Ventana al Espacio (CXXIV)

El remanente de supernova Kepler, desde ROSAT

Lunáticos

Por si no se habían dado cuenta, este es el día en que celebramos el 50 aniversario de la llegada del ser humano a la Luna, cuando la nave Eagle de la misión Apollo 11 se posó en el polvoriento suelo del Mar de la Tranquilidad. La Luna no ha cambiado prácticamente nada, pero aquí abajo mucho lo ha hecho. A diferencia de anteriores aniversarios, este no solo es especial por ser el que celebra el medio siglo, también por el renacido interés, y prisa, por cierto, de retornar a Selene. De repente, todos se están volviendo locos por alcanzar nuestro satélite, no solo con vehículos no tripulados, también con gente y, como se recordará, tan pronto como el 2024, una fecha que, a tenor de cómo van las cosas, es imposible que cumplir. Este año también marca el décimo aniversario del orbitador más longevo en trabajar alrededor de nuestro satélite. LRO sigue siendo la punta de lanza de 

la actual exploración selenita, que actualmente incluye dos misiones de superficie chinas (una en hibernación, la otra en plena operación), y un futuro repleto de misiones no tripuladas, la más inmediata será Chandrayaan-2, combinación de orbitador, lander y rover, que debe alzar el vuelo dentro de dos días. Y por supuesto, los planes de desembarcar con gente en la superficie lunar. Más allá de ese programa loco de la NASA, el plan es instalar una estación en órbita cis-lunar, la propuesta Gateway, y luego situar otra en la propia superficie. Las diversas agencias están trabajando en formas de fabricar esas instalaciones, a cada cual más extensa. Un esfuerzo que debería ser de todos, y no de uno en exclusiva. En fin, que con esto del 50 aniversario, la gente parece haberse vuelto loca. De repente, surgen documentales como setas, aparecen personas que, si no fuera por aquel evento, no conoceríamos, y recurren las preguntas habituales cuando ocurre algo gordo: ¿dónde estabas aquel día? Y ¿qué estabas haciendo? Es indiscutible que fue un instante monumental, y las misiones posteriores fueron más allá y proporcionaron más ciencia que la que se obtuvo con esta que ahora recordamos, pero sin ella, las demás lo hubieran tenido más difícil. ¿Cuándo regresaremos? Difícil pronóstico, pero en el 2024, no. Pero se hará, y estaremos aquí para relatarlo. 

Estación Gateway con la nave Orion acoplada - representación artística (Fuente: ESA)

La olvidada Venus

Hace no tanto tiempo, Venus fue el planeta más visitado del sistema solar, mucho más que Marte. Durante las décadas de los años 1960, 1970 y 1980, entre la NASA y la URSS se lanzaron, o intentaron lanzarse, unas 34 misiones hacia la diosa de la belleza, por las 24 lanzadas, o casi, al planeta rojo. Curiosamente, desde la década de 1990 y hasta la actualidad, Marte ha visto, por decir algo, unos 25 proyectos consiguiendo, o intentándolo, llegar allí, y para los próximos años al menos otros seis. En esta época, sin embargo, la sequía venusina es desoladora, con solo dos misiones (Venus Express y la actual Akatsuki) y varios sobrevuelos. A pesar de la mucha información recogida por todas estas misiones, todavía queda mucho por saber, y para los científicos y astrónomos centrados en el segundo planeta, ver cómo las oportunidades de volar desaparecen (principalmente, por escoger otros destinos) resulta bastante deprimente. Eso no impide que sigan planteando propuestas de investigación, centradas en dos áreas todavía desconocidas (de las muchas que hay) acerca de Venus.

Al echar un vistazo en los distintos atlas compilados por las imágenes capturadas por sondas como Lunar Reconnaissance Orbiter, Mars Global Surveyor o Mars Reconnaissance Orbiter, comprobamos que esos mapas tienen resoluciones asombrosas, de apenas unos metros. De hecho, gracias a la cámara CTX de MRO, tenemos el 99% del planeta rojo cartografiado con una homogénea resolución de seis metros. Otros mundos, más exteriores, también tienen mapas con resoluciones notables, y algo parecido pasa con Mercurio. Con Venus la cosa cambia. El mejor mapa compilado se generó gracias a los datos de radar de la sonda Magallanes, con una resolución homogénea de un km., y

