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¿Por qué un paso fugaz si tenemos la tecnología para entrar en órbita?

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El paso de la sonda New Horizons por Plutón y sus lunas es la última de una serie de misiones históricas a objetos del Sistema Solar. Pero dado que un paso fugaz de este tipo, un fly-by, dura muy poco tiempo, ¿cuánto podemos aprovecharlo de verdad? No hay duda de que la misión a Plutón resultará en datos muy interesantes, pero desde luego se podría haber conseguido mucho más si la sonda hubiera entrado en órbita durante varios días o incluso aterrizado en la superficie de Plutón para tomar muestras físicas.

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La misión New Horizons es increíblemente importante porque os ofrece el primer vistazo a un mundo nunca visto antes en el Cinturón de Kuiper - una zona clave en la formación del Sistema Solar, ubicado más allá de los planetas terrestres y los gigantes gaseosos. Pasos como este son muy emocionantes ya que permiten solo una oportunidad para medir tu objetivo.

Aunque estamos todavía en la primera fase de exploración de Plutón y sus lunas, el fly-by servirá de base para futuras misiones. De hecho, este paso fugaz es la primera fase en las cuatro etapas clásicas de exploración del Sistema Solar, y le sigue, en este orden, una entrada en órbita, un aterrizaje y una misión para traer de vuelta una muestra física (marcadas de 1 a 4 en la tabla debajo).

Lecciones del pasado

El primer paso fugaz por nuestra Luna se realizó en 1959 con la sonda rusa Luna-1. Y hace 50 años, casi exactos, el 15 de julio, la US Mariner 4 hizo su primer paso por Marte.

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Mi generación estuvo cautivada por los históricos pasos por otros planetas y algunas de sus lunas, y he tenido la suerte durante mi carrera de haber participado en los equipos que crearon los instrumentos de varios de esos fly-bys históricos. Estos fueron la misión Giotto al cometa Halley (1986) y Grigg-Skjellerup (1992), además de varios primeros pasos cercanos en el sistema de Saturno con la misión Cassini (lunas como Titán, Encélado, Rea, Dione o Hiperión).

El paso de la Giotto por el cometa Halley solo duró unos días, pero nuestro conocimiento de los cometas se vio revolucionado por este encuentro. Giotto fue una de las sondas que exploró Halley a mediados de los 80, pero era la que tenía la mayor variedad y capacidad de instrumentos y pasó mucho más cerca de su objetivo que otras misiones.

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Encontró actividad de chorros emanando del comenta, una superficie sorprendentemente oscura, hidrocarburos en su corteza y una formación y estructura compleja. Estos descubrimientos son los que precedieron a los que hace ahora Rosetta y Philae en el cometa 67P.

Pero el hecho de que estos pasos ocurren tan rápido puede hacerlos muy estresantes y difíciles de gestionar. Cuando estábamos controlando la sonda Giotto, volando junto al cometa Halley a 68,4 kilómetros por segundo, de repente comenzó a girar sobre su eje al encontrar una partícula de polvo. Afortunadamente fue posible detener el giro descontrolado.

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Hay muchos otros ejemplos en los que se pudieron rescatar los datos - incluidos los de la New Horizons durante el preocupante fallo (ya solucionado) del 4 de julio.

New Horizons, y más allá

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Tras su lanzamiento en el cohete Atlas V en el 2006, la New Horizons, de 478 kilos de peso, pasó junto a Júpiter solo 13 meses después, en una ruta exprés. La razón de tanta prisa era alcanzar Plutón antes de que su ténue atmósfera se colapsara tras congelarse a medida que el planeta se desplaza más y más lejos del Sol. El diseño de la misión le dio a la New Horizons un fly-by muy rápido a unos 50.000 km/h o 14 km/seg, con solo unas pocas horas y días para hacer mediciones en alta resolución.

Medido en unidades astronómicas (una UA equivale a 149,6 millones de kilómetros) la órbita de Plutón lleva al planeta enano desde su punto más cercano al Sol (29,7 UA, 1989), pasando luego dentro de la órbita de Neptuno (30,1 UA), siguiendo a través de su distancia actual (casi 33 UA) y hasta su punto más alejado del Sol (48,9 UA, en el 2113). A medida que se aleja del Sol, la temperatura de su superficie desciende desde los actuales -233ºC a la congelación de la atmósfera.

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Pero, ¿por qué entonces un paso rápido en lugar de entrar en órbita? La respuesta más sencilla es que se necesitaría mucha energía, es decir, mucho combustible, para frenar lo suficiente a la New Horizons y lograr entrar en órbita. En lugar de eso, la NASA optó por llegar al sistema de Plutón-Caronte lo más rápido posible con una carga relativamente pequeña (de 30 kilos), en vez de transportar una gran cantidad de combustible utilizando otra técnica de paso rápido para llegar allí antes de que la atmósfera se congele.

La sonda New Horizons ya está completando con primeras imágenes los escuetos libros de texto sobre Plutón y Caronte; luego vendrán los datos que enviará durante los próximos 16 meses utilizando espectrómetros de infrarrojos y ultravioletas. Instrumentos científicos de plasma, polvo y radio ampliarán y reescribirán esos conocimientos de nuevo.

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Surgirán también nuevas incógnitas, que solo se podrán responder con una misión orbital más detallada, siguiendo la secuencia de exploración habitual. Cuándo ocurrirá es difícil de decir. La prioridad relativa se tendrá que comparar con misiones a otros objetos, particularmente aquellos en los que la fase de exploración es baja, antes de una posible implementación.

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

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Estas misiones, y sus sucesoras, nos ayudarán a descubrir mucho más sobre el lugar que la humanidad ocupa en el Universo - y si estamos solos o no. Pero está claro que, aunque hemos conseguido ya mucho en la exploración del Sistema Solar, queda todavía otro tanto por hacer.

Andrew Coates es Profesor de Física, Director de Planetary Science en el Mullard Space Science Laboratory en UCL (Reino Unido)

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Este artículo se publicó originalmente en The Conversation lo puedes leer aquí. Reproucido en Gizmodo en Español con permiso expreso de The Conversation.

Imagen 3: NASA

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