La sonda OSIRIS-REx y la búsqueda de asteroides troyanos de la Tierra

La sonda OSIRIS-REx ya está en viaje hacia el asteroide de Bennu. De camino activó su instrumento MapCam para detectar la presencia de asteroides troyanos en los puntos de Lagrange, con un resultado hasta ahora negativo.

Recapitulemos. OSIRIS-REx es una sonda espacial de la NASA, diseñada para viajar hasta Bennu, un asteroide carbonáceo tipo B de unos 500 metros de diámetro. Bennu fue descubierto en 1993 y recibió la denominación de 1999 RQ36 y es llamativo por ser un asteroide clasificado como potencialmente peligroso, es decir, existe una muy pequeña posibilidad de que Bennu colisione con la Tierra el año 2175, evento que sería devastador para nuestra civilización. 

La misión de la sonda es posarse sobre Bennu y extraer una muestra de 60 gr. de regolito que debería devolver a la Tierra el año 2023. Pero OSIRIS solo llegará a su destino en agosto de 2018, mientras tanto, el equipo de la misión activó durante dos semanas la cámara MapCam y realizó un barrido del punto de Lagrange 4, 60° frente a la Tierra, para detectar la presencia de asteroides troyanos de nuestro planeta. Estos asteroides son cuerpos situados en la misma órbita de un planeta, pero en puntos estables llamados L4 y L5, situados a 60° por delante y 60° detrás del planeta y no...no existe peligro de que un asteroide troyano impacte contra un planeta con el que comparte órbita. La ilustración de abajo deja el panorama clarísimo:

Puntos de Lagrange. Los puntos L4 y L5 son posibles ubicaciones para asteroides troyanos que comparten la órbita de nuestro planeta alrededor del Sol. No existe peligro de impacto, pues son puntos estables (Wikipedia).

Hasta el momento OSIRIS-REx no ha encontrado nuevos asteroides. Pero la MapCam funcionó a la perfección y logró distinguir objetos hasta dos magnitudes más débiles de lo esperado, además, captaron varias imágenes de Júpiter, su sistema de lunas y 17 objetos del cinturón principal de asteroides. 

Por ahora el único asteroide troyano de nuestro planeta es 2010 TK7, un cuerpo de unos 300 metros de diámetro ubicado a unos 80 millones de kilómetros. Fue descubierto el año 2010 por el telescopio espacial WISE. Es Júpiter el planeta con la mayor cantidad de asteroides troyanos -varios miles- con algunos más descubiertos en las órbitas de Marte, Urano y Neptuno.

El equipo de la misión concibió esta búsqueda como una práctica de cara a los peligros que la sonda podría experimentar a medida que se aproxima a Bennu. Dante Lauretta, de la Universidad de Arizona, investigador principal de la misión, declaró: "En este primer ejercicio práctico de operaciones científicas de la misión, hemos aprendido mucho acerca de las capacidades de operaciones espaciales de esta nave espacial en camino hacia Bennu". Es imprescindible tener la capacidad de evadir potenciales pedruscos que se encuentren en el camino de la sonda.

El asteroide Victoria 12, captado en movimiento por la OSIRIS-REx el pasado 11 de febrero (NASA/Goddard/Universidad de Arizona).

Asteroide 2010 TK7 encerrado en un círculo verde. Hasta ahora es el único troyano del planeta Tierra (NASA/JPL-Caltech/UCLA)

56 años de la sonda Venera 1, primer intento de alcanzar el planeta Venus.

Hace unos días -el 12 de febrero para ser más exactos- se cumplieron 56 años desde que la sonda soviética Venera 1 despegó con destino a Venus. La misión se saldó con un fracaso, pero representó un hito en la exploración del espacio: era la primera vez que un artefacto humano partía con rumbo a otro planeta.

A mediados del siglo XX el planeta Venus seguía siendo toda una incógnita. La humanidad le conoció desde siempre, pero sus características eran esencialmente desconocidas. Galileo reconoció sus fases, pero al telescopio el disco del planeta parecía liso, de un color verde que no mostraba características notables. Se pensaba que la enorme capa de nubes que cubría el planeta lo protegía de la intensa radiación del Sol, por ende, Venus debía ser un mundo propicio para el desarrollo de la vida. El químico sueco Svante Arrhenius (nobel de química en 1903) sostenía que Venus era un planeta húmedo, que podía encontrarse en un período similar al Carbonífero, vivido por la Tierra hace 300 millones de años, y que sobre su superficie pululaban formas de vida similares a los reptiles. Esta hipótesis parecía sumamente razonable, Otros sostenían que Venus era un mundo cubierto por un enorme océano, donde primigenias formas de vida daban los primeros pasos en su camino evolutivo.

El planeta Venus captado por la sonda Mariner 10. Es increíble lo poco que sabíamos del planeta hasta mediados del siglo pasado (NASA).

Las primeras dudas surgieron cuando los astrónomos estadounidense Adams y Dunham analizaron espectroscopicamente las nubes de Venus, descubriendo que el principal componente de la atmósfera venusina era dióxido de carbono, un gas que contribuye al efecto invernadero. De pronto se diluyó la imagen idílica de Venus como mundo jurásico y se presentó la posibilidad de que fuese un mundo abrasado por un calor infernal y sin trazas de vida en la superficie. 

El inicio de la era espacial, con el lanzamiento del Sputnik 1, abrió una nueva etapa de oportunidades para la humanidad. En específico, los soviéticos desarrollaron un notable interés por Venus, planeta con el que la Tierra mantiene tantas similitudes. 

El poder central de la URSS autorizó el desarrollo de un programa de exploración a Venus, que sería conocido como programa Venera (que es el nombre en ruso de Venus) al mismo tiempo que desarrollaba el programa Lunik, donde rusos y americanos se tranzaban en una competencia feroz para dilucidar quien sería el primero en mandar una misión tripulada a la Luna.

La sonda Venera 1 sería el primer artefacto humano lanzado al espacio con la intención de alcanzar otro planeta. En comparación a las características de las modernas sondas, la Venera 1 nos parece un cacharro tosco y rudimentario, pero en su momento representó la vanguardia de la tecnología humana. Era un cuerpo cilíndrico con  una altura de 2,30 m y un diámetro de 1,50 m. El peso de la nave era de 643 kg que incluían el combustible de la sonda y todo su instrumental científico.

