Adiós, MESSENGER

Por primera vez un artefacto humano ha alcanzado la superficie del planeta más cercano al Sol. Hoy día 30 de abril de 2015 a las 20:26 UTC la sonda MESSENGER de la NASA ha terminado su exitosa misión impactando contra Mercurio. Finaliza así la aventura de la primera nave espacial que se situó en la órbita del planeta más pequeño del sistema solar para analizarlo con un detalle sin precedentes.

Trayectoria de impacto de MESSENGER contra Mercurio (NASA).
Trayectoria de impacto de MESSENGER contra Mercurio (NASA).

La sonda, de 513 kg y tres metros de diámetro, se estrelló a una velocidad de 14 000 km/h (3,91 km/s) en las coordenadas 54,4º norte y 210,1º este, al noreste de la gran cuenca de impacto Shakespeare, dejando un cráter de unos 16 metros de diámetro. En realidad, MESSENGER debía haber impactado contra Mercurio mucho antes, pero se decidió prolongar su misión unos meses más.

Última órbita de MESSENGER (NASA).
Última órbita de MESSENGER (NASA).
Última imagen de MESSENGER (el fondo del cráter Jakin) (NASA).
Última imagen de MESSENGER (el fondo del cráter Jakin), con una resolución de 2,1 metros por píxel, tomada el 30 de abril (NASA).

MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) -un acrónimo que es todo guiño al mensajero de los dioses del panteón romano-, fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 3 de agosto de 2004 mediante un cohete Delta II 7925 rumbo a Mercurio, el único planeta terrestre que no había sido orbitado por ninguna sonda. De hecho, salvo los tres sobrevuelos de la Mariner 10 en 1974 y 1975, ninguna otra nave espacial había explorado Mercurio. Hasta la misión MESSENGER, en pleno siglo XXI, los mapas de Mercurio solo mostraban un 45% de la superficie del planeta. El resto era terra incognita.

Mercurio visto por MESSENGER (NASA).
Mercurio visto por MESSENGER (NASA).

Contra lo que uno pudiera suponer, viajar a Mercurio es tremendamente costoso en términos energéticos y si uno no quiere que la sonda lleve enormes cantidades de combustible es necesario realizar maniobras de asistencia gravitatoria con otros planetas. Precisamente, la Mariner 10 se convirtió en la primera nave espacial que llevó a cabo este tipo de sobrevuelos para llegar a su objetivo. Para no ser menos que su antepasada, MESSENGER realizó un sobrevuelo de la Tierra el 2 de agosto de 2005 y dos de Venus el 24 de octubre de 2006 y el 5 de junio de 2007, respectivamente. Posteriormente realizó tres sobrevuelos de Mercurio en 2008. Finalmente, se situó en órbita del planeta más próximo al Sol el 17 de marzo de 2011. Un logro nada desdeñable para una misión barata de tipo Discovery.

Ruta de MESSENGER a Mercurio (NASA).
Ruta de MESSENGER a Mercurio (NASA).
La sonda antes del lanzamiento (NASA).
La sonda antes del lanzamiento (NASA).
La Tierra vista por MESSENGER durante el sobrevuelo de 2005 (NASA).
La Tierra vista por MESSENGER durante el sobrevuelo de 2005 (NASA).

La misión primaria terminó el 17 de marzo de 2012, después de haber enviado más de cien mil imágenes. El 6 de marzo de 2013 la sonda logró cartografiar el 100% de la superficie de Mercurio -salvo el interior de algunos cráteres polares que se hallan permanentemente en sombra- y el 17 de ese mismo mes dio por finalizado el primer año de su misión extendida. La segunda misión extendida dio comienzo el 17 de junio con el objetivo de estudiar Mercurio desde menos de veinte kilómetros de altura. De este modo se ha podido emplear el magnetómetro y el espectrómetro de neutrones durante estos últimos meses para estudiar la composición de la superficie con mayor detalle.

26532_1236130755852_1606712996_30515446_1456857_n
Sonda MESSENGER (NASA).
Sonda MESSENGER (NASA).
Sonda MESSENGER (NASA).
Sonda MESSENGER (NASA).
Sonda MESSENGER (NASA).
Misión primaria de MESSENGER (NASA).
Misión primaria de MESSENGER y órbita de trabajo (NASA).

