Ventana al espacio (CLI)

 

La galaxia M95, desde Swift.

Las próximas misiones a los asteroides: Lucy

En 1974, un equipo de paleoantropólogos, dirigido por el profesor Donald Johanson descubrió en Etiopía el esqueleto fósil de una australopitecus. Fue un hallazgo sensacional, porque su estudio ha ayudado, y ayuda, a comprender cómo eran estos seres así como su entorno. Como en ese momento estaba sonando la canción de los Beatles “Lucy in the Sky with Diamonds”, bautizaron el esqueleto como Lucy. Y en unos días, la NASA lanzará una sonda cuya misión será explorar algunos de los fósiles cósmicos más antiguos del sistema solar, para así poder saber cómo eran las condiciones de nuestra parcela galáctica durante su formación. Su nombre: Lucy.

Ya ha habido misiones a los asteroides, como NEAR-Shoemaker a Eros, Hayabusa a Itokawa, Dawn a Vesta y Ceres, Hayabusa2 a Ryugu, OSIRIS-REx a Bennu, y otras que han pasado cerca de camino a sus destinos, como Galileo, Stardust, Cassini, New Horizons o Rosetta, y una tecnológica que se puso a prueba cerca de uno, la mítica Deep Space 1. Todos los cuerpos visitados por estas misiones se encuentran en el sistema solar interior, ya como asteroides NEO’s, ya en el cinturón principal. Así, es hora de

saltar un poco más allá. Ya hemos hablado de los asteroides troyanos en esta crónica, y no es cuestión de repetirse, aunque cabe recordar varias cosas: la primera, que están concentrados en dos grupos, situados en los puntos de Lagrange L4 y L5, 60º tanto por delante como por detrás de Júpiter; la segunda, que, según estudios realizados desde Tierra (desde el suelo y desde la órbita) muestran que son objetos arcaicos y oscuros; y tercera, que son nombrados, en general, como los personajes de las Guerras de Troya. ¿El interés por los troyanos es repentino? No, en realidad, lo que pasa es que se ha seguido una recomendación científica nacida a comienzos de la década pasada, que solicitaba una misión que realizara un tour por los troyanos, finalizando su misión entrando en órbita de uno de ellos. De este modo, los programas Discovery y New Frontiers recibieron propuestas de misión hacia ellos. Sólo la Discovery llegó a convertirse en realidad.

Después de una misión “convencional” como es InSight, hacía falta un proyecto que estirara los límites de la técnica. Podemos decir, sin miedo a equivocarnos, que con Lucy volvemos al más puro espíritu de las misiones Discovery. La misión realizará casi el viaje más largo en distancia, y el que más en tiempo, para así poder cumplir su misión. Como el presupuesto del proyecto es limitado, la última parte de la recomendación (la exploración orbital) se descarta, pero no se evita visitar un número más que notable de cuerpos asteroidales de diversas condiciones, tamaños y formas. Al investigarlos con un único equipo científico, conseguiremos mayores conclusiones de las que se podrían alcanzar con misiones separadas e instrumentaciones diversas.

Lucy es una de esas misiones que si te la contasen no te la creerías. De hecho, cuando supimos de ella la primera vez, la rechazamos de plano por descabellada. Pero, cuando llegó a la final, y supimos más, algo dentro de nosotros nos apuntó a ella como la favorita. Y sí, acertamos: fue seleccionada como la decimo tercera misión del programa. El profesor Harold Levinson, del Instituto de Investigación del Suroeste, es el investigador principal, y ha juntado un equipo con mucha experiencia en misiones de sobrevuelo y, sobre todo, en paciencia. Así es, porque muchos han trabajado, o trabajan, en New Horizons.

La encargada de producir la sonda, y de operarla una vez en  el espacio, es Lockheed Martin. Se ha diseñado a partir de la plataforma que estrenó MRO, y que han empleado posteriormente Juno, MAVEN y OSIRIS-REx. Una vez desplegada en el espacio, es una de las mayores misiones Discovery por tamaño, midiendo 7.28 metros de alto, 2 de ancho y una envergadura de 15.82. En este caso, sobre la plataforma hay una segunda estructura que alberga buena parte de las electrónicas de a bordo y, sobre ella, una plataforma articulada sobre la que se sitúa la instrumentación. Sin embargo, sabemos muy poco sobre sus tripas, aunque podemos suponer que sus electrónicas se basan en las de Juno. ¿Por qué? Porque los asteroides troyanos no están a la vuelta de la esquina, y la energía será limitada. Por ello, se necesitan sistemas de bajo consumo energético. Por ello, podemos suponer que cuenta con un procesador RAD750, y una buena capacidad de memoria de a bordo. Sí sabemos que su sistema de comunicaciones emplea el transpondedor SDST habitual trabajando en banda-X, conectado a dos antenas de baja ganancia, una de media ganancia, y a una antena parabólica de alta ganancia, de 2 metros de diámetro, fijada a la estructura superior. Estará estabilizada en sus tres ejes, empleando lo de costumbre: unidades de medición inercial, sensores solares, un par de escáneres estelares y un complejo de ruedas de reacción. A esto se le suma la propulsión, con un motor principal (tal vez, el mismo tipo que el usado en Juno) y dos grupos de propulsores, uno de media potencia para maniobras de corrección, y otro de baja potencia para la desaturación de las ruedas de reacción y, en caso de no funcionar, maniobrar la sonda en su lugar. En total, la sonda podrá usar 725 kg. de combustible. El aspecto más novedoso de Lucy es su

