Ventana al Espacio (XXXVIII)

Lugar de aterrizaje del Apollo 17, desde LRO

Gigantes de la exploración espacial: Giotto

El último perihelio del cometa Halley se produjo en 1910 y en él se hizo un estudio lo más detallado posible sobre este fabuloso astro. La verdad es que poco se podía hacer desde Tierra en aquellos tiempos. El Halley pasó y su siguiente perihelio estaba previsto para 1986, y se esperaba que los medios de observación y análisis hubieran mejorado lo suficiente. Todo cambió en 1957 con el lanzamiento del Sputnik 1 y el inicio de la carrera espacial. A medida que la fecha del perihelio del Halley se acercaba, tres proyectos paa estudiarlo aparecieron: el Vega soviético, las dos sondas Sakigake y Suisei japonesas, y la primera sonda espacial de la ESA: Giotto.

El proyecto original comprendía dos sondas, partiendo la idea de la NASA, al que se unió la ESA. Sin embargo, recortes presupuestarios propiciados por la explotación del transbordador provocó que la NASA abandonara el proyecto. La ESA no lo hizo, y comenzó a desarrollar la idea de una sonda. La ESA, de reciente creación, había dedicado sus primeros trabajos a diseñar cohetes y construir satélites de observación terrestres, para básicamente desarrollar sus propias tecnologías. Para el diseño de la sonda cometaria, se basaron en el de un satélite multiinstrumentos terrestre, el GEOS (un vehículo con poca fortuna), añadiéndole elementos de protección contra los fragmentos del cometa. Para su nombre, se eligió el de uno de los artistas italianos más famosos, Giotto di Bondone, pintor, escultor y arquitecto.

El diseño era más bien modesto. Con forma cilíndrica, posee unas medidas de 1'85 metros de diámetro y 1'1 metros de altura. Interiormente estaba dividido en tres secciones en forma de disco. La sección superior poseía la parte del ordenador, y los subsistemas de comunicación. En la parte superior, una estructura trípode rodeaba la antena principal de 1'5 metros de diámetro. Con el añadido de ese trípode la altura total de Giotto era de 2'85 metros. La sección intermedia estaba destinada a la generación de energía, depósitos de combustible y el montaje del motor. La sección inferior era la correspondiente al instrumental científico. Como protección ante las partículas de la cola del cometa se fabricó un escudo a base de una lámina de aluminio de 1 milímetro, separada por un espacio vacío y una lámina más gruesa de kevlar. Este tipo de escudo se llama Escudo Whipple, por el astrónomo Fred Whipple, que teorizó que los cometas eran en esencia "bolas de nieve sucias", y que diseñó las características de ese escudo. Estaba estabilizada por giro, con una rotación de 15 RPM. Alrededor del cilindro estaban las células solares para proporcionarle la energía. Su instrumental científico estaba formado por 11 experimentos: MAG o magnetómetro; HMC, cámara multicolor para el Halley (una cámara de ángulo cercano con una variada colección de filtros para tomar imágenes del núcleo cometario); DID, sistema de detección de impacto de partículas de polvo (Medición de la masa de las partículas que golpean el escudo); RPA, analizador de plasma tipo Rème; JPA, analizador de plasma tipo Johnstone (ámbos para estudiar el viento solar y las partículas cargadas); PIA, analizador de impactos de partículas; OPE, experimento de sonda óptica (estudios del brillo de la coma del cometa); EPA, analizador de partículas energéticas (para estudiar los electrones, protones y partículas Alfa del cometa); NMS, espectrómetro de masa neutral; IMS, espectrómetro de masa de iones (ámbos para medir las concentraciones de gas y polvo, y su composición); GRE, radio experimento de Giotto (estudio del entorno de electrones mediante las señales de radio desde la Tierra y desde la sonda). La masa total de Giotto antes del lanzamiento era de 960 kg.

