La Crónica: mayo 2021

Es hora de volver. Son tres de los astros más interesantes y variados de nuestro sistema solar, y hace mucho tiempo que no les vemos en primer plano. Teniendo en cuenta que para la próxima década tendrán dos, y posiblemente tres, misiones que los indaguen, necesitamos un puente entre lo antiguo y lo más moderno. Y si el puente ya está allí, habrá que aprovecharlo.

Hace mucho tiempo que no tenemos un vistazo, íntimo y personal, con los satélites galileanos. Desde el último encuentro de Galileo con Io en enero del 2002, no hemos pasado cerca de ellos, y sólo el vistazo lejano de New Horizons a finales de febrero del 2007 nos permitió contemplar que las cosas no habían cambiado, mucho. Ahora, con las misiones JUICE y Europa Clipper en plena preparación, y con la probable selección de IVO, se necesitará un nuevo contexto para cuando lleguen. ¿Por qué es importante? Hay que tener en cuenta que los instrumentos de Galileo eran de última tecnología, en los años 1980, pero cuando se lanzó, ya eran casi obsoletos. Con los avances que se han dado, esos datos difícilmente resistirían el paso del tiempo, por lo que necesitamos datos nuevos que ayuden a complementar lo que ya tenemos, y que sirvan de contexto para el futuro. Aquí entra en escena la Bella Dama del Espacio, la misión Juno.

La segunda misión New Frontiers, en órbita joviana desde el 2016, se diseñó para el estudio de Júpiter en exclusiva, desde lo más interno hasta lo más externo, es decir, desde su núcleo hasta el entorno magnético que le rodea. A tal efecto, la sonda orbita en una larga trayectoria polar sobre el planeta, algo que sólo Cassini ha emulado, en Saturno. Respecto al plan original, al poco de la inserción orbital, un problema a bordo evitó que la sonda redujera el tamaño y tiempo de su órbita. Una anomalía en una de las válvulas del motor principal evitó que Juno cambiara de la órbita inicial de 53.5 días a otra de 14. Se asumió, con esto, una misión principal más larga, obteniendo los mismos resultados pero tardando más en conseguirlos, y sin duda, ha entregado algunas cosas realmente sorprendentes sobre Júpiter, las suficientes como para empezar a reescribir los libros de texto. Con el fin de la tarea primaria a finales del año pasado, la NASA decidió aprobar el plan de una fase extendida en la que, si bien el planeta sigue siendo el principal foco, otros objetivos se suman a su cuenta: los anillos y, sobre todo, los satélites galileanos.

¿Qué ha hecho posible que ahora Juno pueda verlos de cerca? Su órbita. Es cierto que sigue en una trayectoria polar, pero a medida que ha ido orbitando el planeta, su órbita ha migrado. Cuando entró en órbita, la trayectoria seguía, más o menos, la línea del terminador joviano. Con los años, el apogeo de su trayectoria ha ido moviéndose hacia el lado en sombra, mientras que los perigeos han acontecido por toda la cara iluminada. Si bien esta migración en horizontal es importante, mucho más lo es una migración en vertical. Juno empezó a orbitar al Hermano Mayor del Sistema con un perigeo situado aproximadamente en el ecuador planetario, pero con el tiempo, ha ido migrando hacia el norte. Es por esto que, si juntamos su larga trayectoria alrededor del planeta, y una órbita cuyo perigeo está situado cada vez más al norte, esto hará posible que no sólo cruce las órbitas de los galileanos, sino que también se encuentre con ellos.

Es cierto que su misión primaria ha estado focalizada en Júpiter, pero esto no ha evitado breves, y muy lejanos, vistazos a los grandes satélites, y algunos de estos vistazos han entregado alguna novedad sobre alguno de ellos, como la detección de un nuevo punto caliente en Io, o descubrir hielo amorfo en el polo norte de Ganímedes. ¿Qué qué es el hielo amorfo? En palabras simples, es hielo afectado por el bombardeo de la radiación, que altera su estructura cristalina. Y eso, desde cientos de miles de km. de distancia de ellos. Pero ahora será posible no solo obtener todo esto, y más, sino que lo será desde más cerca, mucho más cerca.

