MÁS ALLÁ DE LOS LÍMITES DEL SISTEMA SOLAR

La exploración espacial es el ejemplo más llamativo del triunfo de la inteligencia humana y de su perseverancia en la exploración de los rincones inexplorados del universo. No hace tanto, poco más de un siglo, el “vuelo a las estrellas” era prerrogativa de los escritores de ciencia ficción, pero ya a finales de los años 50 el primer objeto fabricado por el hombre había superado la gravedad terrestre y entrado en la órbita de la Tierra. Así comenzó la carrera espacial.

En menos de siete décadas, el hombre ha conseguido construir una increíble estación espacial, pisar la Luna y fotografiar su cara oculta, asomarse a las profundidades del universo a través del telescopio Hubble^[1] y ver imágenes de otras galaxias gracias al telescopio “James Webb”^[2] lanzar satélites artificiales y ver detalles de Júpiter, Saturno, Mercurio, dar a luz al turismo espacial, aprender a permanecer en el espacio todo el tiempo que se quiera y pensar seriamente en colonizar otros planetas^[3].

A finales de 2022, más de 260 vehículos de exploración espacial y satélites diferentes habían sido lanzados por distintos países^[4]. No todos tuvieron éxito, pero sin duda cada uno de ellos representó un pequeño paso en el camino hacia la exploración espacial. Los avances en la tecnología de cohetes y navegación espacial fueron los factores clave que permitieron a las naves espaciales recorrer grandes distancias y realizar numerosos descubrimientos científicos. Factores importantes fueron el desarrollo de potentes motores para cohetes, el desarrollo de la navegación y las comunicaciones espaciales y, por último, el desarrollo de antenas especiales y tecnologías de transmisión de datos que permitieron a las naves espaciales determinar su posición y comunicarse con la Tierra a grandes distancias^[5].

El vuelo a las regiones más lejanas del Sistema Solar también es posible gracias al descubrimiento de la “asistencia gravitatoria”. Se trata de un método que consiste en utilizar el campo gravitatorio de un planeta o de otro gran objeto espacial para modificar la velocidad y la dirección de vuelo de una nave espacial. Cuando una nave espacial se aproxima a un planeta, utiliza el campo gravitatorio de ese planeta para ganar velocidad adicional, ahorrando combustible y el tiempo necesario para maniobrar a través del espacio^[6]. En la vida real, esta técnica se ilustra perfectamente con una partida de billar en un tablero de juego.

Hacia las estrellas

La zona desconocida en los confines del Sistema Solar^[7]

En marzo de 1972, el programa espacial Pioneer 10 de la NASA lanzó una nave espacial que, durante la mayor parte de su misión, fue lo más alejado de la Tierra jamás construido por el hombre. Fue la primera nave espacial en atravesar un cinturón de asteroides desconocido y acercarse a Júpiter, en diciembre de 1973^[8]. Su principal objetivo era estudiar el gigante gaseoso, sus satélites, sus cinturones de radiación atrapados y su campo magnético^[9].

La nave estaba equipada con un complejo de 11 instrumentos de investigación para llevar a cabo las investigaciones previstas. A principios de diciembre de 1973, “Pioneer” 10 se encontraba en el punto más cercano a Júpiter, a una distancia de unos 132.000 km, y en el momento de la aproximación todos los sistemas funcionaban correctamente. “Pioneer” consiguió acercarse al planeta, recoger los datos necesarios y, al final de su viaje alrededor del gigante gaseoso, devolver a la Tierra 500 imágenes del planeta y sus satélites^[10].

Pioneer 10 envió sus últimos datos en 2002 y recibió su señal más débil en 2003, 31 años después del lanzamiento, cuando se encontraba a 12.210 millones de km del Sol. La presunta causa de la interrupción de las comunicaciones es el agotamiento de la fuente de energía (el reactor nuclear portátil). Pioneer 10 prosigue probablemente su viaje hacia la estrella Aldebarán, más allá del Sistema Solar, y si no encuentra obstáculos en su camino llegará a las proximidades de la estrella dentro de unos 2 millones de años^[11].

La sonda Pioneer 11 fue lanzada por la NASA en abril de 1973. Su misión consistía en explorar el Sistema Solar exterior y el ecosistema de Júpiter. La misión adicional consistía en volar a Saturno y estudiar sus anillos y satélites. Pioneer 11 estaba equipada con los mismos instrumentos de investigación que su predecesora^[12]. La sonda se acercó a sólo 42.500 km de Júpiter, tres veces más que su predecesora, tomó numerosas fotografías del gigante gaseoso (incluido el polo del planeta) y de sus satélites y, basándose en los datos recogidos, extrajo conclusiones sobre los límites de la magnetosfera de Júpiter.

