Los instrumentos científicos que nos desvelarán los secretos de Europa

Europa Clipper será la próxima gran misión de la NASA para explorar el sistema solar exterior durante la próxima década. Su misión será estudiar en detalle Europa, la fascinante luna de Júpiter en cuyo interior se esconde con toda probabilidad un océano subterráneo, una característica que hace de este astro uno de los cuerpos del sistema solar más prometedores desde el punto de vista astrobiológico. Europa Clipper debe despegar en 2022 o 2023, pero cuando uno construye una nave espacial que va a viajar a centenares de millones de kilómetros del Sol el tiempo vuela, así que la NASA ha anunciado hoy los nueve instrumentos científicos que llevará esta nave con el fin de revolucionar nuestro conocimiento de esta luna y, de paso, las condiciones de habitabilidad de nuestro vecindario planetario.

Sonda Europa Clipper (NASA/JPL).
Sonda Europa Clipper (NASA/JPL).

Pero antes de ver qué instrumentos serán los que nos pondrán a nuestros pies las maravillas de Europa, repasemos por qué este satélite es tan interesante. Europa tiene el tamaño de nuestra Luna aproximadamente, pero lejos de ser un mundo muerto su interior libera ingentes cantidades de energía por culpa de las fuerzas de marea que genera su cercanía a Júpiter. El calentamiento de marea no es tan intenso como en Ío, el satélite hermano que es al mismo tiempo el cuerpo más volcánico del sistema solar, pero los efectos del mismo se pueden ver claramente en su superficie. Y es que la corteza helada de Europa es extremadamente joven -o sea, tiene muy pocos cráteres- y está marcada por un gran número de estructuras geológicas. La existencia de estas estructuras es una prueba de que bajo la corteza de hielo existe un océano de agua líquida que afecta a la composición y a la morfología de la superficie del satélite.

Europa es una especie de Ío con corteza de hielo (NASA).
Europa es una especie de Ío con corteza de hielo… y, con suertes, fuentes hidrotermales (NASA).

La sonda Galileo descubrió en los años 90 un campo magnético inducido proveniente de Europa, lo que se considera la mejor evidencia independiente de la presencia de un océano global de agua salada. Las regiones de principal interés de la superficie europana son las lineas (lineae), las manchas oscuras (maculae) o los terrenos caóticos (chaos). Todas ellas originadas debido a la interacción de la corteza de hielo con el océano subterráneo. Además, es altamente probable que el fondo de este hipotético océano esté repleto de fuentes hidrotermales, ya que el interior de Europa es rocoso. No en vano, los científicos suelen decir que Europa es una especie de Ío rodeado de una corteza de hielo. Estas fuentes, quizá no muy diferentes de las que podemos encontrar en el fondo de los océanos terrestres, crean corrientes de convección en las aguas que transmiten el calor hasta la parte inferior de la corteza.

Europa vista por la sonda Galileo (NASA/JPL).
Europa vista por la sonda Galileo (NASA/JPL).

El calor interno provoca movimientos del hielo de la corteza en forma de flujos de convección helados o, incluso, desplazamientos similares a las placas tectónicas terrestres. Algunas lineae parecen ser contrapartidas heladas de las dorsales oceánicas terrestres -es decir, zonas donde está expandiéndose la corteza de hielo-, mientras que otras podrían ser zonas de subducción. Del mismo modo, los terrenos caóticos parece que están situadas sobre lagos de agua líquida que se hallan dentro de la corteza helada. O puede que incluso sean lugares donde la corteza es tan fina que se halla en contacto directo con el océano.

Modelo dinámico del océano y la corteza de hielo de Europa (NASA/JPL).
Modelo dinámico del océano y la corteza de hielo de Europa (NASA/JPL).

En cualquier caso, todo indica a que se produce un traslado de material desde el fondo del océano al exterior, de ahí que resulte tan interesante analizar la composición de la superficie de Europa. Precisamente, las zonas activas están cubiertas por sustancias de color marrón cuya composición es todo un misterio, pero que parecen ser una mezcla de sales y sustancias orgánicas provenientes del océano.

Las preguntas que debe responder Europa Clipper (NASA).
Las preguntas que debe responder Europa Clipper (NASA).

Por lo tanto, los instrumentos de Europa Clipper deben ser capaces de extraer la máxima información de la luna a partir de los 45 sobrevuelos de Europa que la sonda llevará a cabo durante su misión primaria de dos años y medio. Y todo ello sin situarse en órbita alrededor de Europa o aterrizar en su superficie (la ESA puede que mande una sonda de superficie, pero contará con instrumentos propios). Pero no nos demoremos más y conozcamos los detalles de estos instrumentos:

Europa Imaging System (EIS): será el instrumento estrella de la misión de cara al gran público, ya que nos mostrará la superficie de Europa como nunca la hemos visto. Diseñado por el Applied Physics Laboratory (APL) de la Johns Hopkins University, EIS contará con dos cámaras, una de gran angular y otra que funcionará como teleobjetivo. Estas cámaras nos proporcionarán un mapa del 90% de la superficie de Europa con una resolución inferior a los 50 metros. Puede que no parezca mucho, pero recordemos que la sonda Galileo solo logró cartografiar el 10% de este satélite con una resolución inferior a los 200 metros, así que la diferencia es abismal. Además, EIS fotografiará determinadas zonas con una resolución cien veces superior (!) usando la cámara teleobjetivo. Huelga decir que los objetivos prioritarios serán las líneas, máculas y los terrenos caóticos.