con zonas escogidas con una resolución máxima de 100 metros. Eso significa que todavía queda mucho que ver sobre su superficie. Como ha ocurrido en la investigación marciana, cada vez que llegaba una cámara mejor, se nos abría una ventana a un nuevo mundo asombroso. Esto es lo que hace falta en el segundo planeta. Los sensores ópticos lo tienen completamente imposible para cartografiar Venus desde la órbita, haciendo que los sensores de SAR sean los únicos capaces de cumplir la tarea. En el tiempo que ha pasado entre Magallanes y la actualidad, la tecnología de los radares de apertura sintética ha avanzado enormemente, siendo los que están equipados con ellos entre los más importantes, como los Sentinel-1 europeos o el japonés Daichi-2. Estos sistemas activos funcionan emitiendo ondas de radio que rebotan en la superficie y luego reciben esas señales, para luego ser procesadas generando una imagen de la zona escaneada. En órbita terrestre hay sistemas SAR que trabajan en ciertas frecuencias: los Sentinel-1 lo hacen en la banda-C del espectro de radio, el de Daichi-2 lo hace en banda-L, y los de los satélites TerraSAR-X, TandEM-X y Paz, en banda-X, cada uno con sus propias carencias y virtudes. Los enviados a Venus, por su parte, lo hacían en banda-S. Sin importar la frecuencia en la que funcionen, los actuales sistemas SAR pueden alcanzar resoluciones 

Montes Danus y Planicie de Lakshmi, Venus

espectaculares en comparación con lo conseguido por Magallanes en Venus o Cassini en Titán, capturando detalles de hasta tres metros en superficie, dependiendo del modo de funcionamiento. Un sistema similar aplicado a Venus sería un salto gigantesco, permitiendo capturar imágenes detalladas y asombrosas de lo que sucede bajo el velo nuboso del planeta. Lo que sabemos de su superficie es que está dominada por planicies volcánicas, el resultado de un evento global de reforma superficial que borró prácticamente toda señal de lo que existía anteriormente, además de contar más de 800 cráteres de impacto, una cifra escasa comparada con lugares como Mercurio o Marte. Aunque las imágenes de Magallanes fueron tremendas en su día, misiones actuales de SAR se centrarían en detalles todavía más pequeños, lo que permitiría revelar formaciones totalmente nuevas o detalles de cómo se formaron las distintas regiones de la 

Monte Agung, isla de Bali (Daichi-2)

superficie. En general, ayudaría a los geólogos y cartógrafos a trazar con más exactitud la historia de la formación de la superficie de Venus, una historia, por otra parte, volcánica. Y en esto los nuevos sistemas de SAR ayudarían a desvelar si Venus todavía es un lugar activo. Datos procedentes de Pioneer Venus Orbiter primero, y Venus Express más tarde, parecen indicar que lo es: en ambos casos, se registraron aumentos repentinos de azufre en la atmósfera, que fueron desvaneciéndose gradualmente. A esta pista se suma una imagen infrarroja tomada por Venus Express en el que mostraba una zona muchísimo más caliente que el terreno a su alrededor, lo que sugirió una lengua de lava. Basándose en estos datos, la sugerencia es que sí, es un planeta activo, pero gracias a los radares de los satélites, hay otra forma de ver las consecuencias de eventos así. Se denomina SAR interferométrico, y consiste en juntar dos imágenes de radar de un mismo lugar tomadas en distintos días, semanas o meses. Al ser un sistema activo, los SAR capturan el relieve de la superficie con sus ondas de radio y, si se ha producido un desplazamiento del terreno (por un terremoto, un corrimiento de tierra, hundimiento del terreno o un abombamiento del suelo) o si se ha añadido terreno adicional (como una lengua de lava extendiéndose por la ladera de un volcán) esto se refleja en una imagen que casi parece un arcoíris. 

Interferograma tras un terremoto en el centro de Italia, 2016
(Sentinel-1)

