Comienza el Gran Final: la última aventura de la sonda Cassini

Por Daniel Marín, el 23 abril, 2017. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Cassini • Saturno • Sistema Solar ✎ 70

Ya no hay marcha atrás. La mítica sonda Cassini ha comenzado la última etapa de su prolífica misión, denominada adecuadamente como el Gran Final. Cassini, que fue lanzada en 1997 y llegó a Saturno en 2004, se estrellará contra Saturno el próximo 15 de septiembre, poniendo fin a un episodio de exploración del sistema solar que pasará a la historia. La fase Gran Final dio comienzo el 22 de abril de 2017 a las 06:08 UTC con el sobrevuelo número 127 de Titán a solo mil kilómetros de distancia. La gravedad de la mayor luna de Saturno sirvió, como en otras tantas ocasiones anteriores, para cambiar la órbita de la veterana sonda y colocarla en una nueva órbita que le llevará a atravesar hasta en 22 ocasiones el espacio que existe entre los anillos y el planeta antes de resultar destruida (en concreto, cambio su velocidad 860,5 m/s).

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Representación artística de Cassini durante su última órbita, el 15 de septiembre, antes de destruirse en la atmósfera de Saturno (NASA/JPL-Caltech).

Cassini ya se encontraba desde el pasado 30 de noviembre en una órbita inclinada y excéntrica alrededor del planeta, pero con el periapsis —el punto más cercano al planeta— situado a unos 7.800 kilómetros por el exterior del anillo F. Cassini ha descrito veinte de estas órbitas antes de alcanzar su órbita final, que tiene una inclinación de 63º (Cassini ya había trazado antes órbitas con una inclinación semejante, pero durante poco tiempo). Desde esta posición inigualable la sonda ha observado en detalle la parte exterior de los anillos y ha obtenido las imágenes de mayor resolución de las pequeñas lunas Pandora, Dafne, Pan y Atlas, famosas por su extraña forma de ‘platillo volante’, así como de los polos de Saturno y su famoso hexágono.

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La pequeña luna Atlas (30 km de diámetro) vista el 12 de abril. Destacan los depósitos ecuatoriales de polvo y hielo sin cráteres (NASA/JPL-Caltech).

Estas 22 órbitas finales han sido elegidas con mucho mimo para aprovechar al máximo los últimos meses de vida de la sonda. Atravesar el hueco entre los anillos y el planeta no es sencillo. La sonda tiene un espacio relativamente grande, de unos dos mil kilómetros de amplitud, para cruzarlo sin problemas, pero la velocidad relativa de Cassini será enorme, de unos 34 km/s. Por tanto el equipo de la misión ha debido tener en cuenta los límites exterior e interior de seguridad a la hora de planificar estos pasos. El límite exterior viene dado por el anillo D de Saturno, ya que obviamente no se considera seguro atravesar las zonas más densas. De hecho, en cinco de las 22 órbitas Cassini atravesará este hueco con la antena de alta ganancia por delante para usarla como escudo ante posibles partículas, una posición denominada ‘modo ariete’ por motivos obvios (las dos toberas del motor principal también quedarán protegidas por la cubierta desplegable durante la fase de máximo acercamiento).

(NASA/JPL-Caltech).
Las órbitas de Gran Final (en azul) (NASA/JPL-Caltech).
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Las órbitas del anillo F y las de la Gran Final (azul) vistas desde la Tierra (derecha) (NASA).

El límite interior del hueco lo impone, lógicamente, la atmósfera, especialmente en las últimas cinco órbitas, durante las cuales Cassini se acercará considerablemente al gigante anillado. En algunas de estas órbitas la sonda usará sus propulsores de control de posición (RCS) para orientarse, contrarrestando así el rozamiento con la alta atmósfera. Es importante destacar que el punto más cercano al planeta no coincidirá con el plano de los anillos, sino que tendrá lugar sobre el hemisferio sur.