generación de energía. Es, tras Rosetta y Juno, la tercera sonda en ir más allá del cinturón de asteroides confiando en la energía solar. Por ello, cuenta con grandes paneles solares para coger el máximo porque, una vez en los troyanos, estará a la mayor distancia que una sonda a base de energía solar haya estado de su fuente. A diferencia de los paneles solares de secciones rígidas de las dos misiones antes mencionadas, confía en los ya conocidos paneles solares Ultraflex. Ya se han usado en el espacio: Phoenix los llevó a Marte, e InSight los usa actualmente. Y también, la nave de carga no tripulada Cygnus los emplea. Pero los ejemplares antes mencionados eran, y son, de 2, 2.15, y 3.7 metros de diámetro. Para que Lucy pueda funcionar, éstos han de ser descomunales, y lo son, con 7.3 metros de diámetro, pero cada uno sólo pesa 77 kg. Esto significa que, en tierra, son incapaces de soportar su propio peso, algo que en el espacio no importa. Lo que importa es que tendrán una superficie activa lo suficientemente grande para alimentar todos los sistemas de a bordo a cualquier distancia, y cargar baterías de ión-litio. En cuanto al control termal, estará preparada para soportar el calor solar del sistema solar interior a la altura de la órbita terrestre, así como de aguantar el gélido sistema solar exterior, contando con mantas multicapa, radiadores (incluyendo ventanas de apertura térmicamente controladas) y radiadores eléctricos. La carga útil científica se concentra en la denominada IPP, Plataforma de Apuntamiento de

Instrumentos. Se encuentra en el extremo delantero de la sonda, y se acopla a ella mecánicamente usando un mecanismo formado por dos pivotes, uno externo, capaz de rotar 199º, y uno interno, moviéndose sólo 24º. Esto permitirá mantener los instrumentos fijos sobre sus distintos objetivos al tiempo que apunta su antena principal a la Tierra. Así, controlando sus movimientos y con el posicionamiento de la IPP, capturará toda la ciencia exigida. En cuanto a la instrumentación, todo conocido. El primero en actuar será L’LORRI, la Cámara de Reconocimiento de Largo Alcance de Lucy. Su nombre es delator, porque es un sistema idéntico al de LORRI de New Horizons. Eso sí cuenta con diversos cambios. Puesto que está ahora en el exterior y no en el interior, el tubo del telescopio es ahora de aluminio, no de carburo de silicio, la estructura que acomoda los elementos ópticos es ahora de dos mitades, pero de carburo de silicio, el montaje del sensor es nuevo, cuenta con electrónicas redundantes, así como memoria de almacenamiento propia. En lo demás, idéntico: es un telescopio refractor tipo Ritchey-Chretién con un espejo primario (usando un repuesto

de New Horizons) de 20.8 cm. de apertura, una longitud focal de 2.62 metros entregando la luz a un sensor CCD de 1024 x 1024 pixels, del mismo tipo que el usado en la misión a Plutón. Como se trata de un instrumento diseñado para trabajar con objetos muy débiles y en condiciones de baja luminosidad, es perfecto para la tarea. Su primera tarea será practicar la navegación óptica, localizando cada objeto entre el fondo de estrellas y así ayudar en la navegación hasta el punto de la máxima aproximación. Más cerca de sus objetivos, será usado para la búsqueda de satélites y/o anillos alrededor de los cuerpos y, durante las máximas aproximaciones, capturará las imágenes de más alta resolución de la misión, distinguiendo en blanco y negro detalles de hasta 70 metros a distancia de 1000 km. El segundo instrumento, pero el principal, es L’Ralph. De nuevo, se recurre a un instrumento desarrollado para New Horizons. Si L’LORRI tiene cambios, éste aún más. En esencia es idéntico, en el sentido que cuenta con dos sistemas en uno: una cámara de luz visible y un espectrómetro infrarrojo. Las novedades del instrumento comienzan en su propia apertura, que se ha alargado y ensanchado, además de incorporar un potente bafle en su interior. Así se forma una apertura de 75 mm. Justo tras ella se sitúa otro de los nuevos elementos: un espejo de escaneo. Se ha hecho necesaria su

