Juno, la misión más ambiciosa enviada a Júpiter, llega este lunes a su objetivo

Es la nave que más cerca estará del planeta, estudiando su origen, composición y atmósfera. La maniobra para lograr su órbita es la más peligrosa hecha hasta ahora por una sonda.

Cristina Espinoza03 de julio del 2016 / 07:30 Hrs

Júpiter es tan grande que más de 1.300 Tierras podrían caber dentro de él. Tanto que sólo la gran mancha roja que lo caracteriza tiene hoy el tamaño de la Tierra, aunque hace seis años era 3,5 veces más grande. ¿Por qué se redujo? y ¿qué está pasando en su atmósfera?, son algunas de las preguntas que la misión Juno, que entrará en la órbita del planeta este lunes, pretende responder.

Juno, una sonda de 9 metros, será la primera en llegar tan cerca del planeta más grande del Sistema Solar. Antes, las misiones Pioneer, Voyager y Galileo habían pasado en su camino hacia otros objetivos, pero nunca por los polos ni enfrentando su campo magnético, que puede ser mortal para cualquier instrumento. Emite balas de electrones que pueden dañar el sistema electrónico.

Adriana Ocampo, geóloga planetaria y líder del Programa Nuevas Fronteras, de la Nasa -a cargo de esta misión y de New Horizons, en Plutón-, explica que para evitar el daño pusieron los instrumentos más sensibles dentro de un cubo de titanio, ahora queda probar si fue suficiente. “El lunes cuatro, va a ser un momento crítico de la humanidad, lleno de momentos peligrosos”, dice

Peor que los “siete minutos de terror” del amartizaje de Curiosity. Juno viaja en este momento a 70 kilómetros por segundo, pero mañana a las 20:18 horas (23:18 en Chile) debe encender su motor principal por 35 minutos para reducir esa velocidad y entrar en la órbita de Júpiter, de lo contrario puede pasar de largo y chocar contra él. Tiene que ser preciso. “Después de esos 35 minutos hay que esperar 48 más para recibir la señal de si la maniobra resultó exitosa y quedó orbitando el gigante. Es primera vez que entrará desde la parte polar, orbitando tan cerca a más de 70 km por segundo, en un medioambiente tan peligroso. Está lleno de cosas que estamos haciendo por primera vez”, dice la especialista.

La sonda entró el jueves en la magnetósfera del planeta, donde comienza a recibir mucha radiación. Este lunes quedará a 4.667 kilómetros y desde ahí debe recolectar datos sobre la atmósfera y composición de Júpiter. “Nunca hemos orbitado Júpiter por la zona polar, no tenemos información de esas áreas y no lo podemos hacer desde la Tierra”, explica Ocampo.

Tamaño del núcleo

Patricio Rojo, astrónomo de la U. de Chile y el Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), dice que la composición de Júpiter es muy parecida a la del Sol, por lo que su estudio permitirá comprender el inicio del Sistema Solar. “No tenemos cómo saber el tamaño exacto de su núcleo y esto va a confirmar un montón de suposiciones hechas sobre su interior”, dice. “Cuando New Horizons llegó a Plutón, el modelo estándar predecía muchas cosas y la misión encontró cosas inesperadas, no sería tan raro que en Júpiter el modelo estándar no calce”, agrega.

La misión, lanzada el 5 de agosto de 2011, está programada para terminar en febrero de 2018. Los primeros meses serán usados para calibrar instrumentos y aprender cómo manejar la nave. Sólo a  fin de año comenzará a emitir información científica. El objetivo es que complete 37 órbitas, pero nada es seguro, porque no se sabe cuánta radiación podrán resistir los instrumentos. “Tenemos que ser cautelosos. Es difícil decir que va a durar ese tiempo”, dice Ocampo.

Tras ello, la nave se estrellará contra el planeta para cumplir con los requerimientos de protección planetaria. Europa, una de las lunas de Júpiter, es uno de los lugares donde puede haber vida como la conocemos, pues bajo su corteza congelada tiene un océano líquido, y no hay que correr el riesgo de contaminarla.

Más de medio siglo después de haber dado inicio a la conquista del espacio, y de que el cielo dejara de ser el límite, la exploración del cosmos y los impresionantes desafíos que va superando la ciencia no dejan de sorprendernos.

Hace apenas un año el deseo de profundizar en el conocimiento de nuestro entorno cósmico nos llevó a ver de cerca por primera vez a Plutón con la nave New Horizons; ahora se escribe un nuevo capítulo con la llegada, mañana, de Juno al planeta más grande del sistema solar: Júpiter. (Lea aquí: ¿Por qué Júpiter será el planeta del 2016?)

