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La misión de la Agencia Espacial Europea (ESA, en su acrónimo inglés) Rosetta se encontrará el próximo viernes, 5 de septiembre, con el asteroide 2867 Steins a unos 360 millones de kilómetros de la Tierra. El acercamiento y posterior estudio de un asteroide constituyen un hito histórico para la exploración espacial europea y contribuirá a conocer más datos sobre el origen del Sistema Solar y los procesos que tuvieron lugar durante su formación. La misión cuenta con la participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), entre otras instituciones españolas.
El estudio de Steins es el primer objetivo científico del viaje de la sonda espacial Rosetta, que despegó a bordo de un cohete Ariane 5 de la Agencia Espacial Europea el 25 de febrero de 2004. La misión tiene como objetivo final el cometa Churyumov-Gerasimenko, que dibuja una órbita elíptica alrededor del Sol. Con su encuentro, previsto para 2014, Rosetta se convertirá en la primera sonda que orbite sobre un cometa. Asimismo, está previsto que un módulo de descenso, llamado Philae, se pose sobre su superficie para analizarla en detalle.
El propósito de este viaje es el estudio del origen y evolución de los cuerpos primitivos del Sistema Solar para trazar, así, su historia. En este sentido, como explica el investigador del CSIC y participante en el proyecto Pedro J. Gutiérrez, “el examen de un asteroide es relevante, puesto que constituye una muestra de los bloques con los que se han construido los planetas de nuestro Sistema Solar. De ahí, esta primera parada de Rosetta para estudiar Steins”.
Como explica Gutiérrez, que trabaja en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), en Granada, los responsables de la misión eligieron Steins como primer objetivo porque, aparte de que llegar hasta el objeto no comprometía la misión principal de Rosetta, es un asteroide de tipo E, asteroides que presumiblemente han sufrido procesos térmicos en su historia evolutiva.
“La NASA ya ha visitado varios asteroides tipo S, de composición rocosa, pero nunca se ha estudiado in situ un asteroide de tipo E, como Steins”, apunta Gutiérrez. “Rosetta proporcionará datos de calidad extraordinaria que permitirán conocer más sobre la formación, evolución y naturaleza de este tipo de asteroides y también sobre el Sistema Solar”.
En el desarrollo de esta fase de la misión de Rosetta, tienen especial protagonismo las dos cámaras que componen OSIRIS, uno de los 21 instrumentos que incorpora la sonda y en cuyo desarrollo ha participado el equipo que dirige el investigador del CSIC y actual presidente de la institución, Rafael Rodrigo, en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Granada.
De hecho, OSIRIS (Sistema de Imagen Óptica, Espectroscópica y de Infrarrojos, en su acrónimo inglés) ya está en funcionamiento para tomar datos que permitan corregir la trayectoria de Rosetta en su acercamiento al asteroide. OSIRIS toma imágenes diarias de Steins desde el 4 de agosto.
Los responsables de la misión prevén que el momento de mayor aproximación al asteroide, en el que Rosetta se situará a unos 800 kilómetros del mismo con una velocidad de 8,6 kilómetros por segundo, se producirá en torno a las 21,00 horas (hora peninsular española) del viernes, día 5. En ese momento, tanto Rosetta como Steins estarán iluminados por el Sol, lo cual facilitará las observaciones.
Prueba de fuego
Para Gutiérrez, el paso de Rosetta por las proximidades de Steins supone una “prueba de fuego” para la sonda. “Rosetta es una misión muy compleja, con más de 20 instrumentos. De hecho, en este sentido, es la más completa de la historia. En el acercamiento a Steins, se encenderán y tomarán datos la mayor parte de los instrumentos embarcados y será el momento de comprobar si todo funciona correctamente”, afirma.
La Estación de Espacio Profundo en Cebreros (Ávila) se encarga de comunicarse con Rosetta durante el proceso de acercamiento al asteroide.
Cundo la sonda se aproxime a su destino, Rosetta dejará de ser visible y será asistido por la estación de la ESA en Villafranca del Castillo (Madrid) y las antenas de seguimiento espacial de la NASA en Canberra (Australia) y Goldstone (EE UU).
