LA MISION BepiColombo A MERCURIO
La Agencia Espacial Europea (ESA) y La
Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) han lanzado la misión
BepiColombo hace exactamente un mes, el 20 de
octubre a las 3.45 (hora peninsular española) desde el puerto espacial europeo
en Kourou (Guayana Francesa), y es la primera misión europea y se
convierte en la tercera nave en explorar
Mercurio. Es el planeta más próximo al Sol y por tanto el más castigado por su
radiación, siendo el menos explorado
entre los que tienen una composición rocosa —la lista la completan Venus,
Tierra y Marte— en parte por los brutales contrastes entre las zonas de luz,
donde se alcanzan los 450 grados, y las sombrías, con unos 170 bajo cero. Y en estas
regiones oscurecidas permanentemente, puede ser lo suficientemente frío para
que el agua congelada pueda ser estable por miles de millones de años. No solo las temperaturas son extremas. La radiación solar es diez veces la
intensidad de la radiación que tenemos en la Tierra, la radiación
infrarroja que emite el planeta es 20 veces mayor que en la Tierra, la radiación
ultravioleta también es muy elevada y hay
vientos solares que pueden llegar a los 400 km por segundo. Hasta ahora
solo dos naves han visitado el planeta, ligeramente más grande que la Luna,
la Mariner 10 de la NASA lo sobrevoló y tomó las
primeras fotografías del cuerpo en 1974, mientras su sucesora, Messenger, fue la primera en orbitarlo entre 2011
y 2015.
Pero Messenger llegó a una distancia de 15.000 km de Mercurio.
BepiColombo en cambio explorará otras zonas del planeta a una distancia de
solamente 1.500 km.
BepiColombo tiene un interés especial
porque Mercurio es uno de los planetas más desconocidos del Sistema Solar. Los
científicos quieren estudiar el origen y la evolución del planeta, analizar las
propiedades de su superficie y su interior y aprender sobre su campo magnético
y su atmósfera. La misión va a adentrarse en un
planeta muy diferente al nuestro, ligeramente más grande que la Luna. Un día en
Mercurio dura 59 días terrestres, pero está tan cerca del Sol —casi tres veces
más que la Tierra— que tarda apenas 88 días en pasar un año, es decir, en dar
una vuelta alrededor del astro. Hay muchas otras
características de Mercurio que son muy especiales. Al contrario que la
Tierra, Mercurio tiene solo una placa tectónica esférica bajo la cual hay un
núcleo de composición desconocida, pero que es proporcionalmente enorme,
ocupando un 85% del cuerpo. Este núcleo se está enfriando lentamente, en parte
por la lenta pérdida de su calor original, en parte porque la atracción
gravitatoria del Sol disminuye a medida que el astro consume su combustible
atómico y el planeta se aleja de él.
Es un planeta que se ha encogido, Messenger descubrió depósitos
de agua helada en las zonas de sombra perpetua y un valle más largo que el del
río Colorado y más profundo que el del Rift que se formó porque el planeta se
está encogiendo. Ha perdido una parte de su extensión al enfriarse. Por todo
esto la corteza de Mercurio ha perdido siete kilómetros de radio desde su
formación, y eso ha creado los valles, fallas y grietas escalonadas que
descubrió Messenger.
La misión BepiColombo también se caracteriza por su
complejidad. El 85% de la tecnología que
utiliza es novedosa: está compuesta por dos sondas distintas:
una nave diseñada por la ESA y llamada «Orbitador Planetario de Mercurio» (MPO,
por sus siglas en inglés) y una parte diseñada por la JAXA y llamada «Orbitador
Magnetosférico de Mercurio» (MMO).
BepiColombo incluye dos orbitadores,
uno que analizará la superficie y el interior del planeta, construido por la
Agencia Espacial Europea (ESA), y otro para estudiar la magnetosfera,
desarrollado por la agencia espacial japonesa..“Esta es la misión más compleja
que ha lanzado nunca la ESA”, explica la ingeniera Santa Martínez, coordinadora
del procesamiento científico de la misión, cuya sede será el centro espacial de
la ESA en Villanueva de la Cañada, cerca de Madrid. “Gracias a que enviamos dos
satélites podemos aclarar el origen y la estructura del campo magnético del
planeta y confirmar si las anomalías se deben a que en su interior hay más
líquido de lo que pensábamos”, resalta. La BepiColombo orbitará
el planeta a una altura de entre 1.500 kilómetros y 500 kilómetros. Pasará más
cerca que ninguna otra por las regiones cercanas al polo sur, con lo que
realizará “el mapa de mayor resolución” del cuerpo hasta la fecha. Más de 80
compañías de 12 países diseñaron la tecnología de punta necesaria para la
misión.
Entre la tecnología novedosa están
los paneles solares de los tres componentes de la misión, El panel solar del
orbitador europeo lleva una mezcla de células solares y reflectores para que no
se caliente tanto.
La
pintura de la antena también es especial con el fin de que conserve el color
blanco para una máxima reflectividad, y hay conductos especiales que disipan el
calor, y se ha desarrollado específicamente para la misión una capa de aislamiento multicapa (multilayered insulation), que recubre todas las partes
del satélite para aislarse de las temperaturas.
Otro enigma de Mercurio que BepiColombo puede
explicar es su composición química, lo que a su vez desvelaría su origen. “La
cantidad de compuestos volátiles es mucho más alta de lo que debería por la
situación del planeta, por lo que es posible que se formase más allá de Marte y
después migrase hasta su posición actual”, explica Mauro Casale, otro de los
responsables científicos de la misión.
Las dos sondas volarán juntas hasta
Mercurio ensambladas a un segmento
de la nave que funcionará como impulsor y que se llama «Módulo de
Transferencia a Mercurio» (MTM).
La misión tendrá que tomar una ruta
indirecta para llegar a Mercurio. La fase de crucero durará siete años y
dos meses, usando propulsión iónica (que se alimenta de la energía captada por
un gran panel solar, de 30 metros de envergadura). Antes de la llegada para
incrustarse en la órbita de Mercurio el 5 de diciembre de 2025, y después de
recorrer 9.000 millones de Km., la nave tendrá que hacer varias maniobras de «asistencia
gravitacional», a través de las cuales la sonda aprovechará la gravedad
de los planetas para moverse de la forma deseada: en total, la BepiColombo
sobrevolará la Tierra una vez, Venus en dos ocasiones y Mercurio en seis antes
de entrar en la órbita de su planeta.
Aprovechará estos encuentros con los planetas para tomar algunas medidas de
Venus y Mercurio y para calibrar los instrumentos, pero fundamentalmente los hará
por necesidades de la órbita.
Se producirá la eyección del módulo de
transferencia (el bloque propulsor de la BepiColombo) y la inserción en la
órbita del planeta el 16 de marzo de 2026, gracias a los motores del bloque europeo
de la nave (MPO), liberación del escudo solar primero y del módulo japonés
(MMO) después e inserción de MPO en la órbita, usando las últimas reservas de
combustible de los propulsores. Finalmente comenzarán las operaciones
científicas durante un año, extensibles a otro más. La primera fase finalizará
el 1 de mayo de 2027, la segunda, el 1 de mayo de 2028.
Ya en marzo de 2026
comenzarán las operaciones científicas. Está previsto que duren un año entero (más de cuatro
años orbitando Mercurio), y que se extiendan otro más.
La primera fase finalizará el 1 de mayo de 2027, la
segunda, el 1 de mayo de 2028.
La
sonda europea lleva 11 instrumentos científicos a bordo. Además de estudiar
Mercurio, lo que a su vez puede aclarar el origen del resto de planetas
terrestres, uno de los instrumentos, el MORE, desarrollado por Italia, es “el
sistema de seguimiento interplanetario más avanzado que se ha construido”,
según la ESA. La Tierra y Mercurio están a una distancia media de 77 millones
de kilómetros y el dispositivo será capaz de indicar la posición de la sonda
con un margen de error de 15 centímetros. Gracias a este instrumento se va a
poder testar la teoría general de la relatividad de Einstein “a un nivel de
precisión sin precedentes”.
España ha contribuido con el 8% de la misión. Empresas de
este país han desarrollado componentes clave, como la antena de media ganancia,
que será el nexo entre la nave y la Tierra durante el viaje a Mercurio. La antena de espacio profundo,
de la ESA en Cebreros (Ávila), será la que reciba y envíe comandos durante toda
la misión.
“Debido a la alta degradación de las sondas debemos
optimizar el tiempo”, resalta Martínez. BepiColombo durará
un año con la posibilidad de ampliar un año más. Uno de sus componentes más
novedosos son los cuatro motores de propulsión eléctrica que utilizan gas xenón
como combustible. Llegará un momento en que tanto la sonda japonesa como la
europea agoten el combustible. Cuando esto suceda, ambas se estrellarán contra
la superficie de Mercurio, el mismo destino que corrió su predecesora estadounidense en 2015.
El estudio de Mercurio es clave además para entender
la evolución del Sistema Solar y
de sus planetas, incluyendo la Tierra. Estudiar cómo nació Mercurio nos dirá
mucho sobre la evolución del Sistema Solar.
Y
se puede extrapolar este conocimiento a lo que pasa en los planetas fuera del
Sistema Solar, ya que hay muchos que están a una distancia de sus soles muy
parecida a que existe entre Mercurio y el Sol.
El
hecho de que Mercurio tenga un campo magnético es fundamental para intentar
buscar planetas donde pueda haber vida como la conocemos, porque ese campo
magnético es el único mecanismo que nos protege del viento solar.
La misión tiene un costo estimado de cerca de US$ 2.000 millones y terminará con la colisión de sus módulos en Mercurio en 2027 o 2028.
Paso a paso, las etapas de la misión serán las siguientes:
-Lanzamiento
desde un cohete Ariane 5 desde Kurú, en Guayana Francesa. Un año y medio más
tarde, la sonda se pondrá en órbita heliocéntrica.
-Fase
de crucero, durante siete años, usando propulsión iónica (que se alimenta de la
energía captada por un gran panel solar, de 30 metros de envergadura).
-Antes
de la llegada a Mercurio, el 5 de diciembre de 2025, eyección del módulo de
transferencia (el bloque propulsor de la BepiColombo).
-Inserción
en la órbita del planeta, el 16 de marzo de 2026, gracias a los motores del
bloque europeo de la nave (MPO).
-Liberación
del escudo solar primero y del módulo japonés (MMO) después.
-Inserción
de MPO en la órbita, usando las últimas reservas de combustible de los
propulsores.
-Operaciones
científicas durante un año, extensibles a otro más. La primera fase finalizará
el 1 de mayo de 2027, la segunda, el 1 de mayo de 2028.
Luis Pertejo.
Madrid, 20, diciembre, 2018.
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