Ventana al Espacio (XXVIII)

La región Rho Ophiuchi, desde WISE

Titán misterioso

Es la luna número 22 de Saturno en orden de distancia, la segunda por tamaño, del sistema solar, y única en cuanto a geografía y atmósfera. El satélite gigante del señor de los anillos ha sido y será un lugar para soñar, en el que se han ubicado numerosas novelas de ciencia-ficción. Pero pese a que mucho se ha teorizado, hasta la llegada del tándem Cassini-Huygens el 30 de junio del 2004 a la órbita de Saturno, no hemos empezado a saber cosas a ciencia cierta.

El 25 de marzo de 1655 Christiaan Huygens fue el primero que lo observó, y desde los satelites galileanos de Júpiter, era el primero que se encontraba. La siguiente pincelada nos la dio en 1908 Josep Comas i Solà, al teorizar que allí había una atmósfera considerable, algo que confirmó Gerard Kuiper en 1944 (a menudo se dice que fue Kuiper quien lo descubrió, eso importa poco). En la era de las sondas espaciales fueron tres sondas las que se acercaron antes de la importantísima misión actual.

Pioneer 11, lanzada en 1973, alcanzó Júpiter en diciembre de 1974, y aprovechando el tirón gravitatorio del planeta, se puso en ruta hacia Saturno, a donde llegó el 1 de septiembre de 1979, pasando a 21.000 km. de la capa de nubes ecuatorial del planeta. Además de adquirir imágenes de Saturno y de sus anillos, consiguió las primeras tomas de Titán, además de transmitirnos los primeros datos de temperatura del satélite, declarándola poco apta para la vida debido a su bajísimo registro (-180º C). Al año siguiente, el 12 de noviembre Voyager 1 pasó por Saturno, y sobrepasó Titán a una altura de unos 10.000 km. del satélite. Con gran chasco para sus controladores, las cámaras de la sonda solo pudieron contemplar un objeto frío, cubierto totalmente por una gruesa capa de nubes anaranjadas. Desde ahí la sonda se desvió hacia el espacio profundo. Voyager 2 alcanzó Saturno el 26 de agosto de 1981, y esta vez se decidió, debido a la decepción de un año antes, pasar olímpicamente de Titán para así aprovechar la asistencia gravitatoria del planeta para lanzarse hacia los otros gigantes de gas. Aún así obtuvo nuevas postales, desde varios millones de kilómetros, definiendo algo mejor las bandas de nubes que pueblan el satélite. Hasta la llegada de la Cassini, tuvimos que conformarnos con soñar.

Tras un periplo de 7 años, el tándem Cassini-Huygens entró en órbita de Saturno, y dos días después, el 2 de julio de ese año, pasó a 328.000 km. de Titán. Utilizando la visión infrarroja de las cámaras de Cassini obtuvimos las primeras vistas de la superficie del satélite gigante. Sin embargo, al igual que en Venus, la única forma de ver claramente la superficie de Titán (aparte de hacer bajar una sonda con cámaras) es usar un radar. Cassini está equipada con una antena principal dotada de radar, o SAR (radar de apertura sintética), capaz de transformar las ondas de radio que refleja la superficie en una imagen clara. Natularmente este es el instrumento clave de la misión.

El primer sobrevuelo oficial (TA) ocurrió el 24 de octubre del 2004, y fue el primero en el que se usó el SAR, y observó pocos terrenos altos, estructuras peculiares y formaciones circulares no calificables como cráteres. Otro momento importante fue el descenso de Huygens, que se realizó el 13 de enero del 2005, aterrizando en la región ahora conocida como Adiri, sorprendiéndonos al observar durante su descenso cauces de ríos y una línea de costa muy clara. Fue la primera vista de un mundo asombroso, y que todavía guarda innumerables secretos.

