El viaje a Plutón de la sonda New Horizons

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Juan Mateu Arrebola, @JuanMateu7, estudiante de cuarto de Periodismo de la Universidad de Valencia, está preparando un reportaje titulado “Viaje a Plutón”. Ha preparado una entrevista que formará parte de su reportaje. He contestado a sus preguntas esta misma tarde. Le he preguntado si la puedo hacer pública y me ha dicho que sí, que así todos la podréis disfrutar (pues su reportaje no se hará público ya que es un trabajo para una asignatura). Espero que te guste.

En negrita aparecen las preguntas de Juan y a continuación mis respuestas (las más largas divididas en dos párrafos).

Estudió Informática, Física, se doctoró en Matemáticas, da clases de Bioinformática… ¿cuál es su fórmula para poder compaginar todo? La pasión y el trabajo a partes iguales. Cuando disfrutas con lo que haces, el esfuerzo se ve con otros ojos.

Se quiere dedicar a la escritura de libros de divulgación científica cuando se jubile… La verdad, tengo empezado tres libros y no tengo tiempo para acabarlos. Un buen libro requiere mucha concentración y mucho tiempo. Espero tener tiempo tras la jubilación y deseo que aún me quede capacidad de concentración para ello.

Háblenos de su blog La Ciencia de la Mula Francis. ¿Qué significa para usted? Nació el 1 de enero de 2008 y me ha dado muchas alegrías, y también muchos quehaceres. Disfruto mucho contándome a mí mismo cosas que quiero recordar para el futuro. Y me gusta que haya gente que le guste lo que lee en él. No es fácil haber escrito más de 4200 entradas en casi 8 años (en media más de una al día), pero ha traído muchas satisfacciones. Sobre todo porque me ha permitido conocer a gente muy interesante que comparte conmigo muchas pasiones.

¿Cómo definiría a la sonda New Horizons? Propulsión, instrumentos… La sonda New Horizons de la NASA despegó el 19 de enero de 2006 desde Cabo Cañaveral, Florida. La New Horizons es una pequeña nave, comparable a un piano de cola, con una masa de 478 kg en su lanzamiento, incluyendo 76,8 kg de combustible (hidracina) para sus 16 pequeños propulsores para maniobras de corrección de trayectoria. Las dimensiones de la sonda son 0,7 metros de alto, 2,1 metros de largo y 2,7 metros de ancho, con una antena de comunicaciones de alta ganancia de 2,1 metros de diámetro. La New Horizons emplea un generador de radioisótopos con 9,75 kg de óxido de plutonio-238 para obtener electricidad en las afueras del sistema solar (en el despegue era capaz de generar 240 vatios, pero pierde potencia a un ritmo de unos 3,5 vatios por año.

La New Horizons tiene siete instrumentos científicos que consumen 28 vatios y tienen una masa total de 30,2 kg. Las dos cámaras Ralph (MVIC y LEISA), la cámara con telescopio LORRI, el espectrómetro ultravioleta Alice, un instrumento para estudiar el viento solar llamado SWAP, el experimento de radio REX para estudiar la atmósfera mediante ondas de radio enviadas desde la Tierra, el pequeño espectrómetro PEPSSI para estudiar el polvo atmosférico y el detector de polvo solar SDC (el primer instrumento en una sonda espacial interplanetaria diseñado y construido por estudiantes universitarios).

¿Cómo vivió la llegada a Plutón? El 14 de julio de 2015 fue un día histórico. La cobertura mediática de la NASA fue impresionante. La New Horizons pasó a unos 12.500 kilómetros de Plutón pero no envió datos hasta el día siguiente. Por fortuna la NASA hizo pública una impresionante foto  tomada a unos 766.000 km unas 16 horas antes del encuentro que mostraba en todo su esplendor el famoso corazón de Plutón. Fue un gran día, pero lo mejor estaba por llegar y fueron las fotos, a cada cual más asombrosa, que casi todas las semanas ha ido publicando la NASA conforme las recibía de la New Horizons. Disfruté mucho de los primeros datos sobre Plutón pues resultaron ser sorprendentes. Nadie nunca pudo imaginar que Plutón era un mundo tan rico en paisajes y tan repleto de misterios que la ciencia tendrá que desvelar en los próximos años.

