¿Existen las condiciones necesarias para el surgimiento de la vida en el sistema solar, fuera de la Tierra? Este es uno de los misterios que buscará desentrañar la misión espacial JUICE (por JUpiter ICy moons Explorer), cuyo lanzamiento está previsto para el 13 de abril de 2023 a las 12:14 UT por Ariane 5, desde Kourou.
Júpiter tiene más de 80 lunas, la más grande, descubierta por Galileo, será objeto de estudios en profundidad gracias a los instrumentos científicos de JUICE, una misión de la ESA.
Sonda JUICE: ESA/ATG medialab; Júpiter: NASA/ESA/J. Nichols (Universidad de Leicester); Ganímedes: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/Universidad de Arizona; Calisto y Europa: NASA/JPL/DLR, CC BY
Para lanzar esta misión a un planeta a más de 600 millones de kilómetros, la agencia espacial europea, ESA, reunió a nada menos que trece países europeos, americanos, japoneses e israelíes. Otro reto que ya se ha conseguido: poner JUICE en la plataforma de lanzamiento solo once años después de su adopción, y solo nueve meses de retraso a pesar de la crisis sanitaria (Las crisis sanitarias son grandes pandemias, que afectan entre diez…) Covid. Francia ha participado en el desarrollo de seis de los diez instrumentos científicos de última generación de JUICE. Se espera que la sonda llegue al sistema joviano en 2031.
El sistema joviano, un destino de ensueño para explorar las fronteras de la ciencia
Júpiter es el planeta de los superlativos: es el planeta más grande del sistema solar (El sistema solar es un sistema planetario formado por una estrella, la…), y el que tiene más lunas: entre 82 y 95, en su mayoría descubierto en las últimas dos décadas. En efecto, en 1610, Galileo descubrió por medio de su telescopio astronómico (Un telescopio astronómico es un instrumento óptico que permite aumentar el tamaño aparente y el…) las cuatro primeras lunas de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calisto ) y a principios de la década de 2000, todavía solo sabíamos… 13.
La tumultuosa atmósfera de Júpiter.
Datos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS.
Tratamiento de imagen: Kevin M. Gill, CC BY
JUICE es la primera misión de «clase L» del programa «Cosmic Vision» de la ESA (para grandes en inglés), designando un presupuesto de más de mil millones de euros. Este programa aborda cuatro preguntas principales:
– ¿Cuáles son las condiciones para la formación de un planeta y el surgimiento de la vida?
– ¿Cómo funciona el Sistema Solar?
– ¿Cuáles son las leyes fundamentales de la física del universo?
– ¿Cómo apareció el universo actual y de qué está hecho?
Si se eligió JUICE antes que otras misiones es porque ya sabemos que permitirá abordar la primera y la última de estas cuestiones.
De hecho, el Telescopio Espacial Hubble y las misiones espaciales anteriores al sistema joviano (las sondas Voyager, Galileo, Juno ya han descubierto por observación (La observación es la acción de monitorear atentamente los fenómenos, sin la voluntad de…) verificar directamente o cruzar una serie de pistas prometedoras.
«Lunas-océanos» que contienen más agua que la Tierra
La presencia de agua en las lunas es un gran descubrimiento realizado con datos de Galileo: esta sonda llegó a Júpiter en 1995 y reveló la presencia de gigantescos océanos líquidos bajo las costras heladas de sus tres lunas heladas Calisto, Europa y Ganímedes (Io es volcánica) . ¡Podemos hablar de «lunas-océanos»!
En 2014, el telescopio espacial Hubble descubrió géiseres en Europa. Al pie de estos géiseres habría sales, en particular carbonatos. Sorprendentemente, estos géiseres pudieron identificarse retrospectivamente en los datos de Galileo: se habían confundido con anomalías en ese momento.
Así, en estas lunas se podrían cumplir las cuatro condiciones de habitabilidad (es decir, capacidad de albergar y desarrollar vida):
– Los famosos CHNOPS, símbolos de los principales elementos químicos que componen los seres vivos.
– Agua líquida que actúa como disolvente.
– Energía para permitir el desarrollo de la vida.
– Un entorno estable (órbitas, rotación, temperaturas medias…)
Las lunas galileanas tienen la energía gravitacional de Júpiter que ha congelado sus órbitas en resonancia a su alrededor, creando efectos de marea significativos y haciendo posible cumplir las condiciones 3 y 4 anteriores.
Por qué Ganímedes es el principal objetivo de la misión JUICE
La misión espacial Galileo también demostró que Ganímedes, además de un campo magnético (En física, el campo magnético (o inducción magnética, o densidad de flujo…) inducido que sugiere un gigantesco océano líquido salado, tiene su propia magnetosfera (La magnetosfera es la región que rodea un objeto celeste en el que los fenómenos…) dentro de la magnetosfera gigante de Júpiter El campo magnético de Ganímedes desvía el flujo de rayos cósmicos y partículas radiativas de los cinturones de radiación de Júpiter y protege su superficie de partículas radiativas al igual que el campo magnético de la Tierra ( La Tierra tiene un campo magnético producido por los movimientos de su núcleo externo –…) protege la superficie y la vida terrestre.