Aprovechando el campo gravitatorio de Júpiter, la sonda trazó un rumbo hacia Saturno, al que se aproximó casi cinco años después. Allí obtuvo más de 400 imágenes del sistema planetario, pudo determinar la temperatura total del planeta y de su satélite principal, Titán, y descubrió un nuevo satélite, extrayendo nuevas y sorprendentes conclusiones sobre la atmósfera de Saturno y su campo magnético^[13].

Una imagen de Titán tomada por Pioneer 11^[14]

Tras abandonar Saturno, Pioneer 11 voló en dirección opuesta a su predecesora, hacia la estrella Deneb, en la constelación de Aquila, a la que debería llegar en unos 4 millones de años^[15]. Veintidós años después de su lanzamiento, Pioneer 11 todavía lleva dos instrumentos y su última sesión de comunicación con éxito tuvo lugar en noviembre de 1995^[16]. Pero el vuelo continúa. En caso de encuentro con una civilización extraterrestre, las dos Pioneer llevan una placa de oro que representa la propia nave, un hombre y una mujer, y un átomo de hidrógeno de los planetas del sistema solar, con la posición de la Tierra marcada^[17].

En efecto, las sondas Pioneer preparaban un camino seguro para los otros dos exploradores espaciales. En 1977, el programa Voyager de la NASA, creado para explorar los planetas exteriores del sistema solar, lanzó dos sondas espaciales con el mismo nombre: “Voyager 1” y “Voyager 2”. Su objetivo es recabar toda la información posible sobre los gigantes gaseosos exteriores del sistema solar. El lanzamiento se planeó teniendo en cuenta las posiciones orbitales de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, de modo que las naves espaciales pudieran utilizar los campos gravitatorios de los planetas para maniobrar y ajustar su velocidad^[18].

Hoy en día, el equipamiento técnico de esas sondas espaciales podría hacernos asombrar, pero en 1977 eran el buque insignia de la industria espacial. El equipo científico es el mismo que el de sus predecesoras, Pioneer 10 y Pioneer 11, y la fuente de energía es también un generador termoeléctrico de radioisótopos. Dado que las sondas deben alcanzar los puntos más alejados del sistema solar, se ha prestado gran atención a los sistemas de comunicación, especialmente a las antenas. El sistema informático consta de tres ordenadores independientes, cada uno con su propia función: control y seguimiento del estado de la nave espacial, procesamiento y transmisión de telemetría, y control del sistema de control de actitud y de la plataforma de instrumentos de investigación^[19].

Menos de dos años después de su lanzamiento, la Voyager 1 alcanzó Júpiter y continuó hacia Saturno, al que llegó en noviembre de 1980. La sonda utilizó entonces maniobras gravitatorias para ganar la velocidad que necesitaba para seguir su trayectoria lejos del sistema solar^[20].

Equipamiento de Voyager^[21]

El viaje de Voyager 2 fue más mesurado y largo: pasó por Júpiter en el verano de 1979 y por los anillos de Saturno en el verano de 1981, se dirigió hacia Urano, al que llegó en enero de 1986, y se aproximó a Neptuno en agosto de 1989. Tras tan largo viaje de exploración, la sonda se dirigió al espacio interestelar. “Voyager 2 es la única sonda creada por el hombre que ha alcanzado los dos últimos planetas del sistema solar, Urano y Neptuno^[22].

Voyager ha realizado un trabajo increíble. Ha recogido una gran cantidad de datos sobre las atmósferas de los cuatro gigantes del sistema solar, como la turbulenta atmósfera de Saturno o los transformadores anillos de Júpiter, los numerosos polos de los dos planetas, el hecho de que emiten entre 2 y 2,5 veces más energía de la que reciben^[23], el descubrimiento de más de dos docenas de nuevas lunas y satélites, las imágenes de los numerosos lagos y ríos de hidrocarburos de sus superficies y el descubrimiento de volcanes activos en Júpiter^[24].

El 25 de agosto de 2012 es un momento importante para la sonda espacial Voyager 1, como lo fue el 5 de noviembre de 2018 para su nave hermana, que entró en el espacio interestelar^[25]. Esta “salida” significa que la sonda ha logrado cruzar la heliopausa, el límite de la heliosfera, la región dominada por el viento solar y sus campos magnéticos asociados^[26].