¿Qué ha descubierto la nave sobre Plutón? Plutón es un planeta enano con una superficie que tiene regiones geológicamente jóvenes y activas, y otras regiones más antiguas. Su geofísica es infinitamente más rica de lo que se esperaba para un objeto del cinturón de Kuiper. Tiene una tenue atmósfera de nitrógeno, misteriosas montañas de hielo que alcanzan cotas de 3500 metros sobre el terreno circundante, glaciares, dunas, criovolcanes, regiones sin cráteres de impacto y otras con una alta densidad de cráteres, y muchas otras cosas más. Esperábamos encontrar una roca de hielo similar a un cometa y hemos descubierto uno de los mundos más sorprendentes del Sistema Solar.

Plutón nos ofrece más preguntas que respuestas  Los muchos misterios que encierra Plutón serán desvelados poco a poco tras el análisis de todos los datos recogidos por la New Horizons. Por ejemplo, podría haber pequeños océanos subterráneos de agua líquida en Plutón, similares al lago Vostok bajo la Antártida. Agua líquida siempre nos hace soñar con señales de vida. Nadie podía imaginar hace un año que hoy estuviéramos hablando de la posibilidad de buscar vida en Plutón.

Y de todo lo que ha revelado sobre Plutón, ¿qué es lo que más le ha llamado la atención? Lo poco que sabemos sobre las fuentes de calor en el interior de los planetas enanos. Se trata de la cuestión más importante que ha de ser resuelta en los próximos años. Qué fuente de calor permite que un cuerpo como Plutón tenga una actividad geológica que permita tal riqueza de paisajes. Parecía que era un problema resuelto desde hacía décadas, pero la New Horizons nos muestra que lo que sabemos que sabemos, no siempre lo sabemos. La física planetaria nos ofrece muchas preguntas por cada respuesta que se obtiene.

Uno de los aspectos más destacado de Plutón es su superficie, por la gama de colores. ¿Podría darme algún detalle al respecto? Se sabía gracias a las imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA que Plutón tenía un color naranja tirando a marrón. Sin embargo, pocas semanas antes de la llegada de la sonda New Horizons descubrimos todos los colores de Plutón a todo su esplendor (sobre todo gracias a la cámara MVIC del instrumento Ralph que permite simular los colores como los vería un humano montado en la sonda). Estas imágenes permiten colorear las imágenes en blanco y negro de la cámara de alta resolución LORRI y nos muestran paisajes de gran variedad de colores.

El interior de Plutón está hecho de hielo de agua (quizás tenga un núcleo rocoso, pero aún no lo sabemos), pero su superficie está dominada por hielos de nitrógeno y de metano. El color anaranjado es debido a las tolinas, sustancias orgánicas que derivan del metano. Lo que más destaca en las fotos de Plutón es el famoso corazón (Tombaugh Regio) de color blanquecino que presenta abundante hielo de dióxido de carbono. Por la parte inferior (en las fotografías) de esta región se encuentra la región montañosa Sputnik Planum, donde se encuentran los famosos montes Norgay. La superficie de Plutón es extremadamente rica en detalles.

¿Y que nos podría decir de su atmósfera? Se pensaba que Plutón tenía una tenue atmósfera de unos cientos de kilómetros, que podía aparecer cuando está próximo al Sol (ahora mismo se está alejando) y desaparecer cuando se aleja. Pero el espectrómetro ultravioleta Alice de la New Horizons ha mostrado que la atmósfera se extiende hasta unos 1600 kilómetros sobre la superficie del planeta enano  y que está compuesta principalmente por nitrógeno. La atmósfera de Plutón se extiende más allá de lo esperado y hace que el cielo en Plutón sea de un bonito color azul. ¿Quién se lo podía imaginar?

