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Misiones de sobrevuelo: ¿por qué se hacen si tenemos la tecn

Misiones de sobrevuelo: ¿por qué se hacen si tenemos la tecnología para entrar en órbita?

El paso de la nave New Horizons por el planeta enano Plutón y sus lunas es la última de una serie de misiones históricas a objetos del Sistema Solar. Pero dado que un sobrevuelo de este tipo, “un fly-by”, dura muy poco tiempo, ¿cuánto provecho podemos sacar de él?

No hay duda de que la misión a Plutón nos aportará una gran cantidad de datos muy interesantes, pero podrían ser más si la sonda hubiera entrado en órbita durante varios días, o incluso si hubiese incorporado un “lander” para analizar muestras físicas.

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La misión New Horizons es increíblemente importante porque nos aporta el primer vistazo a un mundo nunca visto entre la tercera clase de objetos en el Cinturón de Kuiper: los bloques de construcción del Sistema Solar exterior, ubicado más allá de los planetas de tipo terrestre y los gigantes gaseosos. Los sobrevuelos como este son muy emocionantes porque nos proveen de una oportunidad de mediciones únicas en el objetivo.

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Imagen artística del cinturón de Kuiper y de la nube de Oort.

Aunque estamos todavía en la primera fase de exploración de Plutón y sus lunas, el sobrevuelo aportará las bases para las misiones futuras. El “fly-by” o sobrevuelo, es la primera fase en las cuatro etapas clásicas en la exploración del Sistema Solar, y le sigue, en este orden, un orbitador, un descenso y una misión con la capacidad de tomar muestras de un cuerpo y traerlas de regreso (estos pasos están identificados de 1 a 4 en la tabla de abajo).

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Lecciones del pasado

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Luna 1

El primer sobrevuelo fue sobre la Luna, realizado en 1959 por la nave rusa Luna-1. Y hace 50 años, el 15 de julio, la nave Mariner 4 de EEUU concretó el primer sobrevuelo de Marte.

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Mariner 4

Luego fuimos cautivados por los sobrevuelos históricos de los planetas exteriores y algunas de sus lunas. Hubo misiones como la Giotto a los cometas Halley (1986) y Grigg-Skjellerup (1992), y cantidad de primeros sobrevuelos en el sistema de Saturno con la misión Cassini (tales como las lunas Titán, Encelado, Rhea, Dione, Hiperión).

El sobrevuelo sobre el cometa Halley por la sonda Giotto sólo duró unos días, pero nuestro conocimiento de los cometas fue revolucionario luego de ese encuentro. De las diversas sondas que exploraron el Halley a mitad de los 80s, la Giotto tenía el conjunto de instrumentos más amplio y de mayor capacidad y pasó más cerca de su blanco que cualquiera de sus compañeras.

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sonda Giotto

Pero el hecho de que los sobrevuelos son tan breves los hace estresantes y difíciles de manejar. Cuando la nave Giotto sobrevolaba el Halley a 68,4 km/s, de repente comenzó a rotar sobre su eje al encontrarse con una partícula de polvo en su camino, todo esto cerca de su máxima aproximación. Afortunadamente, fue posible detener la oscilación.

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Hubo muchos otros ejemplos en los que se rescataron los datos, incluyendo el preocupante apagón de la New Horizons (reparado rápidamente) el 4 de julio.

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New Horizons y más allá

Tras su lanzamiento en el cohete Atlas V en el 2006, la New Horizons, con sus 478 kilos de peso, pasó junto a Júpiter apenas 13 meses después, lo cual es una ruta exprés. La razón de la prisa fue alcanzar Plutón antes de que su tenue atmósfera se colapsara, congelándose a medida que el planeta se desplaza, en su órbita, más y más lejos del Sol.

El diseño de la misión resultó en un sobrevuelo muy veloz de la New Horizons, a unos 50.000 km/h o 14 km/seg, con sólo unas pocas horas y días para hacer las mediciones en máxima resolución.

Medido en Unidades Astronómicas (una UA equivale a 149,6 millones de kilómetros) la órbita de Plutón va desde su punto más cercano al Sol a 29,7 UA en 1989, lo que lo lleva por dentro de la órbita de Neptuno (a 30,1 UA), pasando por su distancia actual (casi 33 UA) y de allí hasta su punto más alejado del Sol (48,9 UA en el 2113).

Al alejarse del Sol, la temperatura de su superficie desciende desde los actuales 40º Kelvin (-233º C), causando la congelación de la atmósfera.

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¿Pero por qué un sobrevuelo veloz en lugar de entrar en órbita? La respuesta más sencilla es porque se necesitaría mucha energía, lo que significa un montón de combustible, para frenar lo suficiente a la New Horizons como para ser capturada por la gravedad y entrar en órbita. En lugar de eso, la NASA optó por llegar al sistema Plutón-Caronte lo más rápido posible con una carga útil relativamente pequeña (30 kilos), en vez de transportar una gran cantidad de combustible y utilizar otra técnica de sobrevuelo para llegar allí antes de que colapsara la atmósfera.

La nave New Horizons está completando ya, con las primeras imágenes y datos, los breves libros de texto sobre el sistema Plutón y Caronte; se agregarán los datos que enviará durante un largo tiempo tomados por los espectrómetros de luz visible, infrarroja y ultravioleta, y los instrumentos que midieron el plasma, el polvo y las radiofrecuencias, que ampliarán y reescribirán esos conocimientos.

Pero ciertamente que surgirán nuevas incógnitas, que solo las podrá responder una futura misión que ingrese a orbitar, con aporte de más detalles, siguiendo la secuencia de exploración habitual. Cuándo ocurrirá… es difícil decirlo. La relación de prioridades deberá compararse con las misiones a otros objetos, particularmente aquellos en los que la fase de exploración está en un estado bajo, antes de su posible implementación.

En el futuro, podemos esperar misiones de sobrevuelo más detalladas a objetos sobre los cuales nuestro conocimiento es más limitado y misiones del último paso, como la de Rosetta. También visitaremos nuevas dimensiones en la exploración, como el proyecto ExoMars de la ESA, que va a taladrar la superficie de Marte hasta dos metros de profundidad. Los sobrevuelos de la sonda JUICE por Europa, Ganímedes y Calisto, lunas de Júpiter, antes de entrar en órbita de Ganímedes, permitirán comparaciones de océanos bajo la superficie, y la Europa Clipper pasará 45 veces por Europa para completar allí una detallada misión de reconocimiento.

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Estas misiones, y las que las sigan, nos ayudarán a descubrir mucho más sobre el lugar de la humanidad en el Universo, y si estamos o no solos. Pero está claro que, aunque ya hemos conseguido mucho en la exploración del Sistema Solar, queda todavía una enormidad por hacer.

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