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Las 22 órbitas del Gran Final pasarán por el hueco entre el planeta y los anillos. En rojo la órbita final de colisión (NASA/JPL-Caltech).
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Los puntos más cercanos al planeta (periapsis) de las 22 órbitas del Gran Final no coinciden con el plano de los anillos (NASA).
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Datos de las 22 órbitas de Gran Final. La línea discontinua azul marca el límite del anillo D, mientras que la verde marca el límite de seguridad de pérdida de control por el rozamiento atmosférico (NASA).
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Representación de Cassini durante las órbitas del Gran Final (NASA/JPL-Caltech).

El Gran Final permitirá obtener datos sin precedentes de los anillos, del campo magnético, de la atmósfera y del interior de Saturno. Con el fin de saber si los anillos son relativamente recientes —en términos geológicos— o jóvenes es necesario conocer su masa con una alta precisión, pero hasta la fecha el error en la determinación de la misma alcanza el 100%. Las órbitas del Gran Final servirán para averiguar la masa de los anillos con una precisión del 5%. Si su masa resulta estar en el extremo inferior de los cálculos las teorías que sugieren un origen reciente para los mismos —apenas cien millones de años— se verán muy reforzadas. Por eso los investigadores esperan con ansia las primeras observaciones de los anillos usando el radar de Cassini. Y, como complemento a estas medidas, durante las 43 órbitas del anillo F y el Gran Final se han realizado y realizarán observaciones de estrellas a través de los anillos para estudiar su densidad y composición. Como es lógico, la visión de la Tierra y la Luna con los anillos en primer plano ha sido la guinda del pastel de estas observaciones.

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Una imagen mágica: la Tierra vista a través de los anillos de Saturno el 12 de abril de 2017. Arriba se aprecia el anillo A y abajo el F. Es la última imagen de la Tierra que hará Cassini (NASA/JPL-Caltech).
Detalle de la imagen anterior donde se aprecia,  además de la Tierra,  la Luna (NASA/JPL-Caltech).
Detalle de la imagen anterior donde se aprecia, además de la Tierra, la Luna (NASA/JPL-Caltech).

Estas órbitas cuasipolares servirán también para averiguar datos sobre el interior del planeta —como por ejemplo el periodo de rotación de las capas internas— y para dilucidar si Saturno posee o no un núcleo denso. En este sentido esta fase de la misión recuerda poderosamente a la misión Juno en Júpiter, pero hay que puntualizar que Juno será teóricamente capaz de analizar el interior de  Júpiter con mucha más precisión que Cassini. Para que nos hagamos una idea, Juno podrá determinar armónicos del potencial gravitatorio de Júpiter por encima de orden 20 (J20) y, con suerte, hasta 30 (J30). Por contra Cassini solo podrá calcular armónicos de hasta orden 10 (J10).

En estos trece años alrededor de Saturno Cassini ha sobrevolado de cerca Titán 127 veces, Encélado 23 veces y el resto de satélites principales 15 veces (en la jerga de la misión estos sobrevuelos cercanos se conocen como targeted flybys, para diferenciarlos de los encuentros lejanos o non-targeted). El número desproporcionado de sobrevuelos de Titán se debe, además de su interés intrínseco, a la necesidad de usar esta luna para llevar a cabo maniobras de asistencia gravitatoria para moverse por el sistema de Saturno. A diferencia de Júpiter, donde tenemos cuatro satélites de gran tamaño, en Saturno solamente Titán nos permite modificar significativamente la órbita de una sonda, lo que ha dado no pocos quebraderos de cabeza a los planificadores de la misión. Cassini debe usar también su combustible como ayuda en ciertas maniobras orbitales y, especialmente, para controlar su orientación, de ahí que las reservas se estén agotando. Este es el motivo por el cual se ha decidido destruir la sonda antes de perder el control sobre la misma y evitar que pueda caer sobre Titán o Encélado y contaminar estos mundos con microorganismos terrestres.

