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Adiós a Cassini, una sonda especial para “El Aleph”

14 septiembre 2017 Deja un comentario

El próximo 15 de septiembre, la sonda Cassini desaparecerá en el interior de Saturno.  Hace 20 años se lanzó junto a su compañera Huygens. En aquella época los que formábamos “El Aleph” éramos unos jovenzuelos que hacían un programa semanal en Radio Tamaraceite Onda Parroquial. Empezamos en verano de 1997, en octubre Cassini-Huygens comenzó su largo viaje. Comentamos la noticia en uno de aquellos programas. Un tercio de nuestras vidas es lo que duraría aquel largo viaje… Un tiempo inmenso para un joven. Lo que no sabíamos es que ese intervalo de tiempo iba a coincidir con el de nuestra interrupción tras la primera temporada.  La segunda arrancó en enero de 2004, en junio de ese años se produjo la puesta en órbita de Cassini-Huygens alrededor de Saturno. Al año siguiente, en enero de 2005, seguimos con atención la entrada de Huygens en Titán; ahora las cenizas de su compañera se dispersarán en los abismos gaseosos y líquidos del gran planeta entorno al que ha orbitado durante todos estos 13 años.

La misión que en un principio iba a durar unos 4 años, sobrepasó ampliamente esas expectativas y la de nuestra segunda etapa en la radio.

20 años más tarde, es imposible no sentir una nostalgia lírica por la “vieja” sonda Cassini que va camino de pulverizarse mientras su recuerdo inspira el recuerdo  buenos momentos con sus ilusiones y sueños que fueron.

Últimos momentos

Oficialmente la entrada de Cassini en la atmósfera de Saturno será conocida en la tierra a las 10:30 UTC. Antes se ha despedido del satélite Titán, tantas veces fotografiado en sus pasadas , acercándose mucho para impulsarse en lo que será su último trayecto. Las primeras informaciones enviadas por la sonda serán registradas a las 11:54 UTC. En un último intento de aprovechar el excelente trabajo de la máquina, su antena se mantendrá orientada hacia la Tierra y se activarán los propulsolres de la nave para contrarrestar la enorme gravedad de Saturno, frenando así la caída hacia el interior del planeta (35 km/s y 15 º de inclinación), disminuyendo el rozamiento que finalmente será tan intenso como para pulverizar a la nave. El tiempo que pueda mantenerse operativa servirá para acceder a una parte oculta y desconocida del gran gigante gaseoso.

Sus sensores del campo magnético, plasma, gas y polvo de los anillos registrarán valiosos datos sobre los campos gravitatorios y magnéticos del planeta; composición de los anillos tomando directamente muestras de las partículas heladas y fotografias de los anillos y las masas gaseosas desde la mayor cercanía nunca antes alcanzada.

Pluma eyectada por un geiser de Encélado. (NASA/JPL)

Emulara en su desaparición  dentro del gigante gaseoso (denominada Gran Final) a la sonda Galileo, otro orbitador exitoso de la NASA con el que se estudió Júpiter entre finales del siglo pasado y el inicio de este. La decisión de su eliminación se debe, por un lado, al inminente agotamiento de su combustible hecho que dejaría a los técncos de la NASA sin capacidad de control de la nave. Por el otro lado, existe la posiblidad de que Cassini caiga en Titán o Encélado con el peligro de contaminación biológica.

La gran actividad hidrotermal descubierta en Encélado fue uno de los grandes descubrimientos de esta misión que tuvo que ser redefinida para estudiar con más detenimiento una luna helada aparentemente con nula actividad geológica. Como consecuencia de las observaciones de las grandes plumas expulsadas desde el interior de la corteza del planeta se ha especulado sobre la existencia de un gran océano en su interior y la posibildad de existencia de algún tipo de forma biológica.

Magnífica infografía en la que se hace un sinopsis de los 13 años y 294 órbitas de Cassini visitando los satélites de Saturno (NASA/JPL).

Los 13 años de la exploración llevada a cabo con Cassini han permitido estudiar casi medio año de Saturno, un planeta con un periodo de traslacion de 30 años. Ha sobrevolado el planeta desde el solsticio de invierno en su hemisferio norte hasta el de verano. Descubrió que en Saturno como en nuestro planeta hay cambios estacionales observables en su atmósfera como por ejemplo la aparición de grandes tormentas.