El desarrollo de las dos naves de la serie 1VA (Venera 1VA No1 y Venera 1VA No2 ) estuvo a cargo de la oficina OKB-1 de Serguéi Koroliov, el diseñador jefe y padre del programa espacial soviético. Venera 1 no fue concebida como un orbitador, esto es, no estaba planificado que la gravedad de Venus la capturase a su alrededor. Al principio se había considerado la posibilidad de añadir una pequeña cápsula que debía descender hacia el planeta, pero pronto la idea fue desechada. Venera 1 sería una sonda kamikaze, debía impactar al planeta, pero antes de morir se esperaba que recolectase suficientes datos de interés para despejar algunas de las numerosas incógnitas que rodeaban a la diosa del amor. Incorporó un motor KDU-414 Vernier para efectuar las necesarias correcciones de rumbo hasta su destino. Un sistema de orientación utilizaba el Sol y la brillante estrella Canopus para mantenerse en el rumbo correcto. Dos paneles solares, de 1,6 X 2 metros y una superficie total de 2 metros cuadrados, se extendían en forma radial desde el cuerpo principal y  suministrarían la energía necesaria. Fue presurizada con nitrógeno a un estándar de 1,2 atmósferas e incluía un sistema de persianas térmicas para mantener la temperatura a unos 30 °C.

El sistema de telemetría abordo fue construido por la oficina de diseño de Riazanskii. Una antena desplegable de alta ganancia de 2 metros de diámetro  operaría en la banda de los 8 - 32 cm. Una antena omnidireccional fue instalada en el extremo de un brazo de 2,4 metros de largo. Sería utilizada durante las operaciones cercanas a la Tierra en una longitud de onda de 1,6 metros.

Los instrumentos científicos que portaba la sonda incluían un magnetómetro, detector de micrometeoritos, trampa de iónes, dos contadores geyger, un espectrómetro y un contador Cherenkov.

La sonda Venera 1. Se distingue la antena desplegable de alta ganancia (mentallandscape.com).

No estaba previsto que esta sonda Venera fuese la primera en alcanzar el planeta Venus. Ese honor debía corresponderle a su sonda gemela Venera 1VA No1, que fue lanzada al espacio el 4 de febrero de 1961. Desgraciadamente, un fallo en la etapa superior del cohete Mólniya 8K78 provocó que la sonda no pudiese salir de la órbita terrestre baja. Sus restos terminarían por caer sobre Siberia el 26 de febrero, donde un niño recuperó el banderín que la nave portaba. El traspié de su hermana abrió una ventana de oportunidad para que nuestra sonda quedase con el trofeo en la carrera por Venus.

La Venera 1VA No2 fue lanzada al espacio el 12 de febrero de 1961, mediante un cohete Mólniya M desde el cosmódromo de Baikonur, en la actual Kazajstán. Despegó una semana después de su gemela, la Venera 1VA No1. Alcanzó una órbita terrestre baja de 229 x 282 kilómetros antes de iniciar el viaje de tres meses hasta su destino. A la sonda le esperaba un largo viaje y el control de misión no tenía experiencia (ni nadie) en misiones de larga duración. Solo existía un largo listado de cosas que podían salir mal y la conciencia de estar abriendo camino al marchar. 

Emblemas soviéticos transportados por la Venera 1. Fueron confeccionados en metal resistente a la corrosión (mentallandscape.com)

Los primeros dos envíos de datos a la Tierra por telemetría se produjeron el mismo día de lanzamiento, cuando la nave se encontraba a una distancia de 30.000 km y 170.000 km. Para ahorrar energía no se intentó ninguna  otra transmisión hasta el 17 de febrero, cuando la nave realizó su tercer y exitoso envío de información desde una distancia de 1.700.000 km de la Tierra, sin embargo, esto sería todo. Había muchas cosas que podían estropearse y efectivamente se estropearon. El control de la misión informó que el sistema de orientación solar se sobrecalentó y falló. El crucial sistema de persianas térmicas tampoco funcionó bien. Después del tercer envío de información los soviéticos perdieron contacto con su sonda, aunque los británicos comentan que su radiotelescopio de Jodrell Bank habría captado débiles señales de la sonda.

Entre el 19 y 20 de mayo, la sonda Venera 1, muda con respecto a la Tierra, pasó a unos 100.000 kilómetros de distancia de Venus, posteriormente entró en órbita alrededor del Sol, donde aún se mantiene. La misión fue catalogada como un fracaso (en relación a su objetivo principal de transmitir información sobre Venus) pero de todas formas realizó algunas contribuciones interesantes. Recabó datos sobre el comportamiento de la magnetopausa y el viento solar en las cercanías de la Tierra, además de confirmar que el viento solar (flujo de partículas proveniente del Sol) se distribuye en forma homogénea por el espacio interplanetario.

Se había dado un paso importante en la exploración de nuestro sistema solar. Los norteamericanos pondrían su parte del esfuerzo cuando la sonda Mariner 2 sobrevoló Marte en 1962 y se transformó en la primera sonda espacial que entregó datos relevantes sobre otro planeta. Los soviéticos no se desanimaron con el traspié y continuaron adelante con el programa Venera, que a la larga produciría notables éxitos.

Cuarto sobrevuelo de Júpiter: Juno sigue sin encender su motor principal.

El jueves 2 de Febrero, la sonda espacial Juno de NASA realizó su cuarto sobrevuelo del planeta Júpiter a una velocidad de 57,8 kilómetros por segundo, maniobra que se produce a una distancia de apenas 4.300 kilómetros del planeta, cuando Juno alcanza el perijovio (mayor cercanía de la órbita al planeta).

Lamentablemente, en esta ocasión tampoco se produjo el encendido del motor principal.