La misión interestelar de las Voyager no tiene un límite temporal definido. Ambas sondas siguen funcionando y enviando datos a la Tierra, que los científicos continúan analizando. Se espera que las sondas Voyager sigan operando al menos hasta 2025, fecha en la que se prevé que los instrumentos de a bordo se queden sin recursos. Sin embargo, las sondas Voyager podrían seguir funcionando y transmitiendo datos durante varios años después de esa fecha, hasta que se agoten los recursos energéticos de las sondas^[27].

Por el momento, casi 46 años después de su lanzamiento, las sondas Voyager 1 y 2 se comunican, están activas y se encuentran a 23.820 millones y 19.930 millones de km de la Tierra respectivamente, y alcanzar el exterior del sistema solar sigue siendo el objetivo principal de su misión durante los próximos cientos de años en el mejor de los casos^[28]. Hasta ahora, ningún objeto fabricado por el hombre ha salido del sistema solar. Estos son nuestros nuevos Pilares de Hércules: sólo podemos adivinar lo que hay más allá, y Voyager, si tenemos suerte, será el primer viaje del hombre más allá de este límite^[29].

Más allá de los nuevos Pilares de Hércules

Diagrama del sistema solar que muestra la posición actual de la Voyager 2^[30]

El Sistema Solar comprende todos los cuerpos sometidos a la gravedad del Sol, que orbitan a su alrededor y que son atraídos por su gravedad^[31]. El límite hipotético del Sistema Solar es la Nube de Oort, cuya parte más externa se encuentra presumiblemente a una distancia de 100.000 unidades astronómicas (u.a.) del Sol^[32] (1 u.a. equivale a la distancia media entre la Tierra y el Sol, casi 150 millones de km)^[33].

El sistema en el que vivimos se asemeja a una esfera de varias capas. Más allá de la órbita del último planeta, Neptuno, se encuentra el Cinturón de Kuiper, una región en forma de disco que contiene millones de cuerpos helados, restos de la formación del sistema solar^[34]. Hacia allí, hacia el lejano planeta enano y la inexplorada región, el programa espacial de la NASA envió en 2006 la sonda New Horizons. La sonda tiene por misión estudiar las características atmosféricas y geológicas de Plutón y su luna Caronte, así como de otros objetos del Cinturón de Kuiper. Para apoyar la misión, la sonda se equipó con siete instrumentos científicos: tres sistemas ópticos, dos sistemas de análisis de plasma, un analizador de polvo y un radioespectrómetro^[35].

La sonda completó su misión: mientras sobrevolaba Júpiter, pudo detectar los cambios climáticos globales del planeta y descubrió por primera vez relámpagos en las regiones polares, estudió en detalle la superficie y la atmósfera de Plutón y Caronte^[36], recopiló datos sobre muchos otros satélites, tomó fotografías increíbles de objetos lejanos de nuestro sistema solar y también recogió una serie de datos cuyo análisis hizo que los científicos reconsideraran los modelos anteriores del sistema^[37]. A continuación, se dirigió al objeto Arrokot del Cinturón de Kuiper, al que llegó con éxito en enero de 2019, descubriendo un objeto espacial nunca antes visto^[38].

New Horizons se encuentra ahora en “modo de hibernación” a una distancia de más de 7.000 millones de kilómetros de la Tierra y debía activarse el 1 de marzo de 2023. En el futuro, New Horizons podría ser enviada a explorar otros objetos del Cinturón de Kuiper^[39]. Las sondas encargadas de explorar los confines del Sistema Solar comparten similitudes tecnológicas: utilizan generadores térmicos de isótopos (alimentados por Pu38), ya que no tiene sentido utilizar paneles solares a mayores distancias del Sol; están equipadas con instrumentos científicos de alta sensibilidad: (a) Sensores y detectores de plasma para medir la densidad, temperatura y velocidad del plasma en el espacio; b) Magnetómetros para medir la intensidad y dirección del campo magnético; c) Instrumentos para medir la radiación cósmica, incluyendo detectores de rayos cósmicos, detectores de rayos gamma y espectrómetros; d) Detectores de iones y neutros para estudiar la composición del medio gaseoso; e) Cámaras para fotografiar planetas, lunas y otros objetos cercanos a la nave espacial; f) Espectrómetros para estudiar la composición de la superficie de planetas y lunas; g) Instrumentos para medir la temperatura y la radiación térmica; h) Antenas y receptores de ondas de radio para la comunicación con la Tierra; i) Analizadores de gases y espectrómetros de masas para estudiar la composición química de la atmósfera de planetas y lunas; j) Instrumentos para medir la velocidad y la dirección de la nave espacial^[40].