Resumen de la misión con algunas cifras sobre sus aspectos más destacados como los 635 GB de datos científicos recogidos que han permitido la publicación de 3948 artículos científicos (NASA/JPL).

Miles de científicos e ingenieros de 27 nacionalidades y de dos generaciones distintas han participado en esta misión legendaria e inolvidable para todos los amantes a la astronomía. Aquí una selección de las maravillosas fotos con las que Cassini nos ha fascinado.

HASTA SIEMPRE CASSINI (no tenemos ni la poesía cósmica de Sagan ni el arte musical de Vangelis para escribir un post a la altura de esta máquina).

Encélado baña Saturno

El Telescopio Espacial de la ESA Herschel ha permitido localizar la fuente de agua de la que se nutre Saturno. El origen están en uno de sus satélites Encélado, una luna que tiene un núcleo activo. Esta influencia en la composición química de un satélite sobre el planeta alrededor del qeu orbita parece algo único en el Sistema Solar.

Cada segundo, 250 litros de agua fluyen al espacio desde Encélado a través de unas dorsales situadas en el Polo Sur llamadas Franjas del Tigre.  El vapor sale formando una figura parecida a un donuts. Estas bocanadas acuosas tienen alcanzan un diámetro  equivalente a 10 veces el diámetro de Saturno. Al ser constantes las emisiones de agua, Encélado, cual si fuera una fumador de pipa que desprende aros de humo,  rodea con las eyecciones gaseosas a Saturno, una imagen muy poética, casi de cuento infantil.

Jets de agua saliendo de Encélado

Imagen obtenida por la sonda de la NASA Cassini cuando se encontraba a más de 600000 Kms de Encélado. Se aprecian 4 plumas de agua en el Polo Sur de Encélado iluminadas por la luz solar reflejada en Saturno, el Sol esta detrás del satélite.

Sin embargo, los aritos de vapor han sido invisibles hasta ahora, por eso se desconocían.

La mayor parte del agua que sale por las Franjas de Tigre (descubiertas por Cassini) no llegan a Saturno, una pequeña proporción del total es la que termina en la atmósfera, en las capas inferiores atmosféricas y en los anillos. También es responsable de una cantidad adicional de compuestos que contienen oxígeno como el dióxido de carbono.

De esta manera queda resuelto el enigma que desde 1997, cuándo científicos de la ESA encontraron agua en la parte superior de la atmósfera de Saturno con el Observatorio Espacial Infrarroja de la Agencia Espacial Europea.

Llueve en el ecuador de Titán

O eso al menos es lo que aseguran desde la web de la NASA. Por primera vez se ha observado algo que podría indicar lluvías en latitudes bajas del satélite de Saturno Titán.  Una fotografía tomada por la sonda Cassini a finales de 2010 ha permitido encontrar un oscurecimiento de la región ecuatorial lo que ha sido asociado a su humedecimiento debido a la caída de hidrocarburos líquidos (metano). Este zona está cubierta por desiertos lo que viene a indicar su aridez. La precipitaciones de ahora tienen también otra lectura, la de la constatación de estaciones en Titán pero los ritmos de estos cambios estacionales serían distintos que en nuestro planeta.

Equinoccios y solticios

Nubes ecuatoriales de Titán

Saturno tarda 30 años en dar una vuelta completa al sol y en su camino la incidencia de los rayos solares va cambiando. Los intervalos de tiempo entre equinoccios y solsticios de Saturno se prolongan mucho y con ellos la duración de las estaciones. Titán forma parte del sistema de Saturno por lo que está influenciado por los mismos cambios de incidencia de la luz solar.  En Agosto de 2009, este conjunto entró en un equinoccio. Las consecuentes variaciones de temperatura en el ecuador del satélite han modificado su dinámica atmosférica. La evaporación de metano ha producido nubes y estas se han extendido por el ecuador de Titán dando lugar a las citadas precipitaciones. Se ha formado un anillo ecuatorial de nubes igual que el existente todo el año en el ecuador terrestre.  Esta banda de nubes se va desplazando en Titán hacia latitudes mayores conforme el sol se dirige hacia el norte o hacia el sur.