Cámara EIS (NASA).
Cámara EIS (NASA).

Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON): después de la cámara, todo indica que será el instrumento más popular. Se trata de un radar de frecuencia dual diseñado por la Universidad de Texas en Austin que permitirá aclarar de una vez por todas el enigma del espesor de la corteza helada de Europa. Gracias a él averiguaremos si Europa posee una corteza de hielo de veinte o treinta kilómetros de profundidad, como proponen la mayoría de modelos, o si en realidad es más gruesa o fina. Y no solo eso. REASON será capaz de detectar y estudiar los lagos de agua que se suponen existen dentro de la corteza helada cerca de la superficie (similares a los lagos helados de la Antártida).

Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS): esta cámara infrarroja diseñada por la Arizona State University identificará las posibles zonas activas de la superficie europana. En concreto, su objetivo prioritario son las posibles zonas calientes (hot spots) asociadas a chorros o a otros fenómenos criovolcánicos. Eso sí, ‘caliente’ en Europa significa temperaturas del orden de -60º a -10º C, ya que la temperatura superficial media es del orden de -160º C. No obstante, E-THEMIS podrá detectar zonas con una temperatura de apenas uno o dos grados superior a la normal. De esta forma sabremos hasta qué punto las lineae o terrenos caóticos son zonas activas.

Radar de Europa Clipper (NASA).
Radar de Europa Clipper y E-THEMIS (NASA).

Interior Characterization of Europa using Magnetometry (ICEMAG) y Plasma Instrument for Magnetic Sounding (PIMS): son dos instrumentos aparentemente modestos, pero claves para la misión. El magnetómetro ICEMAG, diseñado por el JPL, trabajará junto a PIMS, un conjunto de cavidades de Faraday diseñadas por el APL. Ambos podrán determinar la salinidad del océano y su profundidad. ¡Y todo ello sin aterrizar en Europa! Gracias a sus datos seremos capaces de refinar los modelos del océano interior con una gran precisión.

ICEMAG
ICEMAG y PIMS (NASA).

MAss SPectrometer for Planetary EXploration/Europa (MASPEX) y SUrface Dust Mass Analyzer (SUDA): MASPEX es un espectrómetro de masas diseñado por la Universidad de Colorado en Boulder que trabajará conjuntamente con SUDA, a cargo del SwRI (Southwest Research Institute). Ambos analizarán el polvo (SUDA) y los gases (MASPEX) que rodean Europa. Puesto que estas partículas provienen de la superficie y, por lo tanto, puede que del mismísimo fondo del océano en algunos casos, MASPEX y SUDA podrán analizar la composición de la superficie y el océano de Europa desde la lejanía. Si finalmente se confirma que Europa posee chorros de gases y partículas como Encélado, SUDA y MASPEX nos dirán cuál es su composición. De hecho, los dos instrumentos se basan en la experiencia de la sonda Cassini a la hora de analizar los famosos chorros de Encélado, aunque MASPEX es muchos órdenes de magnitud superior a cualquier instrumento jamás lanzado al espacio.

MASPEX y SUDA (NASA).
MASPEX y SUDA (NASA).

Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE): se trata de un espectrómetro infrarrojo a cargo del JPL cuyo objetivo es analizar la composición de la superficie de Europa, poniendo especial énfasis en las misteriosas sustancias de color marrón que cubren las zonas activas. De este modo, MISE podrá averiguar qué sales y compuestos orgánicos son los más abundantes en el océano europano, unos datos claves para analizar la habitabilidad del mismo.

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MISE (NASA).

Ultraviolet Spectrograph/Europa (UVS): este espectrógrafo ultravioleta a cargo del SwRI ha sido concebido exclusivamente para estudiar los posibles chorros que podría tener Europa. Es más, usará la misma técnica que empleó el telescopio Hubble para descubrir estos chorros. Además será capaz de analizar su variabilidad, qué cantidad de materia expulsan y su composición. La sonda europea JUICE llevará un instrumento similar.

UVS (NASA).
UVS (NASA).