Giotto fue lanzada desde Kourou mediante un Ariane 1 el 2 de julio de 1985, y colocada en una órbita cerca de la Tierra. Ya en 1986, y siguiendo esa órbita, se comenzó a aproximar al Halley. Días antes las sondas soviéticas Vega 1 y 2 ya habían realizado sus máximos acercamientos (la que más la Vega 2 a 8.030 km.) y nos devolvió cientos de imágenes, aunque poco claras del núcleo. Las japonesas se quedaron mucho más lejos, realizando sus acercamientos un par de días después que las soviéticas. Quedaba Giotto, posiblemente la más valiente.

El 14 de marzo de 1986 Giotto se acercó al núcleo del Halley a 596 km. de altitud, obteniendo imágenes asombrosas de la gran actividad del cometa. Cruzó la cola del cometa y sufrió varios impactos que la desestabilizaron provocando que girara a más velocidad y que el escudo no protegiera los instrumentos. Lo peor es que otra partícula destrozó la cámara HMC, dejándola naturalmente inservible. Tras 32 minutos interminables en que en el centro de control de Darmstadt estuvo sin conexión, la sonda recuperó su orientación y comenzó el volcado de datos. Al día siguiente su órbita se modificó tras realizar un sobrevuelo a la Tierra. Poco después, los intrumentos de Giotto fueron apagados.

Los datos proporcionados por la sonda nos decían que el cometa Halley era un cascote de 15x7x10 km., con forma de cacahuete. Observó 3 chorros de materia que emanaban de la zona iluminada por el Sol, y que está practicamente inalterado desde que se formó, hace unos 4'5 billones de años. Calculó que emitió un 80% de agua, un 10% de monóxido de carbono, un 2.5% de metano y amoniaco, y trazas de hidrocarburo, hierro, sodio y otros elementos. Otras cosas que las imágenes evidenciaban era que el núcleo es muy oscuro, y tiene una densidad de 0'3 gramos por centímetro cúbico. Se calculó que emitía 3 toneladas de material por segundo a través de siete chorros, y el tamaño de las partículas apenas era mayor que el de las partículas del humo del tabaco, aunque la que le provocó el giro descontrolado se le supone una masa de más o menos un gramo. Por último, los espectrómetros vieron que el material básico del cometa en superficie era carbono.

Tras cuatro años en hibernación, en julio de 1990 Giotto fue reactivada. Un nuevo cometa, el 26P/Grigg-Skjellerup, realizaría su paso por el perihelio en 1992, por lo que la sonda tuvo dos años para recalibrar el instrumental. Para su reactivación, se enviaron comandos via antena de baja ganancia, y dos horas después la antena de espacio profundo de la NASA en Madrid recibió sus primeros comandos desde su encendido. Un análisis de la telemetría mostró que tres instrumentos estaban en perfecto estado, cuatro estaban dañados pero operacionales, y la cámara estaba totalmente inutilizada. Durante los dos años antes del sobrevuelo, la sonda realizó maniobras para colocarse en la trayectoria óptima para su acercamiento. Finalmente el 9 de julio de 1992 activó sus instrumentos, y al día siguiente realizó su máximo acercamiento a 200 km. del cometa. El Grigg-Skjellerup mostró ser un cometa bastante viejo, produciendo solamente un 1/200 de las partículas que emitía el Halley. Sin embargo deparó varias sorpresas: poseía mayor magnetismo que el Halley, detectó una onda de choque, y detectó dos picos brillantes en la coma (uno esperado en el momento del máximo acercamiento, otro misterioso, un minuto después). Sin embargo, lo más extraño fue que detectó ondas magnéticas anómalas cada 1000 km. en las proximidades del cometa, provocadas por partículas cargadas formadas por la ruptura de las moléculas de agua. Finalmente, su transmisor fue apagado para siempre el 23 de julio de 1992.

La primera misión en el espacio profundo que lanzó la ESA ha sido un éxito rotundo. Y es pionera por varias cosas: 1º, fue la primera que se acercó al núcleo de un cometa y tomó imágenes; 2º, ha sido la primera sonda en realizar un sobrevuelo a la Tierra; 3º, ha sido la primera sonda que tras un período prolongado en hibernación fue reactivada; y 4º, ha sido la primera sonda en visitar dos cometas diferentes. Sin duda, un modelo a seguir.