiaciones como para prosperar. Precisamente a dicha profundidad se encontrarían grandes depósitos de hielo puro en amplias zonas del planeta. Desde luego que el hielo en sí no es idóneo para la vida, pero bajo ciertas condiciones podría derretirse proporcionando una capa de agua líquida temporal que permitiría a las formas de vida marcianas realizar reacciones químicas complejas. 

¿Y fósiles visibles en el registro de rocas? Cuando las condiciones lo permiten, las "esteras microbianas" (comunidades de microorganismos de varias capas) pueden intercalarse con sedimentos finos, produciendo estructuras morfológicas características en las rocas que se forman posteriormente. Estas capas serian muy visibles, pero es muy poco probable que un rover o una sonda estática den con una pieza semejante (aunque nunca se sabe).

Un ejemplo de capas formadas por microorganismos. 

Aunque no encontremos microfósiles podemos buscar señales químicas que delaten la presencia de procesos biológicos. 

Otro problema es que se busca señales de algo que habría existido hace tres o cuatro mil millones de años. Y en todo ese tiempo pueden haber ocurrido muchas cosas: Las rocas que conservan las evidencias pueden erosionarse, o enterrarse más allá de su alcance. Afortunadamente, Marte no tiene indicios de poseer placas tectónicas activas, que causan el constante cambio y reciclaje de la corteza que tenemos en nuestro planeta, lo que significa que es básicamente una cápsula del tiempo geológica. De lo contrario las opciones de encontrar evidencia de vida pasada serían mínimas.

Para complicar las cosas, las sondas robóticas no pueden aterrizar en cualquier parte del planeta, solo en las más bajas ya que, al tener mayor densidad atmosférica, solo en dichas zonas se pueden usar paracaídas. Además las limitaciones sobre su movilidad hacen que sea muy difícil acceder a los sitios donde se cree que es posible que existan microbios en la actualidad. Eso ya será trabajo para exploradores humanos.

En el 2020, deben aterrizar en el planeta rojo las sondas Exomars rover de la agencia espacial europea (ESA) y el rover marciano de la NASA (hermano del rover Curiosity). Ambos vehículos están preparados para la búsqueda de señales que delaten un pasado biológico. Si ambas sondas dan resultados negativos será un duro golpe para las expectativas de encontrar vida en Marte, refugiándose en la esperanza de que, simplemente, no aterrizaron en el lugar correcto o que la vida se esconde fuera de su alcance, quizás demasiado subterránea para alcanzarla. Si por el contrario la respuesta es positiva, nuestra posición en el Universo habrá cambiado para siempre.

Exomars rover.

Mars rover 2020

Venus visto por Akatsuki.

La sonda japonesa Akatsuki estudia la atmósfera de Venus mediante tres cámaras infrarrojas y una ultravioleta, además de otra cámara para detectar posibles rayos en las nubes venusinas y un emisor de radio para trazar un perfil de la atmósfera del planeta. Las longitudes de onda en las que trabaja cada cámara permitirán investigar las distintas capas y características de la atmósfera de Venus. He aquí una muestra reciente de lo que las cámaras de la sonda han conseguido captar mostrándonos un Venus completamente nuevo, las fotografías en infrarrojo permiten observar el lado nocturno del planeta, mientras que las imágenes ultravioletas nos enseñan las capas de nubes interiores.

Imágenes en ultravioleta.

Imágenes en infrarrojo.

Planeando el regreso a Saturno. Parte I

Ahora que la sonda Cassini se ha ido vale preguntarnos ¿Cuándo regresaremos al planeta anillado? Pues la respuesta simple y directa es, como mínimo 20 años (y eso con suerte). Analicemos la situación.

Suponiendo que el dinero no fuera un problema, lastimosamente si lo es, lo mejor sería enviar una misión del tipo Flagship. Las misiones de este tipo, como la propia Cassini, son las más caras (por encima de 3000 millones de dólares) pero son las más rendidoras y seguras para explorar los planetas exteriores. Esto es así porque para explorar el sistema solar más allá de júpiter es necesario una sonda robusta, preferentemente alimentada con energía nuclear, con múltiples sistemas redundantes, protegida contra las intensas radiaciones y bajas temperaturas. Además debe llevar mucho combustible para que, al final, pueda transportar muchos instrumentos científicos.

