Ventana al Espacio (CXVII)

La galaxia M51, desde Akari

Resumen del año 2018

Este 2018 se acaba, y es el momento de resumir. Un año de subidas y bajadas, pero con resultados importantes, y que despertó con el rugido de los 27 motores Merlin del potentísimo cohete Falcon Heavy, poniendo en el espacio algo tan incongruente como un vehículo eléctrico. Este es el año de los nuevos asteroides, porque hemos conocido ya de cerca dos de ellos. Desde junio, Hayabusa2 indaga en las proximidades de Ryugu desde distintas altitudes, e incluso soltó varios vehículos a su superficie, obteniendo información de suma importancia. Sin embargo, las condiciones de la superficie de este pequeño asteroide han retrasado la tarea principal de esta sonda: la recogida de muestras, prevista para el año que viene, más o menos a comienzos. Y desde comienzos de diciembre, 

OSIRIS-REx se encuentra alrededor de Bennu, casi un primo pequeño de Ryugu, y puede que también con el mismo problema en cuanto a la recogida de muestras. Hoy ha entrado en su órbita para un examen más concienzudo, y para la recogida de muestras, todavía tardará. Y no nos podemos olvidar de la porra, porque el KBO 2014 MU69, o Ultima Thule, como se le apodó, se nos aclarará entre esta noche y mañana, ahora que New Horizons está en pleno modo de encuentro. En los próximos días tendremos más detalles, pero como ocurrió con Plutón, para tener toda la información recogida tardará bastante tiempo, en total unos 20 meses, debido a la enorme distancia. Visitando Marte, un evento ha marcado toda la actualidad allí: la gran tormenta de polvo global que engulló el planeta en el mes de junio. Un fenómeno que ha sido investigado tanto desde la órbita 

como desde la superficie, pero que ha provocado un gran peaje: Opportunity lleva sin hablarnos desde el pasado 10 de junio, en el sol 5510 de estancia marciana. Nos tememos lo peor, pero sus controladores no se rinden. En el otro extremo del planeta, dos hitos para Curiosity: ser el segundo vehículo más longevo en el suelo marciano, solo detrás de Opportunity, y volver a usar el taladro. Nueva técnica está usando, y ya ha demostrado su efectividad, con cuatro nuevos agujeros abiertos en el fondo del cráter Gale, y otros tres intentos. Ahora es momento de abandonar

el lugar que tanto ha investigado, el llamado Vera Rubin Ridge, para subir más alturas del Aeolis Mons.  Pero también problemas, en este caso informáticos, lo que le han obligado a cambiar de ordenador para seguir sus actividades. Y en la órbita, ExoMars TGO terminó el aerofrenado, para comenzar su tarea primaria, retrasada, eso sí, por la tormenta de polvo, que se terminó prácticamente en septiembre. En cuanto al resto de orbitadores, nada nuevo. Y por supuesto, recordar la llegada del lander InSight, llevando allí algo más de un mes, y con uno de sus instrumentos, el sismómetro, ya en el suelo. Para obtener resultados, toca sentarse y esperar. Y volvemos a la Luna. O así, porque tenemos la misión china Chang’e 4 en órbita, preparándose para alunizar, por primera vez en la historia, en la cara oculta selenita. ¿Cómo hablará con nosotros? Usando los servicios de un satélite de retransmisión de datos llamado Queqiao colocado en mayo en el segundo punto de Lagrange, el L2, a millón y medio de km. de nosotros, camino del espacio profundo. El momento de la verdad será en los próximos días, y todos cruzaremos los dedos. También la India regresará a nuestro satélite, con la misión triple Chandrayaan-2, con orbitador, lander (Vikram) y rover. Pero eso toca en los primeros meses del año que viene. En cuanto a los telescopios se refiere, tras la tormenta provocada el año pasado por el asunto de las ondas gravitacionales, ha estado más tranquilo, y lo que más ha dominado ha sido, cómo no, el tema de los exoplanetas. Este periodo nos ha proporcionado más novedades acerca del 

