Cassini 1997-2017
“Decir que ha sido la misión más exitosa de la exploración espacial quizás demasiado, pero una de las más exitosas”, afirma Agustín Sánchez Lavega, director del Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV. “Cassini lleva veinte años trabajando, Huygens fue capaz de bajar al Titane, el aterrizaje más lejano de todos los tiempos y todo lo que está demostrando sobre el sistema de Saturno es terrible. Sin duda, ha sido todo un éxito”.
Sánchez Lavega recuerda que tenían grandes expectativas cuando lanzaron Cassini-Huygens en 1997. “Teníamos mucha expectación, por ejemplo con el Titane. De hecho, Voyager demostró que la cubría con una bruma naranja compacta y que podía haber muchas cosas bajo ella. También se esperaban grandes cosas de lo que Cassini iba a hacer en Saturno, y creo que se han cumplido todas las expectativas”.
Uno de los momentos más emocionantes fue el momento en el que Cassini liberó a Huygens y éste aterrizó en Titán en enero de 2005. Sánchez Lavega lo recuerda bien. En aquella época era miembro de la Comisión Asesora para la Exploración del Sistema Solar de la ESA, que estaba reunida en París. “Nos informaron de que Huygens aterrizó en Titán y nos mostraron el vídeo realizado con las imágenes tomadas en el descenso. Vimos cómo atravesaba la bruma, al principio no se veía nada y de repente comenzamos a ver esos paisajes. Parecían imágenes tomadas de los aviones durante la primera guerra mundial. Bajando y bajando, y al final vimos el flash de la luz de la lámpara cuando tocó el suelo. Toda la comisión saltando. Aquella reunión de París fue realmente memorable”.
Cassini-Huygens ha sido una misión conjunta de las agencias espaciales de EEUU, Europa e Italia (NASA, ESA y ASI). Para llegar a Saturno, pasó dos veces junto a Venus para aprovechar su ayuda gravitatoria, una vez en la Tierra y otra en Júpiter. Cuando se acercaba a Saturno descubrió sus dos nuevas lunas, Metone y Palene. La recta final la cogió en otra luna de Saturno, Feben. Y entró en la órbita de Saturno el 4 de julio de 2004. “El viaje no era fácil y mucho menos entrar en la órbita de Saturno”, explica Sánchez Lavega. “También es destacable el periplo de todas las órbitas especiales posteriores, incluidas las últimas en elaboración. Ha sido una maravilla astrodinámica”.
Y tecnológicamente lo mismo. “Ten en cuenta que se trata de equipos de los años 90. Todas las herramientas han funcionado perfectamente y para analizar todos los datos que se han obtenido, no hace muchos años, se necesitará un montón de datos. Para mucho. Por lo tanto, la misión ha sido realmente fructífera”.
Saturno cerca
Nunca estuvo tan cerca de Saturno y desde el principio empezó a enviar imágenes espectaculares. Así ha continuado durante 13 años girando alrededor de Saturno y sus lunas, ofreciendo espectaculares imágenes y descubriendo sorprendentes hallazgos.
Saturno ha visto rayos, tormentas gigantes y corrientes exóticas. Cassini también demostró que el hexágono del Polo Norte descubierto en la misión Voyager en 1980 seguía allí, y ha permitido analizarlo de cerca. Es una corriente en forma de hexágono, pero nadie sabe por qué tiene esa forma. “Es uno de los grandes misterios de Saturno”, afirma Sánchez Lavega. “En este gigante gaseoso [Saturno es 700 veces mayor que la Tierra] hemos visto estructuras meteorológicas diferentes a las del resto del sistema solar: el hexágono, los terribles remolinos polares, los fuertes vientos del ecuador y la tormenta gigante de 2010”.
Todos ellos han sido investigados directamente por el equipo de Sánchez Lavega. Por ejemplo, se han estudiado unas tormentas ecuatoriales para estudiar los vientos del ecuador. “En el ecuador hay vientos increíbles de 1.800 km/h. En la Tierra, los huracanes más fuertes suelen alcanzar los 300 km/h, piensa”. Y para Sánchez Lavega fue especialmente importante el estudio de la tormenta gigante de 2010, publicado en la portada de la revista Nature. Cada 28-30 años se produce en Saturno una tormenta gigante conocida como la Gran Mancha Blanca. Esta última, sin embargo, llegó nueve años antes de lo esperado en 2010. “Hemos tenido la suerte de explotar la tormenta mientras Cassini estaba en Saturno. La tormenta dio la vuelta a todo el planeta”.
Hay que tener en cuenta que Cassini ha estado allí casi la mitad del año de Saturno. De hecho, el año de Saturno dura aproximadamente 29 años. Y allí también hay cuatro estaciones, cada una de ellas de unos 7 años. Cassini llegó en invierno y ha estado hasta principios del verano. “Esto es importante porque permite investigar los cambios que se producen con las estaciones”, explica Sánchez Lavega.
Anillos y lunas
También conocemos mucho mejor los anillos tan característicos de Saturno gracias a Cassini. “Hemos visto que se trata de un sistema vivo, con interacciones entre lunas y anillos”, explica Sánchez Lavega. Por ejemplo, Cassini ha mostrado que el anillo E está formado por el hielo de agua que sale de la luna. Otras lunas roban el material de los anillos o producen ondas en los anillos.
La equinoculación de Saturno fue un momento importante, ya que el Sol toca justo al borde de los anillos. Cassini sorprendió entonces que algunas de las partículas que forman los anillos eran tan grandes como las montañas. Otras partículas son de tamaño residual.