Nuevo punto caliente en el polo norte de Io, 16 de diciembre del 2017, 470.000 km.

En este punto, debemos recordar que instrumentación carga Juno. Cuenta con la cámara de divulgación científica JunoCam, el sistema infrarrojo JIRAM, el espectrógrafo ultravioleta UVS, el radiómetro de microondas, el sistema de magnetometría con sus compases estelares avanzados, los instrumentos de partículas JADE y JEDI, el sistema de ondas de radio y plasma The Waves y la investigación radiocientífica GS. Si bien todo esta carga útil fue diseñada para el estudio joviano, puede entregarnos muchas cosas y muy interesantes sobre los satélites galileanos. Por ejemplo, JunoCam, aunque no es, ni por asomo, una cámara de alta resolución (recordemos, una resolución de 3 km. desde 4000 km. de distancia) el tiempo ha demostrado que es un sistema magnífico, entregando imágenes increíblemente nítidas del planeta con las que la gente puede juguetear y compartirlas. El haberse quedado en su órbita inicial ha beneficiado a esta cámara, porque ha permitido no verse sometida a brutales dosis de radiación en cadencias de tiempo menores. Por supuesto, no esperéis imágenes de gran detalle de las superficies de los satélites, pero sí estupendas vistas globales, tanto en color real, como en infrarrojo, gracias a sus cuatro filtros. Pero, la verdad, de todos, el que más nos parece una incógnita es el radiómetro de microondas. ¿Qué podría aportar? Nuestra experiencia con estos sistemas es terrestre. Casi todos los lanzados en los últimos años son para un uso secundario. Instalados en los satélites oceanográficos que vigilan la topografía oceánica, su tarea es medir la cantidad de vapor de agua atmosférica que puede interferir con los haces de radar que usan los sistemas principales. También hemos de recordar el sensor del satélite SMOS, diseñado para registrar la humedad del suelo y la salinidad de los océanos. Antes de Juno, sólo Mariner 2, que sepamos, portó un radiómetro de microondas, y fue para tomarle la temperatura a Venus. ¿Qué podría hacer el de Juno, un sistema con cinco canales? No lo sabemos, ni siquiera si podría usarlo, pero teniendo en cuenta que los cuerpos celestes emiten radiación de microondas de forma natural, es posible que entregue algún que otro dato de utilidad. Y por último, recordar que la Bella Dama del Espacio está estabilizada por rotación, por lo que los sistemas visuales están adaptados para trabajar en esta plataforma.

Es cierto que los satélites galileanos son cuatro, sin embargo, Juno solo se acercará a tres de ellos, y el primero en recibir visita será el mayor de ellos, y el más grande de todos los satélites del sistema solar.

Durante la misión extendida, Juno practicará dos acercamientos a Ganímedes, el primero de ellos aconteciendo el próximo día 7 de junio. Aunque no sabemos a qué distancias se aproximará, sí sabemos que será muy cerca. Además, a diferencia de los acercamientos de Galileo, casi ecuatoriales, se practicarán en dirección ascendente, observando el satélite de tal modo que acabará pasando por las proximidades de su polo norte. Además de conseguir imágenes que ayuden a completar su cartografía, especialmente en el área polar norte, dos pueden ser los enfoques los sobrevuelos. El primero es acerca de lo ya hablado antes, el hielo amorfo. Los datos lejanos mostraron su existencia, pero ahora, al acercarse más, con JIRAM, podrá calcular su extensión. La otra área de enfoque será, sin duda, su campo magnético. Con un sistema infinitamente mejor que todos los anteriores, no sólo nos entregará información sobre su estructura, también su interacción con el campo magnético joviano, y la formación de auroras. Claro, con la investigación magnética también será capaz de sondear el posible océano bajo el hielo, los experimentos de partículas y campos registrarán lo que acontece en los alrededores del satélite, mientras que la cámara permitirá buscar señales nuevas en superficie sobre la actividad tectónica o nuevos cráteres de impacto, si los hay. Como decimos, no serán más que dos, pero sin duda serán muy interesantes, el aperitivo de JUICE.