Otra de las piezas que se ha conseguido encontrar es la de la existencia de canales secos en la zona ecuatorial. Se ha especulado con la posibilidad de que fueran restos de un clima más húmedo del pasado. Con este nuevo descubrimiento lo más acertado sería pensar que son huellas de las lluvias primaverales que caen en Titán cuando llega la primavera.  Hasta ahora se han localizado grandes volúmenes de hidrocarburos líquidos en las zonas polares.

Mares y lagos cerca del polo norte de Títán

Titán se enfría y contrae

La superficie de Titán está marcada por cadenas paralelas de montañas. El relieve tan abrupto de esta satélite de Saturno podría tener su explicación en la contracción que sufrió cuando se enfrió.

Nuevos datos obtenidos gracias al sonar de Cassini han permitido saber más acerca del proceso que generó esas cadenas montañosas. 

Titán se está enfriando lentamente debido a la pérdida del calor inicial y a la desintegración de sus isótopos radiactivos. Con el tiempo, parte del océano que hay bajo la superficie se congelará, las capas de hielo más superficiales aumentarán su espesor y se plegará mientras el satélite se contrae.

El modelo obtenido con los datos del radar de Cassini ha permitido entender este proceso único en un cuerpo helado del Sistema solar. En otros satélites del Sistema Solar exterior hay relieves parecidos pero  son originados por  los movimientos de las placas tectónicas o por otros procesos geológicos. En cambio los accidentes geográficos de Titán parecen estar dominado por las contracciones y engrosamientos de su corteza.

Relieve de Titán

Mosaico formado por las imágenes obtenidas con el radar de Cassini. Se puede apreciar el relieve de una zona perteneciente al hemisferio norte del satélite. Los colores más cálidos indican las mayores alturas y los más fríos las depresiones. La altura mayor tiene 600 metros y la menor -800 metros.

 En nuestro planeta un fenómeno parecido dio lugar, tras la contracción de la litosfera, a los Montes Zagros en Irán.

El modelo hecho por científicos del Instituto Tecnológico de Pasadera además de explicar los movimientos tectónicos de Titán ha permitido deducir cómo podría ser su interior. Su núcleo está formado por capas de hielo, líquido y roca. A mucha profundidad se localizaría una capa a una alta presión de hielo de agua, sobre esta capa habría un océano de agua y amonio y la parte menos profunda estaría rellenada por una mezcla de hielo y agua. Incluso podría haber un gran océano subterráneo. Las capas van siendo más frías a medida que nos alejamos del centro. La de menos profundidad estaría a 94 ºK. Esa temperatura produce un congelamiento parcial del océano que se encuentra cercano a la superficie y un aumento del grosor de la capa de agua helada externa que además se pliega y contrae. También se genera un incremento de la presión a la que están sometidas estas capas.

Desde que se formó Titán, hace unos 4000 millones de años, su interior ha perdido una cantidad significativa de calor. Todavía sigue liberando cientos de gigavátios. Según el modelo el enfriamiento produjo una reducción del radio de la luna (unos 7 kilómetros menos) y una disminución de un 1% de su volumen.

La historia geológica de Titán parece ser distinta a la del resto de los satélites de Saturno. La explicación de esa diferencia se podría encontrar en la existencia de un gran océano interior compuesto por agua y amonio.

¿Y si existiera otra biología en Titán?

Gracias a las nuevas observaciones realizadas con la sonda Cassini-Huygens, podemos tener cada día más información sobre Saturno y sus satélites. Pero quizás, uno de los cuerpos celestes que despierta más atención es Titán con su densa atmósfera y sus mares de hidrocarburos. A este interés se le debe añadir las recientes publicaciones que

¿Podría existir vida en Titán?

intentan explicar algunos de los extraños aspectos de su química. Una de esas incógnitas es la que se refiere a la desaparición de hidrógeno y acetileno. ¿Qué mecanismo está consumiendo esos compuestos?

Algunos astrobiólogos se han aventurado a explicar que la respuesta se podría encontrar en la vieja idea de existencia de una vida exótica o precursora de la misma basada en el metano. Lo que ésta absorbiendo el hidrógeno y el acetileno se encuentra en la superficie del satélite. Según se señala en la revista Icarus, moléculas de hidrógeno atmosférico que fluyen hacia la superficie desaparecen allí. En otro artículo de otra revista (Journal of Geophysical Research) se analiza la distribución de hidrocarburos encontrando una ausencia de acetileno.  Un astrobiólogo de la NASA, Chris McKay,  asegura que de existir vida basada en el metano, el acetileno sería su mejor fuente de energía.  O sea, que esa vida estaría comiéndose el acetileno. Mckay asegura que la desaparición de hidrógeno confirmaría todavía más ese tipo de mecanismo biológico exótico como un reactivo de otro proceso relacionado con el mismo mecanismo. El hidrógeno sería usado de la misma forma que nosotros consumimos oxígeno.

De confirmarse lo que suponen estos astrobiólogos, se produciría una revolución en el concepto que tenemos de la vida, ya que abriría mucho la gama de otras posibles biologías basadas en compuestos líquidos distintos al agua (único medio hasta ahora aceptado para el desarrollo de la vida).

Los más cercano observado a lo que podría existir en Titán, son unas bacterias capaces de obtener energía  por quimiosíntesis del metano, otra cosa es el producto de desecho, que es producido en grandes cantidades en nuestro planeta (es uno de los gases de efecto invernadero).

En Titán,  las temperaturas son alrededor de -180 ºC). Obviamente el agua bajo estas condiciones permanece en estado sólido, en cambio eso no pasa con el metano que permanecería en estado líquido, medio más adecuado para la gestación de la vida. El otro posible líquido candidato para sustituir al agua en Titán sería el etano.

No obstante, hay investigadores que no se muestran tan favorables a estas hipótesis. Darell Strobel, que ha estudiado la atmósfera de Titán y Saturno con los datos recogidos por Cassini, cree que se puede explicar lo que pasa con el hidrógeno de otra manera.  El acetileno y el metano se descomponen debido a la luz ultravioleta en las capas altas de la atmósfera. Uno de los productos de esta reacción es el hidrógeno que se va distribuyendo homogéneamente en toda la atmósfera. La tasa de desaparición del hidrógeno que fluye hacia superficie de Titán coincide con la del que desciende desde las altas capas atmósferica según los cálculos de Stroble.  Este hidrógeno podría por su flotabilidad ascender y salir de la atmósfera hacia el espacio. No cree que se acumule en la superficie o bajo tierra.

Tampoco parece existir la temperatura suficiente en la superficie para pensar en una combinación entre el hidrógeno y el acetileno que diera lugar al metano (otra posibilidad para explicar la desaparición). La única explicación a esto es que exista algún mineral desconocido hasta el momento, que actuara como catalizador e hiciera posible la formación, comentada antes, de metano al permitir vencer el obstáculo energético.

El espectrómetro de Cassini no ha detectado hielo en Titán, en cambio ha hallado concentraciones de benceno y un compuesto orgánico todavía desconocido. Puede ser algo que está encima de la capa hielo de agua que puede estar recubriendo la corteza de Titán.  El espesor de esta cubierta de agua congelada sería de milímetros o pocos centímetros, aunque en algunas zonas podría ser más espesa.

La ausencia de acetileno puede tener otra explicación no biológica. Los continuos  fenómenos meteorológicos que mantienen en constante movimiento la atmósfera de Titán, producen una recirculación constante de materia orgánica. Esto implica también la presencia de un conjunto de reacciones químicas muy complejas.

Mark Allen, otro astrobiólogo de la NASA cree que hay que descartar todas las explicaciones no biológicas antes de recurrir a la suposición de la existencia de vida (podría incluso haber algo como un catalizador que tuviera propiedades parecidas a las de un ser vivo). En el caso de la desaparición del acetileno Allen piensa que podría estar relacionada con un proceso no biológico en el que los rayos cósmicos convertirían a los aerosoles de acetileno atmósférico en un conjunto de compuestos orgánicos que caerían hacia tierra.

En cualquier caso, habrá que saber mucho más sobre Titán para dar una respuesta más fiable a todas estás preguntas. Cassini volverá a sobrevolar el satélite en los próximos meses.

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