incorporación porque el instrumento adquiere la información barriendo las superficies que observa, y como Lucy mantendrá su posición fija sobre cada asteroide, este elemento cumplirá la función. Detrás está lo ya conocido, un telescopio de tres espejos fuera de ejes proporcionando una longitud focal de 450 mm (f/6). Del tercer espejo del telescopio la luz va a un cuarto, que la entrega a un divisor de haz dicrótico, transparente a la luz infrarroja y opaco y reflector de la visible. Así puede capturar datos en ambos canales simultáneamente. La cámara visible sigue siendo MVIC, la Cámara de Imágenes Visible y Multiespectral. El sistema sigue siendo un conjunto de sensores CCD lineales, pero esta vez todos del mismo tamaño, de 5000 x 64 pixels, que le permiten hacer el proceso matemático del TDI, o integración por retraso de tiempo para capturar imágenes con nitidez a pesar de la distancia y la velocidad del sobrevuelo. Cada uno se ha diseñado para registrar una longitud de onda distinto, adaptado para los cuerpos a investigar: violeta (entre 377 y 480 nm), verde (478-525 nm), naranja (522-632 nm), detector de filosilicatos (627-758 nm), infrarrojo cercano (753-914 nm) y pancromático (377-914 nm). Como podéis ver, todas las longitudes de onda se solapan, proporcionando así continuidad. MVIC capturará imágenes a todo color, tanto real como falso, de las superficies de los asteroides, para así estudiar su geografía y parcialmente su geología. Además, los datos de color se podrán incorporar con las imágenes de L’LORRI, como ya se hizo en New Horizons. El espectrómetro infrarrojo sigue siendo LEISA, el Conjunto Espectral de Imágenes Lineal Etalon. El etalon está formado por dos delgadas láminas reflectivas que actúan como un prisma, descomponiendo la luz para formar el espectro. De ahí, la luz va al sensor. Por lo general, es idéntico al de New Horizons, el típico sensor de mercurio-cadmio-telurio, y con una lámina de filtros sobre la superficie activa. Sin embargo, el tamaño crece, y exponencialmente, pasando de uno de 256 x 256 pixels a uno de más de 2000, aumentando así la cantidad de información generada. LEISA es un espectrómetro de imágenes, es decir, capturará secuencias en las que los colores quedarán realzados unos sobre otros, registrando la luz infrarroja entre 0.95 y 3.95 micrones, posibilitando la detección de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la región del espectro situada en los 3.29 micrones. Todo el instrumento está dentro de una carcasa fabricada a partir de un solo bloque de aluminio, y los espejos también son de este material, la intención era buscar un diseño completamente atermal, que se expandiera y se contrajese como uno solo. Además, en el exterior, se sitúa un gran radiador de 510 mm. de diámetro. Entre ambos sistemas podrán detectar los distintos elementos que conforman las superficies. Entre lo que es posible que detecten es el gas CN o cloroacetofenona, un gas más propio de los cometas, cuya detección señalaría actividad. Sus resoluciones serán más bajas que las de L’LORRI, de 180 metros para MVIC y 500 para LEISA. En cuanto a su volumen de datos, será tal que ha sido necesaria la incorporación de almacenamiento propio, totalizando 256 gigabits. El tercero es L’TES, el Espectrómetro de Emisión Termal de Lucy. Este es el octavo instrumento basado en el diseño básico del sensor desarrollado en la década de

1980 para estudios marcianos, que voló como TES (Mars Observer y MGS), como THEMIS (Mars Odyssey), como Mini-TES (Spirit y Opportunity), como OTES (OSIRIS-REx) y como EMUS (Al-Amal). El instrumento de Lucy es una combinación de los dos últimos. Mecánicamente, es como OTES, es decir, posee un telescopio reflector con un espejo primario de 15.2 cm. recubierto de oro, un interferómetro tipo Michelson (con un espejo fijo y otro móvil), divisor de haz dicrótico de diamante, y un conjunto de detectores piroeléctricos que no necesitan refrigeración. Técnicamente es un espectrómetro de transformación Fourier, que registra el infrarrojo entre los 6 y 75 micrones. Electrónicamente, es como EMUS. A diferencia de los otros dos instrumentos de Lucy, L’TES no capturará imágenes, sino que sondeará distintos puntos de la superficie. En esencia, su misión será registrar la temperatura de los distintos asteroides, y a partir de ello, la inercia termal. El objetivo será entender las propiedades de la superficie: si cuenta con regolito, si cuenta con zonas más rocosas, para así conocer mejor la estructura de cada cuerpo a indagar. De todos, será el que menos datos generará. Acompañando a estos tres aparatos, la IPP cuenta con un subsistema de ingeniería llamado T2CAM, o Cámaras de

Seguimiento Terminal. Producidas por la Malin Space Science Systems, su misión será mantener la plataforma de instrumentos firmemente apuntada a sus objetivos. Para ello, emplean sistemas de campo ancho con una longitud focal de 29.7 mm. y una apertura de apenas 10 mm. La luz recogida llega en cada una a un sensor CMOS monocromático de 2592 x 1944 pixels, y funcionarán a partir de un controlador ECAM-DVR8, que posee su propia, y generosa, capacidad de almacenamiento. Bajo una perspectiva científica, las imágenes de T2CAM serán valiosas porque, mientras que las que capturen L’LORRI y L’Ralph ofrecerán mayor resolución, las conseguidas por las más pequeñas enseñarán todo el objeto iluminado y, a medida que continúan con el sobrevuelo, conseguirán distintos ángulos de visión, lo que permitirá generar vistas tridimensionales de cada asteroide. Este sistema se incorporó siguiendo el modelo de las TAGCAMS de OSIRIS-REx y, si hay dos, es por redundancia. Y por último, la radio ciencia, empleando la señal que envía la sonda y estudiar cómo cambia al pasar cerca de los cuerpos para descubrir la estructura interna de cada uno de ellos. Una vez lista para el lanzamiento, Lucy declarará un peso en báscula de 1500 kg. 