Vayamos por partes. Su atmósfera está formada en su mayoría por nitrógeno, acompañada por metano y otros gases exóticos, tales como el etano, acetileno, y otros hidrocarburos. La luminosidad en superficie es muy superior a la que existe en la Tierra los días de Luna llena (fuera de las ciudades naturalmente). La presión atmósférica es mayor incluso que la marciana, y posee nubes de metano. En realidad el metano cumple la misma tarea que el agua en la Tierra, es decir, llueve sobre Titán, erosiona la superficie, corre por ella y hasta se evapora, regresando a la atmósfera. Además, numerosas partículas orgánicas se forman en la atmósfera, convirtiendo ese entorno en una especie de laboratorio. La descomposición del metano atmosférico a causa de la luz ultravioleta solar es la causante del color anaranjado visto por las Voyager. Además, gracias a la cámara que equipaba Huygens se observó una persistente niebla que se despeja a 55 km. de la superficie. Observaciones de Cassini han sentado las bases de que en Titán existe un fenómeno de superrotación, como en Venus. Según la zona de la atmósfera en la que se encuentre, las nubes son más espesas o menos. Las más gruesas están en los polos, aunque alguna vez se han visto nubes gruesas y concentradas en las zonas ecuatoriales, y tras su paso, cambios significativos en la superficie. Titán posee estaciones, que duran lo que tarda Saturno en orbitar al Sol, es decir, 29'44 años.

Titán dista de Saturno 1.221.870 km. de media, y tarda 16 días tanto en rodear al señor de los anillos como en dar una vuelta sobre sí mismo. Está cerca de uno de los límites del campo magnético saturniano, y se encuentra permanentemente atacado por las partículas del viento solar que emite el Sol. Tal vez sea el responsable de la gran pérdida de átomos de nitrógeno detectada por Cassini. Su estructura interna, es similar a la de la luna joviana Calixto, al tener un interior sin núcleo, siendo sustituido por un interior formado por hielo y roca, desde los 500 km. de profundidad hasta el centro mismo del satélite.

En cuanto a la superficie, es particularmente lisa. Son pocas las zonas que sobresalen, pero la que es quizás más alta, rugosa y áspera es Xanadu. Situada en el ecuador, es una placa continental con montones de cañones, cauces secos y montes erosionados. Lejos de Xanadu hay inmensos campos de dunas, quizás formados por partículas de hidrocarburos congeladas. Huygens aterrizó en Adiri, en la desembocadura de un cauce seco, y está rodeada por miles de bloques de rocas de hielo e hidrocarburos, y bajo ella hay una capa congelada de hidrocarburos, como si fuera alquitrán solidificado. La arena también está formada por partículas congeladas de hidrocarburos. Los cálculos realizados que las reservas de éstos que hay en Titán superan en cientos de veces los depósitos naturales de petróleo y gas de la Tierra. Pocos son los cráteres que posee, muchos probablemente borrados por la erosión que reina allí. El más grande es Menrva (antes Circus Maximus), con un diámetro de 440 km. de diámetro, superando al Odiseo de Tetis como la segunda estructura circular más grande del sistema solar. Buena parte de los bordes del cráter se encuentran erosionados, por lo que es una cicatriz vieja. Sinlap, de 80 km., tiene pinta de ser más reciente, al mostrar perfectamente su forma, aunque es poco profundo. Antes incluso de la llegada de la misión, se sospechaba de la existencia de mares, de muy diversa forma. Unas decían que era una copia de la Tierra, otras, que era un mundo completamente líquido. La realidad es esta: Existen lagos en Titán, y éstos se concentran en los polos, es decir, donde las nubes son más espesas. Los más grandes hasta el momento están en el norte, siendo el Kraken Mare el mayor de todos (con un tamaño superior al del lago Superior terrestre). En el sur, está quizás el más activo, el Ontario Lacus, de 234 km. de largo. Durante los acercamientos, éste ha sido observado con asiduidad, descubriendo que ha bajado 1 metro su nivel, tal vez a causa de la evaporación.