Sobrevuelos de los satélites de Saturno en estos 13 años de misión (NASA).
Sobrevuelos de los satélites de Saturno en estos 13 años de misión (NASA).
Fases de la misión Cassini (NASA).
Fases de la misión Cassini (NASA).

Dentro de pocos meses Cassini describirá su última órbita rumbo a la atmósfera de Saturno, donde se desintegrará como si fuera una estrella fugaz. La sonda usará sus propulsores para mantener la antena de alta ganancia apuntando hacia la Tierra el máximo tiempo posible hasta que la densidad atmosférica sea demasiado alta. Lamentablemente no habrá imágenes de estos últimos y espectaculares momentos: transmitir una fotografía desde Saturno requiere demasiado tiempo.

Los últimos momentos de Cassini (NASA/JPL-Caltech).
Los últimos momentos de Cassini (NASA/JPL-Caltech).
Otra representación del final de Cassini (NASA/JPL-Caltech).
Otra representación del final de Cassini (NASA/JPL-Caltech).
La Tierra vista desde Cassini el próximo 15 de septiembre en el momento que Cassini desaparezca (ASA).
La Tierra vista desde Cassini el próximo 15 de septiembre en el momento que la sonda desaparezca (NASA).

Pero mientras llega el final nadie duda de que durante los próximos meses seremos testigos de una de las etapas más espectaculares de Cassini. El 15 de septiembre la misión más compleja, exitosa y cara jamás enviada al sistema solar exterior terminará de forma dramática. ¿Cuánto tiempo tardaremos en volver a Saturno?

PD: el vídeo de promoción del Gran Final es uno de los más espectaculares y emotivos realizados por la NASA (y sí, ha participado Erik Wernquist). A disfrutarlo:



70 Comentarios

  1. Gallina de piel… esperemos que los meses que nos quedan den para muchas sorpresas. También vale la pena reconocer el tremendo éxito de esta misión y de que la estemos viviendo en directo. Creo que es justo que igual que nos quejamos (y con razón!) del estancamiento que sufre la exploración espacial (sobre todo tripulada) desde hace más de 40 años sepamos disfrutar de las maravillas y de la increíble misión de esta sonda. Basta ver una foto de las órbitas que ha descrito (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0d/Cassini_orbits.jpg) para darse cuenta del tremendo trabajo que implica. Felicidades a todo el equipo y, como siempre, a Daniel por contarlo con rigor, emoción y puntualidad!

    1. A mi me parece que en estos momentos, en exploración espacial aunque no se ve un avance rápido tal estancamiento no existe en la NASA, con respecto a décadas anteriores, Cassini es un ejemplo de ello, Juno, las misiones a Marte, Plutón, Mercurio, a asteroides, telescopios espaciales, el SLS-Orion, en fin, son grandes esfuerzos de la NASA… estancamiento si hay en otras agencias espaciales como la rusa (Roscosmos), la ESA hay a veces se pega con algo a otras agencias, a veces sale con misiones meritorias como Rosseta y Exomars, pero no tienen como una constante; los chinos si van acelerando, y van rápido, aunque apenas pasaron de’ gatear a caminar’, ahí van bien,
      .. estancamiento si hay en lo que respecta a misiones tripuladas mas allá de la órbita terrestre.

  2. Es estremecedor ver, usando las palabras del gran Sagan, el punto azul pálido desde la órbita de Saturno. Ese punto es nuestro hogar. Todo el mundo que conozcamos o hayamos estudiado, está o ha estado en ese punto. Te hace reflexionar sobre la estupidez humana. Que no seamos capaces de entender que estamos todos en es puntito, nada más que en ese puntito y que nos deberíamos llevar mejor…
    Gran artículo. Gracias Daniel

    1. A mi me parece (excluyendo la misión a Encelado que tiene alta probabilidad de ser aprobada en 2019 y las misiones ya en curso a Jupiter) antes que volver al planeta Saturno, se requiere una misión al planeta Urano y/o al planeta Neptuno. Creo que eso es mas importante eso. pensaría que para la década de los 30 veremos esas misiones a esos dos planetas helados.