El problema es que la NASA solo puede permitirse una sonda de este tipo por década, y la siguiente ya fue elegida, la Europa Clipper, que estudiará Júpiter en gran detalle durante la próxima década. ¿Eso significa que la siguiente le tocará a Saturno? Pues, no.

El principal inconveniente para que las siguientes sondas de tipo Flagship sean enviadas a Saturno es que existen muchos otros destinos interesantes que aun no han sido investigados. Es un secreto a voces que para la futura gran misión al sistema solar exterior, la NASA ya se ha decidido a explorar a los gigantes de hielo, es decir: Una sonda a Urano o Neptuno. Misión que podría despegar a principios de la década de 2030.

Esto hace que la próxima oportunidad para enviar una gran sonda compleja a Saturno se daría recién después de la sonda a Urano/Neptuno, lo que ocurriría a finales de los años 2030, llegando a su destino a finales de los años 2040. Esto hace que el tan esperado regreso a saturno se daría en aproximadamente 30 años.

Por supuesto, esto puede cambiar por el camino de varias forma. Se podría aumentar el presupuesto de la NASA, así la agencia podría desarrollar varias sondas complejas en paralelo. Claro, pedir que los políticos se interesen por la exploración espacial de la noche a la mañana es mucho pedir. Veamos otras alternativas más realistas.

Se podría explorar Saturno con sondas menos complejas, como las New Frontier (aproximadamente 800 millones de dólares) pero el retorno científico sería limitado. Son ejemplos de sondas de este tipo la New Horizons (Plutón), Juno (Júpiter) y Osiris-Rex (retorno de muestras de un asteroide). Lo que no ayuda es la gran distancia de Saturno, por lo que el tiempo de vuelo será prolongado, cerca de 9 años, y la masa disponible para los instrumentos científicos sería bastante limitada, lo que a su vez dificultaría que una sonda de este tipo sea aprobada (mejor enviarla a otro destino donde el retorno científico sea superior)

También se han propuesto misiones muy simples, de tipo Discovery (450 millones de años), pero serían todavía más difíciles de sacar adelante con un presupuesto tan bajo.

En las siguientes entradas hablaré sobre las propuestas más interesantes para regresar al maravilloso reino de Saturno.

La tecnología del ayer.

La sonda Cassini fue una sonda que utilizaba tecnología de los años 80 y principios de los 90. Aun así, los ingenieros que la construyeron, se esforzaron al máximo para sacarle todo el potencial que tenían los instrumentos científicos. Por ejemplo las fotografías del vórtice en el polo norte de saturno, poseen tal nivel de detalle que pocos se imaginarían que las cámaras utilizaban un sensor CCD con una matriz cuadrada de tan solo 1.024x1.024 píxeles. Hoy en día casi cualquier teléfono posee una cámara con una resolución muy superior, por lo que es una verdadera lástima que a día de hoy no exista un relevo para esta sonda.

Volviendo a Saturno mediante el poder del átomo.

Recientemente se ha presentado una propuesta de sonda para el estudio de Saturno, Encélado y Titán con un reactor de 1 kW de potencia eléctrica. Los paneles solares de la parte inferior alimentan una etapa desechable de propulsión solar eléctrica (SEP) con motores iónicos o de plasma.

El reactor permanecería inactivo hasta después del último sobrevuelo de la Tierra, eliminando así cualquier riesgo de contaminación de nuestro planeta. Una vez en Saturno la sonda estudiaría el sistema durante quince años, realizando numerosos sobrevuelos de Titán y Encélado, durante los cuales se soltaría una sonda de aterrizaje y un globo en Titán.

El uso del reactor permitiría usar todos los instrumentos de la nave al mismo tiempo, aumentando enormemente la recolección de datos. Ahora, el principal obstáculo para que este u otros bonitos proyectos similares vean la luz es económico. Y es que ninguna tecnología se consigue gratis.

Los colores de los anillos de Saturno.

Aunque Cassini se ha ido y nos ha dejado toneladas de datos por analizar. Tomaremos muchos años en hacerlo y seguramente muchos otros descubrimientos de la desaparecida sonda saldrán a la luz. Un ejemplo de ello son estas preciosas vistas de los anillos de Saturno.

