La misión BepiColombo afronta su llegada a Mercurio después de ocho años viajando por el Sistema Solar

La misión europea y japonesa ha completado con éxito la separación del Mercury Transfer Module, encargado de transportar y propulsar sus dos orbitadores durante el largo viaje por el Sistema Solar interior. La señal recibida desde Cebreros, en España, y Malargüe, en Argentina, confirmó que la maniobra había salido según lo previsto. El próximo gran desafío llegará el 21 de noviembre, cuando BepiColombo intentará quedar atrapada definitivamente por la gravedad de Mercurio.

Después de casi ocho años viajando por el Sistema Solar interior, BepiColombo ha comenzado oficialmente su llegada a Mercurio. La misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) completó este 3 de septiembre una de las operaciones más importantes de todo el viaje, la separación del Mercury Transfer Module (MTM), el módulo encargado de proporcionar propulsión y energía durante el crucero interplanetario.

El MTM se separó del resto de la nave alrededor de las 14:00 CEST, cuando BepiColombo se encontraba a más de 200 millones de kilómetros de la Tierra. A semejante distancia, cualquier orden enviada desde nuestro planeta tarda muchos minutos en llegar, por lo que la operación había sido programada cuidadosamente y debía ejecutarse de manera autónoma.

La maniobra pone fin a la misión de una pieza fundamental de BepiColombo. El MTM ha acompañado desde 2018 a los dos vehículos que realmente estudiarán Mercurio, el Mercury Planetary Orbiter (MPO), el orbitador europeo dedicado principalmente al estudio del planeta, y Mio o Mercury Magnetospheric Orbiter, el vehículo japonés especializado en estudiar su entorno magnético y de plasma.

Ahora ambos continúan juntos hacia Mercurio. Pero todavía queda una de las partes más difíciles de toda la misión.

Recreación de la separación del Mercury Transfer Module de BepiColombo. Tras casi ocho años transportando a los dos orbitadores científicos hacia Mercurio, el MTM ha completado su misión y se ha separado del conjunto formado por MPO, Mio y su escudo protector. ESA/ATG medialab.

Ocho años y nueve encuentros planetarios para llegar a Mercurio

BepiColombo abandonó la Tierra el 20 de octubre de 2018 a bordo de un Ariane 5. Desde entonces ha recorrido una trayectoria extraordinariamente compleja que demuestra una de las paradojas de la exploración del Sistema Solar. Mercurio está relativamente cerca de la Tierra, pero alcanzarlo y permanecer a su alrededor resulta extremadamente difícil.

El problema es el Sol. Una nave que viaja hacia el interior del Sistema Solar cae progresivamente en su enorme pozo gravitatorio y aumenta su velocidad. Para poder entrar en órbita alrededor de Mercurio necesita perder suficiente energía orbital en lugar de limitarse a pasar junto al planeta a gran velocidad.

BepiColombo ha conseguido hacerlo mediante una combinación de propulsión eléctrica y nueve asistencias gravitatorias, maniobras en las que una nave utiliza la gravedad y el movimiento de un planeta para modificar su trayectoria y velocidad sin consumir grandes cantidades de combustible.

El viaje incluyó un sobrevuelo de la Tierra, dos de Venus y seis de Mercurio. El último encuentro con su futuro hogar tuvo lugar el 8 de enero de 2025.

Durante buena parte de este periplo, el MTM fue el encargado de proporcionar la propulsión necesaria. Sus motores utilizaban propulsión eléctrica solar, un sistema en el que la energía obtenida de los paneles solares permite acelerar partículas cargadas y expulsarlas a gran velocidad para generar un empuje pequeño pero extremadamente eficiente durante largos periodos.

Sus motores eléctricos se apagaron definitivamente el pasado junio. Desde entonces, BepiColombo siguió una trayectoria esencialmente balística hasta alcanzar el momento previsto para desprenderse del módulo. A partir de ahora, los propulsores químicos de MPO asumen el control de la trayectoria durante la compleja secuencia de llegada.

Mercurio fotografiado por la cámara de monitorización 3 de BepiColombo durante el tercer sobrevuelo del planeta, el 19 de junio de 2023. Estas cámaras fueron diseñadas principalmente para comprobar elementos de la nave, aunque durante el viaje han proporcionado espectaculares imágenes del planeta que BepiColombo estudiará desde órbita. ESA/BepiColombo/MTM. Procesamiento de imagen CC BY-SA 3.0 IGO.

