Biblioteca Babab
[Visita nuestra Biblioteca: libros completos totalmente gratis]

Literatura | Música | Imagen | Sabidurías | Desasosiegos | Foro | Biblioteca



La primera exploración de un asteroide

por Santiago Egido Arteaga

La NASA dejó de ser necesaria políticamente al final de la guerra fría, y desde entonces el congreso de los EEUU la ha sometido a un doloroso régimen de recortes presupuestarios. Consecuentemente, la NASA decidió favorecer en los 90's unas misiones más modestas y baratas que las realizadas anteriormente (como si tuviese otra opción). El lema de "faster, cheaper, better" se convirtió en una especie de mantra ejecutivo de esta burocratizada organización. Los resultados de esta política de reducciones han sido más bien discutibles; sus fracasos más sonados fueron las dos sondas a Marte de 2000. Ahora podrá recuperarse parcialmente ante la opinión pública gracias al brillante éxito de la sonda NEAR-Shoemaker, cuya exploración del asteroide Eros concluyó el pasado 28 de febrero.

Y es que realmente NEAR-Shoemaker fue más rápida, más barata, y mejor. Se diseñó y se construyó en sólo 26 meses, concluyéndose antes de plazo y por debajo del presupuesto. El coste total de la misión ha sido de sólo 225 millones de dólares; las comparaciones son odiosas, pero la tradición exige que esto se compare con el precio de una película, igual que el coste de un hospital se ha de comparar al de un bombardero, así que recordaremos que el coste final de "titanic" fue 200 millones de dólares.

La nave

NEAR-Shoemaker fue construido en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins, que también se encargó de controlarlo a lo largo de toda la misión. Originalmente se llamaba simplemente NEAR, siglas de "cita con asteroide cercano a la Tierra" en inglés (y un juego de palabras). Pero ya en órbita de Eros se decidió cambiar su nombre para honrar la memoria de Gene Shoemaker, un geólogo legendario que apoyó entusiásticamente el proyecto y que murió en 1997 en un accidente de tráfico en Australia durante una expedición de búsqueda de meteoritos.



[ La nave Near ]

La sonda tenía el tamaño de un coche y pesaba 800 kilos completamente cargada de combustible. Su procesador central corría a 12 MHz y tenía una memoria de 256 KB -pero recordemos que un ordenador personal en el espacio dejaría de funcionar al cabo de unos días como consecuencia de la intensa radiación.

Llevaba a bordo seis instrumentos científicos: una cámara multiespectral, un magnetómetro, un altímetro láser, y tres espectrómetros para detectar rayos infrarrojos, X y gamma. El altímetro se usó para trazar contornos de la superficie. Se mandaban "disparos" muy rápidamente mientras la nave se movía, y se medía el tiempo que tardaban los reflejos en volver a la nave. De aquí se deducía con precisión la distancia entre la nave y el asteroide, y luego se podía averiguar el relieve de una línea trazada sobre Eros. Los espectrómetros de rayos X y gamma analizaban la radiación del espacio "reflejada" por el asteroide; de esta información se puede deducir la composición química de la capa más superficial del asteroide. Aparte de estos aparatos, la radio de NEAR-Shoemaker también fue usada para obtener datos como veremos más tarde.

El viaje

NEAR-Shoemaker se lanzó en febrero de 1996. Su viaje a Eros duró casi cuatro años, pero este tiempo fue más entretenido de lo que se podría pensar.

Primero pasó a 1200 kilómetros de Mathilde, el primer asteroide de tipo C visitado, e hizo varias observaciones.

Casi un año después de su lanzamiento, tras haber dado una vuelta alrededor del Sol, volvió a encontrarse con la Tierra y usó nuestro campo gravitatorio para acelerar y cambiar su rumbo hacia Eros. El encuentro se usó como entrenamiento para las maniobras que habría que hacer en Eros, se aprovechó para hacer varias observaciones de la Luna, y miles de astrónomos aficionados de todo el planeta aceptaron el reto de intentar ver la nave con sus telescopios -algunos lo consiguieron.

