Cassini-Huygens
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Cassini-Huygens es un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la ASI. Se trata de una misión espacial no tripulada cuyo objetivo es estudiar el planeta Saturno y sus satélites naturales, comúnmente llamados lunas. La nave espacial consta de dos elementos principales: la nave Cassini y la sonda Huygens. El lanzamiento tuvo lugar el 15 de octubre de 1997 y entró en la órbita el 1 de julio de 2004. El 25 de diciembre de 2004 la sonda se separó de la nave aproximadamente a las 02:00 UTC. La sonda alcanzó la mayor luna de Saturno, Titán, el 14 de enero de 2005, momento en el que descendió a la superficie del planeta para la recogida de información científica. Se trata de la primera nave que orbita Saturno y el cuarto artefacto espacial humano que lo visita.
[editar] Introducción
Los principales objetivos de la nave Cassini son:
- Determinar la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de los anillos de Saturno
- Determinar la composición de la superficie de los satélites y la historia geológica de cada objeto
- Determinar la naturaleza y el origen del material oscuro de la superficie de Jápeto
- Medir la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de la magnetosfera
- Estudiar el comportamiento dinámico de la atmósfera de Saturno
- Estudiar la variabilidad atmosférica de Titán
- Realizar la cartografía detallada de la superficie de Titán
La nave Cassini-Huygens despegó el 15 de octubre de 1997 de la estación de Cabo Cañaveral por medio de un cohete Titan IV/B de dos etapas.
La misión se compone de la nave Cassini y de la sonda Huygens. Está previsto que el orbitador Cassini sobrevuele Saturno y sus lunas durante 4 años, y que la sonda Huygens penetre en la atmósfera de Titán y aterrice en su superficie. La misión Cassini-Huygens es fruto de la colaboración entre tres agencias espaciales. Diecisiete países han contribuido a su desarrollo. El orbitador Cassini fue construido por la NASA/JPL. La sonda Huygens la realizó la ESA, mientras que la Agencia Espacial Italiana se encargó de proporcionar la antena de comunicación de alta ganancia de la Cassini.
El coste total de la misión es de aproximadamente 3.200 millones de dólares, de los cuales EEUU aportó 2.600 millones, la Agencia Espacial Europea 500 millones y la Agencia Espacial Italiana 160 millones.
[editar] Descubrimientos
[editar] Júpiter
El 30 de Diciembre de 2000 Cassini llegó al punto en que estaría más próxima a Júpiter. La nave obtuvo 26 mil imágenes y aportó información de ondas, movimientos de nubes y anillos del gigantesco planeta. Los resultados de la investigación se darían en marzo de 2003.
[editar] Teoría de la Relatividad
La Teoría de la Relatividad de Albert Einstein fue ratificada en 2003 por los científicos que estudiraron fotografías y otra información de la sonda Cassini.
[editar] Lunas
Tras descubrir los primeros días de Junio de 2004 dos nuevos satélites de Saturno: Methone y Pallene, Cassini sobrevoló la luna Febe el día 11 del mismo mes. Phoebe orbita Saturno en dirección contraria al resto de satélites. Parece ser que la luna podría contener cantidades de agua bajo la superficie.
[editar] Imágenes de los anillos y Titán
Tras penetrar en la influencia de Saturno, la sonda obtuvo las primeras imágenes de los anillos del planeta y de su luna más grande, Titán.
[editar] Orbita a Saturno
El 28 de Junio de 2004 la sonda comenzó a investigar la rotación el planeta y el 1 de Julio de ese mismo año se convirtió en el primer vehículo en orbitar el lejano mundo y acercarse a sus anillos (más adelante se descubriría un nuevo anillo).
[editar] Vuelos sobre Titán y fotografías de Mimas
El 2 de Julio de 2004 'Cassini se encontró con Titán y obtuvo más imágenes que servirían para demostrar la existencia de metano en el satélite. En Agosto obtuvo fotografías de otro satélite Mimas. En Octubre de ese año comenzarían las 45 pasadas sobre Titán que aportarían imágenes sobre la superficie del satélite.
[editar] Desprendimiento de Huygens
Cassini se desprendió de la sonda Huygens y ésta entró en la atmósfera de Titán el 14 de Enero de 2005.
[editar] Encélado
Durante estas primeras pasadas de 2005 se detectó al encontrarse 'Cassini con la luna Encélado que esta tenía un débil campo electromagnético y una significativa atmósfera.
[editar] Los anillos
El 1 de Mayo de 2005 Cassini detectó una nueva luna entre los anillos que por ese periodo comenzó a investigar exhaustivamente, volando tras ellos y detectando en estos iones de oxígeno (una sorpresa). La luna genera ondas como efecto gravitacional en los anillos.
