New Horizons: tribulaciones de una sonda en el cinturón de Kuiper

Por Daniel Marín, el 14 enero, 2022. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • NASA • New Horizons • Sistema Solar ✎ 84

Lanzada en 2006, la sonda New Horizons pasó a la historia en julio de 2015 cuando se convirtió en el primer artefacto humano en sobrevolar el mayor, y más conocido, cuerpo del cinturón de Kuiper, el planeta enano Plutón. En enero de 2019 la sonda sobrevoló otro cuerpo del cinturón de Kuiper, Arrokoth —antes conocido como Ultima Thule—, pero su misión no ha terminado. Efectivamente, los instrumentos de la nave siguen activos, transmitiendo información desde casi 7500 millones de kilómetros (50 Unidades Astronómicas) mientras se aleja del Sol continuamente para no volver jamás. La sonda está a punto de finalizar su misión extendida en el cinturón de Kuiper (KEM, Kuiper Belt Extended Mission) y ya está preparando la segunda misión extendida en esta zona del sistema solar (KEM2), que se desarrollará entre 2023 y 2025 (en realidad, entre los años fiscales 2023 y 2025). Además, se siguen buscando objetos del cinturón de Kuiper (KBO) que susceptibles de ser visitados por la sonda a lo largo de esta década, aunque, por el momento, no se ha elegido ninguno.

Plutón y Arrokoth (a la derecha, ¿lo ves?) a escala (NASA/Johns Hopkins APL/Southwest Research Institute).

Actualmente, la sonda funciona perfectamente, lo que tiene su mérito después de pasar quince años en el espacio profundo. La misión solo está limitada por las reservas de hidrazina para los motores y, por supuesto, por la energía producida mediante el generador de radioisótopos (RTG de tipo GPHS) de plutonio-238. El equipo de la misión estima que la sonda podrá seguir generando ciencia hasta mediados o, incluso, finales de la próxima década. ¿Y qué hace una sonda solitaria en medio del espacio interplanetario? Pues de todo. La New Horizons utiliza sus instrumentos para medir partículas (SWAP y PEPSSI), así como el detector de polvo, mucho más avanzados que los que llevaban las Voyager o las Pioneer 10 y 11, con el fin de estudiar el medio interplanetario y el comportamiento de la heliopausa a esa distancia. Pero, sobre todo, se ha dedicado a usar su potente cámara LORRI para observar el cielo. LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager) es un pequeño telescopio con una apertura de 20,8 centímetros de diámetro y el equipo de la sonda lo ha empleado profusamente para llevar a cabo docenas de observaciones distantes de otros objetos del cinturón de Kuiper, además de Plutón, Urano y Neptuno.

Trayectoria de la New Horizons (NASA).
KBOs cercanos a la trayectoria de la New Horizons (NASA).

Podría parecer que un pequeño telescopio de 20 centímetros —un tamaño muy popular entre los telescopios de aficionados— no es rival para los grandes telescopios terrestres, pero, al estar situado en el cinturón de Kuiper, LORRI compensa las limitaciones de sus prestaciones con la mayor cercanía de sus objetivos. Además, el ángulo de iluminación de los cuerpos observados es muy diferente desde el punto de vista de la New Horizon que desde la Tierra, por lo que ambos tipos de estudios se complementan. Otra ventaja de la New Horizons es que el brillo de fondo del cielo en el cinturón de Kuiper es diez veces inferior al que existe en la órbita de la Tierra, gracias a la ausencia de la luz zodiacal (luz dispersada por el polvo interplanetario procedente de cometas y asteroides). Gracias a estas ventajas, LORRI se ha usado para buscar cuerpos binarios del cinturón de Kuiper que no pueden ser detectados por el Hubble. Por ejemplo, las observaciones de LORRI han permitido descubrir que 2011 JY31 y 2014 OS393 tienen lunas situadas a poca distancia del cuerpo principal (se sospecha que muchos de los objetos del cinturón de Kuiper con periodos de rotación muy lentos tienen lunas cercanas). Además, en abril de 2020 la sonda observó dos estrellas cercanas, Proxima Centauri y Wolf 359, conjuntamente con observatorios terrestres para aprovechar los 6400 millones de kilómetros de sepración entre los telescopios con el objetivo de llevar a cabo mediciones de paralaje estelar, las primeras con una distancia entre telescopios tan grande.

Paralaje de Proxima Centauri (NASA).