Siguiendo con la superficie, ésta ha sido vista tanto por las cámaras ISS y VIMS (en infrarrojo) y por el SAR, y la diferencia entre un método y otro es bastante abismal. A pesar de que con el infrarrojo se revelan los accidentes más importantes y se obtienen visiones generales de la superficie de Titán, es el SAR el que nos despeja las dudas. Hay un punto bastante enigmático en cuanto a los procesos geológicos. Tras observar varias regiones a base de radar, se ha teorizado que en Titán existen criovolcanes (es decir, volcanes fríos, que expulsan agua mezclada con amoniaco, actuando de manera idéntica a la lava), y hay al menos tres candidatos (antes había cuatro, pero imágenes de radar han confirmado que no es más que una mesa en medio de un campo de dunas). Son Ganesa Macula, Sotra Facula y Hotei Arcus. El primero se puede interpretar como un monte con un cráter central, o como un cráter poco profundo. El segundo no cabe duda de que es una montaña, con dos conos volcánicos, y el tercero, una estructura inusual en forma de semicírculo, que resalta siempre en infrarrojo, que podría haberse formado por la acumulación de material expulsado por un criovolcán y concentrado en ese lugar. Las últimas teorías nos dicen que Titán es un mundo muerto geológicamente y, por lo tanto, los únicos actores de la modificación geológica son la erosión por viento y por precipitaciones de metano. Sin embargo se ha podido identificar una especie de tectónica de placas, sobre una capa de alguna clase de fluído. Es decir, podría si estar vivo geológicamente.

A pesar de todo lo que sabemos desde que Cassini y Huygens llegaron allí, aún hay muchos misterios. Por ejemplo, para sostener y renovar continuamente el ciclo de metano debería de existir una masa mayor que la que se puede ver en ambos polos. Se sospecha de que puede haber una fuente subterránea de metano, tras los datos enviados por Cassini tras los estudios de gravedad. Además, Huygens dectectó emisiones de emisión de ultrabaja frecuencia, indicativo de líquido subsuperficial. Otra cosa dificil de explicar es la inmensa concentración de hidrocarburos y elementos orgánicos en la atmósfera, ya que al no tener nada que los proteja se deberían haber descompuesto. La distribución de los lagos (muchos y muy grandes en el polo norte, pocos y pequeños en el sur) no se explica. Muchas estructuras superficiales aún están dentro del misterio a falta de un estudio geológico. Otro misterio a resolver es de dónde salen todas las partículas que conforman los campos de dunas del satélite (obviamente de la erosión, solo hace falta saber de qué zonas). También necesitan de un amplio estudio geológico inmensas zonas de terreno, que poseen formaciones no vistas hasta el momento, y otras que son difíciles de interpretar, incluso con el radar. Hay otros muchos, y en conjunto hacen que sigamos conociendo poco, a pesar de todo lo descubierto.

La misión de la Cassini acabará en el 2017, y tras los nuevos datos, se requieren nuevas explicaciones. Hay aspectos que a Cassini se le escapan, y desde ciertos sectores astronómicos se solicita a grito pelado una misión, ésta exclusiva a Titán, con módulo de órbita (También equipado con radar, pero con mayor sensibilidad) y varios módulos de superficie, incluyendo una especie de vehículo para recorrer los lagos de la región norte. El proyecto está de momento aparcado, obteniendo prioridad otros proyectos hacia satélites galileanos. Como suelen decir, cuestión de prioridades.

Titán es un mundo sorprendente, enigmático, curioso, mágico, único. No hay un solo sitio en el sistema solar que se le acerque, y además, uno de los primeros en los que investigar la generación de la vida. La pega es que está algo lejillos de aquí, además del fresquillo que corre por allá, y de la prohibición de encender cerillas. Pero si hay un solo sitio en el sistema solar en el que estar como en casa (o casi) ese es Titán.

Gigantes de la exploración espacial: Luna 16

En este punto, dos misiones Apollo habían alunizado en Selene, y habían regresado exitosamente, y los soviéticos se vieron obligados a suspender sus planes de pisar nuestro satélite. El programa Apollo consistía, en otras cosas, recoger muestras de la superficie, para analizarlas. El siguiente paso, por lo tanto, del programa soviético Luna, fue realizar esto, pero de forma automática.

Repasando la historia anterior del programa automático lunar soviético, hasta lograr el éxito hubo grandes fracasos. A este respecto, hubo hasta 5 intentos, con fracasos varios, hasta llegar al punto que nos interesa: la misión de Luna 16.