 

Para lanzar a Lucy, se ha optado por el valor seguro del Atlas-401. Ya ha lanzado muchas misiones, entre ellas varias sondas, como MRO, LRO/LCROSS, MAVEN e InSight, y cuenta con prestaciones de sobra. La numeración tiene su significado, con el primer número refiriéndose al diámetro de la cofia protectora, de 4 metros de diámetro, el segundo a que su núcleo carece de aceleradores sólidos expulsables, y el tercero a que la etapa superior Centaur usa un solo motor. El lanzamiento está fijado para el próximo día 16, y una vez termine el proceso, la sonda estará en camino. Pero sólo será el inicio de una odisea que durará 12 años.

Si llegar a Júpiter para quedarse no es fácil, tampoco lo es el dirigirse a los troyanos. Así, a Lucy le toca coger impulso. Por ello, pasará los primeros tres años y dos meses orbitando en torno al Sol en el sistema solar interior. La mejor forma de impulsarse es mediante sobrevuelos, y realizará dos a la Tierra, con el segundo como lanzadera para su camino hacia el primer grupo de troyanos. Pero si importante es el uso de las asistencias gravitatorias, aún más es el uso de su motor principal. Como ya hemos visto, una gran proporción de la masa de Lucy es combustible, y es necesario porque su misión es la más exigente en este sentido. Además de sobrevolar la Tierra, la misión ejecutará toda una serie de energéticos eventos propulsivos llamados maniobras de espacio profundo, o DSM’s. Así, la primera de estas maniobras ocurrirá seis meses tras el lanzamiento, el 19 de abril del 2022. Será la más pequeña de todas, pero pondrá a Lucy en rumbo para su primera asistencia gravitatoria, justo un año después del despegue, sobrevolando la Tierra a 300 km. de altitud. La energía tomada prestada situará la misión en una órbita altamente elíptica y, pasado el afelio de esta nueva trayectoria, el 2 de febrero del 2024, llegará la segunda DSM, la más energética de todas, una vez más apuntando a retornar a la Tierra, con el segundo sobrevuelo terrestre acaeciendo el 13 de diciembre del 2024, a 350 km. de altitud. Con la energía ganada, Lucy ya estará en rumbo a los troyanos.

Tras el segundo sobrevuelo, la misión se encontrará en una trayectoria altamente elíptica, con su afelio un poco más allá de la órbita joviana. Es interesante porque la órbita resultará ser sumamente estable con el tiempo. Por supuesto, lanzarse hacia el sistema solar exterior significa atravesar el cinturón de asteroides, y es allí donde Lucy tiene su primera cita. El cuerpo a visitar recibe la nomenclatura 52246 Donaldjohanson, nombrado así por el co-descubridor de Lucy, a sugerencia del equipo de la misión. Lo tiene todo para la misión: es un objeto tipo C, oscuro (albedo: 0.1), pequeño (menos de 4 km. de diámetro) y de rotación relativamente larga, con 252 horas. Fue descubierto el 2 de marzo de 1981 desde el observatorio de Siding Springs, Australia. Orbita en torno al Sol a distancias de entre 1.9 y 2.8 unidades astronómicas (inclinada 4º con respecto a la eclíptica), tardando 3 años y ocho meses. Según su curva de luz, podría ser un objeto alargado, o un sistema binario sincrónico. La razón de esta visita es para usarlo como ensayo general para cuando llegue el momento de sobrevolar los troyanos. Las operaciones de sobrevuelo comenzarán sesenta días antes del encuentro (en la jerga de la misión, E-60) cuando se inicien las operaciones de navegación óptica con L’LORRI, con tres sesiones por semana. Cabe la posibilidad de que no encuentre el asteroide en las primeras sesiones, y sólo con el procesado en tierra, superponiendo las imágenes (un proceso llamado co-añadido) puede localizarlo. Al hecho de su bajo albedo se sumará, en este caso, en un ángulo solar muy pequeño, porque la órbita del asteroide y la trayectoria de Lucy en el momento del encuentro serán casi coplanares. A este método se le sumará la precisa radio navegación (métodos Doppler y Delta-DOR) que sitúa la sonda en un punto concreto del espacio con metros de exactitud La cadencia aumentará a partir de E-45 días, con sesiones de imágenes para navegación óptica ocurriendo diariamente. Toda esta información (posición de la sonda relativa a la Tierra, situación del asteroide) servirá para practicar maniobras de corrección para llegar al punto de sobrevuelo deseado. A partir de E-12 días comenzarán las secuencias científicas, apuntadas a buscar satélites alrededor del asteroide, lo que no quiere decir que imágenes anteriores no puedan ser utilizadas para lo mismo. Es a partir de ese momento en que se solapará la tarea de L’LORRI, con sesiones científicas y de navegación óptica una detrás de otra. El periodo verdaderamente científico arrancará a E-4 días, y se prolongará hasta E+4 días, denominada subfase de máxima aproximación, y toda la instrumentación entrará en juego. Al mismo tiempo el software iniciará un modo de protección contra fallos llamado modo de auto recuperación. Puesto que la secuencia científica ya estará programada de antemano, y a consecuencia de la distancia entre la sonda y la Tierra, en caso de problemas esta herramienta tratará de resolver por su cuenta los problemas que surjan, minimizando así las pérdidas de datos. En esta fase, las T2CAM serán cruciales, ya que, como las observaciones dependen de la distancia al asteroide, tener un conocimiento actualizado en tiempo real de su localización mejorará el retorno científico. Terminada la etapa de sobrevuelo, tras el E+4 días, y concluida la descarga de datos, Lucy retornará al crucero. La máxima aproximación a 52246 Donaldjohnson ocurrirá el 20 de abril del 2025, a una distancia de 1000 km., la estándar para los troyanos. Obviamente, apenas podremos distinguir su forma. Todavía le quedarán dos años hasta llegar al primero de los troyanos.