Aunque ninguno de estos instrumentos ha sido diseñado para detectar formas de vida, el conjunto de sus datos podrá delimitar claramente las condiciones de habitabilidad de Europa. Estos instrumentos han sido seleccionados a partir de 33 propuestas diferentes y durante el próximo año la NASA invertirá diez millones de dólares en su desarrollo, a los que se añadirán 110 millones durante los tres años siguientes. En ese momento la NASA decidirá si sigue adelante con su construcción o si debe rediseñar o cancelar algunos de ellos. El coste total de la misión rondará los dos mil millones de dólares, sin contar el lanzador.

Si todo va según lo planeado, Europa Clipper despegará en 2022 mediante un cohete SLS y unos dos años después llegará a Júpiter. Es decir, dentro de menos de una década podríamos saber qué secretos esconde el océano de Europa.

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Sonda Europa Clipper (NASA).

Vídeo de la conferencia de prensa de la NASA sobre los instrumentos de Europa Clipper:



20 Comentarios

  1. Despues de todos estos años por fin ya toma forma la primera mision a Europa. En contra de todo pronostico despegara solamente 2 años despues de lo que se planeaba con JEO y 7 años despues de de lo pensado con JIMO. Hara casi la misma ciencia que estas dos y por si fuera poco abandonara la Tierra a lomos del cohete mas poderoso desde el Saturno V. Parece que una vez mas lo va a hacer la NASA. De las cenizas sacara el orgullo.

  2. A juzgar por las imagenes y el vídeo los instrumentos están aparentemente muy avanzados en su desarrollo (aunque puedo estar equivocado)

    Esto pone la miel en los labios! lo que me desespera son los 7-8 años hasta su lanzamiento…¿eso se debe al desarrollo del hardware de la sonda o a que de todas formas tienen que esperar al SLS?

    …Que diferéncia con los años 60 en que Estados Unidos, en esos mismos 8 años, pasó de vuelos suborbitales con cohetes que petaban más que un cohete de feria a poner a dos tíos en la Luna….En fin hay que armarse de paciencia…

    1. El desarrollo de una sonda de estas características (como lo fue Galileo o Cassini) lleva una década o más. A los 7 años que pueden quedar para su lanzamiento hay que sumar 4 o 5 que lleva ya la NASA trabajando en ella y proponiendo variantes e ideas hasta llegar a la sonda que más o menos tienen hoy en mente. En Infosondas publiqué hace unos meses todos los documentos que han elaborado hasta la fecha y que podéis consultar aquí http://www.infosondas.com/2015/02/76-pdfs-coleccion-documentos-mision-europa-clipper/

  3. Europa Clipper es su nombre oficial definitivo? En todas las páginas que consulto, incluida la de la NASA, hablan de la «sonda a Europa», pero sin darle una denominación concreta

    1. No es la denominación oficial, pero sí es la denominación interna. Desgraciadamente, la mayor parte de medios no se han enterado de la misa a la mitad y han obviado el largo y complejo proceso de evolución de esta mision, que parece que ha nacido hoy mismo. El caso es que la NASA no quiere llamarla por su nombre porque aún no se ha aprobado el presupuesto definitivo de la misión y bien podría sufrir recortes en los próximos años. En cualquier caso, si se confirma la participación de la ESA ten por seguro que se le cambiará el nombre en el futuro.

  4. Esta misión, si todo sale bien, va a ser la leche de impresionante. Sale en 2022 ó 2023 bufff… y, ¿Cuanto tarda en llegar a su objetivo?. Esta frase no la entendí: «(la ESA puede que mande una sonda de superficie, pero contará con instrumentos propios)». ¿Una misión propia de la ESA o conjunta con Europa Clipper?. Un saludo.

  5. A veces la espera merece la pena. Ahi está oportunity para corroborarlo, no sé lo que se tardó en preparar esa misión pero una vez en marcha lleva más de 10 años en activo dando resultados. Ojalá todas las misiones fueran igual de exitosas en cuanto a ampliación de su vida útil.

  6. Estaba esperando esta entrada! Gracias Daniel. Al final la próxima década ni se perdí la tan mala como pintaba hace unos años. Nos falta la sonda a Urano y cruzar los dedos para q la nasa o la esa elijan una sonda a Venus para contintar con su estudio.
    Saludos!

  7. Tras la para mi gusto, exitosa misión Kepler (aumentó exponencialmente la cantidad de exoplanetas detectados); solo nos queda esperar al despegue del James Webb, y al fin la esperada sonda a Europa.
    Si Carl Sagan pudiera disfrutar de los resultados de la Europa Clipper, se le caería la baba de gusto.
    A mi, solo de pensar en los instrumentos propuestos, ya se me está cayendo.
    Ahora solo faltaría en mi opinión un TPF, o en su defecto un Kepler «Plus».

  8. Es una buena noticia que el projeto siga avanzando pero …. el solo echo de usar el SLS va a disparar los costes de la misión yo sinsetamente preferiría usar un FALCON HEVY o
    un DELTA IV H aunque la nave tarde mas en llegar con total de que se garantiese la finasiasion de la misión

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 27 mayo, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • Europa Clipper • Júpiter • NASA • Sistema Solar