Recordemos que Juno se encuentra actualmente en una órbita preliminar de 4.300 X 8 millones de kilómetros y 53 días de duración. En buen español esto significa que Juno (capturada por la gravedad de Júpiter) da una vuelta completa alrededor del planeta en 53 días. Su órbita es altamente elíptica, pues se acerca al planeta hasta una distancia de apenas 4.300 kilómetros (perijovio) y luego se aleja hasta unos 8 millones de kilómetros (apojovio), entonces la gravedad del enorme Júpiter la jala de vuelta y el ciclo se repite una vez más

El problema es que la misión de Juno fue programada para ejecutar una serie de órbitas científicas: tras su arribo a Júpiter Juno debía pasar a una órbita de 4.300 x 3,5 millones de kilómetros y que tiene una duración de 14 días. Estas órbitas permiten un uso mucho más eficiente del instrumental científico que porta la nave. Para ejecutar este cambio de órbita, el control de la misión necesita -si o si- encender el motor principal de la nave durante 22 minutos, una operación que se conoce como "maniobra de reducción de período" (MRP), pero un problema detectado en dos válvulas del sistema de presurización del combustible han impedido que se ejecute el encendido. Como resultado, Juno sigue dando vueltas en su órbita preliminar. El asunto es bien claro: sin encendido de motor principal no hay órbita científica.

Pueden revisar una entrada anterior sobre los problemas de Juno AQUÍ.

Las órbitas científicas planificadas para Juno.

Scott Boltom, principal investigador de la misión, ha dicho que el asunto carece de importancia, que ellos han obtenido una cantidad enorme de información y que Juno puede continuar su misión de exploración desde su órbita actual. El asunto es discutible: la misión se diseño y construyó pensando en las órbitas científicas, que permitirían el adecuado uso de los modernos instrumentos científicos que la sonda porta. Además, la actual órbita preliminar expone a Juno a los asesinos cinturones de radiación de Júpiter.

Ahora...no todo son lágrimas. Juno realizó su sobrevuelo con todos sus instrumentos operativos. En este caso, su camarita JunoCam, esa misma cámara que fue añadida a última hora y a regañadientes, fue la encargada de captar estas impresionantes imágenes del gigante gaseoso. Pueden ver las imágenes del cuarto perijovio (PJ4) en el sitio web JunoCam.

Sobrevolando el polo sur de la bestia.

Pese a los inconvenientes, no cabe duda de que Juno contribuirá a una mejor comprensión del titán del sistema solar.

La sonda OSIRIS REx en viaje al asteroide Bennu.

La sonda espacial OSIRIS REx (Origins Spectral Interpretation Resources Identification Security - Regolith Explorer) de NASA, despegó el 8 de septiembre de 2016 desde la base de la fuerza aérea de Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Atlas V 411. Es la tercera sonda del programa New Frontiers tras las sondas New Horizons y Juno. Fue aprobada el año 2011 y su misión es traer una muestra de 60 grs. del asteroide Bennu y regresarla a la Tierra el año 2023. El coste total de la misión anda por los 800 millones de dólares, pero sin considerar el vehículo lanzador.

La nave tiene un peso de 2110 kg a plena carga. Su tamaño es de 2,43 x 3,15 y con sus dos paneles desplegados alcanza una envergadura de 6,2 mts. Los paneles solares pueden generar entre 1226 y 3000 watts dependiendo de la distancia de la sonda al Sol. Su misión es extraer una muestra de material del asteroide Bennu (1999 RQ36), un cuerpo de unos 500 metros de diámetro descubierto el año 1993. Bennu es un asteroide carbonáceo de tipo B, con una órbita elíptica de 135 x 210 millones de kilómetros. Su período orbital es de 436,6 días y su inclinación orbital es de 6,035 grados. Un dato de interés es que Bennu está clasificado como un asteroide potencialmente peligroso, de hecho, existe una muy pequeña posibilidad de que impacte con la Tierra el año 2175. Respecto a su nombre, se lo debemos a un niño de nueve años, que ganó un concurso organizado por la Sociedad Planetaria cuando se definió que el asteroide sería el objetivo de la misión. Bennu es un ave mitológica del Antiguo Egipto, relacionada con el dios Osiris.

Concepción artística de la sonda OSIRIS REx desplegando su brazo TAGSAM para obtener muestras del regolito de Bennu (NASA)

Sonda OSIRIS REx (NASA/ Lockheed Martin).

Es la primera misión estadounidense automática de recogida de muestras sobre la superficie de un cuerpo del sistema solar (aparte de las rocas lunares obtenidas por las misiones Apollo). Esta planificado que OSIRIS REx llegue a su destino el año 2018, pero en lugar de viajar en una trayectoria directa se acercará a unos 20.000 km de la Tierra en septiembre de 2017, para realizar una maniobra de asistencia gravitatoria que le permitirá aumentar su velocidad y alcanzar los 6° de inclinación en la órbita del asteroide Bennu.

En septiembre de 2018 OSIRIS REx estará a un millón de kilómetros de Bennu. En ese momento el instrumento PolyCam será capaz de captar imágenes del asteroide. La fecha oficial de llegada es el día 18 de noviembre de 2018, cuando OSIRIS REx se sitúe a unos cinco kilómetros de distancia de Bennu. Los barridos de sus tres cámaras le permitirán identificar unos 12 sitios candidatos para efectuar la recogida de muestras. Está planificada una serie de sobrevuelos a distintas distancias para ejecutar un detallado estudio del asteroide. Finalmente, el año 2019 la sonda encenderá su motor en dos ocasiones para igualar su velocidad con la rotación de Bennu, se acercará al asteroide y extenderá su brazo automático TAGSAM (Touch And Go Sample Acquisition Mechanism), un brazo desplegable de 3,35 metros de largo diseñado para recoger una muestra de regolito que oscilará entre 60 grs. y 2 kilos. TAGSAM disparará un flujo de nitrógeno sobre la superficie del asteroide, que levantará fragmentos del regolito permitiendo su captura. La maniobra debería ser muy breve, apenas unos cinco segundos, en todo caso, el control de la misión dispone de una ventana suficiente de tiempo para intentar la maniobra muchas veces.

Las muestras del regolito se almacenarán en la SRC (Sample Return Capsule) que tiene un peso de 46 kg y fue diseñada para asegurar la integridad de la muestra durante su regreso a nuestro planeta.

La cápsula para las muestras y sus distintas partes (NASA/Lockheed Martin).

Imagen de la cápsula. 

Tamaño de Bennu (NASA)

Órbita de Bennu (OSIRIS REx Project / Dante Lauretta).