Los cinturones de aurora boreal en Ganímedes, que está bañado por el campo magnético de Júpiter. Cuando el campo magnético de Júpiter cambia, las auroras se balancean, y este movimiento de balanceo indica que una inmensa cantidad de agua salada estaría presente debajo de la corteza de Ganímedes, lo que afectaría su propio campo magnético.
NASA/ESA
Ganímedes es, por lo tanto, único. Debido a que es la luna más grande del sistema solar, es una luna-océano y tiene su propia magnetosfera, JUICE la estudiará mucho más a fondo que Calisto y Europa.
JUGO, sonda extrema
JUGO no irá directamente al sistema joviano. Para lograr este largo viaje de casi 8 años, serán necesarias cuatro «asistencias gravitatorias» sucesivas. Estas ayudas, similares al impulso que una honda le da a un guijarro, acelerarán la sonda y ahorrarán sus propulsores.
El largo viaje de JUICE al sistema joviano.
ESA, CC POR
Por primera vez, una de estas ayudas gravitatorias movilizará a la pareja Tierra-Luna en lugar de un solo cuerpo. Más concretamente, se utilizará un sobrevuelo de la Luna para aumentar la eficacia de la asistencia gravitatoria con la Tierra que tendrá lugar justo después.
Además, JUICE evolucionará en el entorno radiativo más intenso del sistema solar. Por lo tanto, fue necesario resguardar los módulos electrónicos en cavidades blindadas con plomo y utilizar componentes endurecidos, lo que los hizo resistentes a los daños que podría haber causado este mismo entorno.
JUICE también tendrá que lidiar con temperaturas extremas, que van desde los +250 °C durante el sobrevuelo de Venus hasta los -230 °C en el sistema joviano. Se ha estudiado y probado un aislamiento térmico multicapa a base de aleación de aluminio y silicio para mantener una temperatura interna estable. Esta protección es gris, lo que le valió a la sonda el apodo de «belleza plateada».
Un problema de energía
Alrededor de Júpiter, cinco veces más lejos del Sol que de la Tierra, el satélite recibirá 25 veces menos energía solar (La energía solar es la energía que desprende el sol por su radiación, directamente o de…) de la que recibiría alrededor de la Tierra. Space Europe no transporta baterías radiactivas porque no puede producirlas industrialmente, a diferencia de los EE. UU., Rusia y China.
Para que los equipos e instrumentos puedan funcionar con 1.000W (la potencia de un pequeño secador de pelo), se han probado enormes paneles solares de 85m2 para soportar la radiación y grandes diferencias de temperatura.
Prueba de despliegue de los paneles solares de JUICE, cuyas dos alas incluyen 5 paneles de 2,5 x 3,5 metros cada uno, dispuestos en cruz.
Airbus, Proporcionado por el autor
La sonda JUICE, fabricada por 80 empresas europeas bajo la dirección de ADS Toulouse, tiene una envergadura de 28 metros (la longitud de una cancha de baloncesto), tiene una antena de comunicación de dos metros cincuenta (porque Júpiter está a una distancia enorme de la Tierra , más de 600 millones de kilómetros), pesa casi 6 toneladas al despegar -la mayor parte de esta masa está compuesta por propulsores que se consumirán para realizar las maniobras de la sonda- y lleva diez instrumentos (menos de 280 kilogramos).
Diez instrumentos científicos a bordo
Entre estos diez instrumentos, MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) es el espectrómetro infrarrojo de la misión, bajo responsabilidad científica francesa, bajo la supervisión del Instituto de Astrofísica Espacial, con una importante contribución de Italia.
Es el único instrumento de la sonda que puede determinar las composiciones físico-químicas de la superficie de las lunas sobrevoladas y así encontrar estos famosos CHNOPS que podrían dar pistas sobre la habitabilidad.
MAJIS también tiene como objetivo caracterizar la bolsa de hielo y el agua líquida para especificar la heterogeneidad del hielo y la naturaleza de los intercambios superficie-hielo-océano, comprender la formación de estructuras geológicas para identificar los sitios de aterrizaje del futuro en misiones de exploración in situ, evaluando la estructura y dinámica de la atmósfera de Júpiter (la atmósfera de Júpiter es la más importante de las atmósferas de los planetas…)…
Con una precisión 10.000 veces mayor que el instrumento equivalente de Galileo, MAJIS también tiene una resolución espacial interesante, entre 100 metros y unos pocos kilómetros dependiendo de la altitud de la sonda.
Finalmente, cabe señalar que los planes precisos de JUICE pueden revisarse de acuerdo con los últimos resultados de la misión Juno de la NASA. Todavía está actualmente en órbita alrededor de Júpiter y ha estado volando sobre sus polos desde 2016. La misión nominal de Juno se ha extendido para volar sobre cada una de las lunas galileanas de Júpiter, comenzando con Ganímedes en junio de 2021 y Europa a principios del año 2023. Estas observaciones y el análisis de sus datos permitirá a los científicos de JUICE orientar mejor las observaciones que realizarán: 12 años después de Juno y treinta años después de Galileo.
No puedo esperar a que JUICE nos traiga su cosecha de datos. ¡Nos vemos en… 2032!
Los laboratorios franceses implicados en el desarrollo de JUICE son IAS, LAB, LATMOS, IPAG, IRAP, LERMA, LESIA, LPC2E y LPP.
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