El final de una gran dinastía: la nave Cassini Por Alberto Flandes

Después de 13 años y 2 200 millones de kilómetros recorridos en 243 órbitas alrededor de Saturno, el 15 de septiembre de 2017 la nave Cassini ingresará en la atmósfera del planeta a decenas de miles de kilómetros por hora y se desintegrará. Ilustración: NASA/JPL-Caltech

16 ¿cómoves?

Prohibida la reproducción parcial o total del contenido, por cualquier medio, sin la autorización expresa del editor. La nave Cassini es la última de una de Titán, la luna gigante de generación que debutó con las misiones Saturno, la trayectoria del Pioneer y Voyager en los años 70, y si- se modificó para guió con la sonda , en los 90. No hacer un acercamiento a esta habrá otra igual por lo menos en varias luna y estudiarla con algo más décadas. de detalle. Las y 11 son naves ge- Tanto las naves Voyager como melas lanzadas en 1972 y 1973. Las Vo- las Pioneer, y la misma Cassini, yager 1 y 2, también gemelas, se lanzaron estaban obligadas a pasar también en 1977. Tenían como objetivo explorar el por Júpiter porque, aparte del interés Sistema Solar exterior más allá de la ór- en estudiar este planeta gigante, su Encélado bita de Marte y el cinturón de asteroides, atracción gravitacional las ayudaría Misión Cassini (NASA/JPL-Caltech/SSI) y alcanzar el medio interestelar. Su obje- a ganar velocidad para escapar de la tivo secundario era llevar un mensaje de atracción del Sol y así poder abandonar paz y hacerle saber a alguna civilización el Sistema Solar o llegar a Saturno en extraterrestre, en caso de encontrarla, el caso de Cassini. Para alcanzar Júpiter Cada nueva misión era cómo somos y dónde estamos. Los Vo- también era necesario impulsar gravita- más grande y tenía yager siguen en contacto con la NASA. cionalmente las naves y para ello se usó más capacidades e La misión Galileo partió con destino la gravedad de la propia Tierra y la de instrumentos. Otra Nubes en Saturno Misión Cassini a Júpiter en 1989 y orbitó ese planeta du- los planetas vecinos. Este tipo de manio- cosa que todas te- (NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill) rante casi ocho años antes de hundirse en bras de asistencia gravitacional ahorran nían en común era su atmósfera en 2003. La misión Cassini grandes cantidades de combustible, pero que parte de su salió de la Tierra el 15 de ocubre de 1997 pueden extender el tiempo de viaje. A la energía provenía de y la nave se puso en órbita alrededor de nave Cassini esta serie de maniobras le generadores termonucleares. Saturno el 1 de julio de 2004. llevó cuatro años y un recorrido de varios Las nuevas misiones son más modestas miles de millones de kilómetros. y pequeñas; y en la mayoría se opta por Ecos de la carrera espacial Se calcula que tanto las Voyager tecnologías como la energía solar para El Pioneer 10 fue la primera nave que como las Pioneer ya abandonaron el su operación básica, así como nuevas atravesó el cinturón de asteroides y la Sistema Solar. La nave está a formas de propulsión. primera en visitar Júpiter y enviar imá- 121 unidades astronómicas (UA) del Sol Los éxitos de Cassini genes cercanas de ese planeta y sus lunas (o 121 veces la distancia entre el Sol y la Europa y Ganimedes. El fue Tierra). Es ahora el objeto construido por Quizá el primer éxito de la misión fue la primera nave en acercarse a Saturno. el ser humano que más lejos ha llegado y superar los desacuerdos políticos que im- Descubrió dos nuevas lunas (Epimeteo y también el más veloz, pues se aleja del Sol plicaba una colaboración entre la agencia Jano) inmersas en el anillo F y fotografió a una increíble velocidad de casi 63 000 estadounidense NASA y la Agencia los anillos y algunas otras lunas. km/h. La Voyager 2 está a 112 UA. Para Espacial Europea, ESA. Esta última La experiencia de las naves Pioneer la posición de las Pioneer 10 y 11 sólo construyó y operó la sonda secundaria sirvió para definir las trayectorias de las podemos hacer cálculos aproximados Huygens que viajó al sistema de Saturno naves Voyager 1 y 2, que pasaron por porque perdimos contacto con ellas en adosada a la nave principal. La segunda Saturno en 1980 y 1981, ya fuera para 2003 y 1995, respectivamente. batalla que libró la misión fue contra los confirmar o profundizar en los hallazgos Todas estas misiones fueron ecos grupos ambientalistas que se oponían de sus antecesoras. Por ejemplo, con de la carrera espacial de los años 50 y a su lanzamiento por llevar material el descubrimiento de la 60. Se concibieron con propósitos muy nuclear como combustible, especial- densa atmósfera ambiciosos y altos presupuestos. mente después de la trágica explosión Los colores de Saturno Misión Cassini y muerte de los siete tripulantes del (NASA/JPL-Caltech/SSI/Cornell) transbordador espacial Challenger en 1986. Finalmente pudo demostrarse Los anillos Misiónde Saturno Cassini que el riesgo de que la nave explotara (NASA/JPL/U Colorado) en el lanzamiento y contaminara la Tierra con material radiactivo era muy bajo. Detrás de la misión Cassini hay miles de personas, entre ellas cien- tíficos e ingenieros de 27 naciones distintas. La nave principal y la sonda Huygens, que descendió