Una separación a más de 200 millones de kilómetros de la Tierra

La operación de este 3 de septiembre comenzó mucho antes del momento de la separación. A las 12:03 CEST, el equipo de control había completado todas las comprobaciones y dio luz verde para continuar.

A las 14:00 CEST llegó el momento previsto para que el MTM se desprendiera del conjunto. Sin embargo, los controladores en la Tierra no podían saber inmediatamente si todo había funcionado.

La primera pista llegó a las 14:41 CEST.

Los equipos detectaron una variación Doppler en la señal de radio compatible con la separación. El efecto Doppler permite detectar pequeñas variaciones de velocidad a través del cambio en la frecuencia de una señal, el mismo fenómeno que hace que el sonido de una sirena cambie de tono cuando un vehículo se acerca y posteriormente se aleja.

El comportamiento de la señal coincidía con el esperado después de liberar el MTM, pero todavía faltaba la confirmación mediante telemetría.

Una señal recibida en España confirmó el éxito

La confirmación definitiva llegó a las 15:52 CEST.

Dos grandes antenas de espacio profundo de Estrack, la red de estaciones terrestres que utiliza la ESA para comunicarse con sus misiones, adquirieron la señal procedente de BepiColombo. Una se encontraba en Cebreros, Ávila, y la otra en Malargüe, Argentina.

La telemetría confirmó que el MTM se había separado correctamente y todos los sistemas se encontraban en estado nominal. Los paneles solares de MPO estaban además proporcionando energía y cargando las baterías del conjunto restante.

La participación de Cebreros resulta especialmente significativa. Desde España se recibió una de las señales que permitieron certificar el éxito de una operación ejecutada a más de 200 millones de kilómetros, cuando cualquier intervención inmediata desde el centro de control resultaba físicamente imposible por el tiempo que necesita la señal de radio para recorrer esa distancia.

Señal de BepiColombo recibida tras la separación del Mercury Transfer Module. Las antenas de espacio profundo de Estrack en Cebreros, España, y Malargüe, Argentina, confirmaron mediante telemetría que la maniobra había concluido con éxito y que los sistemas de la nave funcionaban con normalidad. ESA

BepiColombo todavía no se ha dividido en sus dos sondas

La separación del MTM puede llevar fácilmente a pensar que BepiColombo ya se ha convertido en sus dos orbitadores independientes, pero todavía MPO y Mio continúan unidos.

El conjunto que prosigue hacia Mercurio está formado por MPO, Mio y MOSIF, el escudo térmico que ha protegido al orbitador japonés durante el viaje por las regiones interiores del Sistema Solar.

MPO ha asumido ahora dos tareas que anteriormente correspondían al módulo de transferencia. Sus paneles solares proporcionan energía al conjunto y su sistema de propulsión química permitirá ejecutar las maniobras necesarias durante la llegada.

El siguiente momento decisivo llegará el 21 de noviembre de 2026. MPO y Mio, todavía unidos, serán capturados por la gravedad de Mercurio y entrarán inicialmente en una órbita polar muy elíptica de aproximadamente 674 × 178 000 kilómetros.

Será un momento histórico para la exploración europea. Hasta ahora, únicamente Mariner 10 y MESSENGER han explorado Mercurio de cerca, y solo MESSENGER llegó a orbitarlo. BepiColombo se convertirá en la segunda misión de la historia que entra en órbita alrededor del planeta.

Pero ni siquiera entonces habrá terminado la llegada.

Secuencia prevista para la llegada de BepiColombo a Mercurio. Tras la separación del MTM el 3 de septiembre, MPO y Mio entrarán juntos en órbita el 21 de noviembre. El orbitador japonés se separará en diciembre y MPO continuará reduciendo su órbita hasta alcanzar su trayectoria científica definitiva en marzo de 2027. Las operaciones científicas comenzarán el 6 de abril. ESA/ATG Europe.

Una complicada coreografía hasta abril de 2027

El 21 de noviembre marcará el comienzo de otra sucesión de operaciones que se prolongará durante meses. La llegada de BepiColombo no consiste en una única maniobra de inserción seguida inmediatamente por las observaciones científicas.

Después de ser capturada por Mercurio, la nave realizará una secuencia de maniobras para transformar progresivamente aquella enorme órbita inicial en las trayectorias científicas necesarias para sus dos vehículos. ESA prevé 16 encendidos de los motores entre la inserción orbital y marzo de 2027.