La atmósfera de la Tierra está compuesta por nitrógeno y oxígeno, siendo azul principalmente por culpa de la dispersión de Rayleigh. La atmósfera de Plutón está compuesta por nitrógeno, pero el color azul no se debe a la dispersión de la luz por las moléculas de nitrógeno, sino a la dispersión por las tolinas orgánicas que forman diferentes capas de neblina. Las tolinas son de color rojizo, pero al pasar la luz del Sol a través de una atmósfera repleta de ellas solo nos queda la luz azul y violeta que se puede apreciar en la imagen tomada por la New Horizons a contraluz. El fenómeno es parecido a lo que ocurre en Marte, donde los amaneceres y atardeceres son azules por la misma razón.

¿Qué ha descubierto la nave sobre Caronte? Sabíamos muy poco sobre Caronte, el mayor satélite de Plutón, así que la New Horizons nos ha descubierto un mundo muy parecido a lo que esperábamos que fuera Plutón. En el paisaje de Caronte destaca la cuenca rojiza del polo norte apodada Mordor Macula. En el ecuador destacan una gran cantidad de fracturas que dan lugar a un acantilado que separa el hemisferio norte, más elevado, del hemisferio sur. Hay muchos más cráteres en el hemisferio sur que en el hemisferio norte.

La superficie de Caronte está formada por hielo de agua, a diferencia de Plutón, donde dominan los hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. Se observan montañas y depresiones, grietas y fallas, e indicios de criovulcanismo, lo que sugiere que Caronte también podría tener un océano subterráneo de agua líquida como Plutón. En resumen, Caronte es más grisáceo y oscuro que Plutón, se parece mucho a lo que esperábamos que fuera Plutón, pero la riqueza de los detalles de su superficie es impresionante.

¿Por qué es tan peculiar Caronte? ¿Se conoce su origen? Caronte no es mundo tan activo como Plutón, pero lo cierto es que aún no sabemos por qué Plutón y Caronte son como son. El origen del enorme cañón ecuatorial que cruza el satélite es una de las grandes incógnitas que debemos desvelar. Presenta características geológicas que apuntan a un pasado violento y dinámico.

Se habla de su violento pasado… Interpretar lo que ha observado la New Horizons del sistema doble Plutón-Caronte requiere muchos años de investigación. Todo lo que pensábamos que sabíamos puede estar completamente equivocado. La formación de nuestra Luna se debe a una colisión de un pequeño planeta contra la Tierra, que desapareció en el impacto dando lugar a un disco de materia del que se formó la Luna. Se pensaba que algo parecido pudo ocurrir con el sistema Plutón-Caronte. La luna Caronte podría ser resultado de la colisión de un proto-Caronte contra Plutón, pero este cuerpo no desapareció sino que se fragmentó dando lugar a Caronte y un disco de escombros del que surgieron las otras cuatro lunas (cuyas órbitas son muy similares entre sí, casi circulares alrededor del sistema binario Plutón-Caronte). Gracias a ello la densidad de Plutón y Caronte son muy similares.

Sin embargo, hoy en día observamos señales claras de actividad geológica reciente en Plutón y, aunque no tan claras, también en Caronte. Se ha sugerido una posible colisión (hace menos de 100 millones de años) de un objeto contra Plutón que pudo alcanzar a Caronte, o incluso una colisión reciente entre Caronte y Plutón. No se sabe con seguridad. Serán necesarios futuros estudios para clarificar esta cuestión.

¿Por qué rotan sobre un punto que no está en el interior de Plutón? La razón es que Caronte es enorme comparado con Plutón. Tiene una densidad similar y su diámetro de unos 1200 km es casi la mitad que el de Plutón. Como resultado, el centro de masas del sistema Plutón-Caronte se encuentra fuera de la superficie de Plutón. Ambos giran sobre su eje y alrededor del centro de masas común cada 6,38 días. Por ello Plutón y Caronte siempre se ofrecen la misma cara el uno a otro (la Luna siempre nos ofrece la misma cara, pero desde la Luna se pueden observar ambas caras de la Tierra). Los sistemas estelares binarios son muy abundantes en todo el universo. Así que no es sorprendente que en nuestro Sistema Solar haya un sistema planetario binario.

