Phoenix, un tributo

sábado, 16 de enero de 2021

Las próximas misiones a Marte: Tianwen-1

Estamos a menos de un mes de un nuevo gran desembarco en Marte, y las tres misiones lanzadas siguen progresando sin problemas. Ya en julio del año pasado hablamos de dos de ellas: Al-Amal primero, y Perseverance después. Nos falta la que fue lanzada entre ambas: el proyecto chino. Hemos esperado a tener más información, pero no hay manera. Así, a pesar de todo, toca explicar a qué va, y qué lleva.

Este no es el primer intento de China en llegar a Marte. Hace casi 10 años lo intentó Yinghuo-1, con un pequeño “polizón” que iba dentro del proyecto ruso Phobos-Grunt, tan desgraciadamente perdido. Entre tanto, esta gran nación asiática ha estado dando grandes saltos en su misión lunar, con un total de seis proyectos lanzados entre el 2007 y el año pasado, con la culminación de la misión de recogidas selenita. Esto no quiere decir que se olvidaran del planeta rojo. Tras perder su primer intento, esta vez decidieron hacerlo en solitario, y entre ese tiempo y ahora, han formulado un plan, tan ambicioso como el lunar, para examinar Marte por su cuenta.


La misión casi a punto de llegar es la primera parte del programa. Se la conoce como Tianwen-1, y a diferencia de su antecesora, cuenta con sus propios medios para viajar y llegar a Marte. Podemos entender esta misión como una suerte de combinación de las misiones lunares Chamg’e 1 y Chang’e 3, en que combina la capacidad de estudiar su objetivo desde la órbita, así como desde la superficie, con movilidad. A pesar de que existen grandes bases de datos sobre el planeta rojo, la intención china, antes de ir con objetivos aún más ambiciosos es amasar su propia base de datos acerca del planeta y su entorno. Es a lo que apunta Tianwen-1.

Hasta cierto punto, Tianwen-1 nos recuerda un poco a las misiones Viking de la década de 1970, en que

consiste en un orbitador instrumentalizado, que es a la vez módulo portador para un conjunto de descenso. El orbitador es una estructura hexagonal plana, que no solo sirve de fijación para el conjunto de descenso, sino que alberga en su interior lo necesario para funcionar de manera independiente. Lo más visible en el exterior son sus dos paneles solares, de tres secciones cada uno, y una antena de alta ganancia fija a uno de los laterales de la plataforma. En el extremo opuesto al del módulo de entrada está el motor principal, una única unidad de 7500 Newtons de empuje, muy potente para los estándares del espacio profundo. Puesto que contiene instrumentación de escaneo remoto, es un orbitador estabilizado triaxialmente, y puesto que no sólo se trata del orbitador, contará con los medios para contactar con su elemento de superficie de forma bidireccional. Practicará ciencia usando siete investigaciones: una cámara de alta resolución (2 metros desde 400 km. de distancia), cámara de media resolución (100 metros desde 400 km. de distancia), un espectrómetro de minerales, infrarrojo, un radar subsuperficial (el tercero tras el MARSIS de Mars Express y el SHARAD de MRO), un magnetómetro, un analizador de iones y partículas neutrales y un analizador de partículas energéticas. A plena carga, sólo el orbitador desplaza una masa de 3175 kg. El segundo componente de la misión es un rover. Se basa, hasta cierta medida, en sus hermanos lunares, los dos Yutu,

aunque bien vistos, casi son primos hermanos de los MER. Es decir, cuenta con un sistema de movilidad compuesto por seis ruedas, con un esquema de suspensiones muy similar al ya usado por los anteriores rover marcianos. Una plataforma más o menos rectangular Alberga lo esencial para que funcione, y está cerrada por una tapa que hace las veces de panel solar, del que se despliegan otras cuatro secciones. De la parte superior, también le salen dos apéndices: un mástil para las cámaras, y una antena de alta ganancia direccionable. En el caso del rover, aún sin nombre, la ciencia la entregarán seis indagaciones: un juego de cámaras de terreno y de navegación, cámara multiespectral, detector de composición de minerales (en esencia, un sistema láser similar al ChemCam de Curiosity), estación meteorológica, un detector de campos magnéticos, y un radar penetrador del suelo. La masa de este vehículo es de unos 240 kg., unos 70 kg, más que los MER. Puesto que el peso en báscula de todo el conjunto es de unas cinco toneladas, aún queda masa que contar, que es la que ayudará al rover a descender a la superficie:  el conjunto de descenso, compuesto por el escudo de reentrada y la aerovaina, un gran paracaídas supersónico, y la plataforma de descenso, formada por la plataforma sobre la que descansa el rover, cuatro patas del tren de aterrizaje, potentes motores de descenso, y las rampas que permitirán que el rover descienda a la superficie. Muchos consideran esta plataforma de aterrizaje un lander, pero hay que verla más como las plataformas usadas por los rover lunares soviéticos Lunokhod de los años 1970.