MESSENGER se despide después de haber tomado más de 280 000 fotografías con la cámara MDIS (Mercury Dual Imaging System) y haber realizado un mapa tridimensional con el altímetro láser MLA (Mercury Laser Altimeter). El 24 de abril de 2015 la nave realizó la sexta y última de las maniobras para elevar su órbita. En estas maniobras se ha usado helio como propelente en vez de hidracina, que se había agotado desde principios de abril. El helio, usado en principio solamente para presurizar los tanques de hidracina, ha permitido prolongar la vida útil de la misión unos días más. La pequeña sonda ha completado un total de 4104 órbitas, la última de las cuales tenía una altura de entre 300 y 600 metros. Finalmente, MESSENGER perdió el pulso contra las inexorables perturbaciones gravitatorias del Sol.

s
Altitud del periastro de MESSENGER en los últimos meses (NASA).
Imagen del 23 de abril con una resolución de 1,1 metros por píxel (NASA).
Imagen del 23 de abril con una resolución de 1,1 metros por píxel (NASA).

En estos cuatro años MESSENGER ha realizado múltiples descubrimientos que han revolucionado nuestro conocimiento sobre Mercurio. Uno de los más llamativos son las llamadas depresiones (hollows). Nadie sabe de qué están hechas ni cómo se han formado, pero lo que está claro es que estamos ante un fenómeno activo relativamente reciente -en términos geológicos- que demuestra que Mercurio no es un planeta muerto. Se supone que las depresiones podrían estar relacionadas con algún tipo de vulcanismo relacionado con sulfatos o minerales ricos en algún metal (hierro, sodio o potasio), pero por ahora solo tenemos hipótesis sin confirmar.

'Hollows' en la superficie de Mercurio (NASA),
‘Hollows’ en la superficie de Mercurio (NASA),

Otro descubrimiento importante ha sido la confirmación de la existencia de hielo en algunos cráteres del polo norte de Mercurio, un hielo que se encuentra mezclado con el regolito y a veces bajo una capa de sustancias orgánicas. MESSENGER también ha confirmado que el núcleo de Mercurio es líquido y que genera un campo magnético muy fuerte. Precisamente, la sonda ha encontrado evidencias de una misteriosa capa de roca sólida entre el manto semifundido y el núcleo líquido, además de descubrir otras estructuras tectónicas que podrían haberse originado por la contracción del planeta al enfriarse tras su formación.

Kandinsky_Geology1_SpaceForensics
Imagen del fondo del cráter Kandinsky, cerca del polo norte de Mercurio (NASA/MESSENGER).

En definitiva, el legado de MESSENGER es un Mercurio mucho más interesante de lo que esperábamos. Lejos de ser una roca estéril, Mercurio es un mundo vivo, un objetivo más que fascinante para la misión eurojaponesa BepiColombo que debe despegar en 2017. Gracias por todo, MESSENGER, has sido un buen mensajero.

La Tierra y la Luna vistas por MESSENGER desde 98 kilómetros de distancia (NASA).
La Tierra y la Luna vistas por MESSENGER desde 98 millones de kilómetros de distancia (NASA).
Resumen de la misión MESSENGER (NASA).
Resumen de la misión MESSENGER (NASA).


42 Comentarios

  1. Fe errata! No creo Daniel que la foto de la Tierra y la Luna haya sido a solo 98kms. Verdad? Una pregunta Daniel: crees que BepiColombo pueda ver el crater hecho por la Messenger y ver los restos de esta desperdigada por la superficie?
    Otra pregunta Daniel? Es posible con el estado de la tecnoligia de hoy enviar un lander a un descenso suave en la superficie de Mercurio? Hay algun planteamiento al respecto?

    1. Buena pregunta. La cámara SIMBIO-SYS de BepiColombo será capaz de obtener imágenes con una resolución de 5 m/píxel, así que en teoría sí que podrá ver el cráter de MESSENGER (no así los restos, si es que queda algo). En cuanto a una misión de aterrizaje, es terriblemente complicado porque Mercurio no posee atmósfera y su gravedad es relativamente elevada. Lo único que podemos hacer es usar varias etapas de descenso para aumentar la carga útil. Otra opción sencilla, que se planteó para BepiColombo, fue usar penetradores o similares.

      1. Si no me equivoco, uno de los diseños previos de la misión Beppi-Colombo contemplaba un miniaterrizador, y el plan era usar retrocohetes para dejarlo estacionario a unos 100 m de altura y a partir de ahí, caída libre y aterrizaje con airbags (aprovechando la baja gravedad de Mercurio).

  2. pregunta ¿por qué cuesta tanto energéticamente ir hacia el centro del sistema solar? Siempre ha sido algo que me ha llamado la atención.