En diciembre de 1998 llegó a Eros, y entonces se produjo un pequeño desastre: algo falló dos segundos después de encender el motor para frenar la nave y conseguir que entrase en órbita de Eros. La nave quedó sin control y pasó Eros de largo, quemando combustible inútilmente y dando vueltas como tonta. En ese momento los mensajes tardaban quince minutos en ir de la nave a la Tierra, y otros quince para volver; no se hubiera podido reaccionar a tiempo de todas formas. Sigue sin estar clara la causa del incidente. Al cabo de unas horas el ordenador de a bordo se puso en un modo de emergencia y restableció contacto con la Tierra, pero ya era tarde para entrar en órbita. A pesar de todo se improvisaron planes para hacer alguna observación de Eros mientras la nave se alejaba a un kilómetro por segundo.

Las inserciones en órbita son las maniobras más difíciles que hacen las sondas; tanto los rusos como la NASA han aprendido dolorosamente en Marte lo irrepetibles que son estos momentos. Suerte que los diseñadores de la misión a Eros tuvieron esto en cuenta, y escogieron la trayectoria de acercamiento de tal forma que hubiera una segunda oportunidad. El truco está en conseguir que la nave se acerque a su objetivo siguiendo una órbita alrededor del Sol cuyo período coincida con el del asteroide. De esta forma, si falla algo, NEAR-Shoemaker y Eros se alejan cada uno por su elipse, pero tardan lo mismo en completar sus giros alrededor del Sol, y al cabo de una órbita vuelven a coincidir en el mismo sitio.

El truco salió tan bien que hasta sobró combustible. Dado que la nueva cita iba a ocurrir cerca del 14 de febrero de 2000, la NASA decidió gastar parte de las reservas de combustible para modificar la fecha de llegada. El propósito: marcarse uno de esos detallitos publicitarios para demostrar que la ciencia es guay, haciendo que NEAR (cercano) y Eros (dios del amor) se reencontrasen el día de los enamorados.

Esta vez la maniobra de inserción en órbita resultó perfecta, y la sonda pasó un año orbitando Eros a diferentes alturas.

Durante todo su viaje, NEAR-Shoemaker hizo numerosas observaciones astronómicas a pesar de que sus instrumentos no estaban bien diseñados para ciertas tareas. Entre otras cosas, sacó fotos del cometa Hyakutake desde una perspectiva diferente a la de la Tierra y colaboró en la búsqueda de los misteriosos estallidos de rayos gamma; para ello hubo que modificar el software del espectrómetro de rayos gamma en mitad del viaje.

Cómo es Eros

El asteroide 433 Eros (o Eros a secas) se descubrió en 1898 y fue el número 433 en tener su órbita catalogada. Se le escogió como objetivo de la misión porque es el mayor de los asteroides que pasan cerca de la Tierra.



[ Vista general de Eros y estría en su superficie ]

Mide 33 kilómetros de largo por 13 de ancho y 13 de alto. Como es casi obligatorio compararlo con algún objeto familiar que no sea una patata, alguien con mucha imaginación ha sugerido que recuerda a una zapatilla de bailarina retorcida. Tiene una depresión llamada La Silla que es tan grande que el asteroide entero parece estar formado por dos lóbulos, y unos cuantos cráteres enormes de hasta cinco kilómetros y medio de diámetro. Está salpicado con unos 100.000 cráteres menores y un millón de rocas del tamaño de una casa. Igual que la Luna, está cubierto de una capa de regolito, un polvo extremadamente fino, y en algunos sitios está surcado por grietas paralelas de origen desconocido.

Esta forma tan irregular tiene consecuencias sorprendentes. La gravedad no apunta directamente hacia la superficie, sino que en algunos sitios se desvía mucho hacia algún punto del horizonte. Los objetos cayendo en Eros no sólo se acercan a la superficie, sino que además se deslizan hacia algún lado, como si estuvieran borrachos. Una persona de pie parecería inclinada. Y no sólo cambia la dirección de la gravedad, sino también su intensidad; una persona que pesase 70 kilos en la Tierra pesaría en Eros entre 17 gramos y 39, según sobre qué punto estuviese andando. La velocidad de escape también depende mucho de en qué punto se esté; en los extremos de Eros bastaría correr a 10 kilómetros por hora para escapar completamente del asteroide, mientras que en las zonas bajas harían falta 60 kilómetros por hora para conseguirlo. Las órbitas de NEAR-Shoemaker eran vagamente circulares pero muy deformadas; para tomar las fotos de cerca se tuvo que trabajar bastante para asegurarse de que las órbitas bajas no fuesen a llevar la nave a impactar contra el asteroide.