Una vez que la muestra esté lista, en marzo de 2021 la sonda se separará del asteroide e iniciará su viaje de regreso a la Tierra. El año 2023 la sonda soltará la cápsula con la muestra, que atravesará nuestra atmósfera a una velocidad de 12,2 km/s. A unos 3.000 metros de altura se abrirá un paracaídas que frenará la velocidad de descenso hasta unos 18 k/h. hasta aterrizar en el estado de Utah. El resto de la sonda reanudará su viaje hasta ponerse en órbita alrededor de nuestro Sol.

Este tipo de misiones son de alta prioridad para la comunidad científica internacional. Estos asteroides son los escombros dejados por el nacimiento de nuestro sistema solar hace unos 4.500 millones de años. La mayoría de ellos permanecen sin alteraciones desde aquellos lejanos eones. Por supuesto, en la Tierra disponemos de los restos dejados por los meteoritos que esporádicamente caen sobre nuestro planeta, pero la entrada por nuestra atmósfera -y las tremendas temperaturas generadas- ocasionan grandes cambio químicos en estos pedruscos, de tal manera que el análisis científico es sobre "un cadáver quemado" más que sobre el impoluto cuerpo original, que además está contaminado por elementos terrestres.

OSIRIS REx no es relamente una misión pionera. La sonda japonesa Hayabusa ya trajo una pequeña muestra del asteroide Itokawa y la sonda Hayabusa 2 debería regresar con otra muestra desde el asteroide Ryugu. La diferencia es que OSIRIS REx debiese superar ampliamente a las sondas niponas en la cantidad de muestra a obtener.

Gaia y sus avances en la elaboración de un mapa tridimensional de nuestra galaxia.

El pasado 14 de septiembre de 2016, la ESA publicó un mapa preliminar de nuestra galaxia que contiene nada menos que mil millones de estrellas, basado en datos recopilados por su observatorio espacial Gaia. El mapa incluye información sobre los movimientos propios de dos millones de estrellas. Veamos todo esto con más detalle.

La sonda Gaia es un telescopio espacial propiedad de la Agencia Espacial Europea. Fue lanzado al espacio el 13 de diciembre del 2013, gracias a un cohete Soyuz ST-B desde el centro espacial de Kourou en la Guayana Francesa.

Gaia está situada en órbita a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en el punto llamado L2 de Lagrange, donde observa todo el cielo 4 veces al día. Está equipada con un sofisticado instrumental ubicado en un resistente toroide de carburo de silicio. Cuenta con dos telescopios separados por un ángulo de 106.5°, cada uno equipado con un espejo principal de 1,7 x 0,7 metros. Estos telescopios actúan en conjunto y dirigen la luz de los lejanos cuerpos hacia una cámara equipada con 106 sensores CCD de 4.500 x 1.966 píxeles cada uno, esto es, una capacidad total de un billón de píxeles. 

Además Gaia es increíblemente preciso, trabaja con el método de paralaje (el cambio aparente de posición de las estrellas debido al movimiento de traslación de la Tierra) y puede definir la posición de las estrellas con un margen de error de apenas 24 microsegundos de arco. Sus penetrantes ojos alcanzan a distinguir magnitudes de entre 22 y 24...formidable.

De modo que Gaia es una compleja y avanzada maquina de exploración, con la fantástica misión de elaborar un mapa tridimensional de nuestra galaxia con las posiciones, movimientos y brillo de 1.142 millones de estrellas. Aunque este número pueda sonar increíble, apenas representa un 1% del total de astros que habitan la Vía Láctea. Sin embargo, representa un salto importante en relación a otras iniciativas semejantes. Por ejemplo, el satélite Hipparcos, lanzado al espacio por ESA el año 1989, "apenas" pudo elaborar un catálogo con las posiciones de 120.000 estrellas mediante el método de la paralaje, y esto después de cuatro años de trabajo. Gaia es cien veces más precisa que Hipparcos, el mapa que está preparando contiene 10.000 veces más estrellas y lo hará en casi el mismo período de tiempo.

Con Hipparcos solo se pudo estudiar un conjunto de 80 cúmulos abiertos, situados a distancias que no excedían los 1.600 años luz. Con Gaia se ha podido escudriñar con gran precisión unos 400 cúmulos, a distancias que alcanzan los 4.800 años luz. Para los 14 cúmulos más cercanos a la Tierra ahora se dispone de información muy detallada, tanto, que se puede observar como la interacción de fuerzas gravitatorias expulsa algunas estrellas miembros del cúmulo, forzadas a iniciar caminos independientes para poblar otros sectores de la galaxia.

El mapa es el siguiente. En la página de ESA pueden bajarlo con mayor resolución. Como se puede ver, incluye algunas galaxias vecinas.

El mapa muestra los resultados obtenidos durante 14 meses de observación, entre julio de 2014 y septiembre de 2015. Contiene la posición exacta de mil millones de estrellas, pero solo se ha precisado la distancia y movimientos propios de dos millones de estrellas (la solución astrométrica Tycho-Gaia, o TGAS). Por otra parte, cerca de 400 millones de estrellas están apareciendo por primera vez en un mapa. En realidad el mapa muestra la densidad de astros a lo largo del plan galáctico, con enormes nubes de gas y polvo que oscurecen la visión. Timoti Tristi -científico jefe del proyecto- precisó "El hermoso mapa que hoy publicamos muestra la densidad de estrellas medida por Gaia en todo el firmamento y confirma la calidad de los datos recogidos durante su primer año de observaciones"

Una de las muchas utilidades prácticas de Gaia tiene relación con la sonda New Horizons de la NASA. En esta entrada explicamos que el próximo objetivo de la nave es 2014MU69, un cuerpo de unos 40 kilómetros de diámetro situado en el cinturón de Kuiper. Las órbitas y propiedades de estos objetos no se conocen en detalle, y se espera que el ojo omnipotente de Gaia pueda ayudar en los cálculos necesarios para que la sonda de la NASA realice su sobrevuelo lo más cerca posible de aquel cuerpo. El sistema solar exterior está poblado por cientos de miles de asteroides y objetos transneptunianos. Se espera que Gaia haga su aporte con nuevos descubrimientos y precisando la naturaleza de los ya catalogados, sin embargo, no es una tarea fácil: la magnitud aparente de muchos de estos cuerpos anda por los 25, suficientemente oscuros para pasar desapercibidos incluso para el ojo biónico de Gaia.