Para garantizar la comunicación, la orientación de la sonda con respecto a la Tierra es muy importante y las sondas están equipadas con sistemas de orientación autónomos. En la mayoría de los casos, se utilizan sensores ópticos que responden a la luz (del Sol o de estrellas brillantes como Sirio), de modo que la nave espacial puede transmitir una señal en la dirección del Sol y, por tanto, de la Tierra^[41]. Naturalmente, cada nave espacial sucesiva es superior a la anterior en cuanto a equipamiento técnico y calidad de los materiales utilizados, ya que los avances tecnológicos no se detienen y en cada nueva misión se añaden nuevos instrumentos.

Deambular por el espacio

Una hipotética imagen de nuestro Sistema Solar visto desde el exterior^[42]

La exploración espacial continúa. La atención de los científicos se centra en el estudio de la interacción entre el sistema solar y el medio interestelar. Dos misiones de la NASA trabajan actualmente en este campo: la Interstellar Boundary Explorer (IBEX) – lanzada en 2008^[43] – y la Parker Solar Probe – para estudiar el Sol y su corona, y obtener datos sobre la interacción del Sol con el medio interestelar cerca del Sistema Solar exterior^[44].

La comunicación es un eslabón crítico en todas las misiones interplanetarias. Si se pierde el contacto con la nave espacial, por muy eficiente que sea, ésta se vuelve inútil para la Tierra, al igual que los datos recogidos, que no pueden transmitirse. La radiocomunicación se utiliza para comunicarse con las naves espaciales. Funciona haciendo oscilar la corriente en la antena transmisora para crear ondas electromagnéticas que se propagan casi a la velocidad de la luz y llegan a la antena receptora. El receptor se sintoniza con la frecuencia de la onda de radio transmitida y el resultado es una corriente eléctrica alterna en la antena que se amplifica, analiza y utiliza para transmitir información^[45]. Este proceso permite transmitir información a grandes distancias en el espacio^[46].

Para realizar este proceso, las sondas espaciales están equipadas con antenas y transmisores especiales. Estas antenas suelen montarse en una dirección específica para mejorar la calidad de la señal. Además, las sondas suelen estar equipadas con varias antenas situadas en distintos lados del cuerpo para garantizar la comunicación en cualquier posición de la sonda con respecto a la Tierra. Otro factor muy importante para las comunicaciones espacio-tierra en naves espaciales es la redundancia del sistema, es decir, el uso de un canal de comunicación de baja velocidad (antenas no orientadas hacia la Tierra) y un canal de transmisión de información rápido y de dirección estrecha.

En caso de averías, que provocan la pérdida de orientación, o de requisitos contradictorios para la posición del vehículo (los paneles solares frente a la luz, el motor frente a la maniobra que se está realizando, el equipo científico frente al objeto que se está estudiando), o cuando se utiliza el modo “dormir”, en estos casos el canal de comunicación lento redundante se convierte en una oportunidad para transmitir información “vital” y, si es necesario, mediante comandos desde la Tierra, en una forma de devolver al vehículo su plena funcionalidad^[47]. Por ejemplo, la antena de 4,8 metros de la estación Galileo (nave robótica de la NASA para la exploración de Júpiter y sus satélites) no se abrió en vuelo. Afortunadamente, la estación se conectó a la Tierra a través de un canal no direccional a sólo 160 bps en lugar de los 134 kbps previstos durante su estancia de ocho años en Júpiter, y siguió funcionando, aunque con una baja velocidad de transmisión^[48].

El DSN de la NASA en tiempo real^[49]

Cuanto más se alejan las estaciones interplanetarias de la Tierra, más difícil resulta captar sus señales. Por desgracia, aún no podemos dispersar nuestro sistema solar con satélites en órbita que actúen como repetidores en todas partes, así que tenemos que construir enormes antenas parabólicas^[50].

La Red de Espacio Profundo (Deep Space Network, DSN) de la NASA es el sistema de telecomunicaciones científicas más grande y sensible del mundo, formado por antenas de radio gigantes de la NASA que forman tres emplazamientos equidistantes -a unos 120 grados de longitud- alrededor del globo. Los emplazamientos se encuentran en Goldstone, California; en Madrid, España; y cerca de Canberra, Australia. Esta ubicación se debe a la necesidad de garantizar una comunicación ininterrumpida con las naves espaciales durante la rotación de nuestro planeta. Si la señal se pierde en un lugar, otra estación la recoge y continúa las comunicaciones^[51].