La sonda estaba integrada por dos segmentos. El primero, el de alunizaje, básicamente era un segmento de vuelo, con dos motores gemelos, tanques de combustible, radar de descenso y cuatro patas. Además contaba con un equipo de televisión, sensores de radiación y temperatura, el sistema de comunicaciones y un brazo con taladro y aspirador para recoger las muestras. El segundo consistía en una cápsula hermética (donde se guardarían las muestras recogidas), dentro de una cápsula capaz de reentrar en la atmósfera terrestre, y los motores de despegue y fase de crucero de regreso a la Tierra. El conjunto entero, sin la fase de crucero, declaraba una masa de 1880 kg.

Luna 16 despegó desde Baikonur el 12 de septiembre de 1970, en la punta de un cohete Proton, situándose en órbita terrestre una hora después. Al poco la última fase fue encendida para colocarla en trayectoria hacia la Luna, realizando el día 13 una corrección de rumbo. El 16 entró en una órbita de 110 km. de altura. Nuevas correcciones, esta vez en la órbita redujo el perigeo a 15 km., para dejarla lista para el descenso, maniobra que al fin comenzó el día 20, alunizando en el Mare Fecunditatis en las coordenadas 0°41'S 56°18'E, a 100 km.al este del cráter Webb, aterrizando por primera vez en la zona nocturna de nuestro satélite. Nada más aterrizar comenzó taladrar el suelo, alcanzando tras una hora una profundidad 35 centímetros. Una vez detenido el taladro alzó el brazo hacia la cápsula hermética, la cual recibió su carga. Una vez la cápsula fue sellada, y tras 24 horas de su llegada a la superficie lunar, la fase de retorno encendió sus motores y se puso en camino de regreso. La sección de descenso aún funcionó en la Luna durante 3 días enviando datos sobre temperatura y radiación.

En el camino de regreso la fase de transporte no sufrió incidencias ni realizó correcciones de rumbo. El 24 de septiembre la cápsula de descenso se separó de la fase de crucero de regreso, entrando en la atmósfera. Una vez atravesada la atmósfera realizó la última fase del descenso colgando de un paracaídas. Aterrizó a 80 km de Jezkazgan, en la actual Kazajstán. Una vez fue abierta se comprobó que transportaba 101 gramos de suelo lunar, que naturalmente fue examinado al milímetro. En conjunto, sumando lo traído por otras dos misiones Luna, los soviéticos acumularon 326 gramos de suelo lunar, una cantidad insignificante comparado con los 384 kg. de rocas que las misiones Apollo transportaron de vuelta. El hito de la Luna 16 fue que, por primera vez, una sonda automática había recogido y transportado a la Tierra muestras de suelo de otro astro.

Actualmente, la fase de descenso sigue ahí, y la sonda LRO vio ya el año pasado el lugar en el que alunizó, viendo, algo diminuto, eso sí, la parte que quedó allí. Para que luego digan algunos.

El primer día del siglo espacial

En un campo de labranza cercano al río Volga una granjera y su hija iban paseando, cuando de repente vieron caer en paracaídas una extraña figura con un mono de color naranja y un casco blanco. Asustadas, se acercaron, y vieron que era una persona. Era Yuri Gagarin, que acababa de aterrizar de su única e histórica órbita a la Tierra de 108 minutos. Eran las 11:05 de la mañana del 12 de abril de 1961 en aquella región de la Unión Soviética, y sin saberlo acababan de presenciar un hecho histórico: Habían visto aterrizar al primer ser humano elevado al espacio.

Al iniciarse la carrera espacial tras los lanzamientos de los dos primeros Sputnik en octubre y noviembre (el segundo, con el primer ser vivo en ser elevado a la órbita, la perra Laika), la siguiente competición, junto con la de enviar las primeras sondas a la Luna, era la de enviar la primera persona al espacio. A tal efecto los americanos empezaron a preparar el programa Mercury, mientras que los soviéticos diseñaron las Vostok. Fue el equipo de diseño dirigido por el brillante Sergey Korolyov el que fabricó estos vehículos, y los empezaron a poner a prueba a lo largo de 1960, con suerte dispar.