Para elevar tanta masa a Marte, China ha recurrido a su lanzador actual más potente, el CZ-5, o Larga Marcha-5, que en términos de potencia, está más cerca del Proton-M que del Ariane 5. De hecho, este es el escogido para lanzar los módulos de la próxima estación espacial china. El despegue se produjo desde el centro espacial de Wenchang, en la isla de Hainan, el pasado 23 de julio. La inyección estuvo a la altura de lo demandado, y desde entonces, la sonda ha cumplimentado tres maniobras de corrección, a la espera de una cuarta.

En el tiempo desde su lanzamiento hasta ahora ha hecho relativamente poco, más que pruebas, comprobaciones de la instrumentación (uno fue dejado encendido) y un experimento,

cuando, en septiembre, lanzó una cámara al espacio, equipada con dos lentes y conexión Wi-Fi, que obtuvo imágenes del orbitador en el espacio profundo, toda una primicia.

Su llegada a Marte está fijada para el 10 de febrero, un día después que Al-Amal, y usará su motor principal para decelerar y se capturado en una órbita gigantesca (11 días) alrededor del planeta. Luego, durante las semanas siguientes, irá usando de nuevo su motor, en los perigeos de su órbita, para ir reduciendo el apogeo de su trayectoria, al tiempo que comienza operaciones científicas, buena parte de ellas centradas en obtener

imágenes de alta resolución del lugar designado para el amartizaje del rover. Si el plan va según se ha previsto, el elemento de superficie descenderá a Utopia Planitia, al sur de donde amartizó Viking 2, hacia el mes de mayo. Esta región es parte de la mayor extensión de terreno plano del sistema solar, más que los fondos oceánicos terrestres, estando ya al norte de la línea divisoria entre los dos hemisferios, los terrenos altos del sur, y los terrenos bajos del norte. La principal razón de aterrizar allí está en la ingeniería: Utopia Planitia es una zona baja de Marte, y eso significa tener más atmósfera para frenar. Sin embargo, la ciencia ha determinado que es uno de los lugares más interesantes que se pueden estudiar en Marte.


Como casi todo programa marciano, lo que se busca al final es una cosa: vida. Sin embargo, Tianwen-1 no está preparada para ello, sino más bien que está enfocada hacia la obtención de pistas que apoye la tesis, cada vez más clara, de un pasado acuático de Marte. Para ello, la tradicional: mapas, geográficos, mineralógicos, topográficos, además de buscar hielo bajo la superficie, y estudiar el entorno espacial alrededor del planeta. Mientras, en la superficie buscará, a escala microscópica, esas señales minerales, geológicas y geográficas que lleven a eso. Al tiempo que se prueban los medios para una futura misión de recogida de muestras. Una cosa que el rover no será capaz de hacer es ciencia de contacto, carece de brazo robot instrumentalizado que pueda situar sobre las rocas o el suelo.

¿Qué aporta Tianwen-1 a la exploración marciana? A primera vista, nada, pero contar con sistemas como una cámara de alta resolución es un recurso muy valioso en un planeta como Marte, ya que solo el sistema HiRISE de MRO le gana en resolución. El verdadero beneficio potencial lo entregará el rover, porque permitirá estudiar

una amplia región sólo vislumbrada de cerca con Viking Lander 2 a lo largo de 1290 soles. La única pega es que la información de esta misión, como suele ocurrir con sus homólogas lunares, será escasa. Esperamos equivocarnos. Toda la suerte del mundo.

jueves, 31 de diciembre de 2020

Resumen del 2020


Bueno, este 2020 se acaba, y sólo podemos decir una cosa: ya era hora. Creemos que no hace falta decir el por qué. Pero con bichejo o sin bichejo, la actividad no se detiene. El año pasado esperábamos un periodo excitante y, bueno, todo se ha ralentizado. Menos novedades, menos lanzamientos, menos problemas, pero la misma actividad. Un año que empezamos acalorados, con el lanzamiento, el 10 de febrero, de la esperadísima Solar Orbiter rumbo a Helios, a verlo como nunca. Lo prometía, y lo cumplió, porque ya nos ha entregado las imágenes más próximas tomadas a nuestra estrella,dando un descubrimiento: “hogueras”, es decir, llamaradas diminutas. Y esto es solo el anticipo. Para finales del año que viene empezará lo bueno de verdad. Así, se une a la ya brillantísima Parker Solar Probe, con seis perihelios ya a sus espaldas, y lista para un séptimo. ¿Cuál era el siguiente foco de interés? Ah, sí, Marte. Este año prometía cuatro lanzamientos en fila india, pero solo se han producido tres. ExoMars 2020 se ha quedado en tierra dos años más, para solucionar diversos problemas, en particular con sus paracaídas, por lo que no volará hacia su destino hasta finales de septiembre del 2022. El resto, ya en ruta. Primero Al-Amal, elevada desde Japón el día 19 de julio, seguida por la china Tianwen-1, conjunto de orbitador y rover mandados al planeta rojo el día 23 de julio. Sin quedarse atrás, le tocó turno al nuevo rover de la NASA, llamado Perseverance, el 30 de julio. Este trío está a dos meses de llegar, siendo el primero el orbitador de Emiratos Árabes, el próximo ocho de febrero. Sobre lo que ha acontecido allí, diverso. A una atmósfera que brilla en la oscuridad en luz ultravioleta, a una atmósfera que, durante la última tormenta de polvo global, se expandió, facilitando su expulsión al espacio. Y en la superficie, por un lado, una suerte de road trip para Curiosity, y progresos, lentos, para InSight. Este año el rover ha taladrado seis veces en el suelo marciano, ha