Por ejemplo, la antena parabólica principal del Complejo de Comunicaciones Espaciales de Madrid, DSS-63, tiene un diámetro de espejo de más de 70 metros y pesa 3500 toneladas. Para seguir las sondas, la antena gira sobre cuatro rodamientos de bolas, cada uno de los cuales pesa una tonelada. Sin embargo, encontrar pequeños objetos en el espacio para apuntar con precisión la enorme antena es una tarea muy difícil, por lo que recurren a la “radio triangulación”, en la que dos estaciones terrestres comparan el ángulo exacto en el que una señal incide en el espejo de la antena a intervalos diferentes. De este modo, se puede calcular la distancia a un objeto y su posición^[52].

La DSN no es sólo un conjunto de grandes antenas, sino también un potente sistema utilizado para controlar, seguir y vigilar el estado y la seguridad de las naves espaciales en muchos puntos distantes del sistema solar. La comunicación no tan lejana puede realizarse mediante Estrack (estaciones de seguimiento de la Agencia Espacial Europea), un sistema mundial de estaciones terrestres que conectan los satélites en órbita con el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt (Alemania). Consta de siete estaciones situadas en distintos países, incluidas tres antenas de espacio profundo.

La velocidad a la que se transmite la información es un factor clave en el sistema de comunicación. No depende tanto de la intensidad de la señal como de la relación entre la amplitud de la señal y el ruido que interfiere en la recepción. El ruido se debe al movimiento térmico de los átomos en los equipos de recepción y transmisión, y el espacio es cualquier cosa menos “silencioso”: la radiación de microondas, sobrante tras el Big Bang, “canta”. La información espacial se transmite en forma digital, es decir, en una secuencia de ceros y unos -los bits-, y cuanto peor es la relación señal/ruido, más tiempo se tarda en transmitir cada bit. Por tanto, cuanto más lejos esté el aparato, más débil será su señal y más lento el intercambio de información con él^[53].

Las sondas Voyager, dotadas de una antena parabólica de 3,65 m de diámetro, lo demuestran: durante la órbita alrededor de Júpiter y Saturno, cuando los satélites estaban lo bastante cerca de la Tierra, se alcanzaron velocidades de transmisión de datos de 115.000 y 45.000 bps. Pero como la intensidad de la señal varía inversamente con el cuadrado de la distancia entre los transmisores, Voyager 2 transmitió a 9.000 bps durante el sondeo de Urano. En Neptuno, la cifra descendió a 3.000 bps^[54]. A más de 23.000 millones de kilómetros de distancia, la Voyager 1 transmite a 160 bps, con un tiempo de transmisión unidireccional de 20 horas y 33 minutos^[55], mientras que un ping desde Marte, viajando a la velocidad de la luz, sólo tarda 20 minutos en llegar a la Tierra^[56].

Exploración planetaria

La sonda Perseverance de la NASA se hace un selfie con uno de los 10 tubos de muestras que ha colocado en la cámara de muestras^[57]

Todo ello sirve para comprender mejor la naturaleza de nuestro sistema solar, su origen y evolución, estudiar las leyes que operan en él y determinar la utilidad potencial para la humanidad, así como la posibilidad de que existan formas de vida en otros objetos del espacio. La exploración de la superficie de los objetos del sistema solar, en cambio, tiene objetivos diferentes, y por ello las naves espaciales utilizadas son distintas.

La investigación de nuestro vecino lunar tiene por objeto estudiar la estructura y composición de su superficie y buscar los recursos necesarios para futuras misiones espaciales. El rover lunar Yutu 2 Chang’e-4 es un vehículo no tripulado chino que fue lanzado en diciembre de 2019 y realizó un aterrizaje suave en la cara posterior de la Luna. El rover lunar, que pesa 140 kg, funciona con paneles solares y, al igual que su módulo, opera durante unas dos semanas terrestres cuando brilla el sol y luego se apaga para sobrevivir a la larga y fría noche lunar. Hasta ahora ha recorrido más de 1 km en la Luna y^[58], entre otros descubrimientos, ha encontrado dos esferas de vidrio semitransparentes, probablemente formadas por rocas volcánicas causadas por impactos de meteoritos^[59].