Para realizar esta composición se utilizaron imágenes obtenidas el 9 de mayo de 2007 para la zona oscura de los anillos, mientras que para la zona iluminada se utilizaron datos del 10 de mayo de 2014. Esto es así ya que al lo largo del tiempo ha variado la posición de los anillos de saturno con respecto al sol. Todas las fotografías se captaron con filtros para el rojo, el verde y el azul. Es, hasta ahora, la representación cromática mas fiel que tenemos sobre la fascinante estructura anular de Saturno.

Las lunas perdidas de Venus.

Un misterio que ha perturbado las mentes de los astrónomos casi desde que se inventó el telescopio es el hecho de que Venus no tiene lunas, y no estamos seguros del por qué.

Tanto Mercurio como Venus no tienen compañeras de viaje, lo que puede considerarse sorprendente, ya que existan docenas en todo el Sistema Solar. Saturno tiene más de 60, por ejemplo. Y algunas lunas son poco más que asteroides capturados, como es el caso de Fobos y Deimos. 

Entonces, ¿qué hace que estos planetas diferentes? 

Para empezar se hallan más cerca del sol y eso limita su capacidad para tener satélites naturales a su alrededor.

Esto tiene que ver con la existencia de la llamada 'esfera de Hill' o 'Esfera del mundo' que rodea a cada cuerpo planetario. Esta región corresponde a la zona alrededor de un cuerpo celeste donde el mismo es la principal fuerza de atracción gravitatoria, para que un planeta tenga una luna orbitándolo su órbita debe encontrarse dentro de dicha esfera.

Radios de la esfera de Hill (km) en el sistema solar.

Nuestro planeta posee una esfera de Hill de aproximadamente 1.500.000 de kilómetros, en los extremos de dicha esfera se encuentran los puntos Langrage L1 y L2. El tamaño de dicha esfera está relacionado con la intensidad gravitatoria del planeta y con su distancia al sol. A menor distancia la esfera de Hill es más pequeña. Tampoco es que la estabilidad dentro de la esfera sea uniforme, ya que esta disminuye a medida que nos alejamos del centro de gravedad del sistema.

En el caso de Mercurio quizás su extrema cercanía al Sol pueda explicar la ausencia de satélites ya que su esfera de Hill es de tan solo 180.000 km aproximadamente. En cambio nadie está realmente seguro de por qué Venus no dispone de alguna luna, por pequeña que sea, aunque algunos astrónomos sugieren que pudo tenerla, ya que con una esfera del mundo de 1.000.000 de kilómetros es más que suficiente. 

¿Tendrá alguna relación con la anormal rotación de venus, extremadamente lenta y en sentido contrario al de la mayoría de los cuerpos del sistema solar? De momento no lo sabemos, es un misterio que los próximos exploradores robóticos intentarán resolver.

La antigüedad de los anillos de Saturno.

A pesar de que es una de las características más estudiadas del sexto planeta, nadie sabe realmente la edad de los anillos de Saturno. 

La sonda Cassini llevó nuestro conocimiento sobre esta extraordinaria estructura planetaria hasta otro nivel, mostrando hasta que punto es compleja, delicada y dinámica, desvelando facetas de su naturaleza que eran desconocidas hasta ahora. Sin embargo su edad exacta, si son tan antiguos como el planeta mismo, quizás restos de su formación, o algo reciente (a escala cósmica, claro está), quizás por la fragmentación de una luna, sigue sin estar clara, y ambas hipótesis han tenido sus respectivos momentos de preponderancia.

Durante las últimas órbitas de Cassini alrededor de saturno, se pudo recoger datos mucho más precisos sobre la masa de los anillos, esto es importante porque, dependiendo del valor obtenido, se podría favorecer a una de las dos hipótesis. Se espera que luego de analizar estos datos, algo que podría tomar meses o años, estemos más cerca de explicar tanto el origen como la edad de esta maravillosa estructura planetaria.

¿Cómo viajar a Oumuamua, el asteroide interestelar?