 Este coloso es un viejo conocido de la especie humana. Desde la Tierra se lo ha observado durante milenios, en parte gracias al hecho de que es uno de los cinco planetas que pueden verse a simple vista en un cielo nocturno y despejado. Los antiguos babilonios lo denominaron Marduk; los egipcios, Zeus, y debe su nombre actual a la mitología romana, cuya principal deidad era Júpiter.

Tras siglos de observación a ‘ojo desnudo’, la primera gran revolución en el conocimiento del planeta vino de la mano de Galileo Galilei y sus observaciones con telescopio a partir de 1610. Tal vez el mayor aporte a la ciencia de este notable científico fue el descubrimiento de cuatro grandes lunas que giran alrededor del planeta. El hecho marcó una revolución en la concepción de los cielos y ayudó a rebatir la teoría del geocentrismo, según la cual todo giraba alrededor de la Tierra.

Hoy en día, cualquiera que tenga la posibilidad de usar un telescopio de aficionado puede revivir la experiencia de Galileo y verificar que a lo largo de las horas los llamados satélites galileanos (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) danzan alrededor del enorme planeta gaseoso.

Si se mira con detenimiento, también es posible identificar franjas de color en Júpiter que cubren completamente su superficie, y que se deben a la circulación de gases en el planeta; con algo más de detalle puede distinguirse una gran mancha rojiza cerca de la zona ecuatorial del astro. La Gran Mancha Roja, como se la conoce, fue descubierta por el astrónomo Giovanni Cassini medio siglo después de las primeras observaciones de Galileo.

La primera visita, en 1973

Luego de otros tres siglos de observaciones, con telescopios cada vez más sofisticados, una nueva revolución vino con la primera visita de una nave al quinto planeta del sistema solar. La misión Pioneer 10, en 1973, solo sobrevoló Júpiter, después de atravesar el cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter) de camino hacia regiones más alejadas de nuestro vecindario solar.

De esta manera, el mundo pudo ver las primeras imágenes del planeta y sus lunas galileanas, y un año después la misión Pioneer 11 volvió a hacer lo propio con fotografías de la Gran Mancha Roja.

Antes de terminar la década de los 70, los famosos sobrevuelos de las naves Voyager 1 y 2 revelaron que esta enigmática mancha resultó ser un gigantesco huracán de más de dos veces el tamaño de la Tierra en la atmósfera joviana, con vientos cercanos a los 500 kilómetros por hora (el doble de los registrados en el huracán Katrina). Aún no sabemos cuándo se originó la mayor tormenta conocida hasta la fecha, pero sí que lleva al menos 400 años azotando a Júpiter.

Se descubrieron también nuevas lunas, se registró su campo magnético y, para sorpresa de muchos, se encontró que, al igual que Saturno y Urano, Júpiter alberga un sistema de tenues anillos, compuestos del polvo expulsado por dos de sus lunas: Metis y Adrastea.

Uno de los más extraordinarios logros de las misiones Voyager fue el haber presenciado la primera erupción volcánica en la luna Ío, el cuerpo geológicamente más activo de todo el sistema solar, con cerca de 400 volcanes. Pero los sobrevuelos de todas estas naves solo permitían tomar datos e imágenes por cortos períodos, con lo cual se hacía necesaria una misión que pudiera estar más tiempo indagando los misterios del gigante gaseoso.

La sucesora de Galileo

Así lo hizo la nave Galileo, cuyo nombre honraba al astrónomo italiano, y orbitó Júpiter durante siete años desde 1995. Esta misión logró objetivos importantes, como lanzar una pequeña sonda que, literalmente, se sumergió en la atmósfera joviana para finalmente destruirse tras adentrarse 150 kilómetros y ser vencida por la alta presión y unos 150 grados centígrados.

Nuestro conocimiento de las características de Júpiter y de sus principales lunas avanzó ampliamente con Galileo. Se encontraron nubes de amoniaco en el planeta, indicios de la presencia de un océano líquido bajo la superficie congelada de Europa y un fuerte campo magnético en Ganímedes (la mayor luna de todo el sistema solar).

También mejoró la comprensión sobre la atmósfera del planeta, que no dista mucho de la del Sol, con grandes cantidades de hidrógeno y helio. Se sospecha que a distancias más profundas, el aumento de presión y temperatura comprime el hidrógeno hasta transformarlo en líquido, y a una tercera parte de la atmósfera el hidrógeno líquido se vuelve un conductor eléctrico (como un metal); esto genera en esa región el potente campo magnético del planeta, a partir de corrientes eléctricas y de su movimiento de rotación (da una vuelta sobre sí mismo cada 10 horas), de formas que aún no se comprenden del todo. La alta presión podría formar un núcleo sólido.