Es interesante destacar que en julio el planeta enano Plutón pasó por el frente de una estrella distante, lo que en lenguaje astronómico se conoce como tránsito. Gaia captó el suceso y permitió a los científicos estudiar aspectos relacionados con la atmósfera de Plutón (New Horizons no desveló todos los misterios). 

La expectativa es que Gaia descubra miles de nuevos exoplanetas, quizá unos 20.000, por los métodos de tránsito y astrometría, pero la cifra permanece sujeta a discusión. También será muy útil para confirmar aquellos que permanecen en la categoría de "planeta candidato".

La expectativa es que Gaia descubra miles de nuevos exoplanetas y confirme la existencia de muchos otros que siguen en la categoría de "candidatos" (Wikipedia).

El mapa contiene 3.149 estrellas variables, de las que 386 son nuevos descubrimientos, muchas de ellas ubicadas en la Gran nube de Magallanes. Las variables de tipo Cefeidas o las RR Lyrae son estrellas que sufren variaciones periódicas en la magnitud de su brillo, útiles faros cósmicos que permiten a los astrónomos precisar la distancia a que se encuentran galaxias lejanas. Utilizando las variables cefeidas fue que Edwind Hubble descubrió que la "nebulosa" de Andrómeda es en realidad una galaxia situada a dos millones de años luz de distancia.

Desde el sistema solar hasta el cúmulo de Híades. Video elaborado con datos entregados por Gaia.

Gaia (ESA)

El tiempo de duración de la misión es de cinco años, que se pueden extender a un total de diez. En ese lapso Gaia observará cada cuerpo celeste unas 70 veces y recabará una cantidad gigantesca de datos. Toda esta ingente masa de información deberá ser procesada antes de extraer conclusiones definitivas. De este análisis se encarga un equipo paneuropeo de 450 científicos e ingenieros de software, conocido como Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos de Gaia (DPAC, por sus siglas en inglés). Se espera que el revolucionario mapa tridimensional esté listo para el 2022, no obstante, la información aportada por Gaia tendrá a los científicos entretenidos durante décadas, porque será fundamental para comprender aspectos claves que están relacionados con el origen y evolución de nuestra galaxia.

Para los astrónomos aficionados existe el sitio web de alertas de Gaia. Se trata de una opción abierta al público general para contribuir con el registro de fenómenos transitorio y variables. Dense una vuelta por el sitio, es muy interesante.

Sin duda Gaia revolucionará la forma y el modo de ejercer la astronomía. La sonda está trabajando a toda máquina, observando unos 50 millones de estrellas al día, proceso que se repetirá durante los cinco años programados para la misión. No se puede dudar que buena parte de la astronomía del futuro estará basada en datos recopilados por la laboriosa nave de la ESA.

Los problemas de la sonda espacial Juno.

Hace unos meses hablamos aquí sobre la sonda espacial Juno y su misión de exploración alrededor del planeta Júpiter. Pues bien, muchas cosas han acontecido en este último tiempo y lamentablemente no todas son buenas noticias.

El día 5 de Julio de 2016 Juno entró exitosamente en órbita polar alrededor del gigante joviano. Efectuó sin problemas su maniobra de frenado, encendiendo su motor principal durante 35 minutos para reducir convenientemente su velocidad y permitir que la gravedad de Júpiter la capturase. En estos momentos se encuentra ejecutando una órbita preliminar de 5.000 kilómetros por 8 millones de kilómetros y un período de 53 días de duración. Sin embargo, esta es una órbita preliminar, que debería dar paso a las 32 órbitas científicas propiamente planificadas por la misión, de 4.000 kilómetros por 3,5 millones de kilómetros y que tienen un período de 14 días. Para conseguir esto el equipo de la misión debe encender durante 22 minutos el motor principal de la sonda, una operación conocida como maniobra de reducción del período (MRP), sin embargo, han surgido problemas con el motor, que hasta el momento se niega a funcionar, con el resultado de que la sonda continuará en su órbita preliminar hasta que los técnicos de NASA decidan que hacer. Al parecer los problemas está siendo ocasionados por dos válvulas del sistema de presurización del combustible, que han mostrado un comportamiento anómalo. 

Hasta el momento la sonda ha alcanzado tres veces el perijovio (mayor cercanía de la órbita al planeta) de su órbita preliminar: los días 27 de agosto, 19 de octubre y 11 de diciembre de 2016. El perijovio es el momento en que debe efectuarse la MRP, pues bien, estaba planificado que durante el perijovio del 19 de octubre la sonda debería encender el motor principal, sin embargo, unas horas antes el control de la misión anunció que abortarían la operación, debido al errático comportamiento de las citadas válvulas.

Para más fatalidad, durante el sobrevuelo del 19 de octubre Juno sufrió una falla en el instrumento JIRAM (Jovian Infrared Aurorial Mapped) que hizo entrar a la sonda en modo seguro. El JIRAM es un espectrómetro diseñado para estudiar la composición de las capas superiores de la atmósfera de Júpiter. El día 24 de octubre los técnicos sacaron a la nave del modo seguro, pero tomaron la decisión de mantener al JIRAM apagado durante el sobrevuelo del 11 de diciembre, a la espera de actualizar el software del equipo. 

También se anunció la decisión de no intentar el encendido del motor hasta recabar más información sobre la situación. De esta forma, la MRP quedaría pospuesta hasta el próximo perijovio, que sucederá el día 2 de febrero de 2017.

Es comprensible la cautela de los encargados de la misión. No se trata de tomar decisiones apresuradas y malograr una sonda que tuvo un costo total de 1.100 millones de dólares. Si algo se descompone no hay forma de repararlo. El equipo debe tomar todos los resguardos, recabar toda la información posible y decidir con calma que es lo mejor para la misión.

El motor principal de la sonda Juno. Dos válvulas del sistema de presurización del combustible han impedido su normal funcionamento (NASA).

Las órbitas científicas de Juno en torno a Júpiter (NASA).

Pero al mal tiempo buena cara...durante el sobrevuelo del 11 de diciembre Juno aprovechó de tomar impresionantes imágenes de Júpiter gracias a su cámara JunoCam.