escalado, llegando a inclinaciones de 30º (record de misión, no record total) y ahora está en travesía para llegar a una nueva zona de indagación, pasando de explorar minerales de carbonatos a minerales de sulfatos. Teóricamente, ya debería haber llegado, pero se detuvo a taladrar, y tan interesante fue que se quedó mucho más tiempo del inicialmente previsto. El lander, mientras, ha seguido su trabajo de meter el Mole a la profundidad, al menos, mínima de 3 metros. No ha sido tarea fácil: se volvió a salir, y hubo que empujar colocando la pala del brazo robot encima del aparato. Éxito, sí, pero costoso en el tiempo. El Mole ha está bajo la superficie, y enterrado gracias a la pala, ahora hay que esperar a que el subsuelo marciano  colabore. Y sí, ha detectado terremotos. Marte fue tímido al principio, pero cuando se soltó, se lanzó. El temblor más potente registrado apenas supera los cuatro grados en la escala terrestre, pero fue suficiente para localizar su origen, la fracturada región de Cerberus Fossae. Y entonces… se apagó. No el lander, sino el planeta. Fue comenzar la estación ventosa, y la detección de terremotos se detuvo. ¿La razón? Interferencias del viento, incluso en la misma superficie. Este es un año de aniversarios: 15 desde el lanzamiento de MRO, diez del de SDO, pero el más importante es el de los 25 desde el despegue del glorioso observatorio solar SOHO, que

además, añade a su cuenta de cometas un montón más, superando los 4000 descubiertos. Lo bien hecho dura, y más en su caso, tras sobrevivir a lo que tuvo que sobrevivir esta misión impresionante. Y todo esto, con un nuevo ciclo solar, con Helios camino de un nuevo máximo, que no se espera en, al menos, tres años. Este año también ha sido el de los tesoros. El primero en llegarnos nos lo entregó Hayabusa2. Una vez en casa, y desenvuelto el regalo, más muestras de las que esperaban. Habrá ciencia para décadas. También, en un viaje de ida y vuelta a la Luna, Chang’e 5 vio, llegó, retornó, y triunfó. Una de las misiones más complejas jamás lanzada, y una de las más pesadas, culminó con rotundo éxito con el retorno de algo menos de 2 kg. de material selenita. Y todo esto, con Chang’e 4 y Yutu-2 todavía circulando. Sólo nos queda la de OSIRIS-REx, recogida en octubre, pero no la esperéis hasta septiembre del 2023. También hemos tenido novedades de otras parcelas de este rincón cósmico nuestro. Por ejemplo, el “corazón” de Plutón late,  en

Júpiter hay “bolas de naftalina”, y en Venus, estamos más cerca de llegar al meollo de la superrotación atmosférica, y está el descubrimiento (o no) de fosfina en su atmósfera. La fosfina es un elemento precursor de la vida, pero entre unos que dicen que sí está, y otros que no, pues no sabemos qué pensar. Para confirmarlo (o desmentirlo) ya sabéis la solución: ir allí. Además, la propia diosa de la belleza ah sido punto de encuentro para tres misiones: Parker Solar Probe, BepiColombo y la ya mencionada Solar Orbiter. Las tres han aprovechado la gravedad del planeta para manipular sus órbitas, y al tiempo, tomar datos. A estos sobrevuelos se suman el que practicó BepiColombo antes, a la Tierra, mientras el mundo estaba bajo llave. Hay almas que todavía nos hablan, como el de Rosetta, informándonos que su cometa cambia de color con la distancia (rojo cuanto más cerca, azul cuanto más lejos), o que es increíblemente poroso y prístino, o como el de Cassini, que nos enseñó que en el polo norte de Encélado hay una actividad semejante, pero menor, a la que se encuentra en el sur. En