Estos estudios han permitido confirmar que la composición de los cuerpos del cinturón de Kuiper es muy diversa, pudiéndose diferenciar tres grandes grupos en función de las sustancias que poseen en la superficie. Por un lado, tenemos los cuerpos con hielos hipervolátiles —esto es, que se subliman con facilidad— como el nitrógeno, monóxido de carbono o el metano, un grupo en el que destacan grandes objetos como Plutón, Tritón o Makemake. Luego tenemos otro grupo intermedio que presenta grandes cantidades de hielo de agua, hielo de amoniaco o tolinas —sustancias orgánicas—, como Caronte, Haumea o Quaoar. Por último, está el grupo de cuerpos cubiertos por compuestos poco volátiles y sustancias  orgánicas oscuras que recuerdan a los núcleos cometarios, como Ixión.

Magnitud en función del ángulo de fase de KBOs observados por la New Horizons (NASA).
Análisis de la curva de luz de 2011 JY31 (NASA).

Por otro lado, la comunidad científica sigue analizando los datos de los sobrevuelos del sistema de Plutón y el de Arrokoth. Quizá la novedad más significativa con respecto a Arrokoth es que, a diferencia de lo que se pensaba, en su superficie no se ha encontrado hielo de agua, sino hielo de metanol. También se continúa con el proceso de bautizar características de estos cuerpos. Por ejemplo, Plutón ya cuenta con el monte Colman Mons y  la cordillera Ride Rupes, en honor de Bessie Coleman, la primera mujer afroamericana que obtuvo un permiso de piloto, y Sally Ride, la primera mujer astronauta de Estados Unidos, respectivamente. Del mismo modo, el mayor cráter de Arrokoth, situado en el lóbulo menor, ha sido denominado Cielo (sky, que es precisamente uno de los significados de Arrokoth).

Ride Rupes (izquierda) y Coleman Mons, en Plutón (NASA/Johns Hopkins APL/Southwest Research Institute).
Arrokoth, aka Ultima Thule (NASA/Johns Hopkins APL/Southwest Research Institute).

El 17 de abril de 2021 a las 12:42 UTC la sonda superó la simbólica distancia de 50 Unidades Astronómicas del Sol (al final de la misión extendida KEM2 en 2025 la New Horizons se encontrará a 65 UA del Sol). A lo largo de este año, el control de la misión planea hacer hibernar de nuevo la sonda para ahorrar combustible y energía, algo que no sucedía desde 2018. No obstante, lo ideal sería que la New Horizons pudiese sobrevolar otro objeto del cinturón de Kuiper, pero no es sencillo. Las distancias en la zona exterior del sistema solar son enormes y recordemos que la sonda tiene unas reservas de combustible muy limitadas que solo le permiten cambiar su trayectoria unos pocos grados. El telescopio Subaru ha descubierto 87 nuevos KBOs en la dirección de la New Horizons, pero la mayoría de ellos son energéticamente poco favorables o están muy lejos para que el sobrevuelo no se produzca dentro de demasiado tiempo. Sea como sea, la New Horizons es el quinto objeto artificial que nuestra especie ha lanzado en una trayectoria hacia fuera del sistema solar. La pequeña nave continuará alejándose del Sol a unos 13,8 km/s, lo suficientemente rápido como para adelantar a las Pioneer 10 y 11, pero no a las Voyager 1 y 2, que se alejan más rápidamente del sistema solar. Dentro de muchos, muchos años, cuando nadie recuerde la misión o sus creadores, la pequeña sonda seguirá vagando por el espacio interestelar, silenciosa y muda, como un vestigio olvidado de una civilización perdida.

La imagen no es muy llamativa, pero en algún lugar del círculo amarillo está la sonda Voyager 1 vista desde la New Horizons el 25 de diciembre de 2020. En el momento de la imagen, la Voyager 1 se encontraba a 18 mil millones de kilómetros de la New Horizons (NASA/Johns Hopkins APL/Southwest Research Institute).

Referencias:

  • http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/


84 Comentarios

    1. Para explicarlo muy sencillamente:

      La fuerza gravitacional de la Luna «estira» de los océanos (también de las partes semisólidas del Manto y del Núcleo líquido, pero para entendernos). Éstos «rozan» contra la corteza y provocan un frenado por la deformación de las inmensas masas de líquido.

      Y ese frenado es energía que debe ir a algún lado (ni se pierde, ni se destruye). Así pues, esa energía rotacional perdida por la Tierra (momento), pasa como energía cinética a la Luna a través del vínculo gravitacional entre ambas… y la Luna, que no puede perder más energía rotacional por el acople de marea con la Tierra, pues sólo puede «invertirla» en el otro movimiento posible: la traslación. Así, la Luna adquiere velocidad orbital (y, por tanto, distancia) a costa de la velocidad rotacional de la Tierra.

      Vamos… como yo lo entiendo (obviamente es más complejo y con más detalles, pero creo que así vale).

  1. Por cierto, como a mí se me va bastante la pinza con ese asunto, uso una regla mnemotécnica: Proximáxis y Alejadáxis. Una milla es UN OCHO SIN CODOS. 1852. No need to thank me… 😉

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