Científicos europeos se encuentran en las etapas finales de preparación para uno de los proyectos espaciales más ambiciosos jamás emprendidos, el lanzamiento de una misión de 12 años al sistema solar exterior para investigar si tres de las lunas de Júpiter podrían albergar vida.
La nave espacial Juice de la Agencia Espacial Europea de 1.600 millones de euros se lanzará en abril con 10 instrumentos científicos que utilizarán diferentes técnicas para observar las lunas de Ganímedes, Calisto y Europa y el espacio alrededor de Júpiter, el planeta más grande del sistema solar.
La misión examinará el complejo entorno físico y químico de Júpiter. El planeta es un “gigante gaseoso” compuesto principalmente de hidrógeno y helio que ofrecerá a los científicos pistas sobre los miles de millones de planetas y lunas similares que se cree que existen en la galaxia de la Vía Láctea. Juice, abreviatura de Jupiter Icy Moons Explorer, también ayudará a los científicos a evaluar si las criaturas vivas podrían prosperar en los océanos profundos que se espera que se encuentren debajo de las capas de hielo de las lunas.
“Haremos pruebas de habitabilidad”, dijo Günther Hasinger, director científico de la ESA, “pero Juice no incluye un instrumento capaz de detectar directamente moléculas biológicas”. Tampoco la misión complementaria Clipper que la NASA lanzará a Europa el próximo año, agregó. Incluir un instrumento de este tipo, un espectrómetro de masas, no habría sido práctico ni asequible.
Un tema clave para la habitabilidad es la estructura de los océanos de las lunas. “Si el agua se aprieta entre el hielo de arriba y el hielo de abajo, entonces las condiciones para la vida serían difíciles porque faltan los nutrientes”, dijo Hasinger. “Se necesita un fondo oceánico con minerales de silicato que puedan proporcionar nutrientes”.
Los controladores de la misión esperan lanzar la nave Juice de 6 toneladas en un cohete Ariane-5 desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa el 14 de abril, cuando la alineación de los planetas minimice la energía necesaria para llegar a su destino. La ventana de lanzamiento se extiende hasta finales de abril.
“Ariane-5 es un cohete muy poderoso, pero solo puede darnos la mitad de la energía que necesitamos para llegar a Júpiter”, dijo Justin Byrne, director científico de Airbus, el contratista principal de la misión. “Obtenemos el resto haciendo sobrevuelos planetarios, cada uno de los cuales nos brinda asistencia gravitacional a través de una maniobra de tirachinas”.
Los “sobrevuelos” implican que Juice sobrevuele la Tierra tres veces y Venus una vez, en un viaje de 6.600 millones de kilómetros que durará más de ocho años, antes de entrar en órbita alrededor de Júpiter en julio de 2031. Luego pasará tres años explorando Ganímedes, Calisto y Europa en una serie de sobrevuelos antes de la fase final de la misión: orbitar Ganímedes durante unos meses más a altitudes entre 200 km y 500 km de la superficie de la luna, dependiendo de cuánto combustible quede, y luego chocar contra Ganímedes a finales 2035.
En el camino, Juice y sus instrumentos tendrán que sobrevivir a cambios de temperatura más extremos que cualquier nave espacial anterior: desde 250 °C durante el sobrevuelo de Venus hasta -230 °C en el lado de Júpiter más alejado del sol.
Otro peligro es la intensa radiación en el campo magnético de Júpiter, que es 20.000 veces más fuerte que el de la Tierra, dijo Byrne. “Tuvimos que poner toda la electrónica sensible dentro de una bóveda revestida de plomo en la nave espacial. De lo contrario, la radiación mataría la electrónica”.
Cuando Juice llegue a Júpiter, comenzará una serie de observaciones cuidadosamente coreografiadas. “Cada sobrevuelo requiere una planificación extremadamente compleja de qué instrumento se enciende y cuándo”, dijo Hasinger. “Tienen que trabajar juntos para compartir el volumen de datos limitado”.
“Algunos son muy sensibles a las perturbaciones electromagnéticas internas, por lo que, mientras están trabajando, a veces hay que apagar los demás instrumentos”, añadió. “Actúan como una orquesta, no siempre tocando al mismo tiempo sino formando una sinfonía juntos”.
Michele Dougherty, jefa de física del Imperial College de Londres, es responsable de un instrumento especialmente sensible, el magnetómetro, que se coloca sobre un brazo de 10,6 metros de largo para aislarlo de las interferencias electromagnéticas.
“La ESA y Airbus han construido la nave espacial más limpia que he conocido”, dijo, “así que no me preocupa ninguna interferencia magnética de la nave espacial mientras tomamos nuestras medidas”.
Además de medir el entorno alrededor de Ganímedes, la única luna conocida que genera su propio campo magnético a partir de un mecanismo de dínamo interno, Dougherty espera que el magnetómetro proporcione información vital sobre la forma en que circula el agua alrededor del océano oculto de Ganímedes.
“Es una tarea realmente difícil porque tendremos que detectar señales magnéticas muy débiles de las corrientes que fluyen en el océano”, dijo. “Surgen porque el agua contiene sales que la hacen eléctricamente conductora”.
Dougherty ha estado involucrada en Juice desde las primeras etapas cuando formaba parte del equipo que definió la misión en 2008. Se espera que sus primeras observaciones en primer plano de las lunas de Júpiter se transmitan a los científicos 24 años después, a principios de 2032.
“Ha sido un camino muy largo”, dijo. “Se necesita mucha paciencia para participar en misiones a los planetas exteriores”.
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