  3. » y contaminar estos mundos con microorganismos terrestres».
    ¿Hay microorganismos que puedan resistir en esas condiciones durante 20 años? Vacío, radiación, temperatura… Difícil aunque igual no es imposible.

    1. Definitivamente si.. al contrario: ni es difícil, y mas bien mas probable que improbable ese hecho.
      Hay organismos muy resistentes aerobios y anaerobios que se alimentan de metal por ejemplo, que con radiación mutan y se fortalecen, y no todos se esconden al exterior de una nave espacial, otros están en su “estable” interior. Inclusive solo se requería una pequeña secuencia de material genético como la de los virus,o como por ejemplo en estos días ley que semillas de una planta sepultadas encontradas en Siberia por 30 mil años germinaron, entonces nada es imposible. Hay organismos tipo bacterias muy resistentes.

    2. Los Tardígrados, u Osos de Agua, son animalillos (no microorganismos) de entre uno y tres milímetros de largo que viven en ambientes húmedos, y que poseen características de supervivencia realmente alucinantes: soportan radiaciones capaces de matar a un ser humano en horas, unos 200ºC bajo cero, unos 80ºC sobre cero, vacíos absolutos, presiones de hasta 100 atmósferas… y cuando se desecan, pueden aguantar latentes a que les llegue una gotita de agua MILES de años. Y, repito, NO SON MICROORGANISMOS EXTREMÓFILOS.

      En estos, están el Deynococus Radiodurans, que soporta vacío y radiación capaz de matar humanos en segundos, o las bacterias que descubrieron en un cristal de sal en Carlsbad, Nuevo México, en el año 2.000, y que revivieron tras «sólo» 250 MILLONES DE AÑOS encerradas en una microscópica gotita de agua atrapada en la sal a cientos de metros de profundidad bajo tierra. Aquí el enlace que vi la primera vez:

      http://www.lanacion.com.ar/37395-resucitan-una-bacteria-de-250-millones-de-anos

      No subestimes la capacidad de aguante de la Vida, pues estas bacterias, por ejemplo, podrían perfectamente y sin despeinarse, sobrevivir a un viaje interestelar «a bordo» de un meteorito arrancado de la Tierra por otra colisión (¿quién sabe si eso no ha ocurrido ya decenas de veces, desde y hacia la Tierra?)

      Salu2

      1. tengo una duda, al lanzar a cassini dentro de Saturno, no estamos contaminándolo con vida terrestre? vamos que los tardígrados y las bacterias podrían vivir cómodamente en las nubes de saturno

        1. Bueno… en Titán Cassini quizá no se desintegraría del todo en su atmósfera y partes de la sonda podrían sobrevivir… En Encélado, sin atmósfera, seguro que muchas partes de la sonda sobrevivirían al impacto. Y, en ambos casos, lleva además un RTG.

          Pero en Saturno, con su inmensa atmósfera, la desintegración de la sonda debe ser prácticamente total, así que, aunque el riesgo sigue existiendo, es menos probable y menos «dañino» destruirla contra Saturno… vamos, creo yo que es lo que piensan en NASA.

        2. En Saturno la sonda arderá y se desintegrará a muy altas temperaturas gracias a su densísima atmósfera.

          Titán no tiene una atmósfera capaz de hacer eso ni de lejos.

    3. Y presión, te has olvidado de eso

      No sólo sobrevivirá a los años de vacío, de bajas temperaturas, de exposición a rayos cósmicos, si no que tras desintegrarse a temperaturas altísimas en una atmósfera enorme en la que entraría a gran velocidad tendría que sobrevivir y prosperar en una presión atmosférica terrible y una gravedad aplastante

      Aunque toda precaución es poca, si ya nos cuesta encontrar microorganismos que sobrevivieran en Marte (que si que un bicho aguanta mucha temperatura, otro radiación, otro … pero realmente aún no hay certeza de que algo sobreviviera), que algo pueda sobrevivir a una entrada a Saturno sería alucinante .. pero hemos de suponer que posible,