A/2017 U1, también conocido como 'Oumuamua', se está alejando del sistema solar a la sorprendente velocidad de 35 km/s. En mayo de 2018 ya habrá superado la órbita de Júpiter, aunque su velocidad se irá reduciendo paulatinamente hasta alcanzar una velocidad de exceso hiperbólica de 26 km/s que sería algo así como su velocidad final. No existe todavía la tecnología ni la infraestructura como para tener lista una sonda espacial en 'espera' para enviarla en una órbita de intercepción (y pasarán muchas décadas antes de que esto sea posible) por lo que si queremos estudiar a este interesante asteroide, debemos alcanzarlo superando su velocidad.

Antes de nada, conviene aclarar a qué nos enfrentamos. Se trata de viajar más rápido de lo que ha llegado viajado cualquier artefacto humano. La Voyager 1 es la nave más veloz jamás lanzada (17,4 kilómetros por segundo en una trayectoria de exceso hiperbólica) gracias a las cuatro maniobras de asistencia gravitatoria con planetas gigantes realizadas durante su misión.

Pero no podemos esperar a que los planetas estén alineados para realizar el viaje (por no mencionar que tendríamos que acercarnos bastante a cada uno de ellos para alcanzar altas velocidades) por lo que tendremos que viajar por nuestra cuenta. Ahora es cuando podríamos hablar de sistemas de propulsión exóticos como la antimateria o velas láser, pero lo cierto es que reconocer que tenemos que recurrir a estas tecnologías todavía inexistentes es lo mismo que decir que no vamos a ver una sonda de este tipo en muchas décadas, quizás ni siquiera en este siglo. Afortunadamente, no hace falta invocar tecnologías de ciencia ficción.

En los años 70 surgieron los primeros proyectos de sondas para estudiar la heliopausa, el límite entre la heliosfera solar y el medio interestelar considerado como la ‘frontera del sistema solar’. este tipo de sondas sería ideal para dar 'caza' a este tipo de asteroides. El concepto más avanzado fue el proyecto TAU (Thousand Astronomical Units).

Para alcanzar la impresionante velocidad de 106 km/s (o 20 UA/año) requerida para la misión, TAU recurriría a un reactor nuclear destinado a alimentar un sistema de propulsión eléctrico (NEP) con una docena de motores iónicos a base de xenón de alto impulso específico. La sonda TAU debía tener una masa de 60 toneladas y una longitud de 25 metros.

Entonces, quiere decir que podremos viajar al asteroide interestelar A/2017 U1 en un futuro próximo. No tan rápido, el problema de TAU es que se trataba de un proyecto tremendamente caro para una sonda destinada a estudiar el exterior del sistema solar. Y desde entonces no ha habido ningún cambio significativo en la tecnología asociada que permita abaratar la misión. Y hasta que no ocurra una revolución en los sistemas de propulsión, un viaje de este tipo será bastante difícil de realizar.

Explorando el origen del agua en la tierra.

La misión Castalia.

Castalia es una misión propuesta para explorar un cometa del cinturón de asteroides (MBC) llamado 133P/Elst-Pizarro. Los MBCs son una reciente población descubierta que habita la región comprendida entre el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter y que se consideran remanentes del período en el cual cuerpos ricos en agua bombardearon la Tierra. Castalia pretende realizar el primer estudio insitu de un cuerpo de este tipo analizando por primera vez las características concretas de la composición del agua originaria de esa región.

Será la sucesora de la exitosa misión Rosetta de la ESA a otro cometa con la que se podrá comparar el ratio en los isotopos de diferentes elementos clave como también medir el plasma y el polvo despedido.

La misión una vez alcanzado el objetivo se divide en cuatro fases a distancias específicas del cuerpo. La primera a 1000 km para una visualización general del objeto; la segunda será una órbita a 100 km para un detallado a escalas medias del terreno; la tercera a 20km y la ultima a ¡5km! de la superficie para estimar detalles del núcleo del NBC y presenciar insitu la actividad cometaria de Pizarro respectivamente; por supuesto debidamente realizada durante el periodo activo previsto. Añadimos también una posible excursión a la cola de plasma de Pizarro a unos 10000km y ¡un posible aterrizaje suave en su superficie!

Castalia es una propuesta de clase M (media) de la agencia espacial europea (ESA), si es aprobada despegaría en 2024 y llegaría a su objetivo hacia el 2030.