Gracias a Cassini y Huygens también hemos conocido las peculiaridades de Titán. Titán es la luna más grande de Saturno, del tamaño aproximado de Mercurio. Cassini y Huygens han mostrado que tras esta bruma naranja hay un paisaje muy parecido al de la Tierra. Hay dunas, lagos, ríos y lluvia. Se considera que las dunas son de hielo de agua recubierto de hidrocarburos, mientras que los lagos, ríos y lluvia son de metano. “Es excepcional, el único caso que conocemos junto con la Tierra es el de depósitos líquidos en superficie”, ha precisado Sánchez Lavega.
Además, algunas mediciones realizadas por Cassini y Huygens sugieren que bajo la superficie puede haber un océano líquido formado por agua y amoniaco. “En la superficie parece haber volcanes de hielo. Y capas de bruma orgánica. Su química orgánica es excepcional. A pesar de que es un mundo muy frío, tiene una química muy rica, incluso desde el punto de vista prebiótico”, ha añadido Sánchez Lavega.
Y si Titán es genial, no es menos Entzelado. “Ha sido un gran descubrimiento”, según Sánchez Lavega. El que midió allí el magnetómetro de Cassini despertó la atención de los investigadores: Algo de Encielado se oponía al campo magnético de Saturno. Esto significaba que quizá Entzelado emitía gases. Vieron claramente la necesidad de investigar de cerca esta pequeña luna.
En total ha sido 23 veces alrededor de Cassini Entzelador-Encielado. Es una luna pequeña, de unos 500 kilómetros de diámetro, pero ha sorprendido mucho. La primera sorpresa fue ver que tiene una superficie muy joven y compleja. Y enseguida vino la segunda, una niebla de vapor de agua en el Polo Sur. Vieron que desde las grietas superficiales arroja al espacio vapor de agua y hielo a través de unos geiseres. Parte de este hielo que se expulsa constituye el anillo E de Saturno y el resto cae a la superficie de Entzeladoren. De hecho, Entzelado está totalmente cubierto de hielo, lo que le convierte en el cuerpo más brillante del sistema solar. Pues Cassini demostró que ese hielo viene desde el interior de la luna.
De hecho, diversas mediciones han sugerido que Entzelado tiene un mar de agua salada bajo la superficie. Y el agua de ese mar es la que sale de los geisers del Polo Sur. Cassini pudo analizar directamente el material que se extrae de los geisers y descubrió, además del vapor de agua y el hielo, la materia orgánica, en una densidad mucho mayor de la esperada. Y parece que junto a este mar pueden existir fuentes hidrotermales. “Es emocionante que este pequeño tenga una actividad interna y un océano con posibilidades astrobiológicas”. Y es que la vida tiene todos los componentes que cree que necesita: agua líquida, calor y alimentos.
Gran final
Tras 20 años, Cassini ha agotado su combustible. Le quedaba lo suficiente para la última aventura. “Ahora estamos esperando todo lo que venga de The Grand Finale”, afirma Sánchez Lavega.
El 26 de abril pasó por primera vez entre Saturno y los anillos. No sabían si podían existir o no partículas que pudieran dañar la sonda entre los anillos y los planetas, y por si acaso la antena principal partió como escudo. Al comprobar que no había peligro redirigió la antena hacia la Tierra para seguir enviando información. Desde entonces se está formando una órbita aproximadamente a la semana. Los hará veintisiete, antes de su desaparición el 15 de septiembre.
“Esto había que dejarlo para el final —explica Sánchez Lavega— porque el paso por el interior de los anillos no era fácil y no era posible antes poner en peligro la misión. Pero lo ha superado con éxito. Y podrá hacer cosas que antes no podía hacer”.
Entre otras cosas, esperan que pueda determinar la masa de los anillos, debido a la incertidumbre existente en las mediciones realizadas hasta el momento. “Partiendo de la masa y grosor de los anillos, creemos que también se podrá conocer el origen de los anillos —añade Sánchez Lavega—, si proceden de un satélite destruido por su excesiva aproximación al planeta o si son restos que quedaron en el momento de su creación”. Al mismo tiempo, se espera determinar la edad de los anillos.
“Cerca del planeta podrá medir con gran precisión el campo de gravedad y así conocer el interior de Saturno. Y la rotación, otro de los misterios de Saturno”. Y es que todavía no sabemos exactamente cuánto dura el día de Saturno. Es de unas once horas, pero cuando llegó a Cassin la rotación había medido seis minutos más lento que el medido por Voyager 25 años antes. Y las mediciones posteriores parecen indicar que la velocidad de rotación también ha variado durante la estancia de Cassini. Sin embargo, según las leyes de la Física, esto es muy difícil. Cassini espera ayudar a resolver este misterio.
Por último, Cassini mostrará cómo es el interior de Saturno. “Primero se trata de saber si realmente tiene un núcleo y cómo es. Después, dependiendo de las capas de hidrógeno que rodean el núcleo, no conocemos bien la física de alta presión que hay en el interior de estos planetas. Y yo creo que por primera vez sabremos cómo actúa el hidrógeno dentro del planeta. Y tal vez podamos llegar a detectar algún indicio sobre el origen del calor interior del planeta”.
“La mejor manera de terminar la misión es el mejor final que se podía diseñar para tener valor científico”. De hecho, Cassini seguirá enviando toda la información que recibe, dirigiendo la antena hacia la tierra, hasta la última hora, mientras se sumerge en el cielo de Saturno. Hasta Kiskali.
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