[editar] Superficie de Encélado
Tras descubrir en el último periodo de 2005 actividad volcánica (que sólo tiene Ío, la Tierra y quizá Tritón) 'Cassini hizo un nuevo descubrimiento en Marzo de 2006. En Encélado hay grandes cantidades de agua (posiblemente helada) que es expulsada a la atmósfera de forma parecida a un géiseres.
[editar] Diseño de la nave
La nave Cassini, incluido el orbitador y la sonda Huygens es la mayor y más compleja nave interplanetaria construida hasta la fecha. Solo el orbitador tiene un peso de 2150 kilos. Cuando la sonda Huygens, de 350 kilos, el adaptador al vehículo de lanzamiento, y los 3132 kilos de carburante estén cargados, el conjunto tendrá un peso de 5600 kilos. Únicamente las dos naves del proyecto Phobos enviadas a Marte por la Unión Soviética eran más pesadas. La nave Cassini mide más de 6,8 metros, y tiene un diámetro de más de 4 metros. La complejidad del proyecto viene dada por su larga trayectoria hasta Saturno y por el ambicioso programa de experimentos científicos programados para cuando la nave llegue a su destino. Contiene 1.630 circuitos interconectados, 22.000 conexiones por cable, y más de 14 kilómetros de cableado.
Cuando la nave Cassini llegue a Saturno, estará a una distancia de entre 8,2 y 10,2 unidades astronómicas de la Tierra. Por esta razón, las señales que nos envíe o que se le manden desde la Tierra tardarán entre 68 y 84 minutos en alcanzar su destino. En la práctica, esto significa que los controladores en tierra no podrán operar en tiempo real con la nave, ya sea para operaciones cotidianas o en caso de una avería inesperada.
[editar] Instrumentación
La instrumentación de la Cassini consiste en: un RADAR, una cámara CCD, un espectrómetro de luz visible e infrarroja, un espectómetro compuesto infrarrojo, un analizador de polvo cósmico, un experimento de ondas de radio y plasma, un espectómetro de plasma, un espectrógrafo ultravioleta, un analizador de imágenes magnetosféricas, un magnetómetro, un espectrómetro de masa.A esto hay que añadir una serie de antenas, unas para comunicaciones con la Tierra y otras para realizar mediciones científicas.
[editar] Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)
Este instrumento mide la energía y carga eléctrica de partículas como electrones y protones que pueda encontrar. El espectómetro medirá las moléculas que se originan en la ionosfera de Saturno y determinará la configuración de su campo magnético. También analizará el plasma de estas áreas así como el viento solar en la magnetosfera de Saturno.Más información
[editar] Cosmic Dust Analyzer (CDA)
El analizador de polvo cósmico determina el tamaño, velocidad y dirección de partículas de polvo cerca de Saturno. Algunas de ellas orbitan Saturno, mientras que otras podrían proceder de otros sistemas solares.Más información
[editar] Composite Infrared Spectrometer (CIRS)
Este espectrómetro mide la luz infrarroja procedente de un objeto (como la atmósfera o la superficie de un planeta) para conocer mejor su temperatura y composición. Este instrumento creará un mapa tridimensional de Saturno para determinar las diferencias de temperatura y presión en diferentes altitudes, entre otras cosas.Más información
[editar] Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)
Es el encargado de medir las partículas con carga ( protones e iones pesados) y partículas neutras (como los átomos) cercanas a Saturno y Titán para conocer mejor sus atmósferas. Más información
[editar] Imaging Science Subsystem (ISS)
El llamado Subsistema de Imágenes es el que se encarga de capturar imágenes en el espectro de luz visible, así como en el infrarrojo y ultravioleta. Incorpora dos cámaras: una para captar grandes superficies y otra para pequeños detalles. Ambas son de tipo CCD, con una matriz cuadrada de 1.024 píxeles y provistas de filtros espectrales que les permiten captar diferentes rangos electromagnéticos. Más información
[editar] Dual Technique Magnetometer (MAG)
Este magnetómetro mide la intensidad y la dirección del campo magnético de Saturno. Este campo magnético está generado en parte por el núcleo extremadamente caliente de Saturno, y medirlo nos permitirá saber más sobre sus características. Más información
[editar] Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI)
Este instrumento proporcionará imágenes y otros datos sobre las partículas atrapadas en el gigantesco campo magnético de Saturno. Más información
[editar] Radio Detection and Ranging Instrument (RADAR)
Este radar nos permitirá crear mapas de la superficie de Titán y de sus elevaciones y depresiones (montañas, cañones) mediante el uso de ondas de radio, que pueden atravesar la densa atmósfera de Titán. Además, captará las señales de radio que procedan de Saturno o sus lunas. Más información
[editar] Radio and Plasma Wave Science instrument (RPWS)
Además de las ondas de radio, este instrumento medirá los campos magnético y eléctrico del medio interplanetario y en las magnetosferas de los planetas. También determinarán la densidad de electrones y la temperatura en Titán y en algunas regiones de Saturno. Más información
[editar] Radio Science Subsystem (RSS)
Básicamente utiliza los radiotelescopios situados en la Tierra para observar cómo cambian las señales emitidas por la nave al atravesar objetos como la atmósfera de Titán, los anillos de Saturno, o incluso desde detrás del Sol.