sistema de TRAPPIST-1, con tres de los siete planetas con altas probabilidades de tener ambientes agradables y agua en superficie. Y también hemos encontrado uno muy cercano, a casi seis años luz, alrededor de la estrella de Barnard, y también potencialmente parecido al nuestro. En esta época los telescopios Hubble y Chandra pasaron por el taller, por problemas en sus giróscopos, pero volvieron pronto a operar sin dificultades. En cuanto a los frentes de la ISS, hemos sido testigos este año de un hecho inaudito: cómo un lanzamiento tripulado era abortado, por un fallo en el lanzador Soyuz. Las medidas de seguridad funcionaron como debían, y la dotación de dos astronautas regresó sana y salva, aunque esto ha obligado a cambiar el orden de los lanzamientos. Poca cosa, al fin. En cuanto a la lista de altas, muchas y muy importantes, como avanzamos ya el año anterior: en ciencia terrestre, los meteorológicos GOES-S (ya GOES 17) y MetOp-C, los científicos 

GRACE-FO, Aeolus, Sentinel-3B, ICESat-2 e Ibuki-2, y los instrumentos GOLD (en un satélite geoestacionario), ECOSTRESS y GEDI en la ISS, este último todavía por instalar, y más allá de la Tierra, además de las mencionadas InSight, Queqiao y Chang’e 4, están las importantísimas BepiColombo a Mercurio, iniciando su peregrinaje de siete años, y Parker Solar Probe, para examinar a Helios como nunca, con resultados iniciales prometedores. Mención aparte merecen unos pequeños grandes aparatos. Las primeras sondas basadas en las tecnologías desarrolladas para los Cubesats han alcanzado el espacio profundo y, viajando por detrás de InSight, alcanzaron y sobrepasaron Marte. Son los MarCO, un par de pequeñajos destinados a retransmitir en “directo” el descenso del nuevo lander marciano, después de una ruta en la que se pusieron a prueba, y 

pasaron la prueba, con nota altísima, abriendo  la puerta a futuras misiones de características similares, como los trece que volarán con el primer lanzamiento del conjunto SLS/Orion, quién sabe si el año que viene. En cuanto a la lista de bajas, escasa, pero dando donde duelo: el veterano satélite medidor de vientos QuickScat, y dos misiones Discovery, casi al mismo tiempo: el glorioso cazador de exoplanetas Kepler, y el formidable explorador asteroidal Dawn, los dos por la misma razón: agotamiento del combustible. Y aunque de la segunda no hay reemplazo, la NASA elevó en abril una nueva misión exoplanetaria. De esta forma TESS recogió el testigo de Kepler en la tarea de buscar nuevos planetas extrasolares, aunque todavía no ha revelado ningún resultado destacable. Pero todo se andará. Además, este año hemos tenido culebrón. Sí, porque ya desde el año pasado, y durante todo este, se ha estado luchando por elevar el satélite ICON pero, chico, no hay manera. Dos intentos, y los dos abortados por lecturas anómalas provenientes del lanzador Pegasus-XL. No preguntéis una fecha de lanzamiento, ni la NASA lo sabe. Y para cerrar el año con buen sabor de boca, la genial noticia de que Voyager 2 también abandonó la heliosfera, camino del espacio interestelar. Maravilloso. Y lo que nos espera para el 2019: las primeras informaciones serias de Parker Solar Probe y New Horizons, la continuación de las misiones de Akatsuki en Venus y Juno en Júpiter, el séquito marciano a lo suyo, a la espera de noticias de Opportunity, más lanzamientos de ciencia terrestre, esperando, de una vez, el de ICON, los retornos chinos e hindúes a la Luna, y por supuesto, los primeros vuelos de las nuevas naves tripuladas de la NASA, esperadas largamente. Será poca cosa la esperada, pero seguro que será interesante. Y estaremos aquí para relatarlo. 