Con gran secretismo se inició el programa, que incluía el entrenamiento de los candidatos, que eran militares procedentes de la aviación. Al final fueron tres los candidatos a volar en la nave, y uno el elegido: Yuri Alekseyevich Gagarin. Oficial de la aviación soviética, tenía 27 años, y procedía de una modesta familia de las cercanías de Smolensk. Fue seleccionado para volar al espacio en 1960, y su elección para volar a bordo de la Vostok no fue solo por su alto grado de entrenamiento. Gagarin tenía una estatura un tanto baja, lo que le hacía ideal para colocarlo en el reducido espacio de la cápsula de descenso de la primitiva astronave. Tras una última prueba con una cápsula idéntica, pero no tripulada, se decidió que el primer lanzamiento de una Vostok tripulada sería el 12 de abril de 1961.

Ese artefacto rudimentario llamado Vostok 1 era un vehículo del tipo Vostok 3KA, una versión modificada y mejorada del primer prototipo. El conjunto total desplazaba una masa de 4725 kg., incluyendo el piloto y el combustible. Estaba formado por dos partes: la cápsula de descenso, una esfera de 5 metros de alto, 2.3 de diámetro y un peso de 2460 kg., y el módulo de equipamiento, o módulo de servicio, una plataforma de 2270 kg. de peso en báscula, con un largo de 2.25 metros de largo y 2.43 de diámetro, e incorporaba los retrocohetes para regresar a la Tierra. En total eran algo más de 7 metros de alto el conjunto entero.

Fue utilizado para el lanzamiento una variante modificada del Zemyorka, unos metros más alto, y colocado en la ubicación nº 1 del cosmódromo de Tyuratam-Baikonur. Mientras, Gagarin y su suplente, Gherman Titov, estaban en una cabaña a unos 2 kilómetros de la rampa. Durante la espera, ambos cosmonautas recibieron las últimas instrucciones. Finalmente, Gagarin se preparó y fue llevado hacia la plataforma. Una curiosidad es que durante el trayecto, a Gagarin le entraron ganas de orinar, por lo que pidió a su conductor a que parase. Lo hizo, y el futuro héroe de la Unión Soviética se apeó del autobús que le transportaba para aliviarse. Como el vuelo fue un éxito (no estuvo exento de problemas) se tomó como ritual para desear buena suerte a las misiones tripuladas.

Como todo el mundo sabe, el vuelo fue un éxito (aún aterrizando a cientos de kilómetros del lugar designado), y Gagarin se convirtió en una celebridad tanto en la Unión Soviética como en el resto del mundo. En su patria muchos niños nacidos ese día recibieron por nombre Yuri. Los americanos, al saber este hecho, preparó a toda prisa una cápsula Mercury a toda prisa, la Freedom 7 tripulada por Alan B. Shepard, despegando 3 semanas después para un vuelo suborbital. Se volvió a criticar a la NASA porque los soviéticos se habían vuelto a adelantar. El primer americano que orbitó la Tierra en la cápsula Friendship 7 fue John Glenn, pero en febrero de 1962. En el intervalo, Titov voló en la segunda Vostok, lanzada el 7 de agosto del año 61, y fue la primera misión de algo más de un día de misión. Cuatro vehículos de la serie Vostok más fueron lanzados, y el último es destacable por ser el que puso en órbita a la primera mujer, Valentina Tereshkova. Luego dio paso al programa Voskhod, una Vostok más grande, preparada para dos cosmonautas, y en la segunda de las dos misiones realizadas se realizó el primer paseo espacial, protagonizado por Alexei Leonov.

