En los próximos años, la ESA va a lanzar sendas misiones para
estudiar los entornos más extremos del Sistema Solar. La primera en
despegar será Solar Orbiter, en octubre de 2018, y su objetivo será
observar la actividad del Sol y su influencia en el entorno
interplanetario. Después, en 2022, despegará JUICE (Jupiter Icy Moons
Explorer), que se dedicará a estudiar el sistema de Júpiter y,
especialmente, sus tres lunas heladas, Europa, Ganímedes y Calisto. Las
operaciones científicas de ambas misiones se llevarán a cabo en ESAC,
el Centro de Astronomía Espacial de la ESA, situado en Villanueva de la
Cañada, Madrid (España).
Solar Orbiter es, en palabras de Luis Sánchez, jefe de desarrollo de
Operaciones de Ciencia del orbitador, “una misión clave para entender la
relación entre el Sol y la Tierra”. Entre sus principales objetivos
figura establecer una relación entre los fenómenos solares y las
perturbaciones que éstos crean en el espacio entre la estrella y la
Tierra y observar los polos del Sol para poder entender el
funcionamiento de los ciclos de actividad solar. “Si entendemos mejor
los fenómenos solares y el medio interplanetario, entenderemos mejor la
climatología espacial”, explica Sánchez, y se podrán hacer predicciones
más precisas.
El ciclo de actividad solar todavía es uno de los grandes
desconocidos del estudio de la estrella. Luis Sánchez apunta que
“tenemos conocimientos fenomenológicos, porque los hemos medido desde
1840, pero los mecanismos físicos no se conocen con detalle”. Ni
siquiera está muy claro que el ciclo tenga realmente una duración de
once años. Javier Rodríguez-Pacheco, investigador principal del
instrumento EPD, explica, por ejemplo, que uno de los puntos que se está
estudiando es “la influencia en el clima terrestre del ciclo de
actividad solar”. Cuando el ciclo tiene una baja actividad (medida según
la aparición de manchas solares en su superficie), puede haber
consecuencias en la Tierra, con periodos climáticos más fríos, pero
Rodríguez-Pacheco apunta que “hace falta tener modelos más precisos para
hacer mejores predicciones”.
Tanto Rodríguez-Pacheco como Sánchez señalan que, actualmente, las
predicciones más exactas que se pueden hacer es que un ciclo de
actividad va a ser igual a otro, y Solar Orbiter intentará ofrecer más
información para mejorar esos modelos. Con su observación de los polos
de la estrella, por ejemplo, los científicos podrán tener modelos de la
capa de convección solar que no se restrinjan sólo al ecuador. Porque,
como explica Luis Sánchez, lo que sí se sabe es que “los movimientos de
material en el interior del Sol dirigen el ciclo de actividad”.
Para ello, Solar Orbiter estará tres años y medio observando la
estrella y su entorno, a partir de 2021, y se aproximará en el perihelio
a 42 millones de kilómetros del Sol, más cerca que la órbita de
Mercurio. Esta cercanía al estrella, y su intenso entorno de radiación,
trece veces superior a lo habitual, ha supuesto grandes desafíos
tecnológicos para el diseño del satélite. Por ejemplo, el escudo térmico
ha requerido el desarrollo de nueva tecnología, sobre todo porque Solar
Orbiter va a estar apuntando constantemente al Sol. Dicho escudo está
fabricado con varias capas, separadas por colchones de aire, y su capa
más externa está realizada con un nuevo material basado en cenizas.
Además, en el escudo tiene que haber aberturas para los seis telescopios
que van a observar el Sol, y éstos, a su vez, tienen que estar
preparados para operar en el fuerte entorno de radiación.
Además de estos seis instrumentos, Solar Orbiter lleva otros cuatro
que se dedicarán a observar el entorno interplanetario y las
perturbaciones que la actividad solar crea en él.
La antena de 35 metros de Cebreros, tendrá un papel muy importante en
esta misión, será una de las que reciba los datos de Solar Orbiter,
junto con el resto de antenas de espacio profundo de la ESA.
En el Sistema Solar, el otro objeto de mayores dimensiones, y con un
campo magnético sólo por debajo del solar, es Júpiter, que es el
objetivo de la misión JUICE. Su propósito es averiguar “si la vida tal y
como la conocemos podría desarrollarse no sólo en las zonas más frías
(del espacio), sino en las lunas heladas alrededor de planetas
gigantes”, explica Claire Vallat, científica de operaciones de la
misión. Para ello, la sonda va a estudiar las tres lunas heladas de
Júpiter, Europa, Ganímedes y Calisto, de las que se han detectado
indicios de que poseen océanos subterráneos, y que las fuerzas de marea
generadas por la gravedad de Júpiter provocan en ellas actividad
geológica de diferentes tipos.
El descubrimiento de exoplanetas con una distribución de masa similar
a la del sistema joviano, y de hábitats marinos en la Tierra en los que
hay formas de vida que no necesitan fotosíntesis, son dos de las
grandes motivaciones para la puesta en marcha de JUICE, que es la
primera misión del Sistema Solar exterior que lidera la ESA. Vallat
señala que la sonda “observará Júpiter, por un lado, y las tres lunas
heladas por otro”, y tendrá por ello dos perfiles a lo largo de su fase
de operaciones científicas, una vez que entre en órbita de Júpiter en
2029. Primero, en 2030, realizará dos sobrevuelos cercanos de Europa, a
unos 400 kilómetros de su superficie y después, hasta mediados de 2031,
observará las altas latitudes de Júpiter. A partir de 2032, JUICE pasará
a orbitar Ganímedes hasta 2033, fecha prevista del final de la misión.
El diseño de las trayectorias de la misión, que aún está en progreso,
está muy determinado por el entorno de radiación presente en el sistema
joviano. Javier Rodríguez-Pacheco explica que “en el Sistema Solar,
hay lugares en el que el entorno de radiación es mucho mayor que si nos
metieramos dentro de un reactor nuclear, y Júpiter es uno de ellos”. Por
su parte, Nicolas Altobelli, jefe de Desarrollo de Operaciones para
JUICE, apunta que “no se sabe exactamente cuánta radiación se van a
encontrar. Cuanto más cerca de Júpiter, más radiación. Por eso, los
sobrevuelos de Europa se hacen seguidos, y por eso no se puede quedar en
órbita de la luna, porque está demasiado cerca de Júpiter”.
Solar Orbiter y JUICE son dos misiones de la ESA que van a estudiar
los entornos más calientes y más fríos del Sistema Solar a lo largo de
las próximas dos décadas. La primera ofrecerá una comprensión más
completa de los procesos que impulsan el ciclo de actividad del Sol, y
cómo influye en el espacio interplanetario y en la Tierra, mientras la
segunda ayudará a ampliar nuestros conocimientos sobre la posibilidad de
que se den las condiciones necesarias para la vida en entornos, a
priori, menos favorables.
esa
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