Sólo puede quedar uno

El año pasado, hablamos de las dos misiones que había seleccionado el programa Discovery para lanzar en la próxima década. Ahora, toca hablar de lo que ha estado haciendo su hermano mayor, el programa New Frontiers. 

Cuando la NASA anunció las misiones Lucy y Psyche, se puso manos a la obra para escoger una nueva misión del programa New Frontiers. ¿Que qué es una misión New Frontiers? Sencillamente, una misión escogida tan competitivamente como sus hermanos menores, pero con un presupuesto y ciclo de desarrollo superior. Este programa ha lanzado tres misiones, y las tres están proporcionando ciencia fascinante. Lanzada en el 2006, New Horizons sobrevoló Plutón y sus satélites en su histórico encuentro en julio del 2015, y ahora está a las puertas de llegar a un objeto del cinturón de Kuiper todavía más lejano, el conocido (provisionalmente) como Ultima Thule, o 2014 MU69. En el 2011, era enviado al hermano mayor del sistema su nuevo orbitador, Juno. Llegando allí en el verano del 2016, lleva en órbita y trabajando sin descanso desde entonces, mostrándonos que Júpiter es todavía más extraño de lo que se creía. y más recientemente, enviada al espacio en el 2016, está la misión de recogida de muestras a un asteroide, OSIRIS-REx, que acaba de llegar al asteroide NEO Bennu, para investigarlo y recoger un pequeño pedazo de su superficie, y después traerlo de vuelta. Hay que recordar una cosa: tanto Juno como OSIRIS-REx tienen su origen en proyectos Discovery que, aunque llegaron a la final (como INSIDE Jupiter en el 2001 la primera, y como OSIRIS la segunda en el 2008) fueron derrotadas por Dawn, Kepler y GRAIL. Como se puede ver, el mayor presupuesto del New Frontiers (hasta 1 billón de dólares) ofrece más recursos para resolver cualquier dificultad que pueda aparecer durante el desarrollo del proyecto. 

Ahora toca seleccionar la que será la cuarta misión de este programa. Partiendo del Anuncio de Oportunidad emitido por la NASA, se seleccionaron seis temas a investigar: retorno de muestras de un cometa, retorno de muestras del polo sur lunar, mundos oceánicos (Titán y/o Encélado), sonda atmosférica a Saturno, un tour y encuentro con los troyanos, y una misión a Venus. Tras un periodo de varios meses, la NASA recibió 12 propuestas, divididas entre las categorías especificadas, con tres para el tema cometario, una para el lunar, cuatro para los mundos océanicos, uno para el de Saturno, y tres para Venus. El tema de los troyanos, al haber una misión Discovery cubriéndolo, no hubo. Tras revisar cada propuesta (un proceso nada fácil), al final fueron seleccionadas dos para más estudios previos a su selección final. No volveremos a la Luna, ni a Venus, ni entraremos en Saturno. La competición al final estará entre una misión a los cometas y un explorador de los mundos oceánicos, uno en concreto. Una de ellas es más convencional, la segunda es innovadora y radical. 