Vista de uno de los óvalos que forman el "collar de perlas de Júpiter", un conjunto de ocho tormentas situadas en el hemisferio sur del planeta (NASA).

                                          Detalle de la atmósfera de Júpiter (NASA)

JunoCam no estaba incluida originalmente entre el instrumental que portaría la sonda, y solo se la añadió a ultima hora por motivos de relaciones públicas. Debemos recordar que las partidas presupuestarias para la NASA dependen del gobierno norteamericano, y muchas veces las instancias de decisión no comprenden la necesidad de invertir altas sumas de dinero en una nave que ni siquiera podría aportar una fotito para deleite del público general.

¿Qué se viene a futuro para Juno?

El problema con el motor es sin duda un asunto grave. El equipo de la misión intentará el encendido cuando la sonda alcance nuevamente el perijovio el día 02 de febrero. De todas formas Scott Boltom -responsable científico de la misión- salió rápidamente a decir que es factible que Juno complete sus objetivos científicos desde su órbita preliminar, sin pasar a la órbita científica, solo que tomaría el doble de tiempo. Hay motivos para dudar de esta optimista afirmación. Juno debe enfrentar los cinturones de radiación magnética de Júpiter, un enemigo sumamente hostil y destructivo y no hay certeza de que la nave sea capaz de aguantar el tiempo necesario. Veremos como evoluciona todo el asunto, pero hay que ir cruzando los dedos.

La sonda New Horizons camino al cinturón de Kuiper

El 14 de Julio de 2015 (¡como vuela el tiempo!) la sonda New Horizons de la NASA completó la exploración del sistema solar en su "configuración antigua", es decir, alcanzó los confines del espacio donde esta situado Plutón, que antaño era el noveno planeta. Ese día la sonda efectuó un sobrevuelo a una distancia de 12.500 kilómetros, entregándonos una serie de espectaculares fotografías del planeta enano y su cohorte de satélites. El envío de los datos recolectados por la sonda recién finalizó en octubre de 2016, pues las especificaciones del sistema de comunicaciones demandaban un envío lento de los datos. Cerca de 50 trabajos científicos sobre el sistema Plutón-Caronte han sido redactados en base a esta montaña de información.

¿Cuál es la próxima parada de la sonda?

Pues bien, New Horizons continúa su infatigable viaje hacia el llamado "Cinturón de Kuiper", un conjunto de objetos situados más allá de la órbita de Neptuno y del cuál el mismo Plutón es uno de los principales exponentes.

El 28 de agosto de 2015 NASA anunció cuál sería el próximo objetivo de la misión: se espera que la sonda alcance 2014 MU69, a unos ocho mil millones de kilómetros del Sol, esto es, 40 UA (Plutón está a 30 UA). 2014 MU69 es un cuerpo de unos 40 kilómetros de diámetro, pero es difícil saberlo con certeza, debido a la enorme distancia que nos separa y a las engañosas variaciones en su albedo. Para situar a la sonda en curso el equipo de la misión debió efectuar algunas rectificaciones en la trayectoria, y la nave encendió sus motores durante cuatro ocasiones entre octubre y noviembre de 2015, hasta alcanzar el rumbo y la velocidad deseadas, posteriormente la nave será puesta en configuración de hibernación, hasta que en Septiembre de 2017 la "despierten" para activar sus sistemas. Se espera que New Horizons llegué a su nuevo destino los primeros días del año 2019.

Rumbo de la sonda New Horizons (en amarillo) y órbita de 2014 MU69 (en rojo).

Comparación de tamaños entre la Tierra y algunos cuerpos del Cinturón de Kuiper (Wikipedia)

Concepción artística del sobrevuelo de New Horizons por 2014 MU69 (NASA).

Durante el 2016 la sonda no estuvo inactiva, ocasionalmente utilizó su cámara LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) para darle un vistazo a media docena de objetos del cinturón de Kuiper (KBO por sus siglas en inglés). Las observaciones tienen el objetivo de comprender mejor las órbitas y propiedades de estos lejanos cuerpos. Como mencionamos más arriba, entre marzo y septiembre de 2017 la nave será puesta en estado de hibernación, hasta que la despierten para reanudar las observaciones de los KBO gracias a la espectacular cámara LORRI.

2014 MU69 se desplaza sobre el fondo estrellado del firmamento, 1110113Y era su antigua designación al ser descubierto (NASA, ESA, SwRI, JHU/APL, New Horizons KBO Search Team).

Para NASA, que New Horizons efectúe un sobrevuelo de 2014 MU69 es uno de los criterios para declarar a la misión como un éxito total. La pasada por Plutón, por muy histórica y emocionante que haya sido, solo era la mitad de la misión.

¿Qué sigue después?...es difícil decirlo. El objetivo primario de la misión era visitar Plutón y si era posible dos cuerpos más del cinturón de Kuiper, pero es probable que solo se pueda visitar 2014 MU69. La razón es que no se han descubierto otros cuerpos que estén a rango de alcance de la sonda. Por supuesto, la nave viaja gracias a la velocidad que le proporcionó el cohete Atlas V al momento del despegue y la maniobra de asistencia gravitatoria con Júpiter, pero si desea rectificar el rumbo necesita encender sus motores, y la sonda solo porta una cantidad limitada de combustible para esta tarea.

El próximo 19 de enero la nave cumplirá 11 años desde que inició su aventura hacia el espacio. Le deseamos el mejor de los éxitos a esta pequeña emisaria de la humanidad. Cuando yo era un niño leía un viejo libro de la editorial Salvat, publicado en 1971, que hablaba del universo y los planetas de nuestro sistema solar. Aún tengo ese libro, viejo y gastado, pero lo atesoro con cariño, y siempre me emociona llegar al apartado en que hablaba de Plutón: entregaba una serie de datos hipotéticos, cerrando el apartado con esta frase:

"Su aspecto real es una incógnita"

¡Cuántas cosas han cambiado desde entonces!

