Mientras el orbitador Cassini entra en los “límites imperiales” de Saturno, los científicos esperan develar los secretos del planeta y de su luna Titán.

Es una expedición por la que Galileo Galilei hubiera dado su barba por integrar. Casi 500 años después de que el genio del Renacimiento dirigiera por primera vez su telescopio hacia Saturno, unos 300 científicos de 17 países están listos para explorar el planeta, su espectacular sistema de anillos, y sus lunas, con un orbitador de 3.400 millones de dólares llamado Cassini y su sonda Huygens.

El martes 18, Cassini entra en los “límites imperiales” de Saturno, la frontera gravitatoria dentro de la cual el planeta anillado tira de la nave con más fuerza que el Sol. La transición marca la última pierna del viaje de siete años y 3.450 millones de kilómetros de Cassini.

El 1o. de julio, la nave entrará en órbita alrededor de Saturno. Seis meses más tarde, acorde a su programa, liberará a Huygens. La sonda bajará en paracaídas hacia la superficie de la luna Titán, para dar a los científicos una mirada sin precedentes a un mundo cuya atmósfera recuerda a la de una joven Tierra, y cuya superficie se cree rezuma de compuestos orgánicos considerados como parte de los bloques constitutivos de la vida.

Siendo la más sofisticada y científicamente ambiciosa sonda civil jamás lanzada, Cassini “nos permitirá estudiar este magnífico sistema con un detalle infernal”, dice Carolyn Porco, quien encabeza el equipo de imagen de la misión. Más aún, podría tener una historia universal para contarnos.

El sistema de Saturno recuerda a un intento de sistema solar congelado en un estado de desarrollo detenido, dice ella. Como Júpiter, Saturno es una bola gigante de gas que nunca llegó a tener la masa suficiente como para que su interior llegara al punto de ignición. Los anillos de Saturno (trozos de hielo y rocas) pueden ser reliquias del disco primigenio de polvo y gas que rodeaba al joven sistema solar hace unos 4.600 millones de años. También recuerda al disco protoplanetario que se ve alrededor de otras estrellas. Y las lunas interiores de Saturno aran huecos en los anillos, similares a los huecos que se observan en los discos gaseosos y polvorientos detectados en otros soles, De huecos como esos, los astrónomos han inferido la presencia de planetas alrededor de esas estrellas.

Así, un estudio íntimo de los procesos en Saturno podría ayudar a los investigadores a interpretar lo que ven en sistemas solares en ciernes que rodean a algunas estrellas cercanas.

“Como sistema planetario, Saturno es altamente prometedor en lo que refiere a la contestación de cuestiones que tienen un alcance científico mucho mayor que el propio Saturno”, dice la Dra. Porco.

Desde febrero, las cámaras de Cassini han estado apuntando hacia el planeta, proporcionando a los colegas y al público con deliciosos entremeses visuales. Un equipo liderado por John Clarke de la Universidad de Boston, ha utilizado el Telescopio Espacial Hubble en tándem con los instrumentos de Cassini para detectar ir obteniendo detalles del “clima espacial” del planeta (la interacción de los campos magnéticos con las partículas cargadas provenientes del Sol, conocidas como “viento solar”). Los resultados de su trabajo serán publicados este verano (boreal).

Pero la misión es tan compleja de los miembros del equipo han empleado la mayor parte de su tiempo refinando el programa de observación de la nave y el programa de computación que lo ejecutará. Eso les ha dejado poco tiempo como para hacer algo más que echar una mirada apreciativa a las imágenes que llegan. El estudio en profundidad vendrá después.

La Joya de la Corona de Cassini

Los astrónomos también han intensificado su atención para con la luna de Saturno, Titán, a la que el astrofísico Michael Flasar del Instituto de Vuelo Espacial Goddard ha dado en llamar “la joya en la corona de Cassini”. A principios de este mesa, Cassini envió sus primeras imágenes de Titán. Muestran una superficie que parece variar mucho.

Durante la misión básica de Cassini de orbitar a Saturno, programada para durar cuatro años, Titán tendrá más sobrevuelos que ningún otro objeto, excepto el mismo Saturno. Descubierta por el astrónomo holandés Christiaan Huygens en 1655, Titán es la única luna del sistema solar que posee una atmósfera. Y es un poco más grande que Mercurio, lo que le valdría el título de planeta, si estuviera orbitando al Sol por sí misma.

A lo largo de los años, la investigación ha sugerido que “en Titán, se tiene una especie de versión menor de la Tierra”, dice Caitlin Griffith, una astrónoma del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, en Tucson. Ostenta una atmósfera basada en el nitrógeno, como la Tierra. Se cree que la presión superficial de la atmósfera es similar a la de la Tierra. Pero allí donde el balance de la atmósfera terrestre es principalmente el oxígeno, Titán tiene compuestos orgánicos, tales como el metano. Parece ser que el metano, un “gas de invernadero” que atrapa el calor, pueda estar sirviendo de valla para el poco calor que Titán recibe del Sol para impulsar los patrones climáticos.