Desde la primera exploración seria a un cometa (la armada del Halley en 1986) hemos examinado otros seis, y de uno de ellos hemos recogido muestras, aunque de manera remota y pasiva (la misión Discovery Stardust). Todos estos encuentros han sido, en su mayoría, sobrevuelos breves en los que las oportunidades de ciencia quedaban reducidas a unas pocas horas. Todo cambió con la llegada de la sonda europea Rosetta al 67P/Churyumov-Gerasimenko, que fue explorado durante dos años, en la primera investigación sistemática de este tipo de cuerpos celestes, proporcionando resultados realmente espectaculares. Ahora, la ciencia considera que el siguiente paso es recoger una muestra de una superficie cometaria. Recoger muestras de un cometa ya se ha hecho con Stardust, y como se recordará, lo hizo desde la distancia, con una raqueta con celdas rellenadas de aerogel y esperando a que las partículas salieran despedidas de la superficie del cometa 81P/Wild 2. El estudio en Tierra de estas muestras ha proporcionado lecciones muy valiosas sobre los cometas, pero la cantidad de material retornado era muy pequeña. En esos días, en el programa tecnológico New Millenium se empezó a preparar una misión que, además de probar nuevas tecnologías y métodos, tenía como tarea la de recoger una muestra directamente de la superficie de un cometa (el 9P/Tempel 1). Era Deep Space 4/Champollion, pero los presupuestos cada vez más pequeños, y la pérdida de las microsondas marcianas de 1999 llevó a reducir, y luego cancelar, este proyecto. Ahora se vuelve a propagar esta idea, y las tecnologías parecen haber avanzado lo suficiente como para poder formular misiones viables. La candidata New Frontiers para estos temas recibe 

el acrónimo de CAESAR, Retorno de Muestras para la Exploración Astrobiológica de un Cometa. Este proyecto se deshace de elementos superfluos para dedicarse enteramente a la recogida de muestras. La verdadera intención detrás del retorno de muestras de un cometa está en comprobar en un laboratorio la teoría de que fueron los cometas los que sembraron la Tierra de los ingredientes necesarios para originar la vida. CAESAR, como se nos presenta en las imágenes virtuales, es una sonda de diseño clásico: una estructura rectangular, paneles solares a cada lado de la plataforma, y demás hardware para completar el vehículo. La sonda contará con un bus común (la plataforma GEOStar-3 de Northrop Grumman) para acelerar las cosas, y la ciencia partirá de dos elementos: un sistema de cámaras, y el sistema de recogida de muestras, ambos con herencia de proyectos anteriores. CAESAR contará con hasta seis cámaras, todas ellas derivando de sistemas anteriores. Contará con una cámara de muy alta resolución 

(herencia LRO/LROC-NAC, y con rueda de filtros de 8 posiciones), una cámara de media resolución (MastCam 100 de Curiosity) para navegación óptica y cartografía general en distintos colores, una cámara para registrar el proceso de muestreo (MAHLI de Curiosity), dos cámaras de navegación (OSIRIS-REx TAGCAMS), y la inusual cámara situada en el contendedor de muestras, o CANCAM. El sistema de recogida de nuestras también nos es familiar, porque se basa en gran medida en el que usará OSIRIS-REx  en Bennu, un elemento de TAG, pero más complicado. En lo esencial, es lo mismo: Brazo desplegable, cabeza de muestras, y sistema de expulsión por gas. Lo que es nuevo es el sistema para almacenar y proteger la muestra, porque cuenta con un contenedor para muestras sólidas, además de uno para muestras gaseosas, con el propósito de proteger ambas en un entorno criogénico. Con la muestra recogida, el contenedor de muestras será introducido en una cápsula de retorno de muestras (de diseño similar, aunque mayor, al usado 

en las dos misiones Hayabusa) proporcionada por JAXA, que tiene la interesante característica de separar el escudo de reentrada una vez ha sido usado, protegiendo así la muestra del calor de la fricción durante este evento. En realidad, CAESAR es casi convencional, porque recurrirá a nuevas tecnologías en términos de generación de energía y propulsión. En verdad, ambos elementos estarán relacionados, porque para poder alcanzar su objetivo recurrirá a la impulsión iónica, y a diferencia de Psyche, usará el nuevo modelo de motor iónico de la NASA, el NEXT, versión agrandada del NSTAR de Dawn, que entrega más empuje en virtud a un mayor tamaño. Como debe usarlo a distancias al Sol mayores a lo que se ha conseguido hasta ahora, también empleará una nueva tecnología de paneles solares, que emplea un sustrato flexible, la tecnología ROSA, o Panel Solar Enrollable, demostrada en la ISS recientemente. Las ventajas son obvias: aunque ofrecen una mayor superficie de células solares, el incremento de masa debido a su instalación es mucho menor que si usara paneles solares sólidos. Si es seleccionada, abandonará la Tierra no antes del 2024 (el plan base actual es un despegue para agosto de ese año), un crucero de seis años, combinando la impulsión iónica con un sobrevuelo a la Tierra. ¿El cometa seleccionado? Un viejo conocido: el 67P/Churyumov-Gerasimenko. 