En el nuevo milenio, las naves Cassini-Huygens, que se dirigía hacia Saturno, y New Horizons, con la mirada puesta en Plutón, aprovecharon el paso por el gigantesco planeta, que les dio un impulso gravitatorio para llegar a sus respectivos destinos, y ahondar en el estudio de su atmósfera y sus anillos.

El cinco de agosto del 2011 partió de Cabo Cañaveral (Estados Unidos) una de las sondas del programa espacial denominado New Frontiers, de la Nasa, cuyo objetivo es la exploración de cuerpos del sistema solar.

Juno, nombre de la diosa que, según la mitología romana, era la esposa de Júpiter, es la primera nave que tiene como finalidad explorar un planeta exterior del sistema solar y los también llamados planetas gigantes o gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

Llevar a cabo su misión depende de sus tres paneles solares (los más grandes usados en una nave espacial), que le suministrarán la energía necesaria para funcionar, pese a que recibirán solo un cuatro por ciento de la luz que podrían captar si la nave estuviera orbitando la Tierra y no un planeta cinco veces más alejado del Sol. Todas las misiones anteriores han funcionado con energía nuclear, es decir, este es un triunfo más de la energía solar.

Con metas muy elevadas

Los objetivos de la misión son ambiciosos, y se espera poder ahondar en la comprensión de la formación del sistema solar. Para ello la misión usará nueve avanzados instrumentos, entre los que se destacan un radiómetro con antenas para medir radiación electromagnética en microondas, un aparato para hacer cartografía en infrarrojo de las auroras, un magnetómetro para el campo magnético, y detectores de partículas de alta energía.

Los ojos de Juno están conformados por un sistema de telescopio y cámara óptica que registrará las esperadas imágenes que muy pronto veremos de Júpiter, aunque se sabe que los altos niveles de radiación terminarán por dañarla. Júpiter tiene los niveles de radiación más altos del sistema solar.

Con esta tecnología se podrán estudiar la composición y vientos en la atmósfera joviana, medir la cantidad de agua y amoníaco, la gravedad del planeta y la variación de su magnetósfera. Mediante vuelos alrededor de Júpiter, la sonda, de tres toneladas y media de peso, hará recorridos en una órbita polar, es decir, dando vueltas que pasan por encima de los polos.

Medir la abundancia de agua en Júpiter y estimar la masa de su núcleo permitirá saber qué modelo sobre la formación de planetas gaseosos tiene mayor validez y, por tanto, aportará pistas sobre la formación de todo el sistema planetario y sistemas extrasolares.

La presencia de un planeta como Júpiter (primero en formarse en el sistema solar) fue también determinante para el mantenimiento de la vida en la Tierra, al actuar como una suerte de imán que, dada a su enorme masa, puede desviar posibles asteroides amenazantes.

Mañana, después de un viaje interplanetario de casi cinco años, de recorrer 2.800 millones de kilómetros (19 veces la distancia Sol-Tierra), la sonda Juno hará su llegada triunfal y comenzará a orbitar.

Galileo Galilei, por supuesto, va representado. La nave lleva a bordo una placa con su imagen y un fragmento del texto escrito por él en 1610 al observar las que luego serían conocidas como las lunas galileanas; la figura de Lego hecha en su honor va flanqueada por otras dos que simbolizan a Juno y a Júpiter. Es la forma en la que la humanidad rinde homenaje al visionario que nos acercó, y de qué modo, al gigante gaseoso del sistema solar.

Santiago Vargas Domínguez
Ph. D. en Astrofísica, profesor investigador del Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional.
En Twitter: @astrosvd

5 cosas fascinantes de Juno, la misión que está a punto de entrar en la órbita de Júpiter

  • 3 julio 2016
JunoImage copyrightGETTY IMAGES
Image captionSe espera que Juno entre en órbita este lunes.

La sonda espacial Juno, construida como un tanque blindado, intentará a partir del lunes orbitar durante un año terrestre el planeta más grande del sistema solar: Júpiter.

Para ello, los expertos de la NASA frenarán los motores de Juno hacia abajo, de manera que pueda ser aspirado en la órbita del planeta.El más mínimo error podría poner fin a la misión de US$1.100 millones que fue lanzada al espacio el 5 de agosto de 2011.

Entender cómo se formó Júpiter es esencial para saber cómo se formó nuestro sistema solar, la Tierra y los cimientos de la vida como la conocemos.

De tener éxito la misión, Juno será la nave que más cerca haya estado del planeta gigante.

Como somos optimistas, aquí te ofrecemos cinco cosas que te podrán fascinar de esta misión.

