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La vida y muerte de una sonda saturniana.

Característica del espacio

Anthony Wood

23 de septiembre de 2016

12 fotos

Una imagen de Saturno capturada por Cassini en abril de 2016 (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

La nave espacial Cassini ha entrado en el último año de su misión épica para explorar el sistema de Saturno. Únase a New Atlas mientras echamos un vistazo a una selección de los muchos logros científicos de la nave, y cómo la sonda finalmente alcanzará su dramático final en septiembre de 2017.

La planificación, fabricación y operación de la nave espacial Cassini, dirigida por la NASA, la ESA y la agencia espacial italiana Agenzia Spaziale Italiana (ASI), fue un esfuerzo verdaderamente internacional, que representa el trabajo de más de 5, 000 individuos provenientes de total de 17 países.

Llegar allí

Cuando se lanzó en octubre de 1997 sobre un cohete Titán IVB / Centauro, Cassini llevó una serie de nueve instrumentos científicos que permitirían a la sonda ejecutar una ambiciosa misión principal de cuatro años para explorar el sistema de Saturno. Como forjó el viaje de 2.200 millones de millas a través del sistema solar para encontrarse con Saturno y sus lunas, Cassini no estaba del todo sin compañía.

Al igual que Rosetta llevaba a Philae, a Cassini se le encomendó el paso seguro del módulo de aterrizaje de Huygens, cuyo objetivo era descender a la superficie de la luna más grande de Saturno, Titán. El módulo de aterrizaje había sido diseñado para recopilar la mayor cantidad de datos posible con respecto a la naturaleza de la luna inhóspita durante su período de descenso de dos horas, y durante un breve período de tiempo después de establecerse en la superficie del mundo alienígena.

Un cohete Titán IVB / Centauro lanza Cassini a la órbita (Crédito: NASA)

Sin embargo, antes de que Cassini pudiera dejar a su pasajero, los manipuladores de la sonda tenían que orquestar un complejo ballet en todo el Sistema Solar para entregar a los exploradores robóticos a su objetivo. El viaje cósmico en el camino hizo que Cassini emprendiera dos sobrevuelos de Venus y uno de la Tierra, antes de pasar seis meses explorando Júpiter y sus lunas.

Esta parada en boxes le brindó a Cassini la oportunidad perfecta para probar sus instrumentos antes de sacar provecho de la influencia gravitatoria del gigante gaseoso para lanzar su honda hacia su objetivo final de misión, Saturno.

Explorando un gigante de gas

Cassini finalmente llegó a la órbita alrededor de Saturno el 30 de junio de 2004. Huygens tendría que esperar otros cinco meses para ser liberado. Luego de descender finalmente a la superficie de Titán el 14 de enero de 2005, Huygens reveló que tenía un terreno sorprendentemente similar a la Tierra, aunque manchado con lagos de hidrocarburos. Un estudio reciente basado en datos recopilados por el dúo robótico sugiere que este mundo inhóspito puede ser capaz de albergar una vida no basada en el agua.

La sonda Cassini ha estado explorando Saturno durante más de 12 años y ha revolucionado nuestro conocimiento de cómo funcionan los gigantes gaseosos. La sonda nos ha permitido comprender mejor los complejos procesos que conducen a las tormentas que se extienden por la superficie del mundo caótico, incluida la vasta extensión oscura de la tormenta del polo sur de Saturno.

Imagen compuesta del vórtice polar sur de Saturno, que abarca aproximadamente dos tercios del diámetro de la Tierra (Crédito: NASA / JPL / Space Science Institute)

Los datos de Cassini sugieren que las tormentas polares de Saturno son generadas y sostenidas por una multitud de tormentas más pequeñas dispersas en la superficie del gigante de gas, que trabaja para desviar el aire a las regiones polares. Una mayor comprensión de las tormentas de Saturno podría permitir a los futuros astrónomos adivinar si los exoplanetas distantes albergan sus propios ciclones polares simplemente al observar la intensidad general de la tormenta en la superficie de un planeta.

Los científicos de la NASA están explorando el potencial de usar sondas conocidas como windbots para explorar la capa superior de nubes de Saturno. La misión del concepto sugiere usar sondas de peso ligero que cosechen la turbulencia presente en la atmósfera superior de un gigante de gas y suministren esta energía a un sistema de propulsión. Esto permitiría que la sonda recolecte energía incluso mientras opera en el lado nocturno de un gigante de gas.

Corona de saturno

Muchos planetas en nuestro sistema solar cuentan con sistemas de anillos débiles propios, pero ninguno puede siquiera compararse con la majestuosidad del adorno de Saturno. Incluso a través de un telescopio débil, son sorprendentes, y a través de los ojos de la nave espacial Cassini, son simplemente impresionantes.