cuanto a lo que hay más allá, diversos apuntes: un exoplaneta en órbita de un sistema binario, no alrededor de una de las dos estrellas, ráfagas de radio ultrapotentes, el cálculo del tamaño del halo de Andrómeda, pero sobre todo, está en dos: la misión de rayos X Spektr-RG y la misión exoplanetaria CHEOPS. El primero nos está entregando datos espectaculares sobre el universo X, los suficientes como para haber formado, hasta ahora, dos escaneos del cielo, quedando seis más. La segunda,  nos ofrece lo que prometió: mediciones ultraprecisas del tamaño de planetas extrasolares, lo que está permitiendo saber cómo son. A esto se añade mediciones similares… de sus estrellas. Como suele decirse, esencia grande en frasco pequeño. La lista de altas de este año es breve: a las tres marcianas, se suma únicamente Sentinel-6A, que continuará la serie de datos de topografía oceánica con mayor precisión que nunca. Deberíamos haber sumado también a SEOSAT-Ingenio y TARANIS, pero un problema con el lanzador Vega lo impidió. Y en la de bajas, solo una, la ya anunciada del observatorio de infrarrojos Spitzer. La más longeva de la historia de la astronomía infrarroja, nos enseñó de todo, desde lo más cercano a lo más lejano, de lo más pequeño a lo más grande, y siempre con calidad. Nos quedan pocos de los viejos guerreros. Pero el año que viene llegarán nuevos, y también nos asombrarán. En la ISS, nueva época, cuando, el 30 de mayo, se lanzó una nave Dragon, la Endeavour, y esta con tripulación de dos astronautas. Y por si no fuera poco, en octubre la nave Resilience, con cuatro, ya en misión oficial, elevando la dotación del complejo a siete, la cifra

proyectada originalmente. Ya se nos olvidaba: finalmente, la astronauta Christina Koch batió el record de permanencia en el espacio para una mujer en una sola misión, con 328 días. Un triunfo. No podemos acabar sin mencionar el delito de dejar morir de sus heridas al radiotelescopio de Arecibo, cuya estructura suspendida se desplomó sobre el plato, destrozándolo casi por completo. La mejor herramienta en el estudio de asteroides cercanos a la Tierra, y la abandonan a su suerte. Y todo lo que nos espera el 2021: Marte más jungla que nunca, con la llegada de los lanzados este verano, la nueva misión de Hayabusa2, las operaciones conjuntas de Parker Solar Probe y Solar Orbiter, BepiColombo  y su deambular, y lanzamientos, como el de las misiones asteroidales DART y  Lucy, la misión de rayos X IXPE, y la más esperada de la década, el gran observatorio espacial James Webb. Y estaremos aquí para relatarlo.

Ventana al Espacio (CXXXI)


La región de formación estelar DR21, desde Spitzer.

miércoles, 16 de diciembre de 2020

Sopa de satélites pequeños (y II)

Podemos decir que nos hemos dejado lo mejor para el final. Anteriormente hemos hablado de los satélites pequeños mejor conocidos, o así, de Júpiter, Urano, Neptuno y Plutón. Claro, falta Saturno, y es que no solo aquí tenemos cantidad, también, y especialmente, calidad.

Pastoreando los anillos

Son 82 los satélites que rodean al señor de los anillos, algunos son asteroides capturados, otros, acumulaciones de material dentro de los anillos. Además de los principales, ya relatados, hay satélites pequeños a montones y, lo mejor, muy cerca de los más grandes, lo que les hizo muy accesibles a Cassini, consiguiendo llegar tan cerca, que no cabe duda de cómo son. Vayamos a ellos.