¿cómoves? 17

Prohibida la reproducción parcial o total del contenido, por cualquier medio, sin la autorización expresa del editor. EL Gran Final de Cassini de la capa está fundida. La razón es que las fuerzas de atracción gravitacional de Velocidad máxima de Saturno y sus lunas vecinas deforman 22 órbitas continuamente a Encélado. Este continuo 123 608 kph en total (con respecto a Saturno) estira y afloja calienta el núcleo de la luna y el calor que genera funde el hielo Pasará por un circundante. La interacción del agua con A 1 628 km “hueco” de de las nubes de Saturno el material rocoso del núcleo ha disuelto 2 400 km de ancho gran cantidad de sales y otros compuestos que han enriquecido el océano. Algunos 5 pasos 4 pasos creen que el fondo del océano de Encé- lado podría compararse con las ventilas por la atmósfera alta por el anillo interno hidrotermales de los lechos oceánicos de Saturno de Saturno terrestres, donde a pesar de la falta de luz solar pueden sobrevivir y prosperar inmersión final minuto entre la organismos como los llamados gusanos en Saturno el 15 entrada a la atmósfera y tubulares tomando parte de su energía de septiembre de 2017 la pérdida de contacto del calor de las ventilas. Algunas otras Ilustración: NASA/JPL-Caltech Ilustración: 1 1 lunas de hielo de Saturno que se hallan en Océano interior condiciones similares a Encélado hacen en Titán en 2005, enviaron casi 400 000 pensar que ésta no es la única luna que imágenes de Saturno, de sus lunas y de Entre los descubrimientos más notables alberga un océano de agua líquida en su sus anillos como parte de casi un billón de la misión Cassini están los géiseres interior. de bytes de información. En la larga o chorros de vapor y polvo de hielo de Titán, el gigante lista de descubrimientos de la misión agua que salen a través de grietas en el se encuentran 10 nuevas lunas y varios polo sur de Encélado (véase ¿Cómo ves?, Poco después de que la nave principal se nuevos anillos (véase ¿Cómo ves?, Nos. No. 191). Encélado es una pequeña luna pusiera en órbita alrededor de Saturno 95 y 158). Estos descubrimientos han re- de 252 km de radio. Los géiseres son un en 2004, la pequeña sonda europea Hu- volucionado nuestro entendimiento del ejemplo de vulcanismo frío, o criovulca- ygens, que viajaba adosada a Cassini, se planeta Saturno, de sus complejos anillos, nismo, que revelan que en su interior hay desprendió, penetró en la atmósfera de de su increíble conjunto de lunas y de su un océano de agua líquida y salada de Titán y se posó en su superficie. Titán dinámico ambiente magnético. Sorpren- varias decenas de kilómetros de profun- tiene el triple de volumen de nuestra dentemente, también nos enseñan cómo didad. Como otras lunas de Saturno, En- Luna, está compuesto de roca y hielo de y dónde podríamos encontrar evidencias célado está cubierta por una gruesa capa agua y tiene una atmósfera de nitrógeno de vida en el Sistema Solar y más allá. de hielo de agua, pero la parte profunda con una gran cantidad de compuestos orgánicos y es dos veces más densa que la de la Tierra. La pareja Cassini- Huygens descubrió una geografía com- EL PODER FEMENINO DE CASSINI pleja bajo la gruesa capa de nubes de Titán, con montañas de hielo, criovol- La misión Cassini se distingue de otras por Spilker llegó al JPL en 1977 tras graduarse el número de mujeres que ocupan puestos como física en la Universidad Estatal de canes y canales, y lagos de compuestos importantes: Julie Webster es la líder del California. A Spilker se le dio a escoger en de carbono y oxígeno como el metano equipo que se encarga de la nave, Katherine qué misión trabajar. Al saber que la misión Weld está a cargo del enlace con la sonda, Voyager iría a Júpiter y Saturno, no pudo re- Nora Alonge es la ingeniera de sistemas sistirse, pues su pasión eran los anillos de Titán científicos y Linda Spilker es la cabeza cien- Saturno. Cuando la misión Cassini estaba aún Misión Cassini en etapa de planeación, en 1990, Spilker fue tífica de la misión, o científica principal del (NASA/JPL/U Arizona/U Idaho) proyecto. invitada a formar parte del equipo como co- Linda Spilker trabaja en el Laboratorio de investigadora de uno de los instrumentos de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en la nave (el CIRS). Ese mismo año, la NASA le inglés), donde se diseñó y construyó la nave otorgó la Medalla al Servicio Excepcional por Cassini y en el que se lleva a cabo gran parte su trabajo y su liderazgo durante el encuentro de la planeación y diseño de observaciones con el planeta Neptuno de la nave Voyager 1. y de órbitas de la nave, así como parte del Desde 2010 Linda es científica principal de análisis de los datos. Su tarea principal en el la misión Cassini y desde 2014 participa ac- equipo de Cassini es optimizar el desempeño tivamente en la planeación de una próxima científico de la misión de acuerdo con la pla- misión que estará dedicada a la búsqueda de neación y el presupuesto. vida en Encélado.

