Nuestros primeros pasos en el espacio (I)

La primera nave espacial que voló alrededor de otro objeto del Sistema Solar fue la Luna 1 (Mechta en ruso, que significa sueño). El 2 de enero de 1959, la nave alcanzó la velocidad de escape de la Tierra y se puso rumbo a la Luna. La última fase entró en ignición a destiempo por un mal funcionamiento en el sistema de control en tierra, provocando que la sonda pasara a 5995 km de la superficie lunar. Así fue como la Mechta se convirtió en el primer satélite artificial que orbita entre la Tierra y Marte con una peculiar órbita de 450 días de periodo. A pesar de todo, el lanzamiento se consideró un éxito ya que fue la primera misión después de siete intentos previos que escapó de nuestro planeta. Y además, proporcionó nuevos datos hasta entonces desconocidos sobre el cinturón de radiación que rodea la Tierra, permitió descubrir que la Luna no tiene campo magnético y detectó el viento solar que emana del sol y recorre el sistema solar.

Después de esto, tocaba explorar los planetas cercanos a la Tierra: Venus y Marte. Rusia fue la primera en mandar sondas a ambos planetas; EEUU por el contrario estudiaba la Luna y el medio entre la Tierra y Venus con las misiones Pioneer y Ranger. El programa de exploración de Venus se puso en marcha después de dos intentos fallidos de enviar un par de sondas a Marte en octubre de 1960, intentando diseñar la primera nave y poner a punto el lanzador en un tiempo récord de tres meses.

Los rusos liderados por Serguéis Pávlovich Koroliov se propusieron aterrizar en Venus. Este objetivo no se pudo cumplir ya que no se conocían las propiedades de la atmósfera del planeta y las estimaciones fueron demasiado alentadoras. Diseñaron un lander preparado para ‘avenusizar’ en una hipotética superficie oceánica de Venus, incluyendo sensores para detectar el oleaje.  En esa nave, la Venus 1VA, metieron un mensaje: un disco con el emblema soviético en un lado y un diagrama del sistema solar en el otro, colocado en el interior de una Tierra metálica de 7 cm de diámetro que había sido diseñada para flotar. Así se lanzaron las primeras sondas a nuestro vecino. La primera, 1M, perdió su rumbo a 120 km de altura antes de caer en la Siberia oriental. La segunda, preparada con demasiada urgencia para su lanzamiento en solo 4 días, tuvo un fallo en la ignición tras 290 segundos de lanzamiento.

Los comienzos de la exploración planetaria fueron duros. Tras muchos fallos, las misiones rusas Venera (1961-1984) fueron las primeras sondas construidas por el hombre en entrar en la atmósfera de otro planeta: Venera 4 el 18 de octubre de 1967; y en aterrizar en otro planeta: Venera 7 el 15 de diciembre de 1970. Estas naves sólo funcionaron 23 minutos y 2h, Venus no era el paraíso mediterráneo que esperábamos. Parecía fácil, ¿verdad?

doraaventuraespacial

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Auroras en Júpiter, descubriendo su magnetosfera

Júpiter tiene un largo, complejo, e intenso campo magnético creado por las corrientes eléctricas de su núcleo de hidrógeno. La Tierra tiene un fuerte campo magnético, pero el de Júpiter en su atmósfera es diez veces más grande que el de la Tierra. Además, es mucho más complejo, y en algunos aspectos no se parecen en nada. La intensidad y la complejidad relativas al campo magnético de la Tierra están relacionadas de alguna manera a la rápida rotación del interior metálico del gigante gaseoso.

Características del campo

La siguiente figura muestra las líneas de campo y otras características del campo magnético de Júpiter.

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El campo tiene una forma toroidal, similar a un donut, y contiene las versiones gigantes de los cinturones de Van Allen de nuestra Tierra (partículas altamente cargadas). Debido a las fuerzas asociadas a la rápida rotación de Júpiter, estos cinturones los pasamos a llamar láminas de plasma, como podemos ver en la siguiente imagen. El campo rota aproximadamente con el periodo de 9h del planeta. Los satélites Amaltea, Ío, Europa y Ganímedes orbitan alrededor de esta región; y por tanto, sus superficies se erosionan por las colisiones con dichas partículas.

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El toroide de plasma está asociado con la órbita de Ío, como vemos en la imagen. Ío tiene múltiples volcanes en su superficie. Estas partículas son expulsadas al espacio, ionizándose, según Ío se mueve en su órbita, y de vez en cuando se expulsan al resto de la región que rodea Júpiter. Esta es la mayor fuente de partículas cargadas del campo magnético joviano, siendo entonces Ío el responsable.

Magnetosfera

La magnetosfera de Júpiter (la región del espacio dominada por su campo magnético) es enorme. Interacciona con el viento solar de partículas cargadas a 7 millones de kilómetros del planeta, produciendo un arco de choque, parecido al que crea un barco navegando en el mar, que deflecta partículas cargadas del viento solar.

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De esta forma, la magnetosfera queda afectada por el viento solar, variando su tamaño y su forma.

Auroras 

Dado que, como en la Tierra, el campo magnético se comprime cuando recibe el impacto del viento solar canalizando las partículas cargadas hacia los polos de Júpiter y precipitándose en la atmósfera a lo largo de las líneas del campo, los átomos de los gases atmosféricos pierden temporalmente los electrones. Cuando los núcleos atómicos ionizados recuperan sus electrones emiten un fotón cuya suma proporciona a la aurora sus increíbles colores.

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El Observatorio de rayos X Chandra, generó una imagen con datos obtenidos desde la órbita terrestre, en marzo 2007, días después de que el Sol emitiese una poderosa eyección de masa coronal. La imagen muestra un haz de rayos X, que sorprendió a los investigadores por su intensidad, emitido por las auroras jovianas. Esta imagen se montó sobre una imagen visible de Júpiter tomada por el Telescopio Espacial Hubble.

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Ayer se publicaron las fotografías tomadas por el Hubble de las auroras de Júpiter, complementando así el trabajo de Juno. Mientras Hubble monitoriza la actividad de las auroras, la sonda Juno se encarga de medir el viento solar relacionado con la aparición de estos fenómenos. Una actividad de investigación complementaria que, según los científicos, ha ayudado a descubrir la “aparente fiesta de fuegos artificiales” que Júpiter despliega ante la inminente llegada de Juno.

This image combines an image taken with Hubble Space Telescope in the optical (taken in spring 2014) and observations of its auroras in the ultraviolet, taken in 2016.
This image combines an image taken with Hubble Space Telescope in the optical (taken in spring 2014) and observations of its auroras in the ultraviolet, taken in 2016.

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