Cassini es la sonda espacial más sofisticada jamás construida. Lanzado en 1997 como una misión conjunta de la NASA / Agencia Espacial Europea, tomó siete años viajar a Saturno. Desde entonces ha estado orbitando el sexto planeta desde el sol, enviando datos de inmenso valor científico e imágenes de magnífica belleza.
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Cassini ahora comienza una última campaña. Apodado Grand Finale, finalizará el 15 de septiembre de 2017 con la sonda hundiéndose en la atmósfera de Saturno, donde se quemará. Aunque Saturno fue visitado por tres naves espaciales en las décadas de 1970 y 1980, mis colegas científicos y yo no podríamos haber imaginado lo que la sonda espacial Cassini descubriría durante su estancia en el planeta anillado cuando se lanzó hace 20 años.
Una gran tormenta se agita en la cara de Saturno. En el momento en que se tomó esta imagen, 12 semanas después de que comenzara la tormenta, se había envuelto completamente alrededor del planeta. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) Un planeta de cambio dinámico.
Tormentas masivas aparecen periódicamente en las cimas de las nubes de Saturno, conocidas como Grandes Manchas Blancas, observables por telescopios terrestres. Cassini tiene un asiento en primera fila para estos eventos. Hemos descubierto que, al igual que las tormentas eléctricas de la Tierra, estas tormentas contienen rayos y granizo.
Cassini ha estado orbitando Saturno lo suficiente como para observar cambios estacionales que causan variaciones en sus patrones climáticos, no muy diferente de las estaciones en la Tierra. Las tormentas periódicas a menudo aparecen a fines del verano en el hemisferio norte de Saturno.
En 2010, durante la primavera del norte, una tormenta inusualmente temprana e intensa apareció en las nubes de Saturno. Fue una tormenta de tal inmensidad que rodeó todo el planeta y duró casi un año. No fue sino hasta que la tormenta se comió su propia cola que finalmente chisporroteó y se desvaneció. Estudiar tormentas como esta y compararlas con eventos similares en otros planetas (piense en la Gran Mancha Roja de Júpiter) ayuda a los científicos a comprender mejor los patrones climáticos en todo el sistema solar, incluso aquí en la Tierra.
Después de haber realizado cientos de órbitas alrededor de Saturno, Cassini también pudo investigar profundamente otras características que solo se vislumbraron desde la Tierra o sondas anteriores. Los encuentros cercanos con la luna más grande de Saturno, Titán, han permitido a los navegantes usar la gravedad de la luna para reorientar la órbita de la sonda para que pueda girar sobre los polos de Saturno. Debido al fuerte campo magnético de Saturno, los polos albergan hermosas auroras, como las de la Tierra y Júpiter.
El vórtice de seis lados de Saturno en el polo norte de Saturno conocido como 'el hexágono'. Esta es una superposición de imágenes tomadas con diferentes filtros, con diferentes longitudes de onda de colores de luz asignados. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Universidad de Hampton, CC BY) Cassini también ha confirmado la existencia de un extraño vórtice polar en forma de hexágono vislumbrado originalmente por la misión Voyager en 1981. El vórtice, una masa de gas giratorio muy parecido a un huracán, es más grande que la Tierra y tiene velocidades de viento máximas de 220 mph.
Hogar de docenas de mundos diversos.
Cassini descubrió que Saturno tiene 45 lunas más que las 17 conocidas anteriormente, colocando el total ahora en 62.
El más grande, Titán, es más grande que el planeta Mercurio. Posee una densa atmósfera rica en nitrógeno con una presión superficial una vez y media mayor que la de la Tierra. Cassini pudo sondear debajo de la capa de nubes de esta luna, descubriendo ríos que desembocan en lagos y mares y que se reponen con lluvia. Pero en este caso, el líquido no es agua, sino más bien metano y etano líquidos.
