La sonda Juice a la búsqueda de vida en las lunas de Júpiter

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La sonda Juice de la ESA despegará mañana con una imponente misión. Averiguar si existe vida en los océanos subterráneos de las grandes lunas del planeta más grande del sistema solar, Júpiter.

Armada con 11 instrumentos y experimentos, es la sonda más avanzada que la agencia espacial europea haya construido jamás.

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Imagen promocional de la Sonda de Airbus, principal fabricante de la misión.

Además de un enorme reto científico en su destino, Juice se enfrenta a muchos problemas en su camino a él. Júpiter está muy lejos, y el cohete en el que despegará no es suficientemente potente, así que la sonda deberá hacer muchas paradas antes de llegar.

Para ello, la sonda está equipada con un sistema de propulsión en base química que genera 425 Newtons de empuje. Este motor la permitirá manejarse entre las distintas maniobras de asistencia gravitacional y las dos inserciones orbitales que realizará Juice en su misión. Otro reto importante es el generar electricidad para todos los instrumentos y sobre todo las comunicaciones una vez en órbita de Júpiter. Debido a la extrema distancia a la que se encuentra del Sol, los paneles solares son unos de los más grandes jamás lanzados al espacio con un área total de 85 metros cuadrados.

Los más de 900 millones de kilómetros que llegan a separar a la Tierra y a Júpiter ponen a prueba al mejor sistema de comunicaciones. Por eso la nave está equipada con una antena principal de alta ganancia de 2,5 metros de diámetro. A esta la acompaña una antena más pequeña de media ganancia, pero que a cambio es direccionable, lo cual permitirá mantener las comunicaciones cuando se produzcan sobrevuelos de Júpiter o las lunas que visitará la misión. Muchos instrumentos implican mucha cantidad de información a transmitir, esto ha sido siempre un problema, sin embargo, Juice será capaz de transmitir 2Gb/día.

Esto permitirá a la sonda transmitir una enorme cantidad de información constantemente, aprovechando especialmente la vasta red de antenas para espacio profundo que la ESA opera e infrautiliza. En contraposición está la mucho más famosa DNS (Deep Space Network, red de espacio profundo) de la NASA la cual se encuentra al límite de sus operaciones o directamente sobrepasada. Como ejemplo, el año pasado la misión Artemisa 1 estuvo a punto de ser retrasada porque no hubiera habido ancho suficiente para esta misión y DART.

Además, estas antenas suponen el primer experimento de la suite científica que lleva la nave. La transmisión de ondas a través de objetos celestes ha sido desde los albores de la exploración espacial una forma habitual de analizar la composición de atmósferas.

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Imagen de la antena principal de Juice. Fuente: ESA

La que es la misión más cara y ambiciosa que jamás haya desarrollado la actualmente considerada segunda agencia espacial del mundo lleva el experimento de radio y 10 instrumentos.

Estos están divididos en tres categorías, instrumentos in situ, instrumentos de teledetección e instrumentos de geo física. Explicando brevemente cada uno de los paquetes, los instrumentos in situ son aquellos que tomarán mediciones “in situ” de la atmósfera de Júpiter y el plasma ambiental. Los del apartado de teledetección permitirán analizar las superficies de las lunas jovianas en busca de minerales y sustancias químicas. Por último, aquellos dedicados a la geofísica estudiarán propiedades como la gravedad. Un ejemplo aplicado de estos instrumentos es buscar irregularidades gravitatorias que indiquen concentraciones de masa, rocosa frente a la homogeneidad esperable de un océano subterráneo.

El paquete de teledetección está compuesto por cuatro instrumentos:

JANUS: sistema de cámaras ópticas. Este instrumento obtendrá imágenes de gran precisión de Ganimedes donde tendrá una resolución envidiable de 2,4 metros por pixel. Esta es aproximadamente la misma resolución que tienen los satélites del sistema Copernicus de la Comisión Europea que ofrecen fotografías públicas de alta resolución de toda la Tierra.

MAJIS: Espectrómetro de imágenes de Júpiter y sus lunas. Este espectrómetro que obtendrá imágenes espectrales en el espectro visible y en el infrarrojo con una resolución de hasta 25 metros en Ganimedes y 100 kilómetros en Júpiter.

UVS- Espectrómetro de imágenes ultravioleta. Este espectrómetro opera en el ultravioleta para analizar las atmósferas de las lunas (técnicamente exosferas en estos mundos) y del planeta.

SWI: Instrumento de onda submilimétrica.  Esta antena está diseñada para estudiar los flujos de calor en las capas medias y altas de la atmósfera joviana. Estos estudios se verán complementados por otros similares en las exosferas y superficies de las lunas.

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Infografía con los instrumentos de la misión. Fuente: ESA

El paquete in situ está compuesto por tres instrumentos

J-MAG: un magnetómetro para Juice. Este sistema está equipado en un apéndice desplegable de la sonda y estudiará uno de los grandes misterios de Júpiter, su campo magnético. Este es el encargado, en parte, de calentar las lunas del sistema y posibilitar los océanos subterráneos que dan pie a las teorías de vida cerca de la Tierra.

PEP: paquete de partículas ambientales. Este grupo de sensores se encargará de caracterizar el plasma en todo el sistema joviano. Medirá la densidad y el flujo de electrones, iones negativos y positivos, gases exoatmosféricos, plasma caliente y átomos energéticamente neutros.

RPWI: investigación de radio y plasma. Este instrumento se encargará de caracterizar las emisiones de radio y de plasma de los distintos cuerpos celestes.

Estos tres instrumentos únicamente pueden tomar medidas del plasma, campo magnético o radio que entra en contacto con los medidores. Por eso el nombre del grupo de instrumentos apela a esta necesidad de estar in situ para usarlos.

El paquete de geofisica está compuesto por tres instrumentos.

RIME: radar para exploración de lunas heladas. Este sistema se encargará de penetrar hasta 9 kilómetros en el hielo en busca de océanos, pero también puede ayudar a comprender la estructura interna de las lunas para misiones posteriores perforen aún más en el subsuelo.

GALA: altímetro láser de Ganimedes. Este instrumento permitirá estudiar las deformaciones de la principal luna de Júpiter que sufre debido a la enorme gravedad del planeta. Además, permitirá conocer la morfología y la topografía de la luna.

3GM: gravedad y geofísica de Júpiter y sus lunas. Compuesto por un transpondedor en banda Ka y un oscilador ultraestable, este instrumento medirá la gravedad de Ganimedes y estudiará si existe un océano bajo su superficie.

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Cartel promocional de la sonda estadounidense Europa Clipper. Viaje a un mundo océano reza el cartel. Fuente: NASA

Esta misión no se entiende tampoco sin la contrapartida estadounidense. La aún más compleja y más especializada Europa Clipper llegará casi simultáneamente a Júpiter que Juice, sin embargo, la sonda de la NASA solo estudiará la luna Europa.

Por contra, la agencia espacial europea aborda un problema extremadamente complejo, la búsqueda de vida, con un perfil más moderado. Maximizando el retorno científico en caso de que no haya océanos subterráneos en las lunas de Júpiter, una posibilidad muy real. En cualquier caso, el descubrimiento de un océano en mundos tan bañados en radiación como son estas lunas supondrá un cambio de paradigma en la búsqueda de vida más allá de la Tierra.

Martin Morala Andres