El primero digno de mención es Pan. Descubierto en 1990 gracias al análisis de imágenes de Voyager 2, es uno de los satélites pastores de los anillos de Saturno. Orbita dentro del Hueco de Encke dentro del anillo A a una distancia de Saturno de 133.600 km. aproximadamente, tardando algo más de 13 horas en terminarla. Es un tanto pequeño (34.4 x 31.4 x 20.8 km.), es muy poco denso (0.42 g/cm3), y es, sin duda, de los de forma más intrigante. Los hay que lo comparan con una nuez, otros, con una empanadilla, y otros, con los ravioli. El caso es que, de algún modo, a capturado a su alrededor un material que hace que parezca estar rodeado por un anillo sólido. Su superficie está surcada por lo que parecen fisuras, aunque más parecen terrazas que se entrecruzan. Sí, tiene cráteres, aunque son diminutos. Por si faltara poco, además es fuente de un minúsculo anillo dentro del propio Hueco de Encke. El siguiente, Daphnis, también es un satélite pastor del anillo A, y 
se encuentra empotrado dentro del Hueco de Keeler. Daphnis fue descubierto gracias a las imágenes de Cassini en el 2005, orbita a Saturno a una distancia media de 136.505 km., que la recorre en algo más de 14 horas. Es diminuto (8.6 x 8.2 x 6.4 km) y, aunque parece tener también el reborde que exhibe Pan, es mucho menos pronunciado. Más allá de ahí, su superficie parece ser bastante regular. Su presencia la delató los efectos gravitatorios que provoca en los bordes de los anillos por donde pasa, levantando acumulaciones de las partículas de los anillos mientras avanza. El siguiente, Atlas, parece un primo hermano de Pan. Rodea a Saturno a una distancia aproximada de 138.000 km., pastoreando el anillo A desde el exterior. También encontrado mediante
imágenes de las Voyager, Cassini lo vio tener una forma casi de platillo volante, con una forma central más bien esférica rodeada por un reborde ecuatorial, formado tal vez por la acumulación de partículas sacadas de los anillos. Sus medidas son de 40.8 x 35.4 x 18.8 km., y como sus compañeros, su rotación coincide en tiempo con su órbita. Su densidad, algo mayor a la de Pan, pero no demasiado. Su órbita es algo caótica, afectado por la gravedad de varios compañeros exteriores. Prometeo es el siguiente, siendo también descubierto por imágenes de Voyager 1. Situado a 139.400 km. de Saturno, bordea por el interior al anillo F, 
pastoreándolo de forma visible. Es ya cosa seria, con unas dimensiones de 135.6 x 79.4 x 59.4 km., contando con una superficie en la que los cráteres son evidentes (algunos de hasta 20 km. de diámetro), pero parecen estar como desgastados, erosionados. Es como si algunos hubieran sido rellenados, dejando apenas los bordes sobresalientes, además de mostrar riscos y valles en algunas zonas. Perturba al anillo F creándole todo tipo de formas retorcidas y anudadas, ayudando así a mantener las partículas en su sitio.  En el otro extremo del anillo F está Pandora, también localizado usando imágenes de Voyager 1. Orbitando a 141.720 km. del planeta, su superficie (medidas: 104 x 81 x 64 km) está mucho más marcada, con algunos cráteres poco profundos, el más prominente de 30 km. de diámetro, acompañados por riscos y surcos. Tampoco es demasiado denso, como los anteriores, aunque es muy brillante (albedo: 0.6), y entre esto, parece ser un cuerpo helado muy poroso.

Pandora

Los dos siguientes vienen a pares. Situados a 151.400 km. aproximadamente del planeta, Epimeteo y Jano han sido frecuente confundidos entre sí. Así, mientras Epimeteo se atribuye a Richard Walker, descubriéndolo en diciembre de 1966, Jano fue visto por primera vez en las mismas fechas por Audouin Dollfus. Los dos fueron 
Epimeteo
registrados por primera vez por Pioneer 11 en septiembre de 1979, para después las Voyager confirmar su presencia. Ambos son irregulares (Epimeteo 129.8 x 114 x 106.2 km, Jano 203 x 185 x 152.6 km), poseen albedos similares, muy brillantes, superiores al 0.7. Ambos están extensamente craterizados, si bien Jano parece ser el de superficie más vieja. De hecho, Epimeteo parece mostrar más rasgos superficiales más allá de los cráteres, con zonas más suaves y oscuras, en comparación con otras más fracturadas de color amarillento. Además, su polo sur parece poseer los restos de un gran impacto, dándole una forma aplanada en esa parte. Aunque ambos forman también un pequeño anillo de 5000 km. de ancho, también pastorean el anillo A desde la distancia. No parece que vayan a colisionar nunca, aunque apenas les separan 50 km. entre una órbita y otra. Todos estos satélites orbitan entre sí en resonancia, algunas de ellas un poco locas.

Jano

Pasando por fin uno de los satélites mayores, Mimas, llegamos al diminuto Methone. Localizado por Cassini a un mes de llegar a la órbita de Saturno, orbita alrededor del planeta a 194.440 km., tardando poco más de un día en terminar una vuelta. Aunque es extremadamente diminuto (3.88 x 2.58 x 2.42 km.) lo que llama la atención es que no tiene nada. No hay rasgos superficiales, no hay marcas, hendiduras, cráteres, surcos, huecos… es una gran nada. Lo único que se diferencia son los dos tonos en la superficie, uno más oscuro en su centro y otro más claro en sus bordes. Lo cierto es que se parece más a un huevo en el espacio que a otra cosa. En cuanto a su trayectoria, está en resonancia 14:15 con Mimas. Hay dos lunas más exteriores que Methone (Anthe, a 198.000 km., y Pallene, a 212.300 km. de Saturno) de las que, aunque se sabe poco, apenas el tamaño, se sospechan que pueden ser primas hermanas de Methone. Ahora nos distanciamos 
más, a unos 294.619 km. del planeta, para encontrarnos con Tetis. No vamos a hablar de él, sino de sus dos acompañantes. Porque este gran satélite cuenta con dos satélites pequeños coorbitales, aunque sería mejor calificarles de satélites troyanos. 60º por delante de Tetis, en el punto de Lagrange L4 está Telesto. Descubierto mediante observaciones basadas en Tierra en abril de 1980, posee unas medidas de 32.6 x 23.6 x 20 km. y muestra una superficie casi lisa, como si la hubieran lijado o si estuviera rellenada por polvo. Esto ha debido de borrar los cráteres más pequeños, aunque los más grandes prevalecen, habiendo también algunas rocas de tamaños interesantes. En el otro 
extremo está Calypso. Encontrado un mes antes que Telesto, se sitúa en el punto L5 de la órbita de Tetis. No mucho mayor (30.2 x 23 x 14 km.), ofrece una superficie llana, con algunos accidentes destacables, como surcos y algún cráter un poco desgastado. Lo que llama la atención es que parece haber evidencias de flujos de material, descendiendo desde la porción central superior y extendiéndose no solo hacia abajo, también a derecha e izquierda. La razón, un misterio. Tal vez venga de un gran cráter que enseña con orgullo precisamente en la zona central superior.