Un salto a lo desconocido

Centro de controlImage copyrightGETTY IMAGES
Image captionPara los científicos, esta expedición es un salto a lo desconocido

Esta implacable bola de gas ha sido descrita por expertos de la NASA como “un monstruo que gira a tal velocidad que hace que su gravedad lance rocas gigantes, cometas, rayos cósmicos… hacia afuera”.

En otras palabras, “cualquier cosa que se le acerque, puede convertirse en su arma”, advirtió Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno. Esta es la razón por la que, según comentarios de astrónomos recogidos en el sitio de la NASA, lo que más temen los especialistas sobre esta misión es lo desconocido.

Pero ello no significa que no se deba al menos intentar acercarse a Júpiter.Este planeta guarda los secretos de cómo se forman los elementos agua, helio, metano e hidrógeno.

La estrategia de esta misión es acercarse, tomar los datos y salir.

En busca de “problemas”

JúpiterImage copyrightNASA
Image captionUn día en Júpiter dura 10 horas terrestres.

Para recoger la información que buscan los científicos, Juno tiene que acercarse a una atmósfera llena de obstáculos.

Mucho más abajo de las nubes jovianas hay una capa de hidrógeno con tal presión que actúa como un conductor eléctrico.

Científicos piensan que la combinación de este hidrógeno metálico con la rápida rotación de Júpiter -un día dura 10 horas- genera un poderoso campo magnético que rodea el planeta de electrones, protones e iones que viajan casi a la velocidad de la luz.

“Estamos buscando problemas”, señaló Scott Bolton, investigador principal de Juno del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio, Texas, Estados Unidos. “se trata de adentrarse al tipo de vecindario donde puedes encontrar problemas con bastante rapidez”.

El final de nave que entre a este campo de partículas de alta energía en forma de donut sería un encuentro con el ambiente más radioactivo de todo el sistema solar.

100 millones de radiografías de dientes

JupiterImage copyrightGETTY IMAGES
Image captionJúpiter tiene una radiación muy intensa

Durante el tiempo que dure la misión, Juno será expuesto al equivalente de más de 100 millones de radiografías de dientes.

“Pero estamos listos”, aseguró Rick Nybakken, jefe del proyecto de Juno del Laboratorio de Propulsión Jet de la Nasa, en Pasadena, California. “Diseñamos una órbita alrededor de Júpiter que minimiza su exposición al entorno de radiación tan fuerte”.

En vez de volar alrededor del ecuador, Juno será la primera sonda que orbitará de polo a polo.

Las veces que estará más cerca del planeta será cuando pase por los polos, una oportunidad para observar las intensas auroras de este planeta y tomar mediciones de las partículas cargadas asociadas con este fenómeno.

34 cuatro vueltas para cubrirlo entero

Auroras de JúpiterImage copyrightGETTY IMAGES
Image captionSe espera que la sonda tome mediciones de las auroras de Júpiter

La otra novedad sobre el tipo de órbita que hará Juno es que será en óvalo.

Esto, además de acercarlo en los polos, permitirá acercar la sonda lo más posible a Júpiter y al mismo tiempo alejarla tanto como hasta la luna Callisto.

En total, se espera que la nave haga 34 vueltas que cubrirá todo el globo en más o menos un año terrestre.

Cada vuelo cercano al planeta durará el equivalente a un día en la Tierra, para luego alejarse de Júpiter y su radiación.

Sin embargo, la nave pasará lo suficientemente cerca del planeta como para sentir toda la fuerza de su campo magnético, que se estima es de 10 a 12 Gauss, comparado con la Tierra que es de 0,5 Gauss.

Encuentro cercano con una magnetósfera masiva

JunoImage copyrightNASA
Image captionJuno fue lanzada al espacio el 5 de agosto de 2011

Júpiter es conocido por su magnetósfera masiva, que no es otra cosa que el resultado de la colisión entre el campo magnético del planeta y los vientos supersónicos solares.

Al estudiar la magnetósfera, los astrónomos podrán entender mejor cómo se genera el campo magnético de Júpiter.

También esperan determinar si el planeta tiene un núcleo sólido, lo que nos dirá cómo se formó este gigante.

Para ello, Juno está equipado de dos magnetómetros, que ayudarán a los expertos a mapear su campo magnético con mucha precisión.

“La mejor forma de pensar en un magnetómetro es en un compás”, explicó Jack Connerney, segundo investigador y jefe del equipo de magnetómetros del equipo de la NASA.

“Los compases graban la dirección de un campo magnético, pero los magnetómetros tienen la capacidad de llevar un registro tanto de la dirección como de la magnitud del campo magnético”.

Uno de los misterios que el equipo espera resolver es cómo se generó el campo magnético de Júpiter.

Los expertos esperan encontrar similitudes con el de la Tierra.

Pero para esto, tendremos que ver primero se Juno sobrevive al gigante del sistema solar.

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