El baile troyano arrancará el 3 de abril del 2027, con la tercera DSM, que cambiará la inclinación orbital de Lucy para situarla en 4.98º, y así dejarla lista para sus dos primeros encuentros. El primero de los troyanos que estudiará es 3548 Eurybates. Descubierto el 19 de septiembre de 1973 por los astrónomos holandeses Ingrid y Cornelis van Houten, usaron placas fotográficas conseguidas del observatorio de Monte Palomar, aunque es posible que se descubriera antes, en la década de 1950. Su órbita transcurre entre los 4.7 y 5.7 unidades astronómicas, inclinada 8 grados sobre la eclíptica, tardando 11 años y 10 meses en completarla. Se le considera el cuerpo principal de su familia de asteroides, compuesta por 218 objetos conocidos, todos en el campo griego de los troyanos. Su diámetro va de los 68 a los 72 km., con un albedo superficial muy bajo, de entre 0.05 y 0.06, rotando sobre sí mismo en unas 8.7 horas. Se le considera un asteroide tipo C, de los que sólo el 7% de los troyanos lo son. Por cierto, recientemente se descubrió que tiene una luna. Vista gracias al telescopio Hubble, este pequeño escombro es seis mil veces más débil que Eurybates, y por ello se le supone

un diámetro inferior al kilómetro. Ha sido bautizado como Queta, en honor de la atleta mexicana Enriqueta Basilio Sotelo, la primera mujer de la historia olímpica moderna en encender el pebetero en las olimpiadas de México de 1968. Esta nueva forma de nombrar a los troyanos ya se ha extendido a otros, y seis de ellos (ninguno es objetivo) ahora tienen nombres de atletas olímpicos. Lo realmente interesante de Eurybates será ver el resultado de la gran colisión que lo formó, mandando los demás restos a órbitas similares. 34 días después del encuentro con Eurybates, llegará el siguiente, cuando sobrevuele, el 15 de septiembre del 2027, el asteroide 15094 Polymele. Descubierto con el Catalina Sky Survey en el observatorio de Mont Lemmon, el

17 de noviembre de 1999, dista de Helios entre 4.7 y 5.7 unidades astronómicas (inclinación orbital de 13º), con un año durando 11.74 años terrestres. De todos los objetivos de Lucy, es el más pequeño, con 21 km. de diámetro, rotando sobre su eje en 5.9 horas. Su albedo es algo mayor, de 0.091. Como consecuencia de su tamaño, la distancia de sobrevuelo será menor, de aproximadamente 400 km., para así hacer mejores estudios de radio ciencia en él. Sobre su clasificación espectral, es un tipo P, caracterizado por un espectro rojizo sin características notables, compuesto por carbono, silicatos cargados de moléculas orgánicas, y minerales hidratados. Ésta será la época más difícil para Lucy y su equipo en Tierra. Con tan poco tiempo entre sobrevuelos, significará que, en medio de las operaciones de observación de Eurybates, tendrá que empezar la navegación óptica de Polymele, y por supuesto, con las operaciones del primero terminadas, vaciar la memoria todo lo posible para el segundo encuentro. Si sale airosa del doble encuentro, será todo un triunfo para Lucy.

14 días después del segundo encuentro troyano, ejecutara la cuarta maniobra de espacio profundo, reduciendo su inclinación a 4.56º. Esta maniobra la realizará muy en avance del tercer encuentro, fijado para el 18 de abril

del 2028. Se trata de 11351 Leucus. Fue descubierto el 12 de octubre de 1997 desde el observatorio de Xinglong en China. Necesita 12.16 años en recorrer su órbita de entre 5.0 y 5.6 unidades astronómicas, inclinada sobre la eclíptica en 11.6º. Se ha calculado su diámetro entre 34 y 42 km., con un albedo de entre 0.06 y 0.08, y posee una forma muy alargada, como la de un balón de fútbol americano. Se le considera un asteroide tipo D, similar a los dos anteriores en el sentido de tener superficies de carbono con silicatos mezclados con materiales orgánicos e hidratados. Lo notable, sin embargo, es su lentísima rotación, con valores estimados de entre 440 y 514 horas. Esto significa que, a diferencia de otros troyanos, sólo podremos ver una de sus caras.