Steins no será la última parada antes de llegar al cometa Churyumov-Gerasimenko. Está previsto que Rosetta sobrevuele el asteroide 21 Lutetia en julio de 2010. Como apunta el investigador del CSIC, su exploración despierta el interés científico porque, entre otros aspectos, se podría calcular su masa y densidad in situ, magnitudes de gran importancia en el estudio de los asteroides.
Primera misión en orbitar y posarse sobre un cometa
Tras sus observaciones a Steins, la sonda Rosetta continuará su periplo hacia el cometa Churyumov-Gerasimenko, con el que se encontrará en 2014. Los responsables de la misión han proyectado el viaje de Rosetta hacia el cometa de tal manera que el encuentro se produzca cuando éste se sitúe a unos 675 millones de kilómetros del Sol. Entonces, el cometa apenas presentará actividad y su forma se reducirá a una bola compuesta de hielo y, posiblemente, material rocoso, materiales que, se piensa, pueden constituir los restos inmaculados de la formación del Sistema Solar.
Desde ese momento, Rosetta acompañará al cometa en su viaje hacia el Sistema Solar Interno lo que permitirá observar los cambios que experimente Churyumov–Gerasimenko al aproximarse al Sol, ya que el aumento de temperatura provocará que el hielo se evapore y arrastre parte del material sólido. De esta manera, se formará la “cabellera” del cometa, que es en realidad una nube esférica de gas, una cola de polvo claramente visible y varias colas de gases ionizados. En el caso de un cometa pequeño, como el que estudiará la sonda, la pérdida de masa por órbita puede alcanzar un 1%, lo que le augura un breve futuro ya que se acerca al Sol cada 6,6 años.
Además de ser la primera sonda que tratará de orbitar y realizar un contacto directo con el núcleo de un cometa, Rosetta es pionera en otros aspectos. Es la primera sonda espacial en alimentarse únicamente de energía solar a través de dos paneles solares, de 70 metros cuadrados de superficie cada uno, que posibilitan el funcionamiento de la nave a más de 600 millones de kilómetros del Sol.
La complejidad técnica de la misión tampoco tiene precedentes. Investigadores e ingenieros de diversos países europeos han tenido que enfrentarse a retos como preparar a Rosetta para afrontar un largo camino a través del Sistema Solar (con las respectivas variaciones de temperatura), hasta alcanzar el cometa o conseguir, por primera vez, que su módulo Philae aterrice sobre el núcleo del cometa.
Participación española
Diversas instituciones españolas forman parte del proyecto. Entre ellas, el CSIC, y en especial los investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Granada, que participa en el proyecto a través de dos de los 11 instrumentos que incorpora la sonda principal.
El primero de ellos, el mencionado sistema de imagen OSIRIS, jugará un papel clave durante el estudio del cometa. Comprende dos cámaras de alta resolución (una de campo estrecho y otra de campo ancho) que estudiarán, respectivamente, el núcleo del cometa y el gas y polvo que lo rodean.
Durante los dos años en los que la nave orbitará el núcleo del cometa, OSIRIS proporcionará una completa historia tanto de la estructura del núcleo como de los cambios en la superficie y su evolución desde el comienzo de la actividad.
El instrumento ha sido desarrollado por un consorcio internacional formado por institutos y laboratorios de seis países, entre los que se encuentran, además del CSIC, el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial y la Universidad Politécnica de Madrid.
Por otro lado, los investigadores del CSIC han participado en el desarrollo del instrumento GIADA, el único de la misión dedicado al estudio de las características del polvo. Dispone de tres tipos de sensores que medirán la masa, velocidad, momento y flujo de las partículas de polvo, datos de primera importancia en la física de los cometas.
Los miembros del equipo científico y técnico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) que participan en OSIRIS y en GIADA son Rafael Rodrigo, José Juan López Moreno, Luisa M. Lara, Pedro J. Gutiérrez, José M. Castro, Miguel Herranz, Julio Rodriguez, Jose M. Jerónimo, Rafael Morales, Vic Brown, Fernando Girela y Antonio López.
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