Además, una superficie tan deformada hace que haya muchos sitios en Eros donde los paisajes tienen varios horizontes. Himeros, una enorme depresión, no se reconoció al principio como un cráter porque su forma se adaptaba a las ondulaciones del terreno. Fue un ordenador el que descubrió que su profundidad, medida con respecto a la dirección local de la gravedad, era la de un cráter en vez de la de un valle.



[ Perspectiva y charcos ]

Eros pesa casi siete billones de toneladas. Gira establemente sobre su eje más corto (otros asteroides hacen cosas raras) y da una vuelta cada cinco horas y cuarto. No tiene satélites naturales (ya se conocen asteroides con lunas). Comparado con otros asteroides su color es realmente monótono, pero su brillo cambia bastante de un sitio a otro. Los lugares con el tono más claro son los fondos de los cráteres nuevos; esto se debe a que la radiación del espacio oscurece los materiales en la superficie, de forma que la tierra recién excavada brilla más.

Eros es un planetesimal

Mientras NEAR-Shoemaker orbitaba, su radio emitía en una frecuencia muy, muy precisa. Pero sus mensajes llegaban a la Tierra con una frecuencia ligeramente distinta debido al efecto Doppler, que hace que la frecuencia de recepción aumente cuando la nave se acerca a la Tierra y disminuya cuando se aleja. De estas diferencias se puede deducir la velocidad de la nave (con alguna restricción), de la velocidad se puede deducir la aceleración, de la aceleración de la nave se puede averiguar la intensidad de la gravedad alrededor de Eros, y de aquí se puede averiguar (con un error relativamente grande) la distribución de masas dentro del asteroide.

Así es como se ha sabido que Eros no puede contener huecos muy grandes en su interior y que su densidad es 2,7 veces mayor que el agua, es decir, más o menos la misma que la de la corteza terrestre. Esta densidad no cambia apenas de un lugar a otro; la explicación más fácil de esto es pensar que su composición interna sea uniforme. Además, su composición química no es ni rica ni pobre en hierro.

El análisis de estos datos sugiere que Eros es un planetesimal, es decir, uno de los primeros grumos de material que crecieron "suavemente" durante el nacimiento del sistema solar hace 4.500 millones de años. Se cree que los planetas se formaron posteriormente como consecuencia de colisiones "violentas" entre planetesimales. Así pues, Eros puede haber sido el ganador de una lotería cósmica y haber contemplado relativamente indemne cómo billones de sus hermanos chocaban entre sí o eran lanzados fuera del sistema solar debido a la gravedad de otros planetas.

Eros podría haber sido otras cosas aparte de un planetesimal. Por ejemplo, podría haber sido simplemente un montón de rocas débilmente unidas por su gravedad; pero los precisos contornos de la superficie obtenidos por el altímetro láser no han encontrado las grietas que habría entre estas rocas, y las estrías en la superficie del asteroide indican que es un bloque relativamente consolidado.

También podría haber sido una esquirla arrancada de un asteroide mayor tras un impacto con un meteorito, pero esto parece muy poco probable. Los asteroides mucho mayores que Eros deberían sufrir procesos de diferenciación debido a su calor interno, como ocurre en la Tierra, que tiene un núcleo caliente y una corteza fría con composiciones químicas completamente diferentes. Pero no hay evidencia en Eros de ninguna diferenciación; no hay flujos de lava, ni fallas, ni nada que indique actividad interna. Así que se cree que Eros nunca ha sido parte de un asteroide mayor.

El misterio de los cráteres encharcados

Si bien parece que nunca ha pasado nada en el interior de Eros, su superficie ha resultado ser más activa de lo esperado. La mayor sorpresa ha sido que el altímetro láser descubrió que los fondos de muchos cráteres no sólo son extremadamente suaves y planos, sino que además son casi perfectamente horizontales (con respecto a la dirección local de la gravedad). Es decir, lo mismo que si su fondo se hubiera llenado de agua.