¿Por qué? La elección es lógica: como el cometa mejor estudiado de todos, ya se tiene una inmejorable base de datos de la que partir (incluso ya se tiene una zona preliminar en la que poder recoger una muestra), además de permitir el estudio de lo ocurrido a su superficie entre visitas. El proceso de recogida de muestras será como el de OSIRIS-REx: brazo desplegado, descenso lento, paneles solares en forma de Y para protegerlos en caso de problemas. Con la muestra ya asegurada, y separando el sistema de eyección de gas, la cabeza de muestras sería colocada próxima a la cápsula de retorno. De hecho, la propia cápsula estaría dividida en sus dos secciones durante casi toda la misión, sólo cerrándose pocos días antes de la propia reentrada. La razón es la de conservar la muestra lo más fría posible antes de entregarla. Las operaciones en torno al cometa, prácticamente alrededor del afelio de su órbita, durarían unos cuatro años, para entonces ponerse en marcha para la fase de crucero de retorno, de nuevo usando sus motores iónicos (Puede montar hasta tres) y un segundo sobrevuelo a la Tierra, antes de entregar la muestra en el año 2038. En total, 14 años desde el lanzamiento y el regreso. Tras esto, todo el procedimiento de conservación seguirá las mismas restricciones que otras muestras traídas por las misiones anteriores, y almacenadas junto a las otras, en el Centro Espacial Johnson de Houston. En resumen, una misión a largo plazo, muy a largo plazo. 

Titán se ha convertido en uno de los objetivos de máxima prioridad por sus condiciones. Como el lugar que más se asemeja a la Tierra (atmósfera densa, masas líquidas en superficie, erosión, elementos prebíóticos), es actualmente el mejor laboratorio natural en el que investigar el nacimiento de la vida. Aunque la información proporcionada por Cassini y Huygens ha sido muy importante, todavía tenemos grandes lagunas de conocimiento sobre el satélite gigante de Saturno. Uno de ellos es la composición de su superficie. ¿Hay en la superficie de Titán la mezcla de ingredientes necesarios para poder comenzar el gran experimento de la vida? Es una duda acuciante, pero visto lo que ocurre en su atmósfera, no se descarta. La mejor manera de hacerlo es bajar ahí, y explorar la superficie con el equipo científico correcto. El problema es que un lander clásico, como las misiones Viking marcianas, sólo puede hablarnos de un lugar en concreto. La exploración marciana reciente ha demostrado que la movilidad es un potentísimo recurso a la hora de buscar las pruebas necesarias para poder sacar la conclusión correcta, por lo que esta idea se desea aplicar a Titán. ¿Hablamos de un rover? No. El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, siempre queriendo ir más allá para desmarcarse, ha ideado una misión verdaderamente rompedora para examinar la superficie del satélite gigante, y la idea no es otra que volar. En Titán se reúnen las condiciones ideales para el vuelo: atmósfera densa (el doble que la terrestre) y baja gravedad (1/7 la de la Tierra). Con estos