En 2011, el Mars Science Laboratory de la NASA envió Curiosity, el rover más grande y potente jamás enviado al “Planeta Rojo”. Su misión es responder a la pregunta: ¿han sido alguna vez las condiciones ambientales de Marte adecuadas para los microbios?^[60] Está equipado con un arsenal de 10 instrumentos científicos, 17 cámaras, un láser para vaporizar y estudiar rocas y un taladro para recoger muestras de rocas trituradas. Ya en el primer año tras el aterrizaje en Marte, los científicos encontraron indicios de un antiguo lecho rocoso y las muestras de suelo tomadas del planeta contenían alrededor de un 2% de agua. En 2022 se publicaron los resultados de un estudio de rocas tomadas en la región de Glen Torridon, en el cráter Gale. La investigación indica que Marte tuvo antaño lagos y fuentes termales, lo que se confirma por la presencia de estructuras e intercalaciones con un alto contenido en flúor, similares a las que se forman en el fondo de los lagos en la Tierra. Además, los científicos han detectado oxígeno, dióxido de carbono y azufre en Marte mediante el Sample Analysis at Mars (SAM)^[61].

En 2020, como parte del mismo proyecto, se envió el rover Perseverance para continuar la misión de su predecesor. El rover está equipado con un taladro para recoger muestras de roca y suelo de Marte y almacenarlas en tubos sellados para que una futura misión las traiga de vuelta a la Tierra para su análisis detallado. El plan de la misión también incluye la identificación de otros recursos (como aguas subterráneas), la caracterización del clima, el polvo y otras posibles condiciones ambientales. También se pretende comprobar la capacidad de producir oxígeno a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana^[62].

El programa ExoMars de dos fases de la Agencia Espacial Europea promete responder a la pregunta de si alguna vez existió vida en Marte. El orbitador Trace Gas se lanzó en 2016 y la segunda parte del programa, que incluye un rover y una plataforma terrestre, está a la espera de confirmación de lanzamiento^[63].

Una imagen del suelo del asteroide Bennu, estudiado con fines mineros^[64]

Los asteroides también son de gran interés. La agencia aeroespacial japonesa JAXA lanzó una misión, Hayabusa2, al asteroide Ryugu en 2014. La sonda recogió suelo y aterrizó varios robots autónomos en el asteroide para estudiar las rocas subyacentes utilizando un bolardo de cobre para crear un cráter. La cápsula que contenía las muestras recogidas aterrizó con éxito en la Tierra en 2020. En cuanto a la propia nave espacial, su misión se ha ampliado y estudiará otros asteroides en el futuro^[65]. Otra muestra de material asteroidal llegará a la Tierra ya este año. Será entregada por la misión OSIRIS-REx, que estudió el asteroide Bennu de 2018 a 2021^[66].

A pesar de su pequeño tamaño (500 m de diámetro), Bennu resultó ser un cuerpo celeste muy interesante. Resultó ser un objeto bastante suelto, salpicado de muchos restos rocosos de gran tamaño y que de vez en cuando lanza grumos al espacio. Durante la toma de muestras existía el riesgo de que OSIRIS-REx cayera en él, como en una piscina llena de bolas de piedra. Tras soltar la cápsula con las muestras de materia de Bennu, OSIRIS-REx se dirigió a un encuentro con Apofis, en su día el asteroide más peligroso del sistema solar. El encuentro tendrá lugar en 2029^[67].

La misión DART subió el listón al modificar la órbita del asteroide. Fue la aplicación práctica del plan para proteger a la Tierra de un cuerpo celeste amenazador mediante la acción cinética. El objetivo del DART era el asteroide Dimorph, de 160 metros, que es un satélite del objeto mayor Didim. La colisión del DART con el asteroide se produjo el 26 de septiembre de 2022. DART chocó contra Dimorph a una velocidad de 6,6 km/s. El resultado, afirman los científicos, superó con creces sus expectativas: el cambio en el periodo orbital de Dimorph se redujo en 32 minutos, aunque una reducción de sólo 73 segundos se consideraría un éxito^[68].

Todo esto parece fácil, pero en realidad está lleno de riesgos. No todos los lanzamientos espaciales tienen éxito, pero incluso si un lanzamiento sale bien, hay muchas situaciones inesperadas que pueden ocurrir en el espacio. Los desechos espaciales suponen un riesgo de colisión muy alto, independientemente de con qué se encuentre el objeto: un meteorito o un satélite abandonado son tan peligrosos como un copo de pintura^[69]. Independientemente del tamaño, mientras que los grandes objetos de desechos están clasificados, las partículas pequeñas (de 1 a 10 cm) no lo están, pero aun así pueden desempeñar un papel fatal^[70].