La quinta DSM no ocurrirá hasta tres meses después, en julio del 2028, siendo la segunda mayor de la misión, tanto que reducirá la inclinación hasta los 1.83º sobre la eclíptica. Así, quedará lista para el último encuentro troyano en el enjambre del punto L4. Sobrevolará 21900 Orus el 11 de noviembre del 2028. Fue descubierto

por el astrónomo amateur Takao Kobayashi desde su observatorio privado de Oizumi, Japón, el 9 de noviembre de 1999. Su órbita transcurre entre las 4.9 y 5.3 unidades astronómicas (inclinación de 8.5º sobre la eclíptica), recorriéndola en 11.61 años. Es otro tipo D, con un diámetro de entre 50 y 56 km., un albedo de entre 0.075 y 0.083, y rota sobre sí mismo en unas 13.45 horas, haciéndolo de forma retrógrada. Además, su curva de luz sugiere la presencia de un cráter de notables dimensiones cerca de su polo norte. Su encuentro, desde la perspectiva de la navegación óptica, será el más difícil, porque durante toda la aproximación, la sonda estará mirando continuamente a una cara casi completamente en la noche, ofreciendo apenas un cuarto casi menguante. Por ello será crucial el procesado en Tierra para encontrarlo. La selección de Orus como objetivo es, básicamente, para compararlo con Eurybates, ya que se les considera muy distintos, a pesar de su relativa cercanía y similar tamaño. Terminado el estudio y la descarga de datos, la sonda iniciará el retorno hacia el sistema solar interior.

Siguiendo su trayectoria elíptica alrededor de Helios, Lucy hará un tercer encuentro con la Tierra, el 26 de diciembre del 2030, pasando a unos 660 km. de la superficie. Este encuentro sólo servirá para una pequeña corrección en su órbita, iniciando así el retorno al sistema solar exterior, solo que para entrar en el segundo grupo de troyanos, aprovechando los movimientos orbitales de Júpiter. El efecto que sí tendrá este sobrevuelo será aumentar de forma considerable su inclinación orbital, pasando ahora a 10.74º sobre la eclíptica.

Después de algo más de 3 años de crucero, Lucy se encontrará con el último de sus objetivos de la misión principal, pero el más especial de todos. Descubierto el 17 de octubre de 1906 por August Kopff desde el observatorio de Heidelberg en Alemania, fue el segundo de los troyanos en ser encontrado, designado como 617 Patroclus. Lo que hace de este objetivo especialmente fascinante se descubrió en el 2001, al ver que tiene compañía, y no precisamente pequeña. En realidad, se trata de un sistema binario casi gemelo, porque el segundo cuerpo, bautizado como Menoetius, tiene casi sus mismas proporciones. Su órbita transcurre entre las 4.5 y 5.9 unidades astronómicas (inclinación, 22º), tardando en rodear a nuestra estrella en 11.92 horas. El diámetro de Patroclus se calcula en unos 113 km., mientras que el de Menoetius se cifra en aproximadamente 104 km., gracias a observaciones de ocultación estelar, y con albedos aproximados de 0.05. Distan entre sí unos 665 km., y ambos orbitan

alrededor de un baricentro en 4.3 días. A ambos se les considera asteroides tipo P o tipo D, y gracias a su cercanía, ha sido posible calcular sus masas y densidades, siendo ésta última inferior a la del agua. De hecho, las observaciones espectrales realizadas encuentran mucho hielo de agua, teniendo más parecido a los cometas que a los asteroides. En esta ocasión, la distancia de sobrevuelo será mayor, superior a los 1300 km.

En todos y cada uno, Lucy apunta a estos objetivos: geología (estudios de la forma, albedo, distribución de cráteres y de sus tamaños; estructura de su corteza y estratificación; edades superficiales), color y composición (especialmente, distribución y propiedades de los distintos materiales: mineral, hielo y elementos orgánicos), interior y propiedades brutas (masa, densidad, composición subsuperficial observando el interior de los cráteres, de las fracturas, los eyectas, y las rocas expuestas en superficie) y satélites y anillos (búsqueda de ambos en cada cuerpo). Este será un viaje a la diversidad. A pesar de sus similares tipos espectrales, por composición son muy distintos entre sí, lo que apunta a formaciones en lugares muy distintos del sistema solar. Los troyanos son considerados como los escombros que quedaron de la formación del sistema solar exterior, y lo mejor es que han pasado prácticamente inalterados desde que se crearon. A la pregunta de cómo llegaron allí, esa es otra historia.

Una vez más, una misión Discovery nos lleva atrás en el tiempo, a una época violenta y peligrosa de nuestro sistema solar. Y si pensáis que aquí se acaba todo, para nada. Su larga órbita es tan estable que, hasta donde aguante el combustible, será posible visitar más troyanos durante una misión extendida. Pero como siempre toca, habrá que sentarse, y esperar.