ingredientes, el concepto de la misión Dragonfly es enviar un dron a Titán para poder ir de un lugar a otro de la superficie. En realidad, la idea es de un lander con capacidad de saltar a otra localización, que puede llegar a decenas de kilómetros de distancia. Con un diseño muy similar al de Curiosity, cambia las ruedas, el mástil y el brazo robótico por unos patines como tren de aterrizaje, y un concepto de rotores cuádruples para permitir el vuelo. La misión se concibe a partir de una estancia larga posado en la superficie, examinando todo lo posible el entorno (semanas, puede que meses) para después cambiar de localización volando. La ciencia principal la realizarían dos de las cinco investigaciones que cargaría: el espectrómetro de masa DraMS (una versión evolucionada del sistema SAM de Curiosity) y un espectrómetro de rayos gamma, acompañado por un generador activo de neutrones (DraGNS), necesario porque los rayos gamma cómicos no alcanzan la superficie de Titán. El espectrómetro de masa ingeriría muestras de la superficie mediante una suerte de taladro y una aspiradora que estarían colocados en los patines del tren de aterrizaje, para estudiar los ingredientes químicos existentes, y el espectrómetro gamma sondearía bajo la sonda, verificando los hallazgos, para comprobar la abundancia de elementos idóneos para una probable formación de vida, al menos microscópica. Por ello, investigar en un solo lugar haría que nos perdiéramos lugares quizás mejores en los que realizar mejores hallazgos. Esta no es la única ciencia que daría Dragonfly, porque iría acompañado por otras tres indagaciones: un paquete meteorológico (DraGMet), un juego de cámaras (DragonCam), y diversos sistemas de a bordo, como el de comunicaciones y el de control de actitud centrados en su unidad de medición inercial. DraGMet, incluyendo sensores de velocidad y dirección del viento, humedad de metano, presión atmosférica, de campos eléctricos, de propiedades termales de la superficie, e incluso sísmicos, estudiaría las condiciones tanto en

superficie como en vuelo. DragonCam, como los ojos de la misión, con cámaras frontales, verticales (mirando hacia abajo), y microscópicas, proporcionarían el contexto necesario para los estudios de los instrumentos principales, además de permitir seleccionar zonas ideales en las que dirigirse, funcionando tanto en superficie como en vuelo. En cuanto a la radio, se emplearía de la forma que se usa el sistema RISE en InSight, para estudiar, a través de la rotación de Titán, el estado del interior del satélite, para confirmar la existencia de un océano líquido bajo la superficie. Y para terminar, la unidad de medición inercial serviría para reconstruir un perfil de la atmósfera durante la entrada y descenso hasta la superficie, y después, junto con otras herramientas de navegación durante cada vuelo, para estudiar las capas atmosféricas y los vientos. El lanzamiento estaría fijado en el año 2025, para alcanzar Titán nueve años después, en el 2034. Una vez en superficie (en alguna zona del ecuador, en los campos de dunas que existen allí) la sonda se pondría a trabajar de inmediato, iniciando todo el proceso. Los vuelos propulsados se harían cuando la batería estuviera completamente cargada usando el MMRTG que poseería como fuente de energía, proporcionando vuelos que podrían alcanzar, en teoría, más de 30 km. de distancia desde el punto de despegue hasta el del aterrizaje. Los vuelos se realizarán automáticamente, con el guiado de manera autónoma. Las cámaras se usarían en vuelo para indagar zonas de interés, y una vez en la zona seleccionada para aterrizar, explorar rápidamente los alrededores, para volver al punto de inicio. Con los datos en la mano, se decidiría si volver allí o dirigirse a otro lugar, y así hasta encontrar un buen lugar, comenzando el ciclo. Su misión en Titán sería de dos años, y en ese plazo Dragonfly podría recorrer más distancia que la que han acumulado hasta ahora Spirit, Opportunity y Curiosity en Marte. Como con CAESAR, tocaría esperar la llegada de los resultados.

Son dos misiones que no pueden ser más distintas, pero que ofrecen el potencial de aumentar, de manera significativa, nuestros conocimientos sobre cualquiera de estos cuerpos. Nos gustaría que fueran seleccionadas las dos, pero sólo puede quedar uno. ¿Cual es vuestra favorita?