Las averías, el mal funcionamiento de equipos o programas informáticos, así como los problemas de comunicación, pueden poner en peligro la misión. Además, el entorno en el que operan las naves espaciales es inestable y, bajo la influencia del medio espacial, la nave puede estar expuesta a la radiación, el viento y el polvo solares, los efectos magnéticos y otros factores que pueden dañar el vehículo o afectar a la calidad de los datos adquiridos^[71].

Aterrizar en un cuerpo espacial puede ser peligroso porque la superficie puede ser irregular o contener objetos peligrosos, como rocas afiladas o arrecifes. O depresiones, como le ocurrió a Philae (fabricado por la Agencia Espacial Europea), cuya misión era sondear el núcleo del cometa Churyumov-Gerasimenko. Debido a la baja gravedad del cometa, el vehículo tuvo que utilizar su motor de proximidad y su arpón para acoplarse, pero los instrumentos fallaron y Philae rebotó dos veces en el cometa. Sólo a la tercera vez se detuvo, pero acabó en una depresión donde se quedó rápidamente sin energía, ya que funciona con paneles solares, y “se durmió”. Los intentos de despertarlo fueron en vano^[72]: una confluencia de distintos factores llevó al fracaso de la misión. Sin embargo, cada paso en falso es un gran paso adelante y, gracias a la tecnología moderna y a los avances científicos, la mayoría de los riesgos que entraña la exploración espacial están minimizados y controlados.

¿Hay alguien más aparte de nosotros?

Un estudio del astrofísico Adam Frank sobre el posible colapso ecológico de una civilización extraterrestre^[73]

¿Estamos solos en el Universo? Creo que es una pregunta que se hace cualquiera que piense en el cosmos. Hay muchas organizaciones que se han propuesto responder a esta pregunta. El Instituto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence Institute, California, EE.UU.) es una organización de investigación sin ánimo de lucro fundada en 1984 para buscar vida inteligente en el universo. El instituto busca señales de radio que puedan indicar la presencia de civilizaciones extraterrestres, estudia la posibilidad de vida en otros planetas, analiza datos sobre planetas candidatos y realiza diversos experimentos destinados a encontrar y estudiar vida inteligente. Sus actividades están financiadas por fuentes públicas y privadas.

Mediante un conjunto de telescopios Allen, compuesto por 42 antenas de 6,1 metros de diámetro, el Instituto SETI capta señales de radio procedentes del espacio en busca de vida inteligente. Basándose en el Centro de Datos del ATA, ha procesado y analizado grandes cantidades de datos procedentes de los radiotelescopios. También utiliza telescopios terrestres situados en distintas partes del mundo, como el Green Bank Telescope, en Virginia Occidental, o el Parkes Telescope, en Australia^[74].

O está Breakthrough Listen, un proyecto científico privado creado en 2015 para buscar civilizaciones extraterrestres en el universo. El proyecto utiliza potentes radiotelescopios repartidos por todo el mundo para detectar señales electromagnéticas procedentes del espacio que podrían estar relacionadas con vida más allá de la Tierra. Utiliza receptores de alta precisión y algoritmos de procesamiento de datos que pueden detectar señales inusuales procedentes únicamente de fuentes no naturales^[75].

Estas organizaciones llevan a cabo diversos proyectos y misiones científicas y colaboran entre sí y con otros grupos de investigación y organizaciones, como la NASA, para compartir datos y trabajar juntos. La búsqueda de vida inteligente está a punto de recibir un importante impulso instrumental con el Square Kilometer Array (SKA), un proyecto internacional destinado a construir una infraestructura científica para la investigación radioastronómica. El SKA constará de miles de antenas situadas en agrupaciones en distintos países, con un diámetro de más de 1 kilómetro y una superficie fotosensible de varios millones de metros cuadrados.

Se espera que el SKA sea mucho más sensible que los radiotelescopios existentes y se utilizará para toda una serie de investigaciones científicas, entre ellas el estudio de los misterios de la materia y la energía oscura, así como la evolución de las galaxias y el origen de la vida en el universo. El SKA se encuentra en fase de diseño y construcción y debería estar terminado en 2030^[76]. Pero la esperanza y el temor de encontrar civilizaciones extraterrestres entusiasma a todos, científicos o no.