A partir de esto, los programas tripulados aumentaron en escala. La NASA cerró el Mercury para dar paso a los Gemini, y éstas a las Apollo. Y en la URSS se cerró el Voskhod por el Soyuz. Ambos programas (el Apollo y el Soyuz) se prepararon para transportar al ser humano a la Luna. Y mientras las Apollo llevaron a los astronautas a Selene, los retrasos para desarrollar tanto la Soyuz como el gigantesco cohete N1 hicieron que los soviéticos, "rendidos" ante los americanos, volcaron sus esfuerzos en las largas estancias en órbita, a bordo de estaciones espaciales. Y con el paso de los años, ironías de la historia, los rusos y americanos han unido fuerzas para ir al espacio, y el máximo exponente es la ISS, sin olvidar el legado de la estación Mir. Y también destacar que astronautas americanos han viajado en las Soyuz rusas, y cosmonautas rusos han viajado a bordo de los transbordadores de la NASA. Todo esto fue iniciado aquel día 12 de abril de 1961, el primer día del siglo espacial.

Este año hace el 50, y todo son homenajes. Quzás el más notorio es que la Soyuz TMA-21, lanzada hace pocos días hacia la ISS desde la plataforma Gagarin (es decir, desde la misma de aquel día) también lleva el nombre del primer cosmonauta. Con este modesto artículo solo queremos sumarnos a los homenajes y celebraciones que habrá por todo el mundo. Fue una gran hazaña, y aunque los actuales lanzamientos parecen rutinarios, cada uno de ellos sigue siéndolo

Comenzó el festival

Como todos ya sabéis, el 18 de marzo MESSENGER entró en órbita de Mercurio, y días más tarde (concretamente el 29) encendió su cámara para ponerla apunto. Lo mejor es que el día 4 de este mes ha comenzado su labor principal, y por lo tanto, la investigación en profundidad de este misterioso astro. Como es natural, las imágenes son lo que más repercusión tienen, y en este caso más, ya que ha visto nuevos terrenos, los correspondientes al polo sur, e incluso algunos del norte.

La responsable de fotografiar la superficie mercuriana al detalle (en alta resolución e incluso en tres dimensiones) es el sistema MDIS, o traducido sistema dual de imágenes de Mercurio, capaz de realizar tomas en campo ancho y estrecho, realizarlas con los numerosos filtros de color de que dispone, y con la curiosa característica de que es capaz de moverse casi independientemente del movimiento en general de la sonda gracias a la plataforma pivotante que porta. En alta resolución es capaz de distinguir detalles de hasta 20 metros.

Será realmente interesante la perspectiva que nos va a ofrecer la sonda, aunque hay que recordar una cosa: la propia y curiosa rotación de Mercurio. En muchos sitios se dice que el planeta tarda 176 días en completar una rotación. Es más correcto decir que es lo que tarda en dar DOS rotaciones. Realmente son 58'7 días, lo que ocurre es que hay regiones mercurianas que tardan 176 días en volver a recibir luz solar, y es precisamente el tiempo que pasaba entre sobrevuelo y sobrevuelo de Mariner 10 en 1974-75, por lo que solo pudo ver el mismo hemisferio. Dicho con palabras sencillas, MESSENGER tardará un tiempo en tener el planeta completamente observado desde su órbita. Por cierto, hay que decir que aún le quedan dos encendidos que realizar para alcanzar su órbita definitiva, uno en el apogeo, y otro en el perigeo. Cuando realice esas maniobras, estará en una órbita óptima para recibir siempre luz solar para alimentar sus paneles solares. La misión principal durará un año terrestre, con posibilidad a ampliarlo un par más, aunque no mucho más ya que es escaso el combustible, y no duraría más allá del 2014. En fin, es lo que hay.

En cuanto a imágenes desde que está en órbita, aquí van unas cuantas:

Una de las primeras imágenes desde la órbita, el polo sur, y el cráter Hokusai arriba



Versión anotada (el triángulo blanco es una zona no vista hasta ahora)


Mirando al noroeste

Primera imagen tomada en ángulo cercano

Una de las primeras en alta resolución, en una zona al norte del cráter Hokusai

La primera en color desde la órbita

Y si pensáis que cuando MESSENGER desfallezca, no habrá más, hemos de decir que la ESA y la agencia espacial japonesa está construyendo BepiColombo, una misión doble que en principio se lanzará mediante un Ariane 5 en el 2014 y entraría en órbita mercuriana en el 2020. Ya hablaremos sobre este proyecto más profundamente en otro momento.