    1. Si no me equivoco es debido a la fuerza que ejerce el viento solar, que es mayor cuanto más te acercas al Sol (evidentemente). Esta, si no me equivoco, es una de las causas por las que la sonda MESSENGER ha ido perdiendo altura. El viento solar allí es tan fuerte que, para alargar la vida de la sonda, utilizaron sus paneles como si fueran velas solares y así aumentar su altitud.

      1. El viento solar seguro que es un factor importante, pero lo mas determinante es la diferencia de velocidades, entre órbitas altas y bajas, ( como mas bajas mas rápidas), y la excentricidad y inclinación relativa entre los dos cuerpos. También es mucho mas fácil entrar y maniobrar en el pozo gravitatorio de la tierra o Júpiter. Para entrar en órbita alrededor de mercurio, necesitamos frenar toda la velocidad adquirida para llegar a el, en cambio cuando viajamos al sistema solar exterior, reducimos nuestra velocidad orbital, y sumado a los gigantes gaseosos hacen mas fácil la puesta en órbita de un objeto.

        Explicaciones de un jugador de ksp XD

    2. Se me olvidaba, en gran parte es debido a que los planetas más cercanos al sol tienen una velocidad orbital mucho mayor, por lo tanto se necesitarán varias asistencias gravitaciones para poder llegar a orbitar sobre un planeta interior.

      1. vale gracias! entonces es más alcanzar la velocidad necesaria para orbitar que desplazarse al centro sin más.

        Bueno, se termina de estudiar Mercurio, y en unos meses pasaremos por plutón. Tenemos ya el sistema solar «clásico» con el borrador hecho, ahora a ver si consiguen más dinero las agencias espaciales para estudios más profundos

    3. Te recomiendo que pruebes el Kerbal Space Program (serán los mejores 30€ gastados de tu vida); podrás ver cómo funciona la mecánica orbital de una forma divertida.

      Básicamente, para llegar a los planetas interiores hay que «caer» hacia el sol. Para caer hacia el sol hay que «frenar» (acelerar en el sentido contrario a la órbita de la Tierra alrededor del Sol, o retrógrado) y «compensar» la velocidad orbital de la Tierra (que es alta puesto que está relativamente cerca del sol).

      Una vez has conseguido «frenar» para caer hacia los planetas interiores, tendrás que volver a «acelerar» para igualar su propia velocidad respecto al Sol, aunque ese no es el gasto principal.

      Este gráfico muestra el DeltaV necesario para alcanzar destinos dentro del sistema solar:

      http://i.imgur.com/AAGJvD1.png

      Fíjate que para interceptar la órbita de Mercurio desde la órbita de la Tierra necesitas un dV de 8650 m/s. En contraste, para interceptar la de Neptuno necesitas «sólo» 6750.

      1. Rectificación: la dV necesaria para alcanzar Neptuno es de 5390 m/s. Los 6750 corresponden a la dV necesaria para entrar en órbita de dicho planeta (a sumar a los 5390 mencionados).

    4. El viento solar no tiene nada que ver, ni tampoco la intensidad de la radiación solar (que puede freírte la electrónica), es simplemente que estás más cerca del Sol, es decir, más hondo en su pozo gravitatorio, y por tanto para permanecer en órbita tienes que moverte muchísimo más rápido. Lo entiendes perfectamente mirando para la Luna, está en promedio a unos 384.000 km de (el centro de) la Tierra y tarda lo que tarda (29,5 días grosso modo) en hacer una órbita. A sólo unos cientos de km sobre la superficie de la Tierra (es decir, a algo menos de 7.000 km del centro) las órbitas hay que completarlas en sólo hora y media (grosso modo), es decir, debes ir unas 500 veces más rápido (más menos), eso es energía cinética, que ya sabes que es el cuadrado de la velocidad por la semimasa. Es decir, 250.000 veces más energía cinética sólo para bajar de la órbita de la Luna (en realidad estoy haciendo trampa porque me estoy comiendo la potencial gravitatoria, pero para que te hagas una idea).

    1. Y aprovecharon para intentar «ajustar» el choque para que sucediera en un área estudiable y poder comparar los datos del antes y después y sacar información extra. No sé si al final lo consiguieron, entiendo que sí.

  3. Pues si que levanta interés Mercurio últimamente, NASA con Messenger, ESA-JAXA con Bepi-Colombo…¿no tiene previsto la agencia rusa sumarse a la exploración de este planeta?

  4. Hasta el final cumpliendo tanto ella como todo el equipo que estaba detrás. Hasta siempre MESSENGER, y gracias por todo el conocimiento que nos has dado sobre Mercurio.