Entre el 9 y el 10 de diciembre, MPO liberará a Mio en su órbita polar elíptica definitiva, de aproximadamente 590 × 11 640 kilómetros. El orbitador japonés quedará entonces preparado para estudiar la magnetosfera de Mercurio, el viento solar y las partículas y ondas que rodean al planeta.

El 16 de diciembre llegará otra separación. MPO expulsará el MOSIF (Magnetospheric Orbiter Sunshield and Interface Structure), la estructura que ha protegido a Mio frente a las extremas condiciones térmicas del viaje hacia Mercurio, y continuará reduciendo su propia órbita mediante sus propulsores.

Finalmente, el 10 de marzo de 2027, MPO alcanzará su órbita científica, aproximadamente entre 480 y 1500 kilómetros de altitud. Después llegará un periodo final de comprobaciones y puesta en servicio de los instrumentos.

Si la secuencia se desarrolla según lo previsto, la fase científica de BepiColombo comenzará el 6 de abril de 2027. Las fechas todavía pueden sufrir modificaciones por razones operativas.

Dos naves para estudiar un mismo mundo

La espera tiene un objetivo científico especialmente ambicioso. BepiColombo será la primera misión que estudie Mercurio simultáneamente mediante dos vehículos en órbitas diferentes.

El Mercury Planetary Orbiter (MPO) de la ESA transporta once instrumentos científicos destinados a investigar la superficie, la composición, la estructura interna, la exosfera y el campo magnético del planeta. Entre ellos se encuentran cámaras y espectrómetros, un altímetro láser, magnetómetros y experimentos destinados a estudiar su interior mediante mediciones extremadamente precisas de la gravedad y del movimiento orbital.

Mio, desarrollado por JAXA, está especializado en estudiar el espacio que rodea Mercurio. Sus cinco conjuntos de instrumentos analizarán el campo magnético, las partículas cargadas, las ondas de plasma, el sodio de la tenue exosfera y el polvo interplanetario.

La utilización simultánea de ambas naves permitirá estudiar procesos desde dos lugares diferentes. Esto resulta particularmente importante para separar los cambios provocados por el entorno espacial de las variaciones locales y comprender cómo interactúa la pequeña magnetosfera de Mercurio con el viento solar.

Mercurio continúa escondiendo preguntas fundamentales. Su enorme núcleo metálico ocupa una proporción extraordinariamente grande de su interior, conserva un campo magnético global pese a su reducido tamaño y posee depósitos de hielo en regiones polares que permanecen permanentemente en sombra. Su superficie también conserva pistas sobre una historia geológica que BepiColombo podrá reconstruir con una precisión muy superior a la disponible hasta ahora.

La misión intentará comprender, en definitiva, cómo se formó Mercurio y por qué evolucionó de una manera tan diferente a Venus, la Tierra y Marte, una información que también puede ayudar a reconstruir las condiciones existentes durante la formación de los planetas rocosos.

El módulo que llevó a BepiColombo hasta su destino

El MTM termina aquí una historia iniciada en octubre de 2018. Durante el viaje, los distintos elementos apilados de BepiColombo recorrieron miles de millones de kilómetros, completaron 22 vueltas alrededor del Sol y realizaron nueve sobrevuelos planetarios antes de alcanzar esta última aproximación a Mercurio.

Su función nunca fue estudiar el planeta. El MTM era el vehículo que debía conseguir que los instrumentos científicos llegaran hasta él.

Hay además una conexión histórica especialmente apropiada. BepiColombo recibe su nombre de Giuseppe «Bepi» Colombo, matemático e ingeniero italiano que realizó importantes contribuciones al conocimiento de Mercurio y a la utilización de asistencias gravitatorias en la exploración interplanetaria.

Décadas después, una misión que lleva su nombre ha utilizado precisamente una extraordinaria coreografía de encuentros planetarios para llegar hasta el pequeño mundo situado junto al Sol.

Durante casi ocho años, el Mercury Transfer Module fue el compañero silencioso que permitió a BepiColombo abrirse camino por el Sistema Solar interior. Su viaje terminó este 3 de septiembre a las puertas de Mercurio.

MPO y Mio continúan ahora solos el último tramo. El 21 de noviembre llegará el momento que justificará todos estos años de viaje, sobrevuelos y delicadas maniobras. BepiColombo dejará finalmente de visitar Mercurio para intentar quedarse a su lado.

astroaventura

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