Las observaciones hechas por la sonda veterana han revolucionado nuestra comprensión de los anillos de Saturno. Se piensa que el sistema de anillos era una vez mucho más grande de lo que es hoy, y que gran parte del material contenido en los primeros anillos se unió para formar algunas de las muchas lunas del gigante gaseoso.

Imagen de Cassini de la interrupción creada en el anillo B de Saturno por la recién creada luna conocida como Peggy (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

En abril de 2013, la nave espacial Cassini tuvo la suerte de ver este proceso en acción al observar la formación de una luna nueva. La nave detectó perturbaciones en el borde del anillo A de Saturno, creado por la débil influencia gravitatoria del satélite recién formado, que desde entonces se llamó Peggy.

Es posible que, a medida que la Cassini se acerca al anillo A (aquí hay una buena introducción sobre cómo se nombran los anillos de Saturno) antes del final de su misión, la sonda puede poder identificar a Peggy directamente, y eso esta nueva adición bien podría ser la luna final que crearán los anillos agotados de Saturno.

En febrero de 2016, Cassini hizo historia una vez más al convertirse en la primera nave espacial en medir el peso de uno de los anillos de Saturno. Esto se logró al observar la luz de estrellas distantes cuando pasaba por el anillo B de Saturno.

Los anillos de Saturno proyectan una larga sombra en esta imagen de 2012 capturada por la cámara gran angular de Cassini (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Se descubrió que el anillo B era mucho más ligero de lo que habían sugerido las estimaciones anteriores. Se cree que los anillos de Saturno deben una proporción de su masa al polvo de los meteoritos y otras fuentes. Dado que el anillo B pesa menos de lo previsto, es posible que no haya existido el tiempo suficiente para acumular la cantidad esperada de polvo. Esto llevó a los astrónomos a suponer que el anillo B podría haberse formado hace unos cientos de millones de años, en lugar de los pocos miles de millones de años que se habían hipotetizado anteriormente.

Las lunas de saturno

Saturno acoge a docenas de lunas que muestran una asombrosa variedad de diversidad. Se cree que los caminos orbitales de varios de estos satélites, conocidos como lunas de pastor, son responsables de crear divisiones visibles en los anillos de Saturno.

Otros, como el Hyperion, presentan rasgos extraños, como una densidad de superficie tan baja que las colisiones con asteroides simplemente comprimen la superficie, en lugar de impactarla, creando una apariencia porosa esponjosa.

Hyperion, fotografiado por Cassini en 2005 (Crédito: NASA, ESA, JPL, SSI y Cassini Imaging Team )

Los repetidos pasos de proximidad entre la Cassini y varios de estos satélites han permitido a los científicos comprender mejor los sorprendentes niveles de diversidad que se muestran en nuestro sistema solar. Uno de los objetivos clave de Cassini para la observación, la luna de Saturno Encelado, representa uno de los lugares de reproducción más probables para la vida fuera de la atmósfera de la Tierra.

En 2005, Cassini descubrió la primera evidencia de penachos helados que se elevaban desde los respiraderos de "raya de tigre" que marcaban la región del polo sur de Encelado. Se ha planteado la hipótesis de que el material expulsado en las erupciones de géiseres se extrajo de un océano subsuperficial con el potencial de convertirse en el anfitrión de la vida microbiana.

Artistas que representan una sección transversal de Encelado, muestran cómo las "rayas de tigre" presentes en el polo sur de la luna pueden extraer agua de un océano subsuperficial (Crédito: NASA / JPL)

Los datos recopilados por Cassini sugieren que las fuerzas de marea generadas por la atracción gravitatoria de Saturno son la fuerza impulsora detrás de las erupciones.

En octubre de 2015, Cassini realizó su inmersión final a través de las plumas de Enceladus a una distancia de solo 30 mi (49 km) sobre el polo sur de la luna, recolectando datos que ayudarían a los científicos a analizar la composición de los satélites. Océano subsuperficial. La NASA está tan intrigada con Enceladus que un concepto de misión ha recibido fondos bajo el programa NIAC de la agencia para examinar la posibilidad de utilizar una nave y vehículo de aterrizaje similar a una muñeca de anidación rusa para sondear las profundidades de una de las rayas de tigre de la luna. respiraderos

Gran final de cassini

Estos son solo algunos ejemplos de cómo Cassini ha mejorado nuestra comprensión del sistema saturniano. La etapa final de la misión de Cassini se conocerá como la "Gran Final" y verá que la sonda se acerca más a Saturno y sus anillos que nunca, lo que brinda una oportunidad sin precedentes para recopilar datos sobre el funcionamiento del gas. gigante, mientras que proporciona impresionantes imágenes de alta resolución.