Algo raro pasa con los cráteres en Eros. En la Luna se puede estimar la edad de un cráter grande contando cuántos cráteres pequeños hay en su interior; cuanto más viejo sea el cráter grande, más meteoritos habrán caído dentro suyo y más cráteres pequeños habrá. Pero si usamos esta técnica en Eros llegamos a la absurda conclusión de que todos sus cráteres son jóvenes.

Lo que es más raro todavía, en Eros hay un déficit de cráteres pequeños. Expliquemos esto. Algunas regiones de la Luna están tan saturadas de cráteres que, en promedio, cada impacto destruye tantos cráteres viejos como hace nuevos (un solo meteorito puede producir un cráter primario y varios cráteres secundarios excavados por rocas arrojadas en el primer golpe). En esta situación de equilibrio (se forman tantos cráteres como desaparecen) los cráteres no demasiado grandes deben cumplir una relación matemática; por ejemplo, en la Luna se ve que la superficie ocupada por cráteres cuyo diámetro está entre 4 y 8 kilómetros es tanta como la cubierta por cráteres entre 2 y 4 kilómetros. Bueno, pues en Eros hay menos cráteres pequeños de los que debería haber.

Esto tiene una consecuencia inesperada. En las fotografías de áreas grandes del asteroide, el paisaje aparece dominado por cráteres. Sin embargo, en las fotos de áreas pequeñas, lo que predomina son las rocas. Esto no ocurre en la Luna, donde aparecen multitud de cráteres en fotos de cualquier escala.

Todas estas preguntas parecen tener la misma explicación: el regolito en Eros levita. Al no tener atmósfera, la superficie está bañada por todo tipo de radiaciones, algunas de las cuales hacen que el suelo adquiera cargas eléctricas. Como la gravedad es tan pequeña, los granos de polvo más pequeños se levantan repelidos por la carga del mismo signo en el suelo. Estos granos tienden a desplazarse hacia las zonas más bajas, igual que un líquido, y se posan cuando pierden sus cargas estáticas. El resultado es que el fondo de los cráteres grandes queda inundado por un polvo finísimo que borra los cráteres pequeños.

Este mismo fenómeno debe ocurrir en la Luna; la cuestión entonces es, ¿por qué las consecuencias son muchísimo más visibles en Eros? No se sabe.



[ Cráteres ]

Más misterios por resolver

Hasta ahora, todas las misiones espaciales han proporcionado más preguntas nuevas que las que han respondido. Eros no ha sido la excepción.

¿Por qué las rocas en su superficie aparecen distribuidas de esa forma tan caprichosa? Uno podría esperar que estuviesen por todas partes, o que tuviesen preferencia por los fondos de los cráteres, pero no es el caso; tienden a concentrarse en unas zonas que, aparentemente, no tienen nada de especial.

¿Cómo se formaron los grupos de grietas paralelas? Estas formaciones parecen ser un fenómeno corriente y se han detectado en otros asteroides y lunas pequeñas.

El magnetómetro de NEAR-Shoemaker ha descubierto que Eros no tiene campos magnéticos, ni globales ni locales. Pero en cambio casi todos los meteoritos, incluso los de composición parecida a Eros, tienen campos magnéticos. ¿Cómo se explica esto?

¿Por qué muchas de las rocas parecen redondeadas, como si algo las hubiera erosionado? La respuesta obvia es que los brutales cambios de temperatura las han ido desmenuzando, y he hecho en algunos casos se ven los depósitos de derrubios a los pies de las rocas. Pero cuando los expertos se fijan en los detalles encuentran problemas con esta idea.

¿De dónde vienen todas esas rocas y el regolito? La gravedad en Eros es tan débil que tras un choque con un meteorito todos los fragmentos deberían escaparse para no volver. Y sin embargo la superficie está cubierta de restos de impactos. Una posible solución es que estos restos escapen pero se queden en órbitas muy parecidas a la de Eros, de forma que sería una cuestión de tiempo que volviesen a caer. También es posible que el regolito (la capa de polvo superficial) sea muy fácil de levantar, con lo cual el material eyectado se movería mucho más lento de lo que sugiere el tamaño de los cráteres. No está nada claro.

¿Por qué hay tan pocos cráteres en Eros con un pico central?