¿Cómo son las mareas gravitatorias de los dos cuerpos? Plutón y Caronte tienen muy poca masa, con lo que producen fuerzas de marea gravitatorias muy débiles, prácticamente despreciables. La actividad geofísica de Plutón y Caronte no se puede explicar recurriendo a estas fuerzas de marea (que explican esta actividad en las lunas de planetas gigantes, como Encélado en Saturno o Europa en Júpiter). No conocemos la fuente de calor que mantiene activo a Plutón y Caronte, pero con toda seguridad no son las mareas gravitatorias mutuas,  o las debidas a Neptuno, el planeta más cercano a la órbita de Plutón, pues está demasiado lejos cuando se encuentran más cerca el uno del otro.

¿Cuál es la trascendencia de la misión New Horizons? En relación coste/beneficio, la sonda New Horizons de la NASA era la mejor apuesta para estudiar una nueva región en el Sistema Solar. Aunque solo ha estudiado Plutón durante un sobrevuelo y en unos años sobrevolará otro objeto del cinturón de Kuiper, sus resultados han sido espectaculares. En ciencias planetarias, la New Horizons, contra todo pronóstico, ha protagonizado un antes y un después.

¿Cuál es la pregunta más importante que cree que ha logrado responder la sonda al sobrevolar Plutón? No lo sé, pues lo más importante en ciencia no son las respuestas sino las preguntas. El mayor logro de la New Horizons es el enorme repertorio de preguntas sin respuesta que nos ha ofrecido. Muchas de las preguntas que nos hacíamos sobre el sistema Plutón-Caronte y sus cuatro lunas eran preguntas equivocadas. Teníamos muchos prejuicios. La New Horizons no ha ofrecido respuestas a dichas preguntas, todo lo contrario, nos ha mostrado que eran preguntas equivocadas. Lo maravilloso de la New Horizons es que nos ha mostrado lo poco que sabemos sobre los cuerpos del cinturón de Kuiper. El Sistema Solar oculta muchos más secretos de lo que podíamos imaginar.

¿Qué habríamos perdido desde el punto de vista científico si la New Horizons no hubiese logrado la aprobación para su lanzamiento? Seguiríamos pensando que Plutón y Caronte son dos rocas muertas sin ningún interés, como todos los demás objetos del cinturón de Kuiper. Vestigios del Sistema Solar que no merecía la pena estudiar. Gracias a la New Horizons sabemos lo equivocado que estábamos. La región del Sistema Solar más allá de Neptuno es mucho más rica e interesante de lo que nunca pudimos soñar.

¿Dónde se encuentra actualmente la nave? ¿Cuándo concluirá su viaje? La New Horizons va camino de su nuevo objetivo, un objeto del cinturón de Kuiper más allá de Plutón llamado 2014 MU69. El telescopio espacial Hubble descubrió en 2014 tres objetos del cinturón de Kuiper susceptibles de ser visitados por la sonda. En agosto de 2015 se eligió este pequeño cuerpo que será visitado por la New Horizons el 1 de enero de 2019. Está situado a más de ocho mil millones de kilómetros del Sol. Ya se ha modificado la trayectoria de la sonda para dirigirla hacia ese cuerpo. La sonda no podrá visitar un segundo cuerpo del cinturón de Kuiper (como se planificó originalmente la misión), ya que la densidad de objetos del cinturón de Kuiper es menor de lo que se pensaba según los modelos teóricos. El cuerpo 2014 MU69 es un pequeño objeto del cinturón de Kuiper con un tamaño estimado de unos 45 kilómetros de diámetro. Se trata de un representante típico de la familia de objetos clásicos del cinturón de Kuiper, a diferencia de Plutón, que es el miembro de mayor tamaño de la familia de plutinos.