Imagen en falso color de Ligeia Mare, el segundo cuerpo de líquido más grande conocido en la luna Titán de Saturno. Está lleno de hidrocarburos líquidos. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Eso no quiere decir que el agua no sea abundante allí, pero en Titán hace tanto frío (con una temperatura superficial de -180 ℃) que el agua se comporta como roca y arena. Aunque tiene todos los ingredientes para la vida, Titán es esencialmente una "Tierra congelada", atrapada en ese momento antes de que se pueda formar la vida.
La sexta luna más grande de Saturno, Encelado, es un mundo helado de aproximadamente 300 millas de diámetro. Y para mí, es el sitio del hallazgo más espectacular de la Misión.
El descubrimiento comenzó humildemente, con un curioso bache en las lecturas del campo magnético durante el primer sobrevuelo de Encelado en 2004. Cuando Cassini pasó sobre el hemisferio sur de la luna, detectó fluctuaciones extrañas en el campo magnético de Saturno. A partir de esto, el equipo del magnetómetro Cassini dedujo que Encelado debe ser una fuente de gas ionizado.
Intrigados, instruyeron a los navegadores Cassini para que hicieran un sobrevuelo aún más cercano en 2005. Para nuestro asombro, los dos instrumentos diseñados para determinar la composición del gas por el que vuela la nave espacial, el espectrómetro de plasma Cassini (CAPS) y la masa iónica y neutra El espectrómetro (INMS) determinó que Cassini estaba pasando inesperadamente a través de una nube de agua ionizada. Emanando de grietas en el hielo en el polo sur de Encelado, estas plumas de agua brotan al espacio a velocidades de hasta 800 mph.
Estoy en el equipo que hizo la identificación positiva del agua, y debo decir que fue el momento más emocionante de mi carrera profesional. En lo que respecta a las lunas de Saturno, todos pensaron que toda la acción sería en Titán. Nadie esperaba que Enceladus, pequeño y sin pretensiones, albergara sorpresas.
La actividad geológica que ocurre en tiempo real es bastante rara en el sistema solar. Antes de Encelado, el único mundo activo conocido más allá de la Tierra era la luna Io de Júpiter, que posee volcanes en erupción. Encontrar algo parecido a Old Faithful en una luna de Saturno era prácticamente inimaginable. El hecho de que todo comenzó cuando alguien notó una lectura extraña en los datos del campo magnético es un maravilloso ejemplo de la naturaleza fortuita del descubrimiento.
La cuenca del géiser en el polo sur de Encelado, con sus columnas de agua iluminadas por la luz solar dispersa. (NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales, CC BY) La historia de Encelado solo se vuelve más extraordinaria. En 2009, las plumas se fotografiaron directamente por primera vez. Ahora sabemos que el agua de Encelado comprende el componente más grande de la magnetosfera de Saturno (el área del espacio controlada por el campo magnético de Saturno), y las plumas son responsables de la existencia misma del vasto anillo E de Saturno, el segundo anillo más externo del planeta.
Más sorprendente aún, ahora sabemos que debajo de la corteza de Encelado hay un océano global de agua salada líquida y moléculas orgánicas, todas calentadas por respiraderos hidrotermales en el fondo marino. El análisis detallado de las plumas muestra que contienen hidrocarburos. Todo esto apunta a la posibilidad de que Encelado sea un mundo oceánico que alberga vida, aquí mismo en nuestro sistema solar.
Cuando Cassini se sumerja en las cimas de las nubes de Saturno a finales de este año, marcará el final de una de las misiones de descubrimiento más exitosas jamás lanzadas por la humanidad.
Los científicos ahora están considerando misiones dirigidas a Titán, Encelado o posiblemente ambos. Una de las lecciones más valiosas que puede aprender de Cassini es la necesidad de continuar explorando. Por mucho que aprendimos de la primera nave espacial en alcanzar Saturno, nada nos preparó para lo que encontraríamos con Cassini. ¿Quién sabe lo que encontraremos a continuación?
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Dan Reisenfeld, Profesor de Física y Astronomía, Universidad de Montana.