Llegamos al final del viaje, deteniéndonos en la órbita de Dione que, como Tetis, también cuenta con satélites troyanos. Los tres orbitan Saturno a 377.400 km. de su capa superior de nubes. En su punto L4 se 
encuentra Helena. Vista por primera vez en marzo de 1980, tuvo que ser Cassini quien nos lo mostrara, como en los casos anteriores, dejándonos boquiabiertos. De dimensiones medias (43.4 x 38.2 x 26 km.) muestra una de las superficies más misteriosas. Como Calypso pero en grado superlativo, una de sus caras muestra evidencias notables de flujo de material, formando visibles y profundos surcos que irradian desde un punto central, tal vez un cráter o una depresión, y extendiéndose en abanico casi como si se tratara de deltas de ríos. También hay altos riscos, cráteres prominentes aunque poco profundos, y lo que algunos entenderían como una cuenca de impacto en la parte superior. Con Helena, Cassini realizó, tal vez, el encuentro más cercano con un satélite menor de toda su misión. Y en el otro extremo, en el L5, está Polydeuces, pero no parece tan interesante. Aunque fue descubierto por Cassini a los pocos meses de llegar, no tuvo oportunidad de verle 
tan bien como a Helena, al ser un objeto diminuto, de 3 x 2.5 x 2 km. Lo que ha llamado la atención es que si bien la posición del satélite no es fija en los 60º tras Dione, como en el resto, es el que más deriva, pasando de 33.9º en el punto más cercano a 91.4º en el más lejano, en un periodo “orbital” que dura casi 791 días. Por la forma percibida, además, parece ser relativamente esférico. Hay más satélites, cierto, pero los siguientes están ya tan lejos, orbitan de formas tan raras, que llegar a ellos es extremadamente complicado. Tal vez algún día se haga.

Mucho de esto se lo debemos a Cassini y su extensa misión, y en especial a los últimos meses, el llamado Grand Finale, que aproximó la gran sonda más cerca que nunca de los anillos y del planeta, capturando parte de las vistas que nos han permitido redactar esta entrada. Aún soñamos con que se haga algo como esto en Urano y Neptuno… En fin, variedad de formas, tamaños y tipos de superficie. ¿Quién quería más?

sábado, 14 de noviembre de 2020

Misión al planeta Tierra: Sentinel-6A

Puede que para algunos esta sea una entrada repetitiva, pero no lo es. El estudio de los océanos es cada vez más importante, y cuantos más datos, mejor sabemos lo que ocurre. Entre los datos que se continúan recopilando está el de la topografía oceánica: la vigilancia del cambiante nivel del mar, afectado por las corrientes, el deshielo, y fenómenos como El Niño o La Niña. Como se recordará, el estudio sistemático de la topografía oceánica arrancó en 1993 con la misión conjunta NASA/CNES TOPEX-Poseidon, recibiendo su continuación con Jason 1 en el 2001, luego con OSTM/Jason 2 desde el 2008, y más tarde, en el 2016, con Jason 3. Desde la tercera misión, las agencias
involucradas han ido aumentando, con las agencias medioambientales NOAA y EUMETSAT involucrándose para hacer de estas misiones no sólo científicas, también operacionales, para usar la información generada para pronósticos oceánicos, meteorológicos y climatológicos. Claro, con el lanzamiento del último, ya se ha visto que, a pesar de las mejoras introducidas, este sistema, que data de finales de la década de 1990, está obsoleto. Por supuesto, no son los únicos satélites que vigilan la topografía oceánica; allí han estado o están todavía ERS-1 y ERS-2, Envisat, SARAL-AltiKa, CryoSat-2 y, más recientemente, los dos satélites Sentinel-3, que cuentan con altímetros radar muy similares a los de los satélites Jason. Sin embargo, la referencia siguen siendo ellos, con su órbita situada a 1336 km. de altitud, inclinada 66º. Por ello, antes de situar en órbita al último, la comunidad oceánica presionó para diseñar satélites nuevos que continuaran con la base de datos, lo que llevó a la nueva serie Jason-CS, es decir, Continuidad del Servicio. Dada la mayor importancia de estos datos para el estudio del sistema terrestre y su impacto con el cambio climático, solo era de esperar que la Comisión Europea, por vía de la ESA, entrara a cooperar con estos nuevos satélites. Tras nuevas deliberaciones sobre los méritos de los nuevos satélites, sobre si cambiar la órbita o dejarla como está, y las distintas participaciones, finalmente la participación de la ESA en el proyecto hizo que entrara inmediatamente en el catálogo de misiones del programa Copernicus, como Sentinel-6.