Antes del inicio de la Gran Final, Cassini realizará una serie de órbitas muy cerca de Saturn 's, F-ring. Esta fase del juego final, que comenzará el 30 de noviembre de 2016, verá a Cassini emprender órbitas de 20 semanas de duración que llevan a la nave a una distancia de 4.850 millas (7.800 km) del centro del anillo F de Saturno .

Una Tierra azul brilla debajo de los anillos de Saturno en esta imagen de Cassini de 2013 (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencia Espacial)

"Durante las órbitas del anillo F esperamos ver los anillos, junto con las lunas pequeñas y otras estructuras incrustadas en ellas, como nunca antes", afirma Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena. California "La última vez que estuvimos tan cerca de los anillos fue cuando llegamos a Saturno en 2004, y solo vimos su lado retroiluminado. Ahora tenemos docenas de oportunidades para examinar su estructura con una resolución extremadamente alta en ambos lados".

Siguiendo las órbitas del anillo F, el equipo de la misión de Cassini planea usar la influencia gravitacional de Titán para manipular la órbita de la sonda para enviar la nave espacial entre la superficie del gigante gaseoso y su anillo más interno.

Imagen de Cassini de 2012 que muestra a Cassini junto a su luna más grande, Titán (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales)

Se espera que Cassini se sumerja entre la capa de nubes más alta de Saturno y el anillo más cercano, una brecha de solo 1, 500 millas (2, 400 km), un total de 22 veces, comenzando el 27 de abril de 2017. La proximidad de la nave espacial al planeta y sus anillos durante esta Gran Final le permitirán mapear los campos magnéticos y gravitacionales de Saturno con una precisión nunca antes alcanzada. Cassini también proporcionará nuevos conocimientos sobre la composición de la atmósfera de Saturno y hará mediciones detalladas con respecto al peso de los anillos del gigante de gas.

El increíble viaje de Cassini se espera que finalice el 13 de septiembre de 2017, con la nave espacial hundiéndose en la atmósfera de Saturno. A diferencia del módulo de aterrizaje de Huygens, la Cassini nunca llegará a tierra firme, sino que se quemará debido a la fricción creada entre la nave en movimiento rápido y las densas capas de nubes atmosféricas.

La nave espacial de edad proporcionará un regalo final a medida que se hunde hasta su desaparición, transmitiendo datos atmosféricos hasta que la señal se pierde.

Ya hay un reloj de cuenta regresiva en marcha en la sala de control de la misión de la NASA JPL, que realiza un seguimiento de los días, horas y minutos que faltan antes del último abrazo de Cassini con Saturno, y tenemos la sensación de que cuando llegue a cero, no habrá un ojo seco en la habitación.

Desplácese hacia abajo para ver un video de lapso de tiempo que muestra cuatro días en Saturno, cortesía de la NASA.

Un cohete Titán IVB / Centauro lanza Cassini a la órbita (Crédito: NASA)

Mosaico de Cassini de Ligeia Mare: un lago de hidrocarburos de 420 km de ancho ubicado en la superficie de Titán (Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell)

Cuatro imágenes capturadas por la sonda Huygens mientras descendía a la superficie de Titán (Crédito: ESA / NASA / JPL / Universidad de Arizona )

Imagen de Cassini de 2012 que muestra a Cassini junto a su luna más grande, Titán (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales)

Imagen de Cassini de la interrupción creada en el anillo B de Saturno por la recién creada luna conocida como Peggy (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Los anillos de Saturno proyectan una larga sombra en esta imagen de 2012 capturada por la cámara gran angular de Cassini (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Una ilusión óptica creada por la sombra proyectada por los anillos de Saturno da la falsa impresión de que dos conjuntos de anillos se superponen entre sí (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Imagen compuesta del vórtice polar sur de Saturno, que abarca aproximadamente dos tercios del diámetro de la Tierra (Crédito: NASA / JPL / Space Science Institute)

Una Tierra azul brilla debajo de los anillos de Saturno en esta imagen de Cassini de 2013 (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencia Espacial)

Artistas que representan una sección transversal de Encelado, muestran cómo las "rayas de tigre" presentes en el polo sur de la luna pueden extraer agua de un océano subsuperficial (Crédito: NASA / JPL)

Una imagen de Saturno capturada por Cassini en abril de 2016 (Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Hyperion, fotografiado por Cassini en 2005 (Crédito: NASA, ESA, JPL, SSI y Cassini Imaging Team )

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