Ventana al espacio (CL)

 

La galaxia Sextans A, desde Herschel, GALEX y el conjunto VLA.

Misión al planeta Tierra: Landsat 9

No es nuestra intención repetirnos, no. Ya hablamos de Landsat en su día, con motivo del despegue de Landsat 8. Más de ocho años después, han pasado muchas cosas, y en unos días, un nuevo ejemplar, el noveno, quedará situado en órbita para continuar la tarea.

Landsat 8 introdujo este programa en el nuevo siglo, con sus sistemas a la última y con una calidad difícil de igualar. Tras su despegue en febrero del 2013, se convirtió en el satélite principal, permitiendo la jubilación del veteranísimo Landsat 5, y trabajando en coordinación con Landsat 7 y Earth Observing-1. Lamentablemente, también perdimos éste último, en el 2017, quedando nada más que los dos Landsat, orbitando a pocos minutos el uno del otro. Pero hay que entender que Landsat 7 no es un jovencito, ya tiene 21 años en órbita, y con sus problemas (en cada escena, pierde hasta un 25% de los datos por una avería en el sensor), por lo que su retiro está ya próximo. Ya comentamos que existe otro programa que tenía objetivos similares, el francés SPOT, pero ahora estos satélites se han pasado a la muy alta resolución, de 2.5 metros, por lo que se han salido de la ecuación. Eso hizo que Landsat se quedase solo… hasta la

llegada de los satélites Sentinel-2. Gestionados por la ESA en nombre del programa Copernicus de la Comisión Europea, esta constelación comparte mucho con Landsat, desde objetivos hasta la cobertura espectral. Es más, su único instrumento es de características más que similares a las del principal de Landsat 8. Pero Sentinel-2 es diferente: para empezar, orbita a mayor altitud (786 km. por los 705 de Landsat), cubre más terreno (290 km. por los 185 de Landsat), y ofrece mayor resolución (10, 20 y 60 metros en multiespectral, por los 15 en pancromático, 30 multiespectral y 100 en infrarrojo termal). Sin embargo, la mayor diferencia es su posicionamiento en órbita: uno solo retornaría al mismo lugar de la Tierra en 10 días, pero como ambos orbitan con una separación de 180º, el tiempo de retorno se reduce a apenas cinco días. Esta cualidad permite incrementar el volumen de datos generados acerca de fenómenos efímeros o situaciones de alarma, pero también es útil para vigilar cosechas, controlar la expansión urbana, y mantener un ojo sobre los problemas provocados por el cambio climático, y ninguno más visible como el retroceso de los glaciares. Esta constelación, desplegada entre los años 2015 y 2017, lleva trabajando desde entonces, sin problemas aparentes. Duda: ¿acaso Landsat y Sentinel-2 compiten? En realidad, no. Ya antes del lanzamiento de la primera unidad Sentinel-2, tanto la NASA y el USGS (quien gestiona todo lo relacionado con Landsat) por un lado, como la ESA y la Comisión Europea por el otro, entendieron que ambos programas son complementarios entre sí, de modo que se firmaron acuerdos de cooperación, hasta el punto en que los primeros pueden recoger, procesar y distribuir datos de Sentinel-2, y los segundos pueden hacer lo propio con los de Landsat. Es casi como tener dos constelaciones en distintos puntos, recogiendo información con sólo horas entre una adquisición y otra. Es una gran ventaja, y más cuando fue posible, para los Landsat, aumentar, ya casi desde el principio de la misión de Landsat 8, incrementar el número de escenas recopiladas. El plan previo al despegue preveía unas 400 al día, pero con el satélite ya en operaciones, el número de escenas se incrementó a más de 700. También se aplicó a Landsat 7, pasando de las 375 a más de 450. Otra duda: ¿qué ha aportado Landsat 8 al programa? No sólo ha doblado el número de escenas capturadas, procesadas y distribuidas desde que funciona, sino que su impacto se aplica a TODA la base de datos de Landsat, que son casi cincuenta años de datos, y millones de escenas, hasta tal punto, que con las imágenes adquiridas, ha sido posible reprocesar TODA la base de datos bajo un único estándar. Esto demuestra la potencia del último satélite.

No todo son fuegos artificiales, claro está. Si bien Landsat 8 está en buenas condiciones, han surgido problemas con uno de sus sensores, TIRS. Se aceptó cierto riesgo al lanzarlo, sí, pero ha demostrado un buen rendimiento. Eso sí, al poco de ser elevado, cuando capturó sus primeras secuencias, se vio que por el telescopio entraba luz solar no deseada, lo que reducía la calidad de las adquisiciones. Pero el mayor problema, sin embargo estaba en la avería de las electrónicas de un elemento denominado codificador del Espejo de Selección de Escenas, impidiendo saber al instrumento en la posición en la que está, lo que ha llevado a temporales apagados del sensor hasta resolver los problemas. Hay que recordar que se garantizó su funcionamiento para 3 años, y ya están muy atrás. A pesar de todo, Landsat 8 sigue al pie del cañón, y en unos días su gemelo le acompañará en órbita.