Conocidos con su doble nomenclatura de Jason-CS/Sentinel-6, recientemente es esta última la que ya se acepta como única válida. Por ello, la nueva serie de satélites es, como las anteriores, de dos satélites, salvo que no orbitarán en constelación como los Sentinel-1, Sentinel-2 y Sentinel-3, sino que seguirán la fórmula Jason, con el segundo esperando varios años para reemplazar al anterior y continuar recopilando datos, asegurando así la continuidad de la base de datos durante, al menos 10 años más.

¿Sigue siendo importante vigilar la topografía oceánica? Sí, porque los datos siguen mostrando un ascenso, pequeño pero notorio, del nivel del mar. Desde que se empezaron a tomar estas medidas en 1993 hasta hoy, el nivel del mar ha crecido 3.2 mm. al año de media, pero escondido tras esta cifra está el hecho que, en los últimos años, el ritmo de crecimiento ha aumentado. Por ello, continuar recabando esta información es cada vez más importante.

Para Sentinel-6 se ha encargado un nuevo diseño de satélite, que debe aunar la capacidad de albergar una carga útil notable y mantener una precisión y estabilidad lo suficientemente buenas para que el altímetro radar tome mediciones fiables. La encargada del diseño general de los nuevos satélites ha sido Airbus Defence & Space de Alemania, asentándose en la arquitectura, particular y ya probada, del satélite glaciológico de la ESA CryoSat-2. Por ello, se trata de una plataforma rectangular, de 2.35 x 4.17 x 5.30 metros, y como del satélite del que deriva, posee esa curiosa forma de techo a dos aguas, que es donde se sitúan las células solares. Todo lo esencial para funcionar está situado en su interior, como el ordenador, usando un procesador ERC32 como núcleo, usado para las operaciones de a bordo, y conectado a un grabador de estado sólido de 352 Gb. de almacenamiento; el sistema de comunicaciones, con sistema dual 
con banda-S (transmisión de comandos al satélite y uso de emergencias, usando antenas omnidireccionales) y banda-X (transmisión de datos a alta velocidad, una única antena de haz estrecho); sistema de control de actitud, usando lo habitual (unidades de referencia inercial, escáneres estelares, sensores solares, ruedas de reacción y sistemas de descompensación magnética, receptores de GNSS); sistema de propulsión (con dos juegos de cuatro propulsores poco potentes para maniobras orbitales, más un tanque con capacidad de 230 kg. de combustible); generación de energía (dos paneles de dos secciones cada uno, con la sección inferior desplegable tras el lanzamiento mediante métodos pasivos, alimentando los sistemas de a bordo y cargando baterías de ión-litio); y control termal (radiadores, calentadores eléctricos, mantas multicapa y espejos). La carga útil se centra en los siguientes aparatos. Poseidon-4 es el instrumento principal. Es un altímetro radar muy evolucionado con respecto a los de los anteriores Jason, ya que la experiencia acumulada en el desarrollo de los sistemas de CryoSat-2 ha permitido generar un sistema que no solo trabaja como uno convencional, sino que también dispone de capacidad de SAR (radar de apertura sintética). Trabaja en dos frecuencias (banda-Ku y banda-C), y se ha fabricado con la 
capacidad de funcionar en sus dos modos de forma simultánea, lo que permite alcanzar resoluciones de medición de hasta 300 metros. Si bien anteriores generaciones del radar permitían medir la distancia entre el satélite y la superficie marina con exactitudes de dos centímetros, el nuevo baja esa cifra a menos de 1.5 cm. La intención es cubrir el 95% de los océanos del mundo cada 10 días. La antena parabólica de emisión y recepción, de 1.2 metros de diámetro, se encuentra en la parte inferior, para apuntarla directamente en la vertical hacia la Tierra. El segundo, y también básico, es el AMR-C, el Radiómetro de Microondas Avanzado-Clima. Situado en el extremo delantero del satélite, cuenta con una antena de 1 metro de diámetro y todo el sistema de recepción. Es un refinamiento más de los radiómetros de microondas que la NASA ha ido situando en los 