Las sondas Venera y el infierno de Venus

La historia humana marcó un hito trascendental cuando las botas de Neil Armstrong pisaron por primera vez la superficie de nuestra Luna. Sin embargo, lo cierto es que a esas alturas la exploración del espacio ya había avanzado un trecho. En el caso de Estados Unidos, irónicamente, cosecharon éxitos explorando Venus mucho antes de que pudiesen plantar su bandera sobre el desolado Mar de la Tranquilidad; logros que deben a la "extraordinariamente suertuda" nave Mariner 2. Mientras tanto, los soviéticos estaban enviando andanadas de sondas Lunik sobre la Luna, tratando de anticiparse a los estadounidenses y llevarse el premio gordo de la carrera espacial, pero también mostraban sumo interés por acercarse a uno de los objetivos más cercanos y misteriosos: el planeta Venus.

Este "gemelo" de la Tierra era un objeto enigmático. Cubierto por una gruesa capa de nubes, invisible al ojo indagador de telescopios, era campo fértil para toda clase de fantasías y suposiciones. Algunos creían que la gruesa capa de nubes ocultaba un clima tropical, cálido y con abundantes océanos, donde seres extraños y enigmáticos proliferaban por doquier. Esa era la versión optimista, pero también había científicos que sostenían que Venus era un desierto implacable, barrido por un calor infernal y sin trazas de agua en la superficie.

Los primeros intentos soviéticos por alcanzar Venus datan de 1961, cuando la sonda Venera 1 se internó en el espacio para sobrevolar el planeta. Lamentablemente, siete días después del lanzamiento se perdió contacto con la sonda cuando se encontraba a unos 1,7 millones de kilómetros de la Tierra. La enmudecida sonda pasó a unos 100.000 kilómetros de Venus en Mayo de ese año.

Venera 1, primer inteno soviético por alcanzar el planeta Venus (mentallandscape.com)

Se marcó un hito en la exploración de Venus cuando la sonda estadounidense Mariner 2 realizó un sobrevuelo a 34.773 km del planeta, en diciembre de 1962. No llevaba cámaras, así que no pudo aportarnos fotografías, pero sus instrumentos revelaron algo que ni los más pesimistas hubiesen esperado: Venus era el objeto más caliente del sistema solar (aparte del Sol) pues la temperatura en la superficie andaba por los 415° C y la presión atmosférica debía ser extrema. También se descubrió que el campo magnético de Venus era mínimo, demasiado débil para ser captado por los instrumentos de la sonda.

La Unión Soviética se sintió herida en su amor propio ante el sonado éxito de la modesta nave estadounidense; desde el lanzamiento del Sputnik 1 que estaba a la vanguardia de la exploración espacial y no estaba dispuesta a ceder el lugar. Seguiría adelante con el Programa Venera (Venus en ruso), enviando una serie de sondas que terminarían por cosechar grandes éxitos. 

Aun había incógnitas por responder sobre el planeta, pues muchos científicos dudaban de los resultados extremos obtenidos por la Mariner 2 y atribuían las altas temperaturas detectadas a una condición exclusiva de las capas externas de nubes. Sobrevivía la romántica visión de un Venus exuberante de vida, cruzando una etapa comparable al Triásico terrestre,  o quizá cubierto por un enorme océano donde primitivas células prosperaban gracias a la energía captada del Sol, tanto es así, que los módulos de aterrizaje de las sondas Venera serían diseñados para flotar en caso de caer sobre masas de agua. Otro punto crucial era precisar la verdadera presión atmosférica en la superficie del planeta, que era objeto de debate entre los especialistas 

Se lograron avances cuando, tras una serie de intentos fallidos, los soviéticos estrellaron su sonda Venera 3 sobre la zona de penumbra de Venus, el 1 de marzo de 1966. Fue la primera vez que un objeto construido por el hombre alcanzaba la superficie de otro planeta (en 1959 estrellaron la sonda Lunik 2 sobre la superficie de la Luna, pero debemos recordar que nuestro satélite no cuenta como planeta). Desgraciadamente, el sistema de transmisión falló antes que la sonda pudiese transmitir sus datos hacia la Tierra.

El 12 de Junio de 1967 lanzaron la sonda Venera 4, construida por NPO Lavochkin y primera en internarse por la atmósfera de Venus para transmitir información hacia la Tierra. Venera 4 constaba de un orbitador y un módulo de descenso de 383 kg que debería aterrizar suavemente sobre Venus con auxilio de un sistema de paracaídas de frenado. El módulo quedó rápidamente achicharrado mientras atravesaba la densa capa de nubes a una altura de 25 km, pero alcanzó a transmitir valiosa información sobre la insólita composición química de la atmósfera del planeta, confirmando su alto contenido de dióxido de carbono, su calor sofocante y una presión atmosférica más alta de lo esperado. Los datos de Venera 4 confirmaron los obtenidos por la Mariner 2 y la expectativa de Venus como un confortable gemelo de la Tierra se desvaneció por completo: La temperatura en la superficie andaba por los 500° C y la presión era de unas 90 atmósferas, equivalente a encontrarse a 1.000 metros de profundidad en el océano. El siguiente acto consistía en posar una sonda sobre el hostil mundo, para precisar los datos y obtener una imagen de la superficie calcinada, pero lograr que una sonda sobreviviese el mínimo de tiempo necesario en ese infierno sería una proeza, que implicaría el desarrollo de aleaciones resistentes a las nubes ácidas y electrónica capaz de aguantar el calor  desmedido.

La sonda Venera 4. Abajo se distingue el módulo de aterrizaje, marcado con la sigla CCCP

Módulo de aterrizaje de Venera 4 (mentallandscape.com)

                             Carl Sagan habla sobre la atmósfera de Venus y los hallazgos de las sondas Venera.



La siguiente heroína de la lista sería la sonda Venera 7, cuyo modulo de descenso fue el primer objeto en posarse controladamente (en realidad cayó sobre el suelo a unos 17 mts. por segundo) y transmitir información desde la superficie de otro mundo. El módulo solo alcanzó a sobrevivir unos 23 minutos antes de ser destruido por el calor, la atmósfera corrosiva y las presiones extremas.

Ya se disponía de valiosa información sobre las características de Venus, pero faltaba una panorámica de su superficie, cuyo aspecto seguía siendo toda una incógnita. 