Actualmente se usa mucho en zonas volcánicas o propensas a terremotos (sin olvidarnos de lo útil que es en la planificación urbana), especialmente después de la ocurrencia del evento, ayudando a las distintas agencias geológicas y de ayuda a la hora de estudiar los efectos provocados o para recolocar a la gente fuera de las zonas en peligro. La idea de usar la interferometría por SAR en Venus es lógica: si es un lugar activo, el uso de esta técnica ayudará a saber qué pasa bajo la superficie, o en ella misma. La suposición actualmente aceptada es que en Venus no hay placas tectónicas, sin bien es seguro que se produzcan terremotos por el simple hecho de que deben producirse erupciones volcánicas. Por lo general antes de una erupción, llega el terremoto, y si un sistema así desde la órbita lo capta, indicará que el planeta sigue vivo, geológicamente hablando. Otro motivo de usar esta técnica es para ver cuándo material se inyecta en la superficie tras una erupción volcánica, un evento que, sin duda, modifica la superficie. Con la resolución adecuada, se podría llegar a saber cuánto material se ha posado, el nivel de viscosidad de esa lava, y otros parámetros. En esencia, se podría saber cuáles de los volcanes venusinos todavía están activos. En los últimos tiempos, se han entregado diversas propuestas, tanto al programa Discovery como al New Frontiers, y en la última selección del primero, una misión de SAR, llamada VERITAS, llegó a la final, pero todos sabemos ya que no fue seleccionada. Todavía hay esperanza, por cierto, porque en la ESA se siguen seleccionando misiones. Como parte de su programa global Cosmic Vision, se está realizando un concurso para seleccionar entre uno de tres proyectos para volar no antes de la década del 2030, y entre ellas está la propuesta EnVision, con objetivos prácticamente calcados a los de VERITAS. Curiosamente, ambas propuestas no solo transportarían sistemas de SAR interferométricos, también un espectrómetro infrarrojo con un uso hasta ahora no realizado globalmente en Venus: el estudio de la composición superficial. A lo máximo que hemos llegado en esta categoría es que es un lugar en el que predominan los basaltos, normal al ser un mundo principalmente volcánico. Esta información fue entregada por las sondas de superficie Venera 13 y 14 usando espectrómetros de rayos gamma. Como es obvio, esta información capturada en lugares muy pequeños no puede extrapolarse a toda la superficie. Entonces, ¿Cómo estudiar su composición desde la órbita? No queda otra que usar las técnicas ya conocidas. Usar espectroscopia infrarroja en otros mundos es sencillo, pero en Venus sus nubes complican las cosas. Aún así, gracias al extenso uso de esta longitud de onda, especialmente por Venus Express, sabemos que existen diversas ventanas atmosféricas que son transparentes al infrarrojo, lo que nos permite ver la superficie. En un pequeño estudio realizado hace ya unos años, se descubrió la existencia de granitos en la superficie de Venus. ¿Eso es importante? Sí, porque esta es una pista que nos lleva a pensar que, en algún momento de su historia, Venus tuvo masas de agua en superficie. Esto es solo un pequeño detalle de lo que todavía oculta el planeta. Aunque los estudios realizados muestran que la resolución de ese mapa geológico sería relativamente baja, sería un buen punto de partida para seguir entendiendo qué le sucedió al planeta.

Infografía de Pioneer Venus
Multiprobes

Otro aspecto clave para saber qué ocurrió en Venus es el estudio de su atmósfera. A partir de las muchas mediciones compiladas en las últimas décadas sabemos cuál es su composición: 96.5% de dióxido de carbono, 3.5% de nitrógeno, 0.015% de dióxido de azufre, 0.007% de argón, 0.002% de vapor de agua, 0.0017 de monóxido de carbono, 0.0012% de helio, 0.0007% de neón, y diversos gases traza como cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno, entre otros. Estas mediciones fueron tomadas, como mucho, en la década de 1980. Los espectrómetros de masa actuales son, evidentemente, mucho más sensibles, por lo que darían resultados todavía más precisos. Pero, ¿por qué? ¿Para qué? En la atmósfera se ocultan muchas pistas de la historia de la evolución del planeta, de cómo se originó, de cómo evolucionó, hasta llegar a como lo es hoy. Especialmente intrigante es el asunto del agua. Los datos de superficie confirman la existencia de agua, pero actualmente existe muy poca en la atmósfera. En esencia se cree que fue por un proceso similar al que ocurre actualmente en Marte, pero no es seguro. La indagación más importante en ese sentido es el estudio isotópico de los componentes atmosféricos. Los átomos disponen de distintos isótopos, cuanta mayor sea la composición isotópica, más pesado es el 

Concepto DAVINCI
descenciendo en Venus

átomo. Por lo tanto, un átomo de bajo peso isotópico es más propenso a ser expulsado de una atmósfera que uno más pesado. De ese modo, el estudio isotópico de la atmósfera de Venus puede proporcionar información sobre lo que pasó en Venus desde que se formó hasta la actualidad. Además, hay otro ingrediente que todos quieren conocer pero que hasta la fecha no tienen ni idea cuál es. Fue gracias a Mariner 10 que vimos por primera vez la dinámica de nubes de Venus, al observar el planeta en luz ultravioleta. Desde entonces, se han hecho muchas mediciones, pero el elemento concreto que absorbe luz ultravioleta en los 365 nm sigue sin identificarse. Una sonda atmosférica, como las empleadas en los años 1960 y 1970, pero con tecnología actual, nos proporcionaría mucha información al respecto, pero las propuestas esbozadas para ello, como DAVINCI en el programa Discovery, no han ido más allá.

Estos dos temas son solo dos de los muchos que la comunidad científica enfocada en Venus quieren investigar, y de momento, solo tienen a Akatsuki para responder a alguno. Más allá de las propuestas, puede decirse que, en movimiento, hay dos proyectos. Uno de ellos sería la primera misión de la agencia espacial de la India, ISRO, a Venus, que será un orbitador muy equipado científicamente, y con participación internacional, el otro, que lleva, como poco, más de una década dando vueltas, es la misión rusa Venera-D, que incluirá no solo un orbitador, también un lander, diseñado para funcionar más tiempo de lo que duraron todos los que se posaron allí. La pega es que ninguna tiene fecha de lanzamiento, y desconocemos lo avanzadas que van. Es lo que toca.