satélites de topografía oceánica desde TOPEX-Poseidon, pero cada vez más miniaturizado y preciso. Se trata de un aparato pasivo, cuya tarea, usando sus tres canales de medición, es calcular la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, ya que este gas puede retrasar la recepción de los pulsos de radar del altímetro, interfiriendo con sus mediciones. Con respecto a los anteriores, aquí se incluye, como experimento, un radiómetro de alta resolución, instalado en el mismo paquete, y que trabaja en tres frecuencias distintas más altas, con respecto al otro, cuyo objetivo es mejorar las mediciones en zonas costeras. Mientras que el radiómetro normal cubre áreas de 25 km., el nuevo experimental observará zonas de entre 3 y 5 km. Como en satélites anteriores, también cuenta con equipo de geolocalización para situar geográficamente las mediciones obtenidas. El primario en este sentido es DORIS, Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrado por Satélite, que no es más que un receptor de radio para aceptar las señales transmitidas de una red de estaciones terrestres formada por 55 localizaciones repartidas por todo el mundo. Recibe dos tipos de señales, en banda-S y en VHF, y calcula el tiempo que tarda en recibirlas usando el principio Doppler al variar su frecuencia durante el tránsito desde su emisión hasta su recepción. Este sistema puede localizar el satélite con márgenes de error inferiores 10 cm. Otro 
componente básico es el sistema de receptores de GNSS. Ahora son capaces de aceptar señales de los sistemas GPS y Galileo, y hacerlo en varias frecuencias. Estos receptores se les denomina POD, por Determinación de Órbita Precisa, y su misión es precisamente esa, fijar la posición del satélite en relación al suelo con exactitudes inferiores a los 10 cm. Y pare terminar, LRA, el Conjunto de Retroreflectores Láser. Otro aparato pasivo, es idéntico al de misiones anteriores, y sirve de objetivo para los transmisores láser distribuidos por el mundo. Al calcular el tiempo que tardan las señales en ir y volver se pueden obtener mediciones muy precisas de la localización del satélite. Un último experimento se ocupará, como los satélites GRACE-FO, de sondear la atmósfera. Son los receptores GNSS-RO, o de Radio-Ocultación. La intención de este sistema es analizar las distorsiones que la alta atmósfera provoca en las emisiones de radio lanzadas por los satélites de GNSS para así calcular parámetros como temperatura, presión, contenido de agua, entre otros. Para ello cuenta con tres trabajando al unísono, uno en la parte superior junto a los de POD, y otros dos, uno en la parte frontal, otro en la trasera, para recibir las señales provenientes desde el limbo terrestre que atraviesan la atmósfera. No solo capturará señales de GPS y Galileo, también será capaz de recibir las del sistema ruso GLONASS, y hacerlo con múltiples señales al mismo tiempo. Su masa total en el momento del lanzamiento será de 1440 kg.

El que se ha de lanzar en breve es Sentinel-6A y, en reconocimiento a la labor ejercida a lo largo de los años acerca de la investigación oceanográfica, también ha recibido el sobrenombre de Michael Freilich, científico de la NASA recientemente retirado, que contribuyó en hacer de esta misión una realidad. En cuanto a su gemelo, Sentinel-6B, no se espera hasta al menos el 2025.

El escogido para situarlo en órbita es el Falcon 9 de SpaceX, que ya lanzó el anterior, con éxito. El lanzamiento se producirá desde la base californiana de Vandenberg el día 21, apuntando a la misma órbita que el resto de la familia: 1336 km., polar, inclinada 66º con respecto al ecuador, sin sincronización con el Sol. Todo para seguir la base de datos, que lleva acumulándose a lo largo de prácticamente 28 años.

Su misión será sencilla: continuar allí donde lo han dejado los demás. Eso significa cubrir el 95% de los océanos cada 10 días proporcionando datos sobre la topografía oceánica que lleven a extraer información sobre la circulación oceánica, velocidad del viento en superficie, altitud de las olas, seguir eventos extremos como huracanes o El Niño, vigilancia de las rutas de navegación, emisión de alertas para las actividades costeras o
de alta mar, especialmente la pesca, etc. Y cuanto más, mejor.

Hablando de mejor, la NASA y CNES llevan años trabajando en una misión que irá todavía más allá. Llamada SWOT, contará con un sistema de SAR interferométrico, junto con sistemas ya conocidos como un altímetro tipo Jason y sistemas de geolocalización, todo para mejorar todavía más la precisión de las mediciones oceanográficas, pero además ampliará esto a cuerpos de agua interiores, como ríos y lagos, así como humedales. Su lanzamiento, para el año que viene. En fin, esto no descansa.