Estos patrones permanecieron envueltos en una “humoniebla” de hidrocarburos localizada en la parte superior de la atmósfera hasta hace cuatro años. En abril de 2000, la Dra. Griffith y otros dos colegas publicaron sus observaciones sobre la atmósfera de Titán utilizando una cámara en el infrarrojo cercano del Telescopio Géminis de 8 metros en la cima del Mauna Kea, Hawai. Los resultados sugerían que Titán tiene un sistema climático activo con cubiertas de nubes que varían diariamente. Los datos implicaban también que había tormentas convectivas que hacían llover metano y otros productos químicos que eran capaces de condensarse en las condiciones de Titán, La mayor parte de este clima parece concentrarse cerca del polo sur del satélite.

Las observaciones con base en tierra que han estado estirando los límites de la tecnología, también han registrado claves sobre la superficie de la luna. Las nociones acerca de un cuerpo cubierto con un vasto océano de metano líquido o rasgos superficiales tapados con una gomosidad orgánica de hasta 800 metros de espesor, están dejando lugar a una imagen más compleja.

La primavera (boreal) pasada, Griffith y sus colegas reportaron observaciones telescópicas adicionales que apuntaban a una evidencia de hielo en la superficie. Esto sugería que grandes extensiones de la corteza de hielo y roca de la luna, estaban expuestas en la superficie. Luego, en octubre, un equipo liderado por el astrónomo Donald Campbell de la Universidad de Cornell reportó el descubrimiento de ecos de radar en la superficie de Titán que parecían haberse reflejado en superficies lisas. Las señales parecían rebotar en amplios mares o lagos de hidrocarburos líquidos, o quizás de hielo. Si es hielo, dice, es tan reflectivo que parece haber sido pulido.

Explorando la Superficie

La definición de algunos de estos asuntos dependerá de la sonda Huygens, construida por la Agencia Espacial Europea. Llevará seis instrumentos diseñados para analizar la composición de la atmósfera y fotografiar sus características. También lleva instrumentos para determinar las propiedades de la superficie en su lugar de aterrizaje.

“Realmente queremos entender la química de lo que allí sucede”, dice Griffith.

Ella dice que el fallecido Carl Saga llevó a cabo experimentos en los cuales llevó una vasija con nitrógeno y metano en proporciones similares a las que se encuentran en la atmósfera de Titán. “Luego lo bombardeó” con partículas cargadas, dice. “Hallaron que había una cosa naranja que se había acumulado en un lado de la vasija. La analizaron y encontraron que contenía aminoácidos. Así que hay alguna posibilidad de que haya algunas moléculas muy interesantes, los bloques constitutivos de la vida”.

Más allá de todas las expectativas para Cassini en Saturno, ya ha probado su valía al realizar investigaciones en Júpiter. En diciembre de 2000, voló a 9,72 millones de kilómetros de Júpiter Desde ese lugar privilegiado, tomó unas 26.000 fotografías, muchas de las cuales serán utilizadas para analizar los patrones climáticos de Júpiter de maneras que el orbitador Galileo no podría realizar.

Un concepto generalmente aceptado, y que esas imágenes alteraron completamente, tenía que ver con las regiones en las cuales la atmósfera de Júpiter se elevaba y descendía. Se pensaba que las bandas blancas eran las cimas de las nubes convectivas de tormenta, mientras que las bandas más oscuras eran regiones de descensos intensos. De hecho, dice Porco, era al revés. “Encontramos a las tormentas más imponentes en las bandas oscuras”, dice.

Lo que éso significa exactamente para el clima joviano y sus fuentes de energía, tendrá que esperar a que haya un improbable interludio en las preparaciones de la llegada de Cassini, dice con un suspiro.

Los Secretos de Saturno

Saturno es el segundo planeta más grande de nuestro sistema solar, después de Júpiter. Si se las alineara, se necesitarían más de nueve Tierras para igualar al diámetro de Saturno.

La distancia promedio de la Tierra a Saturno es de más de 1.300 millones de kilómetros. Sin embargo, el orbitador Cassini utilizó la asistencia gravitatoria de los planetas y no voló en una ruta directa hacia el planeta anillado. Cuando llegue a Saturno, habrá recorrido unos 3.300 millones de kilómetros.

El planeta consiste principalmente en hidrógeno y helio. Si bien tiene materiales más pesados en su núcleo, no tiene una superficie sólida. Y podría flotar en el agua.

Los anillos principales de Saturno podrían cubrir casi totalmente la distancia de la Tierra a la Luna, pero tienen un espesor de menos de un kilómetro.

Hasta ahora, los científicos han encontrado 31 lunas que orbitan Saturno. Titán es la más grande de ellas y la segunda más grande del sistema solar (incluso, es más grande que Mercurio y que Plutón).

  

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