      Al final se trata de que el riesgo en Saturno es tan mínimo, que vale la pena los beneficios que se pueden obtener de este final. Después de todo el hombre puede soñar con colonizar Marte, Titán o Europa, pero no tenemos intención de pisar Saturno, así que si algo prospera ahí no nos preocupa en exceso

      1. Este… para los microorganismos, la presión y la gravedad son realmente irrelevantes. La presión es tan sencilla de obviar como aumentar tu cantidad de líquido corporal, pues los líquidos son incomprimibles. Y la gravedad, a cosas tan diminutas, pues como que se la trae al pairo, jajajaja… Siempre y cuando estemos hablando de FLOTAR en la atmósfera, no de asentarse en el hipotético suelo que Saturno pudiese tener (que no lo tendrá, al menos al descubierto, sino bajo miles de kilómetros de hidrógeno metálico líquido…)

      1. También yo, la primera vez que escuche la expresión fue cuando se lo dijeron a John Glenn justo antes del lanzamiento de la Mercury, y como tú imaginé que era algo así como velocidad de Dios o súper velocidad o algo parecido jaja.

  4. El comienzo del fin de una era, cuando los planes eran tan ambiciosos (recuerden la época en que se diseñó y construyó) y cuando se les daba nombres dignos que significaban algo, no como hoy a base de siglas y acrónimos calzados a martillazos.

    Por otra parte, ¿la maniobra para pasar a la órbita de impacto será hecho con otro sobrevuelo a Titán o con el encendido del motor?

    1. No habrá más sobrevuelos de Titán tras el comienzo de las órbitas de la etapa Gran Final, ni lo necesita, ya que solamente con bajar la periapsis unos pocos kilómetros es suficiente.
      Para el que le interese, aquí está la conferencia de la NASA dedicada al evento:
      https://www.youtube.com/watch?v=G9lFTYLr2AY
      A partir del minuto 27:30 explican con detalle las últimas órbitas de la sonda.

        1. Respondiendo más específicamente a tu pregunta y aprovechando que he visto el vídeo otra vez :p, no sé si usarán la propulsión de la nave para modificar las órbitas, pero lo que sí dicen en el vídeo es que Titán será la que irá modificando las órbitas de la Cassini hasta que entre en la atmósfera, pero simplemente por la influencia gravitatoria que seguirá teniendo el satélite sobre la nave en la parte más externa de la órbita sin necesidad de ningún sobrevuelo más.

  5. El vídeo me ha emocionado hasta el punto de soltar una lágrima. La piel de gallina, el corazón acelerado y un nudo en el estómago… Qué grande es el ser humano cuando quiere serlo, y qué grandísimas cosas podemos llegar a hacer…

    Lástima que la sonda no pueda mantener su estudio otros 20 años, porque lo merece; se lo ha ganado con creces. Maravillosa máquina de precisión, con el más bello de los propósitos: el SABER.

    Sentiré su pérdida como la de un familiar lejano, por mucho que algunos digan que sólo es una máquina. No lo es en absoluto. Es esperanza, conocimiento, logro, valor, diseño, emoción, intrepidez.

    Hasta siempre, Cassini. Da lo mejor de tí en estos últimos meses y que tu final se marque en la historia con tanto esplendor como el que tu destrucción dejará en los cielos de Saturno. Ha sido un honor vivir mientras tú has existido, junto a muchas otras sondas históricas y maravillosas que tanto placer y conocimiento nos han dado. Deseo firmemente que tu ejemplo y el de tus hermanas siga indefinidamente, tan fiables y extraordinarias como tú.

    Disculpad el rollo sentimentaloide, pero me ha tocado…

    Salu2

    1. Suscribo cada una de tus palabras Noel. Gracias por expresar tan bien lo que sientes, yo siento exactamente lo mismo. Y gracias a Daniel por hacernos llegar estas maravillas.