Landsat 9 despegará con una misión simple, la continuidad. Este era el mismo objetivo de su antecesor, tarea que ha cumplido con creces. ¿Aporta algo nuevo? No, en realidad. Entonces, ¿por qué se ha tardado tanto en lanzarlo? En eso ya no nos metemos. Pero sí tenemos que decir que su importancia es tal, que Landsat es ahora un recurso estratégico, por lo que tiene el apoyo de las más altas instituciones del estado. Su importancia, así, es capital.

Con el nuevo ejemplar se decidió que, si algo funciona, mejor no tocarlo. Así, Landsat 9 es, virtualmente, una copia de su antecesor. Comparte su forma y sus medidas y, claro está, el tipo de plataforma de satélite. Porque sí, usa la LEOStar-3, ahora propiedad de Northrop Grumman, en su variante plenamente redundante. Aunque sabemos poco de sus tripas, podemos suponer que poco ha cambiado, más que nada para estar a la última en tecnología y mejorar,

todavía más, sus capacidades. En este sentido, lo único que sabemos que cambia es su grabador de datos de estado sólido, con una capacidad superior, de 4 terabytes de capacidad. En cuanto a la instrumentación, también repiten. OLI-2, la Cámara Terrestre Operacional-2, es idéntica en casi todos los aspectos a su antecesora. Recordamos que su diseño es herencia del sistema ALI de Earth Observing-1, conservando muchas de sus características, como su construcción, casi integral, en carburo de silicio, el uso de un telescopio de cuatro espejos y la

operación en modo Pushbroom, haciéndole, casi innecesario, el uso de partes móviles, aunque las tiene, al contar con dos aperturas: la que observa la Tierra (y define su campo de visión de 185 km.) y la que observa el Sol para calibración. Con respecto a su antecesor, en cuanto a los conjuntos sensores (14 en total) tampoco hay cambios. Lo que sí ha variado en OLI-2 con respecto al anterior sistema está en tres áreas: el primero, un nuevo cableado entre el plano focal y las electrónicas, respondiendo a problemas de fragilidad; un aumento en la protección contra micrometeoritos y restos orbitales, introducidos entre las mantas termales; y el tercero, que descargará los datos a 14 bits en vez de a 12 bits de sistemas anteriores. Éste último puede parecer un cambio nimio, pero ayudará a mejorar, más si cabe la calidad de las escenas, y permitirá observar mejor las áreas más oscuras, como bosques o aguas costeras. Todo esto, observando la Tierra empleando sus nueve bandas espectrales continuamente, con resoluciones de entre 15 y 30 metros. TIRS-2, el Sensor de Infrarrojo Termal-2, también repite de Landsat 8, pero con

medidas destinadas a resolver los problemas encontrados en TIRS, así como para certificarlo como instrumento operativo, no experimental. Sigue empleando un telescopio refractor de cuatro elementos y sus sensores de pared cuántica (cobertura, 185 km., dos bandas espectrales en el infrarrojo termal, resolución 100 metros), pero ahora es más pesado, al contar con redundancia completa en todos sus sistemas (solo selectiva en TIRS), mejor protección termal, más calentadores, mayor cantidad de cables y conexiones, y recolocación del radiador. En cuanto a los problemas encontrados, cuenta con nuevas electrónicas (y resituadas) para el Espejo de Selección de Escenas, mientras que el telescopio ha recibido bafles adicionales, instalados tras la segunda lente y frente a la tercera. Todas estas medidas buscan mejorar un instrumento ya bastante bueno, y que permitirá seguir consiguiendo imágenes de infrarrojo termal, idóneas para seguir incendios activos, observar icebergs por la noche, o el estudio de los campos agrícolas, entre otras muchas aplicaciones. Con todo el combustible cargado, Landsat 9 declara un peso en báscula de 2864 kg.

También se repite el patrón en el lanzamiento. El nuevo será lanzado desde la base de Vandenberg, en California. El satélite estará dentro de la cofia de un lanzador Atlas-401, y cuando despegue, actualmente fijado para el próximo día 23, se situará en la órbita de costumbre: 705 km. de altitud, polar y sincrónica solar. Pero aquí llega un cambio fundamental: antes, los satélites orbitaban uno tras otro en la Constelación de la Mañana. Con la constelación disuelta (sobre todo, con la salida reciente de Terra) fue posible sacar de fase a los satélites, de modo que las órbitas están, ahora, descompensadas, lo que ha llevado a que el tiempo de retorno a un mismo lugar haya variado, de los 16 acostumbrados, a ocho. Es más, cuando Landsat 9 llegue a la órbita, sustituirá a Landsat 7 en su posición, de este modo continuando el servicio, mientras el viejo será usado para experimentos para incrementar la vida de los satélites ya en órbita.

Landsat es de vital importancia, y el objetivo del noveno satélite es, como ya hemos dicho, la continuidad de la base de datos. En un mundo en crisis como en el que estamos, con desastres en cada rincón del planeta, con científicos buscando resolver los misterios de la formación de la Tierra, y con el reto de comprender e intentar mitigar el cambio climático, se necesita más que nunca. Y los próximos Landsat, sin duda, serán todavía más innovadores y necesarios, si cabe.