En  Junio de 1975 los soviéticos lanzaron la sondas Venera 9 y 10, con la habitual configuración de orbitador y módulo de descenso, pero también había diferencias importantes: la Venera 9 era casi cinco veces más pesada que los miembros anteriores del programa. El módulo de aterrizaje -con un peso total de 660 kg- estaba protegido por una cápsula esférica de 2,4 metros de diámetro y fue equipado con dos cámaras cycloramic para obtener una panorámica de 360° de la superficie de Venus. Para aumentar su tiempo de sobrevivencia el módulo fue enfriado hasta unos -10° C antes de la maniobra de descenso. Si todo salía según lo planeado el módulo captaría las primeras imágenes de la superficie de un planeta distinto al nuestro.

Módulo de descenso de la Venera 9 (mentallandscape).

El 22 de Octubre de 1975 el módulo de aterrizaje emprendió su maniobra final para posarse sobre la región de Beta Regio con el auxilio de un complicado sistema de paracaídas de frenado que se abría a una altura de 65 km y le ayudaron a disminuir su velocidad al atravesar la densa atmósfera para caer a unos 10 metros por segundo sobre la superficie de Venus (esto de "aterrizaje controlado" es un asunto relativo). Aterrizó sobre una escarpada pendiente cubierta de cantos rodados, que podría ser la pendiente de la formación llamada Aikhulu Chasma. 

Maniobra de descenso del módulo de aterrizaje, auxiliada por un complicado sistema de paracaídas de frenado

Un emisario de otro mundo: concepción artística del módulo de aterrizaje Venera 9 sobre la superficie de Venus, notar la densa capa de nubes, que bloquea parte de la luz solar (Wikipedia).



Las primeras fotografías de otro mundo.

Una vez en Venus, la sonda desplegó sus dos cámaras para captar imágenes en 360° del planeta. Las cámaras estaban adaptadas para resistir las infernales condiciones del planeta, pero desgraciadamente una de ellas se negó a funcionar, y esta es la razón de que solo dispongamos de 180° de panorámica. La foto captada por el módulo es propia de la tecnología de 1975, en blanco y negro, en un entorno espantoso. La imagen fue esta:





Me recuerda las imágenes de mi televisor viejo, pero no se preocupen, las imágenes han sido procesadas con técnicas actuales por Don Mitchell, con un resultado más que satisfactorio.

Imagenes de Venera 9 procesadas.

La ocasión es emocionante, que duda cabe. Fue la primera vez que ojos humanos contemplaron la superficie de otro mundo, de aquel dulce lucero imaginado como la diosa del amor, pero que en realidad podríamos sentar perfectamente en el trono de todos los infiernos.

El módulo de aterrizaje logró transmitir 53 minutos en esas condiciones antes de perder contacto con el orbitador. Es difícil precisar cuanto tiempo más pudo sobrevivir, pero el objetivo principal se había cumplido y los eufóricos científicos rusos continuaron con sus planes.

Tres días más tarde la sonda Venera 10 aterrizó sobre Venus a unos 2.200 km de Venera 9. Transmitió unos 65 minutos antes de perder contacto con el orbitador. También estaba equipada con dos cámaras, pero....fatalidad de fatalidades, otra vez una se negó a funcionar. La imagen captada es la que adjuntamos abajo, una llanura plana igualmente desolada. Al igual que la imagen de Venera 9, fue procesada y mejorada por Don Mitchell, con un resultado espectacular:

Imágenes procesadas de Venera 10 (planetimages.blogspot)

Las sondas Venera 13/14 fueron lanzadas al espacio en 1981 con una diferencia de cinco días. Pesaban casi 100 kg más que sus antecesoras y la electrónica del módulo de aterrizaje se diseño para aguantar por más tiempo las temperaturas extremas del planeta. La principal expectativa estaba en Venera 13, que debía captar la primera imagen a color de la supeficie de Venus gracias a sus cámaras de alta resolución.

Como en las misiones anteriores, el módulo de aterrizaje de Venera 13 atravesó la densa atmósfera con ayuda de paracaídas de frenado, para terminar el último trecho del descenso en caída libre. Esta vez ambas cámaras cycloramic funcionaron a la perfección, entregando imágenes bastante buenas de la superficie venusina, vean:

Imágenes captadas por la Venera 13.

No hay una vista plena del horizonte ocre, pero se puede adivinar la increíble desolación, el suelo lleno de rocas planas y erosionadas bajo una iluminación semejante a un día nublado terrestre. Como ya mencionamos, la superficie de Venus siempre está cubierta por una gruesa mortaja de nubes que, de noche, no dejan pasar la luz de ninguna estrella (la astronomía debe ser una ciencia compleja para un hipotético astrónomo venusino). Parece ser un terreno mucho más antiguo que el visitado por Venera 9, con una mezcla de rocas basálticas y graníticas de la corteza planetaria. 

También se han procesado las imágenes de Venera 13/14, obteniendo unos resultados que nos hacen perdernos en un laberinto de pensamientos, pesadillas y fantasías.

Imagen procesada de la sonda Venera 13 (planetimages,blogspot)

Imágenes procesadas de Venera 13 (Don Mitchell).

Alentados por su éxito los soviéticos continuarían con el lanzamiento de nuevas sondas. Incluso llegaron a planificar el descenso de un rover alimentado por energía eólica sobre el planeta, planes que se fueron a la basura con el hundimiento del bloque soviético a fines de los ochenta.

El ciclo de las Venera cerraría con el envío del par Venera 15/16 en junio de 1983. Su principal cometido era cartografiar la superficie de Venus mediante un radar de ondas. Fueron insertadas exitosamente en órbita del planeta donde permanecieron casi ocho meses. Aportaron datos de una calidad sin precedentes, que revolucionaron nuestra comprensión sobre la geomorfología del planeta.

Venera 15

Luego de esta época dorada la exploración del planeta Venus pasó a un ingrato segundo plano. Las posibilidades de encontrar vida en Venus (vida como nosotros la entendemos), en un ambiente inusitadamente hostil, son prácticamente nulas. Marte ofrece muchas más posibilidades y concita toda la atención de la comunidad científica internacional, más ahora, en que no se descarta que las trazas de metano descubiertas en su atmósfera puedan ser de origen biológico. Además, pensando en un futuro a largo plazo, las mayores facilidades para alojar bases y colonias terrestres las ofrece Marte, y no Venus, mundo que, pese a su hermoso color y brillo sobre nuestros cielos, esconde un verdadero infierno.

Sitios de aterrizaje de las sondas Venera.