Su siguiente destino es, obviamente, Europa. Ya muy conocido por todos como uno de los lugares (junto con Encélado y Titán de Saturno) en los que buscar vida, Juno lo sobrevolará tres veces, también en una trayectoria ascendente, con su máxima aproximación en las proximidades del polo norte. Es mucho lo que podría enseñarnos, pero lo que más se busca es lo mismo que vio Cassini en Encélado: chorros de materia expulsados al espacio. Solo han sido detectados por el telescopio Hubble desde la distancia, y a pesar de rebuscar en los datos de Galileo y Cassini, no se ha visto nada. Se espera que el UVS de Juno sí pueda verlos. Mientras, JunoCam tratará de conseguir imágenes no solo nuevas, como del polo norte, sino también de zonas conocidas, en busca de nuevas fisuras en la gruesa capa de hielo, tarea en la que ayudará JIRAM al buscar anomalías térmicas. Por supuesto, el magnetómetro también se dedicará, como en Ganímedes, en la obtención de más señales que confirmen el océano bajo el hielo. También relacionado con la luna, pero en los alrededores de la órbita, está el torus de Europa, formado por partículas expulsadas por el satélite y cargados por el potentísimo campo magnético joviano. Con JEDI y JADE se estudiará qué partículas hay ahí, cómo interactúan con el campo magnético, etc. De este modo dejará el camino listo para Europa Clipper.

Y la función no puede acabar si no se visita Io, la volcánica luna joviana. Como uno de los lugares más dinámicos del sistema solar, en el que cada vez que parpadeas, algo te pierdes, será muy interesante ver qué ha ocurrido desde los últimos vistazos cercanos, los de New Horizons. Se sabe que ha habido más erupciones, observadas por telescopios basados en Tierra, y sólo cabe imaginarse qué ha ocurrido en su superficie como consecuencia de ellas. Juno practicará nada menos que 11 sobrevuelos a Io, y prácticamente todos los instrumentos entregarán información de suma importancia. Así, JunoCam nos mostrará los cambios generados por las erupciones, JIRAM y los compases estelares avanzados registrarán los puntos calientes que delatan a los volcanes en activo, UVS estudiará su exosfera y observará el material

expulsado por las erupciones, el magnetómetro sondeará en su océano de lava bajo la litosfera, mientras que entre JADE, JEDI y The Waves estudiarán el torus de Io y sus partículas, lanzadas por las erupciones, cargadas por la magnetosfera joviana. Y claro, al sobrevolarlo también en una trayectoria ascendente, nos permitirá ver con nitidez por primera vez su polo norte. Vamos, que tendrá trabajo de sobra.

Estos sobrevuelos no sólo son en beneficio de la ciencia, también para modificar la órbita de Juno. Así, después del primer acercamiento a Ganímedes, su trayectoria se reducirá, pasando de 53.5 días a 43. Cuando empiece a sobrevolar Europa (el primer acercamiento es el 29 de septiembre del 2022) la órbita se reducirá a los 38 días, y para cuando realice los dos primeros a Io (30 de diciembre del 2023 y 3 de febrero del 2024) se habrá reducido hasta los 33 días. Y todo, para acabar la misión en septiembre del 2025 (o para cuando acabe el combustible, lo que ocurra antes). Una misión no preparada para esto, pero que nos entregará cosas muy valiosas.

Sí, Juno será el puente entre el conocimiento antiguo y el que las misiones futuras (dos, tal vez tres) nos entreguen. Nosotros ya estamos sentados y a la espera. ¿Y vosotros?

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