18 ¿cómoves?

Prohibida la reproducción parcial o total del contenido, por cualquier medio, sin la autorización expresa del editor. Gran Final: trayectoria MÁS INFORMACIÓN de vuelo •• De Lara, Estela, La sonda Cassini visita Saturno, Observatorio Astronómico Nacional, UNAM: www. astrosen.unam.mx/divulgacion/ articulos/Cassini_visita_Saturno.pdf

•• Agencia Espacial Europea, Cuenta atrás para el gran final de Cassini: www.esa.int/esl/ESA_in_your_ country/Spain/

•• Administración Nacional de la Para las últimas fases de la misión: 20 Aeronáutica y del Espacio (NASA), órbitas junto a los anillos (gris); 22 órbitas del Misión Cassini: www.lanasa.net/ “Gran Final” (azul) y la última orbita parcial (naranja). news/sondas Ilustración: NASA/JPL-Caltech

(véase ¿Cómo ves?, No. 76). Los astro- continuo, en realidad son una colección sumergirá lentamente a la nave en la en- biólogos más optimistas proponen que de rocas individuales de entre uno y 10 voltura gaseosa de Saturno. En la última en Titán podrían existir organismos que metros. Durante la misión, la nave se ha órbita, cuando esté totalmente inmersa en llaman metanógenos, es decir, que en mantenido a una distancia de más de la atmósfera, se espera que la nave Cas- vez de agua, dependerían del metano medio millón de kilómetros de los anillos sini siga enviando datos si se logra man- para vivir. para protegerla de posibles colisiones, lo tener su antena dirigida a la Tierra, hasta cual ha impedido distinguir rocas indi- que las altas presiones y temperaturas Anillos de polvo, anillos de roca viduales. la desintegren. De estos datos se espera El sistema de anillos de Saturno es el El detector de polvo de Cassini obtener mapas del campo gravitacional más complejo y diverso del Sistema (CDA, por sus siglas en inglés) caracte- y del campo magnético de Saturno, in- Solar (Júpiter, Urano y Neptuno también rizó los diferentes tipos de partículas de formación sobre su estructura interna y tienen anillos). Los anillos más cercanos uno de los anillos de polvo más exten- su velocidad de rotación, detalles sobre a Saturno y más visibles son los lla- didos, el anillo E, que en parte se abas- la composición de la atmósfera e imá- mados anillos principales. Los exteriores tece de polvo proveniente de los géiseres genes cercanas de los anillos y las nubes son anillos de polvo (o difusos). Con los de Encélado. El CDA identificó polvo del planeta. datos de la nave Cassini se identificaron de hielo de agua pura, partículas de sal, Aparte de poder estudiar Saturno y nuevos anillos de polvo y nuevas fron- partículas de sílice y combinaciones de su atmósfera tan de cerca, se decidió este teras para los anillos. En particular, con estas tres. final para la misión porque, en primer el espectrómetro ultravioleta (UVIS, por El espectrómetro infrarrojo (CIRS, lugar, la nave se estaba quedando sin el sus siglas en inglés) se logró distinguir la por sus siglas en inglés) reconstruyó las combustible líquido que se requiere para estructura de los anillos principales con variaciones estacionales de temperatura estabilizarla y maniobrarla, y en segundo una resolución de cerca de 100 m. Esto de los anillos principales, con las cuales lugar para evitar que chocara con alguna es un logro notable, porque si bien los también pudimos saber más de su es- de las lunas de hielo, en especial con anillos principales se ven como un disco tructura, dinámica y composición. La las que tienen océanos de agua líquida dinámica y la estructura determinan y ambientes favorables para la vida que cuánta energía llega a los anillos (por podrían contaminarse con la batería ter- Antes del impacto final ejemplo, energía solar) y la compo- monuclear de la nave. Misión Cassini (NASA/JPL-Caltech) sición de las rocas de los anillos de- En sus últimos momentos, la nave termina cómo se absorbe y se emite Cassini será como un bólido que arde y esa energía. se evapora para integrarse para siempre con el planeta que exploró durante 13 El Gran Final años. Desde abril la nave acometió la etapa final de su misión: 22 úl- timas órbitas entre el planeta y los anillos, una región vedada hasta Alberto Flandes es investigador del Instituto de ahora por el alto riesgo de colisión Geofísica de la UNAM y forma parte del equipo de y daño para la nave. Cada órbita estudio de anillos del espectrómetro CIRS de la es más cerrada que la anterior y misión Cassini.

¿cómoves? 19

Prohibida la reproducción parcial o total del contenido, por cualquier medio, sin la autorización expresa del editor.