La New Horizons solo lleva combustible de hidracina para un único sobrevuelo de un cuerpo transneptuniano. Sólo podría sobrevolar otro si por casualidad se encontrara con él durante su viaje. Tras el sobrevuelo a 2014 MU69, seguirá su camino hacia el sistema solar exterior. Se estima que su sistema de energía aguantará hasta que la nave alcance las 55 unidades astronómicas (8300 millones de kilómetros). Más allá dejará de funcionar y seguirá vagando por el universo.

¿Qué beneficios aporta la New Horizons a los ciudadanos? Los ciudadanos quieren saber por qué estamos aquí, por qué hay vida en la Tierra, por qué la Tierra es como es, por qué el sistema solar es como es, y muchos otros por qués. Las sondas espaciales como la New Horizons tienen por objeto recabar datos que ayuden a contestar algunas de estas preguntas. ¿Hay vida en Plutón? ¿Puede haberla? El gran beneficio de la exploración espacial, a día de hoy, es el conocimiento sobre nuestros orígenes. El origen de la vida, de la Tierra, del Sistema Solar, son incógnitas que todos los ciudadanos quieren desvelar. No todo es, ni debe ser, beneficio económico o tecnológico.

¿Cuál es su opinión sobre la misión? ¿Cree que ha cumplido todas las expectativas? Un éxito rotundo. Una misión de muy bajo coste que ha cumplido todas las expectativas. Cuando partió el espacio iba a explorar el noveno planeta y cuando llegó se encontró el planeta enano más sorprendente que podíamos imaginar. Todavía no se han analizado todos los datos científicos que la New Horizons ha recabado, pero con toda seguridad van a revolucionar todo lo que sabemos sobre los cuerpos más remotos del Sistema Solar. No ha cumplido las expectativas, ha llegado mucho más allá. La New Horizons nos ha llevado “Hasta el infinito, y más allá” como decía Buzz Lightyear en Toy Story.

¿Por qué gastarse tantos millones en misiones como la New Horizons? El coste total de la misión New Horizons de la NASA se estima en unos 700 millones de dólares. Un coste ridículo. Cada kilo útil de la sonda New Horizons ha costado unos 1,5 millones de dólares. La ciencia es un gasto, pero el conocimiento es una inversión de futuro. En el desarrollo de sondas espaciales concurre mucha I+D que repercute en patentes de instrumentos que a posteriori se pueden usar en medicina, geología, química, ingeniería… La NASA estima que el retorno de la inversión (o mejor del gasto) está entre 4 y 5 dólares por cada dólar invertido en misiones espaciales. La New Horizons ha costado 700 millones de dólares, haz las cuentas del retorno si te apetece.

Si quiere, puede hacer cualquier apunte adicional. Muchísimas gracias. Me gustaría acabar con una recomendación. La referencia obligada para conocer con rigor y con todo lujo de detalles las sondas espaciales, las misiones espaciales y todo lo relacionado con las ciencias del espacio se llama Eureka, el blog del astrofísico y divulgador Daniel Marín (http://danielmarin.naukas.com/). Allí se pueden encontrar decenas de entradas sobre la sonda New Horizons y su misión. Recomiendo encarecidamente una visita a dicho blog.



3 Comentarios

  1. Buenos días Francis! Me ha encantado la entrevista, felicidades al entrevistado y al entrevistador. Quitando tu exposición científica, enciclopédica y brillante como siempre, me quedo con lo siguiente: “El origen de la vida, de la Tierra, del Sistema Solar, son incógnitas que todos los ciudadanos quieren desvelar. No todo es, ni debe ser, beneficio económico o tecnológico.”. Muchas gracias. Un saludo desde Sevilla.

    PD: Espero que podamos disfrutar cuánto antes de uno de esos tres libros 😉

  2. Muy buena esta entrada. Dan ganas de volver a Plutón con todo lo que se ha visto y ver qué hay en el hemisferio opuesto con resoluciones comparables; lástima que no parece que se vaya a volver en muchos años.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 27 noviembre, 2015
Categoría(s): ✓ Astronomía • Ciencia • Noticias • Science
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