    1. lamentablemente, como ha dicho Daniel, no tendremos fotos de los últimos momentos de la sonda entrando en la atmosfera, ya que se tarda mucho tiempo en mandar las fotos a la tierra y la sonda no tendrá el tiempo suficiente de mandarnos las fotos, será destruida antes

      1. Yo prefiero una foto real a un video inventado. Cualquier foto real me vale. La sonda Cassini es de esas que se dedican a tomar fotos. Lo lógico es que las envíe a la Tierra. Que la recoja Daniel . Y que nos la muestre en su blog.
        Cuidadito Paco con ir de sobrado en los blogs. Aquí, hasta ahora, el único que ha dicho una tontería eres tú: no hay autobuses hasta Saturno.
        Además no entiendo la ofuscación que debe sentir gente como Paco. ¿Este tipo de qué va?. La vida es bella, hombre, ¡disfrútala!.

    1. La duda que tengo es, que aunque pudiera mandarlas, ¿veríamos algo? Con la velocidad a la que irá la sonda y la configuración de las cámaras que imagino no están preparadas para fotografías de ese tipo y todas esas cosas complicadas… no sé si saldría nada decente, mejor aprovechar esas últimas horas para realizar la mayor cantidad de ciencia posible.

      1. la velocidad a la que iria la sonda es la misma con la que siempre a volado, no creo que eso fuera un problema, una foto de la cassini justo antes de entrar en las nubes viendo los anillos en el cielo y el cielo de color azul como se muestra en la parte final del video seria una hermosa postal de despedida

        1. Aunque pudiera tomar fotografías, ya la nave estaría bajo la influencia del rozamiento atmosférico muchísimos kilómetros de altura de las capas más elevadas de nubes e incluso antes de que el la dispersión de la luz permita ver color en el cielo. Seria difícil mantenerla apuntando hacia la tierra para transmitir algo de utilidad.

  6. Me ha encantado el documento Daniel, interesante en verdad, y como aficionado a la astronomía, este reporte, es sin duda alguna, un gran aprendizaje.
    Saludos

  7. Después de tanto tiempo siguiendo esta misión, me ha encogido el corazón sobre todo al ver la parte final del vídeo con la simulación de la entrada en la atmósfera de Saturno de Cassini (spoilers ¿y qué?).

  8. Joer, el video es de los que te aprietan la garganta … Menudo especimen para un museo de exploración del espacio. Espero que el monolito (del libro) tenga la inteligencia y sensibilidad para impedir su destrucción total y nos la guarde para el futuro.

  9. Cassini es sin duda la misión no tripulada más interesante y exitosa de la Historia, seguida de cerca por la mítica Voyager2.
    Es terrible pensar que probablemente ninguno de nosotros verá algo similar. Todo lo que hay planeado ahora es mucho más modesto.
    Esperemos que el James Webb nos compense de esta pérdida.

  10. Una cosa más, Cassini arderá en la atmósfera de Saturno pero ¿que será de Huygens?. ¿Será enterrada por las dunas de Titán, desaparecerá bajo las lluvias de compuestos orgánicos de allí, o arrastrada por una riada de metano como lo que parece pasa donde aterrizó?. ¿Podrá alguien rescatarla y dejarla en un museo -mejor dicho, convertir en eso donde aterrizó?

  11. Saturno Es majestuoso, magico y apasionante.
    La proxima mision a Saturno sera en mucho tiempo me temo.Esperemos que no.
    Parece mentira que ese puntito a 1500 millones de kms seamos nosotros.
    No me quiero imaginar estando a años luz….

  12. Antes que nada mi enhorabuena por el post, el blog y por radio skylab, que me encantan 🙂 Una pregunta acerca del tema de la precisión en la medición de la masa de los anillos. Comentas que el error hasta ahora era del 100% y que con estas últimas órbitas la precisión alcanzará el 5%. No tengo claro si quieres decir que el error en esa medida sería del 5% o del 95%
    Gracias de antemano ^^

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Por Daniel Marín, publicado el 23 abril, 2017
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