Pero no todo iban a ser nuevas preguntas. NEAR-Shoemaker nos ha enseñado la composición de un asteroide cercano a la Tierra, lo cual nos será muy útil si algún día uno de ellos va a chocar contra nosotros y tenemos que destruirlo. Hablando rápido y mal, Eros es una condrita, un tipo muy común de meteoritos. También hemos aprendido que el día que queramos extraer minerales de un asteroide no deberíamos ir a uno del tipo S. Y se ha comprobado que es posible orbitar alrededor de un cuerpo con gravedad tan irregular como Eros.

El fin de NEAR-Shoemaker

La misión fue un éxito completo, pero llega un momento en que tener más datos no aporta más conocimiento - recordemos que la cantidad de información recibida de NEAR-Shoemaker fue diez veces mayor que la originalmente planeada. Además, mantener estos proyectos es caro. Entre otras cosas, la NASA se comunica con todas sus sondas más allá de la Luna usando tan sólo tres antenas de espacio profundo, una de las cuales está muy cerca de Madrid. Dadas las penurias económicas que atraviesa, no parece probable que esta situación vaya a mejorar. El tiempo de escucha es un recurso demasiado limitado, y había que apagar a NEAR-Shoemaker para poder atender a otras cosas.

Como viene siendo tradicional en estos casos, se decidió "suicidar" la nave de alguna forma útil en vez de simplemente apagarla. En este caso se le ordenó salir de órbita y dejarse caer sobre Eros, tomando durante la caída una foto cada minuto y mandándola a la Tierra. La última foto, tomada a 120 metros de altura, no se acabó de transmitir debido al impacto con Eros, pero hubo mucha suerte: captó la frontera de uno de los "charcos" de polvo en el fondo de un cráter mostrando detalles de tan sólo un centímetro (las rayas verticales al fondo de la foto son un relleno para cubrir los datos no enviados).





Hubo más suerte todavía: la nave cayó sobre dos de sus paneles solares a unos 6 kilómetros por hora, y sobrevivió al choque a pesar de no estar diseñada en absoluto para aterrizar. Tras perder momentáneamente el contacto, unos minutos después volvió a llamar a la Tierra y dijo que se encontraba perfectamente. Rápidamente se solicitó extender la misión diez días más para que el espectrómetro de rayos gamma pudiese estudiar la composición de Eros en un punto particular de su superficie, en vez de mezclar los datos de toda un área como se tiene que hacer desde órbita. Para ello hubo que reescribir unos programas y mandarlos por radio a Eros. No se tomaron fotos porque habrían salido completamente desenfocadas.

El pasado 28 de febrero, NEAR-Shoemaker mandó sus últimos datos y se apagó. En las pantallas de la sala de control aparecieron los errores de "corriente de caracteres interrumpida" y "pérdida de portadora" mientras los operadores guardaban un minuto de silencio. Ahora este grupo de amigos que han trabajado juntos durante más de cinco años se dispersará; atrás quedan 3.700 millones de kilómetros recorridos juntos y más de 160.000 fotos tomadas.

En Eros está empezando el invierno en el hemisferio donde se posó NEAR-Shoemaker. Las temperaturas alcanzarán los 150 grados bajo cero de noche, y 100 sobre cero de día. La nave no soportará estos cambios; si algún día alguien la recupera para ponerla en un museo, verá que no queda nada de su electrónica. Pero en cierto sentido seguirá con nosotros; los científicos analizarán sus datos durante décadas, y hay planes para mandar nuevas misiones a otros asteroides que aprovecharán todo lo aprendido en Eros.

_______________

Babab agradece a la NASA y al Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory el permiso para usar sus fotos. Su website sobre esta misión está en http://near.jhuapl.edu

 

 

Texto, Copyright © 2001 Santiago Egido Arteaga. Todos los derechos reservados.
Fotografías, Copyright © 2001 NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Todos los derechos reservados.
mariapandora.com

 


Babab.com
Correo: Colaboraciones
Última actualización: jueves, 10 de mayo de 2001

Copyright © 2000-01 Mañana Es Arte A.C.
Prohibida la reproducción de cualquier parte de este sitio web sin permiso del editor. Todos los derechos reservados.