¿Curiosidad o beneficio?

El módulo Altair de la NASA con cápsulas de carga, capaz de transportar 15 toneladas de equipo a la superficie lunar^[77]

No se trata sólo de sueños y sed de conocimiento. La exploración de otros planetas y del espacio interestelar ayuda a los científicos a comprender mejor cómo se desarrollan los procesos en el universo, como la formación y el ciclo vital de las estrellas, los planetas y otros cuerpos, el origen de la vida, lo que a su vez profundiza en el conocimiento de nuestro propio planeta, sus orígenes y su historia. Pero hoy, la humanidad intenta explotar los recursos del espacio, que parecen muy atractivos. ¿Hasta qué punto son realistas las capacidades de la industria espacial para extraerlos?

Los datos sobre la composición mineral de cuerpos pequeños, como los asteroides, son actualmente muy escasos para poder afirmar que tienen un potencial relevante. Además, para llevar a cabo una misión real de investigación de asteroides y cometas, sería necesario crear un sistema de acoplamiento para un cuerpo celeste de baja masa que fuera igualmente eficaz para un asteroide monolítico, un núcleo cometario friable o un hipotético cúmulo de rocas^[78].

Otro recurso valioso es la Luna. La construcción de una base espacial en la Luna podría facilitar futuras misiones espaciales, permitiendo utilizarla como punto de parada para vuelos a otros planetas y asteroides. Nuestro satélite también podría convertirse en un lugar para la investigación científica, como la astronomía y la física. Gracias a la ausencia de atmósfera, los científicos pueden estudiar los objetos espaciales sin distorsiones ni interferencias. Uno de los proyectos más conocidos es Artemis, desarrollado por la agencia espacial estadounidense NASA. El objetivo es crear una base permanente en la Luna para 2024 y garantizar una presencia humana sostenible en la Luna a largo plazo^[79].

Pero los proyectos de este tipo requieren enormes recursos de la Tierra. Sólo con enormes reservas energéticas en forma de flujo constante de energía solar sería económicamente viable extraer metales del suelo lunar, que es mitad silicio y mitad óxidos metálicos, y producir subproductos de oxígeno. Los metales (como materiales de construcción) y el oxígeno (como oxidante para el combustible de los cohetes y como gas necesario para la respiración de los astronautas) pueden extraerse de forma rentable en la Luna, lo que significa que extraer minerales in situ para la industria lunar sería más eficiente que transportarlos desde la Tierra. Pero los beneficios de suministrar materias primas para la industria terrestre desde el espacio exterior son cuestionables^[80].

Nadie ha iniciado aún la exploración industrial del espacio, pero esto podría dar lugar a serias controversias en el futuro, dada la falta de un marco jurídico que regule la exploración espacial y la responsabilidad por su violación, lo que permite una interpretación muy laxa del principio que proclama que el espacio exterior es “competencia de toda la humanidad”. Las primeras señales de alarma fueron la ley estadounidense HR 2262 de 2015^[81], que otorga a los ciudadanos estadounidenses derechos de propiedad sobre los recursos extraídos fuera de las fronteras del planeta Tierra, y una ley similar aprobada por el gobierno de Luxemburgo en 2017^[82]. Por ahora, sin embargo, son solo hipótesis. Nuestro progreso es ciertamente impresionante, pero en la escala de Kardashev, que clasifica el desarrollo tecnológico de las civilizaciones^[83], todavía no llegamos ni al nivel uno, y nos parecemos a un niño pequeño, con muchas preguntas sin respuesta, frente a un universo infinito.

Por supuesto. Pero estamos creciendo.

USA020

^[1] https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/main/index.html

^[2] https://www.jwst.nasa.gov/

^[3] https://tonkosti.ru/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BE%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%B0

^[4] https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/chronology.html#2020

^[5] https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/spaceage/11.htm#8

^[6] https://www.scienceabc.com/innovation/gravitational-slingshot-how-did-gravity-assist-voyager-1-2-in-escaping-the-solar-system.html

^[7] https://bgr.com/science/something-terrifying-is-happening-at-the-border-of-our-solar-system/

^[8] https://www.nasa.gov/centers/ames/missions/archive/pioneer.html

^[9] https://www.nasa.gov/feature/50-years-ago-pioneer-10-launches-to-explore-jupiter

^[10] https://www.nasa.gov/feature/50-years-ago-pioneer-10-launches-to-explore-jupiter