[editar] Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS)
El espectrógrafo ultravioleta es un instrumento que captura imágenes de la luz ultravioleta que refleja un objeto, como las nubes de Saturno o sus anillos, y servirá para aprender más sobre su estructura y composición.
[editar] Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS)
Compuesto por dos cámaras, este instrumento capta con una de ellas la luz visible, y con la otra la luz infrarroja. De este modo se pueden recoger detalles nuevos sobre la superficie de Saturno y sus satélites: su composición, la de sus atmósferas y anillos. Más información
[editar] La polémica sobre el uso de energía nuclear
Debido a la gran distancia entre Saturno y el Sol, los paneles solares se mostraron insuficientes para proveer de electricidad a la nave al llegar a su destino. Para conseguirlo deberían haber sido demasiado grandes y pesados. Así, Cassini se alimenta de tres RTG (generadores termoeléctricos de radioisótopos), que generan electricidad a partir de la descomposición natural del plutonio. Al final de su periodo de servicio (11 años) aún serán capaces de generar 628 watios de energía. Esto ha generado las protestas de grupos de defensa del medio ambiente, algunos físicos (el más notable M. Kaku) e incluso antiguos miembros de la NASA, a pesar de las afirmaciones por parte de la Agencia Espacial Norteamericana de que el riesgo de accidente nuclear era muy bajo.
[editar] La sonda Huygens
La sonda Huygens, fabricada por la Agencia Espacial Europea y llamada así por el astrónomo holandés del siglo XVII Christiaan Huygens, analizará la atmósfera y superficie de Titán, la mayor de las lunas de Saturno. Está diseñada para atravesar el cielo de Titán y descender en paracaídas sobre su superficie, donde depositará un laboratorio científico que se encargará de realizar diversos análisis y de mandar dicha información a la nave Casini, que a su vez la reenviará a la Tierra.
[editar] Instrumentación
La sonda Huygens contiene seis complejos instrumentos a bordo que proporcionarán una amplia variedad de datos a los científicos tras su descenso en la atmósfera de Titán. Estos instrumentos son:
[editar] Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI)
Este instrumento contiene una serie de sensores que medirán las propiedades físicas y eléctricas de la atmósfera de Titán. El acelerómetro permitirá medir la densidad de la atmósfera de Titán y las corrientes de aire. Los sensores de temperatura y presión determinarán las propiedades térmicas de la atmósfera. El HASI también contiene un micrófono, que grabará sonidos durante el descenso y el aterrizaje de la sonda.
[editar] Doppler Wind Experiment (DWE)
Este experimento usa un oscilador ultrasensible para mejorar la comunicación con la sonda, dotándola de una señal muy estable. Los vaivenes producidos por los vientos de la atmósfera se podrán entonces medir para sacar conclusiones acerca de sus características.
[editar] Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR)
Los detectores de imágenes y de espectros de este instrumento realizarán diversas mediciones sobre la radiación y el tamaño y densidad de las partículas en suspensión. Las imágenes, en el espectro de la luz visible e infrarroja, crearán un mosaico que permitirá reconstruir la zona de aterrizaje y sus alrededores.
[editar] Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS)
Este instrumento es un versátil analizador químico de gas, diseñado para identificar y medir sustancias químicas en la atmósfera de Titán. Está equipado con dos módulos para toma de muestras que se llenarán a gran altitud para un posterior análisis. El espectrómetro de masas construirá un modelo de la masa molecular de cada gas, mientras que el cromatógrafo de gases llevará a cabo un estudio más detallado de las muestras de isótopos y moléculas. Poco antes del aterrizaje se calentará el instrumento, a fin de que en contacto con la superficie se evaporen los materiales que la componen y se puedan analizar mejor.
[editar] Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP)
Este experimento captará partículas de la atmósfera en el interior de un horno, que calentará las muestras atrapadas y, mediante un proceso de pirólisis, descompondrá los materiales orgánicos volatilizados para estudiarlos.
[editar] Surface-Science Package (SSP)
El SSP contiene varios sensores diseñados para determinar las propiedades físicas de la superficie de Titán en el punto de impacto. Un sónar vigilará durante los últimos 100 metros la distancia a la superficie, midiendo la velocidad de descenso y la rugosidad del suelo.
[editar] Véase también
[editar] Enlaces externos
- Página principal de la misión Cassini
- Página de la ESA sobre la sonda Huygens
- Información en español sobre la misión
- Traducción no oficial al español de la página web de la misión