      1. Bueno, la novedad es que la Nasa lo ha probado 2 veces, la última en condiciones de vacío, y sigue funcionando. Supongo que pasarán años antes de ver nada práctico con este tipo de propulsión extraña, básicamemente porque nadie sabe a ciencia cierta porque se produce el fenómeno propulsivo EMDrive. Así primero necesita ciencia básica y luego inversión económica para investigar, probar y testear…, cuando menos es algo ilusionante pensar en un tipo de propulsión que no necesita combustible convencional para funcionar y que sobre el papel puede alcanzar el 60% de la velocidad de la luz. En fin, el tiempo nos dará alguna respuesta…

  5. ¿Y lo impresionante que hubiese sido ver esa última órbita desde Mercurio? un objeto pasando a 14.000 Km/h y a sólo 300-600 metros de altura XD.

  6. En algún sitio leí que el impacto no fue visible desde la Tierra. ¿A qué se debe esa decisión? ¿No hubiese sido interesante intentar fotografiar el impacto? ¿O es que el impacto fue tan pequeño no fue visible desde la Tierra?

    1. Efectivamente el impacto fué en el lado de Mercurio que en ese momento no apuntaba hacia la Tierra, por lo que la comunicación por radio era imposible. El impacto se confirmó cuando no se pudo detectar a MESSENGER cuando debería haber salido de esa «cara oculta».
      No fué una decisión. La sonda estaba sin combustible y expulsó sus ultimas reservas de helio (usado para presurizar el combustible) para ganar unas semanas más de órbita. No se la estrelló a voluntad sinó que cayó por no poder mantener la órbita. La distorsión gravitatoria provocada por el Sol en las órbitas alrededor de Mercurio es muy grande como puedes imaginar.
      Y si, un cráter de 20m en la superfície de Mercurio es imposible de ver desde la Tierra, o no habría motivos para mandar MESSENGER ahí para empezar.

      1. Suponía que el cráter sería invisible, pero quizás se podría analizar los restos de la colisión de alguna manera desde la Tierra. En ese caso, el lugar del impacto, en la cara visible o no, realmente es irrelevante.
        Con respecto a la caída descontrolada, los cálculos deben ser muy complicado, aunque en cualquier caso sí que alguna estimación precisa sí que tenían porque yo había leído que el impacto sería sobre la cara no visible.
        En fin, una sonda que lo ha dado todo, hasta el final 🙂
        Gracias por la respuesta.

  7. Hola. Últimamente estoy leyendo artículos sobre la teoría de la relatividad para intentar comprenderla a grandes rasgos, claro está. Una de sus consecuencias es la dilatación del tiempo en grandes pozos gravitacionales. Como comentáis, al estar más cerca del sol su pozo gravitacional es mucho más intenso y por tanto me pregunto si esa dilatación temporal a afectado, de alguna manera, a esta misión messenger e igualmente afectaría a las futuras misiones, en aspectos como comunicaciones, órbitas u otros. Gracias por vuestras respuestas.

    1. Sí, pero no sé qué adjetivo ponerle.
      Efectos relativistas respecto a corrimiento temporal (y del propio EM), son totalmente negligibles. Ahora, los parámetros de la órbita del propio Mercurio, concretamente su precesión, no se pueden describir con la mecánica newtoniana y sólo con la relativista. De hecho la propia órbita nunca se pudo explicar y se pensó durante siglos que existía un planeta más interno, invisible por su posición, que la perturbaba (el famoso Vulcano). No hay tal cosa, es simplemente que la MN es limitada e incompleta.
      Explicado de forma zafia y grosera, el efecto viene a ser que ninguna órbita es totalmente circular, sino elíptica, y si recuerdas las cónicas de la enseñanza media tenían eje mayor y eje menor. Pues bien, igual que el planeta va en su órbita como tren por la vía, la propia órbita también rota, es decir, los ejes precesionan, y esto naturalmente afecta a dónde va a estar Mercurio mañana.
      El efecto es muy pequeño y sólo es perceptible en escalas temporables grandes, pero bueno, sí que lo habrán tenido en cuenta.
      La proximidad del Sol crea otros problemas más gruesos que se analizan perfectamente en newtoniana. De todos modos ahora hay ordenadores, así que…

  8. He ido al buscador para enterarme bien de la misión BepiColombo y me sale «Luz verde a BepiColombo». Según leí se produciría el lanzamiento conjunto ESA-JAXA en 2014. Osea, ¿Ya se han lanzado y no me he enterado, que me da?, ¿O la misión se ha retrasado?. ¿Me puedes decir Daniel como encontrar un artículo de los tuyos para informarme de ésa misión?, porque éste artículo es muy cortito. Un saludo.

Deja un comentario

Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 1 mayo, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar