Comienza el año de Plutón y la New Horizons

¿Por qué será recordado 2015 en el campo de la exploración espacial? Sin duda, porque el próximo año veremos por primera vez dos planetas enanos. El primero será Ceres, que recibirá la visita de la sonda Dawn, pero no nos engañemos, el verdadero protagonista de 2015 será Plutón. Al fin podremos ver el verdadero rostro del que hasta hace unos años era el noveno planeta del sistema solar, y todo gracias a la misión New Horizons. La intrépida sonda ha estado hibernando durante los últimos meses, pero el pasado 6 de diciembre se despertó por última vez cuando se hallaba a 261 millones de kilómetros de su objetivo. New Horizons comienza así su fase final que culminará con el sobrevuelo de Plutón y sus cinco lunas el 14 de julio de 2015 a las 11:50 UTC.

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La sonda New Horizons y sus instrumentos (NASA).

La pequeña sonda de 478 kg despegó el 19 de enero de 2006 para explorar el último planeta que no había recibido la visita de una sonda espacial. La ventana de lanzamiento iba del 11 de enero al 14 de febrero, pero la nave debía despegar antes del 2 de febrero para poder sobrevolar Júpiter y realizar una maniobra de asistencia gravitatoria. De no haber despegado antes de esa fecha la sonda habría alcanzado el sistema de Plutón entre 2018 y 2020. La New Horizons alcanzó al mismo tiempo la velocidad de escape terrestre y del sistema solar gracias a su cohete Atlas V 551 y a su etapa superior Centaur. Con una velocidad de 16,26 km/s (58 536 km/h) se convirtió en el objeto humano con una mayor velocidad de escape de la Tierra. Como comparación, las Voyager fueron puestas inicialmente en órbita solar y sólo alcanzarían la velocidad de escape respecto al Sol después de las asistencias gravitatorias con los planetas exteriores. Sea como sea, la New Horizons nunca adelantará a las Voyagers, pero será el quinto artefacto humano que abandonará el sistema solar tras la Pioneer 10, la Pioneer 11, la Voyager 1 y la Voyager 2. En febrero de 2007 la New Horizons pasó por Júpiter, lo que permitió acelerar la nave en 4 km/s hasta alcanzar los 83 000 km/h, acortando de paso el viaje hasta Plutón en tres años.

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Trayectoria de la New Horizons (NASA).

La New Horizons ha logrado esta velocidad gracias a las interacciones gravitatorias, ya que carece de un sistema de propulsión propiamente dicho. Eso sí, posee 16 propulsores de hidrazina, cuatro con un empuje de 4,4 newtons que sirven para pequeñas correcciones de la trayectoria y doce de 0,8 newtons para ajustes de la posición de la nave (en realidad sólo se usan ocho propulsores en un momento dado, ya que el resto actúan como reserva). Para alimentar estos propulsores la nave lleva 77 kg de hidrazina (presurizados por helio) en un tanque de titanio. Desgraciadamente, el mismo año en el que fue lanzada la sonda la Unión Astronómica Internacional decidió cambiar la definición de planeta, a resultas de la cual Plutón pasó de ser un ‘señor planeta’ a un ‘vulgar’ planeta enano. Una decisión que por cierto no le sentó nada bien al investigador principal de la misión, Alan Stern, el cual ha luchado desde entonces contra viento y marea para que Plutón recupere su título anterior. Y no ha sido el único cambio que ha experimentado la misión. Dos de las cinco lunas de Plutón, Estigia y Cerberos, han sido descubiertas después del despegue de la nave (las otras lunas son Caronte, Nix e Hidra).

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Las lunas de Plutón (NASA).

La New Horizons era la última versión de una serie de propuestas de misiones para estudiar Plutón que se remontan a los años 70. Anteriores propuestas como la Pluto Fast Flyby o la Pluto Express (luego conocida como Pluto Charon Flyby) fueron canceladas por su alto presupuesto. El tiempo corría en contra de la agencia espacial, ya que la comunidad científica quería enviar una sonda a Plutón antes de 2020 para poder estudiar su tenue atmósfera (compuesta de nitrógeno, metano y monóxido de carbono) antes de que se congelase (Plutón se está alejando del Sol). Hasta ese momento la NASA sólo tenía dos tipos de sondas: las muy caras -denominadas Flagships, de dos mil a tres mil millones de dólares, y las baratas, de la clase Discovery (de unos 500 millones).

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Partes de la sonda y sus instrumentos (NASA).
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Otra vista de los instrumentos (NASA).
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Propulsores de la sonda y dirección del empuje (NASA).
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La sonda antes del lanzamiento (NASA).

Una misión a Plutón no podía ser de tipo Discovery, así que la NASA creó una nueva categoría denominada New Frontiers para sondas de hasta mil millones con el fin de acomodar el presupuesto de la New Horizons. Finalmente, la misión fue aprobada por la NASA en noviembre de 2001. A diferencia de la mayor parte de sondas espaciales de la NASA, la New Horizons no ha sido gestionada por el JPL, sino por el Applied Physics Laboratory de la Universidad Johns Hopkins (JHU/APL), mientras que el SwRI (Southwest Research Institute), con Alan Stern a la cabeza, estará a cargo de las operaciones científicas.

La New Horizons usa un generador de radioisótopos (RTG) de tipo F-8 con 18 módulos GPHS (General Purpose Heat Source), similar a los usados por las sondas Cassini, Galileo y Ulysses. En principio debía llevar 10,9 kg de óxido de plutonio-238 para obtener electricidad en las afueras del sistema solar, pero los problemas en la producción de plutonio en los EEUU provocó que finalmente llevase solamente 9,75 kg, lo que redujo su potencia prevista en un 15%. La eficiencia a la hora de convertir el calor en electricidad del RTG es de sólo 6,4%, por lo que a la distancia de Plutón toda la nave deberá consumir menos que una bombilla de 200 vatios. El RTG generaba 240 vatios en el momento del despegue, pero su potencia ha disminuido con los años (a un ritmo de unos 3,5 vatios por año), precisamente por lo cual la propuesta Pluto Express debía incluir un RTG con una potencia inicial de 290 vatios. En cualquier caso, los instrumentos estarán sometidos a una dosis de apenas 5 krads durante el encuentro con Plutón.

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RTG del tipo GPHS de la New Horizons (NASA).
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Instrumentos de la New Horizons (NASA).
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Campos de visión de algunos instrumentos (NASA).

La sonda carece de una batería que haga de intermediaria entre el RTG y los sistemas (una característica que sí posee Curiosity) así que debe gestionar muy bien el consumo durante los sobrevuelos de Júpiter y Plutón. Por este motivo, los siete instrumentos de la sonda consumen menos de 30 vatios funcionando al unísono y su masa sea minúscula (apenas 30,2 kg en conjunto). Para ahorrar energía, la sonda ha entrado en hibernación durante varias fases de su misión. No se trata de una ‘hibernación profunda’ como la de la sonda europea Rosetta, sino una más suave. Incluso estando en el modo de hibernación la nave se ha comunicado una vez por semana para mandar datos sobre la salud de sus sistemas con una velocidad de 10 bps.

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Fases de hibernación de la sonda y capacidad de transmisión de datos (NASA).
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Geometría del encuentro con Plutón (NASA).
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Detalle de las mejores imágenes que obtendrá la New Horizons durante el encuentro (NASA).
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Detalles del encuentro (NASA).

Desde su lanzamiento la New Horizons ha pasado dos tercios de su tiempo hibernando en un total de 18 periodos diferentes, cada uno con una duración comprendida entre 36 y 202 días. Esto ha permitido reducir el desgaste de la electrónica y el coste de la misión. Además, cada año la nave se ha sometido chequeos anuales o ACO (Annual Checkouts), el último de los cuales comenzó el pasado 15 de julio. Este ACO terminó al dar paso a la última hibernación el 29 de agosto, una hibernación que terminó el 6 de diciembre. La señal de la reactivación de la New Horizons tardó cuatro horas y 26 minutos en recorrer los 4700 millones de kilómetros que separan la nave de nuestro planeta y fue recibida por la antena DSS-43 de Canberra (Australia) que forma parte de la red de espacio profundo (DSN) de la NASA.

La sonda ya no volverá a dormir más hasta su encuentro con Plutón. La fase del encuentro con el planeta enano dará comienzo de forma oficial el 15 de enero de 2015 y culminará el 14 de julio. Ese día a las 11:50 UTC la sonda pasará a 13700 kilómetros de Plutón y a unos 29500 kilómetros de Caronte, desvelando por primera vez su naturaleza. La espera hasta julio se nos va a hacer muy larga.



61 Comentarios

  1. Fe de erratas:

    posee 16 propulsores de hidrazina, cuatro con un empuje de 4,4 newtons de empuje que sirven para pequeñas correcciones de la trayectoria y doce de 0,8 newtons

    Hay también un quinto objeto que va a abandonar el Sistema Solar: la tercera etapa del lanzador, que va más rápido aún pero que va en una trayectoria distinta.

    Sobre la Dawn, el equipo ha colgado la primera imagen de Ceres desde 1,2 milones de kilómetros. Se ve algo muy diminuto y sin rasgos (apenas unos píxeles de tamaño), pero ahí está.

    1. Que bueno Rengel!! Con este video se resume y se visualiza esta odisea científica, ay si Sagan viviera!!
      Sólo un pequeño pero, la música suena algo militaroide, quizá habría preferido música electrónica o ambient, pero es sólo una opinión.

  2. A mi la DSN de la NASA me sigue pareciendo magia. Que una nave a la distancia de Plutón transmita datos con 30w de potencia (menos de una bombilla) y seamos capaces de escucharlos y procesarlos es algo realmente fascinante.

  3. 4700 millones de kilómetros no me dicen mucho…hasta que te das cuenta que si haces un “Ping” a la New Horizons la señal tardará 4 horas y media en llegar, y la respuesta la puedes esperar para dentro de 9 horas… ¡yendo a la velocidad de la luz!

    Otro dato curioso es que la sonda tardase 1 año en llegar a la órbita de Jupiter (enero 2006-febrero 2007), pero ha tardado 8 más en llegar a la de Plutón (julio 2015), y eso que hoy día Plutón no está mucho más lejos de la órbita de Neptuno…

    ¡La espera se va a hacer más insoportable que la de Rosetta!

  4. No puedo esperar a Julio para ver las fotos del misterioso Plutón por primera vez. Lastima que el New Horizons no pueda entrar en orbita alrededor del sistema plutoniano. Tengo entendido que un hemisferio no va a ser visible para la sonda. ¿Es verdad eso Daniel? Una situación similar a cuando el Mariner 2 hizo un sobrevuelo en Mercurio y un 60% de la superficie quedo si mapear. Tuvieron que pasar décadas antes de poder intentar enviar otra sonda alla.

    Temo lo mismo con Plutón, sobretodo a la gran distancia que se encuentra de nosotros.

    1. Asi es, la rotacion de Pluton es de unos 6 dias y el mayor acercamiento de NH durara solo unas horas. Solo podra observar un hemisferio en ese momento pero seguramente a mayor distancia, antes y despues del encuentro cercano podra tomar mediciones y fotografias del resto del planeta (!) aunque obviamente de menor calidad.

    2. Ah, me olvidaba. La rotacion de Mercurio es mucho mas lenta, tarda más de dos meses en girar sobre su eje. De ahí, Mariner 10 tuvo dificultades en observar toda su superficie en solo 3 sobrevuelos; en el caso de Pluton, aunque New Horizons solo tendra un sobrevuelo, su aproximacion durara varios meses y tendra tiempo de observar su otro hemisferio mientras va girando.

  5. Pues seré un raro pero estoy más interesado en Ceres.

    Creo que Ceres puede tener un buen potencial para una colonia terrestre. Volátiles a mansalva. Un mínimo de gravedad para que la infraestructura no tenga que anclarse, pero tan reducida que despegar es realmente fácil. Lo suficientemente grande para que una posible minería no cambiara la órbita de forma sensible.

    Una base para combustible entre el sistema solar interior y el exterior.

    No se… Me hace soñar más que Plutón.

    1. Opino lo mismo. Seguro que Plutón es más mediático y tiene el interés de conocer mucho más sobre los objetos transneptunianos pero a mi personalmente, Ceres me hace soñar muchísimo más por lo que implica para la colonización del sistema solar.

      Me interesa mucho New Horizons, pero me interesa mucho más Dawn.

      Saludos.

    2. Cuestión de gustos, pero a mí ver un “cacho de roca” más no me apasiona demasiado. Asteroides hemos visto un montón. Vale que este es EL asteroide, pero asteroide al fin y al cabo (planeta enano también se acepta).

      Pero Plutón… Un planeta/planeta enano/cometa gigante/plutino de un tipo que no se ha visto nunca (con permiso de Tritón), con atmósfera, 5 satélites, posibilidad de criovulcanismo… Bueno, a mí me pone ^_^ Además, no tengo esperanza de volver a ver ningún otro en lo que me queda de vida.

        1. Seguro que Dawn acaba descubriendo que Ceres tiene un manto de agua al estilo de los océanos subterráneos de Europa o Titán. Quién sabe si impactos de asteroides habrán conseguido perforar la corteza cereana dejando al descubierto su manto, agua que se habría congelado, o incluso al no suceder eso al instante que hubiera un lago de agua aun líquida esperando a la sonda.

          Primera imagen de Ceres desde Dawn, tomada el día 1:

          http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-414

          1. Líquida imposible, aunque fuese en ese momento. Al carecer de atmósfera, el agua se sublimaría inmediatamente o se congelaría.

  6. Sin duda 2015 será un gran año para la exploración espacial.

    Lo de New Horizons habrá que paladearlo al máximo dado que será la última misión que veremos sobrevolando un mundo del sistema solar exterior en las próximas dos décadas como mínimo. A partir de ahora el sistema de Júpiter será lo más lejano que atisbaremos en una larguísima temporada (a Cassini le quedan dos telediarios, su hidrazina ya no da para mucho más).

        1. De hecho, Daniel dice que la sonda tiene pequeños propulsores de maniobra. No es gran cosa, pero una cambio de un mísero metro por segundo, de cara a un encuentro dentro de un año por ejemplo, cambiaría tu posición al final de ese año unos 31.000 kilómetros. Si a eso le añades que la sonda puede doblar su trayectoria levemente usando el potencial gravitatorio de Plutón, con que el objetivo esté en un determinado cono alrededor de la trayectoria original, listo.

  7. Parece ser que vamos a tener un verano muy interesante en cuanto a la exploración de sistema solar.Esperemos que todo salga bien y estas sondas manden buenas fotos que acaben con las especulaciones sobre el aspecto de Ceres y Plutón.Otro tema,para el que no lo sepa, esta noche a las 21:45 H está invitado el astronauta Pedro Duque en “El Hormiguero ” de antena 3.Veremos que nos cuenta.

  8. A ver, yo no entiendo de esto pero según veo en Wikipedia Ceres está en el cinturón de asteriodes. No entiendo cómo es posible que visite Plutón y el cinturón de asteriodes el mismo año. ¿Alguien me lo puede explicar?

  9. Hola ami en lo personal me entuciasma mas Ceres no sabremos ya que según entiendo este planeta enano podría tener mas agua que la tierra. Y quien sabe que cosas mas .

  10. Se descubrio que la orbita de Plutón era muy excentrica. Ello hizo que se empezara a cuestionar que era un planeta. Tengo entendido que entre 1978 al 2020, Plutón estaría mas cerca del Sol que Neptuno. Así que la premura de enviar una sonda antes del 2020 es que después de esa fecha, la tenue atmosfera(si la tiene) debe estarse congelando hasta doscientos y tantos años que el planeta vuelva otra vez a acercarse al Sol.

    Mi favorito es Plutón. No obstante, también me gustaría saber cual es el verdadero rostro de Ceres. Recuerdo haberlo visto en los viejos libros de astronomía representado como una roca común y corriente de la Tierra. Veamos que tal luce cuando Dawn finalmente entre en orbita en marzo del año siguiente.

    1. No, el hecho de que no se considere un planeta no es por la excentricidad sino porque comparte los alrededores de su órbita con otros cuerpos. Por eso ni Ceres ni Plutón son planetas. De hecho, la órbita de Mercurio es casi igual de excéntrica.

    2. Desde hace muchas decadas se sabe que su orbita es excentrica e incluso que su perihelio esta mas cerca que la distancia de Neptuno. Y fue entre el 7 de febrero de 1979 y 11 de febrero de 1999 que estuvo mas cerca al Sol que Neptuno.

  11. Hola Daniel ¿Podrías hacer un artículo del cohete, Larga Marcha 9? Muchas gracias por este espacio y la dedicación que pones a él, se nota que te apasiona. Saludos desde México!!!!.

  12. Parece que puede ser un gran año….ya veremos a ver.
    Por cierto… ¿Para cuando una misión “bandera” a Urano y otra a Neptuno?… creo que se la merecen, y va a ser paradójico que Plutón la tenga antes… (Creo que New horizons encaja en la categoría por su trascendencia)

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 9 diciembre, 2014
Categoría(s): ✓ NASA • New Horizons • Sistema Solar