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Desde un cometa misión Rosetta en investigación meteorológica espacial

ANN ARBOR, Michigan.— Una nave espacial enviada hacia un cometa y que ha estado dormida por más de dos años se despertará en la mañana del 20 de enero e iniciará la etapa final de su travesía de una década hacia una bola de roca, polvo y hielo de unos ochocientos metros de diámetro.

Si todo va como se ha planificado, Rosetta —una misión encabezada por la Agencia Espacial Europea y en la cual participan ingenieros y científicos de la Universidad de Michigan— será la primera nave que descienda sobre un cometa y lo siga por un período prolongado. La cápsula de descenso Philae se adosará al núcleo del cometa 67P/Churyumov-Gerasimeko en noviembre y la nave orbital operará hasta fines de 2015. Ninguna misión ha intentado hasta ahora tal observación cercana y detallada de una de estas reliquias de los primeros tiempos de nuestro sistema solar.

Los ingenieros en el Laboratorio de Investigación de Física de la UM construyeron los componentes electrónicos de un instrumento a bordo que se considera el más sensible de su tipo jamás enviado al espacio. Además un equipo de investigadores estará involucrado en la misión científica.

Si bien la mayor parte de las grandes preguntas que Rosetta procura responder se refieren al origen y la evolución del sistema solar, los científicos de la UM harán una contribución única que podría proveer conocimientos muy prácticos acerca de cómo el Sol y los planetas interactúan en el presente. Los científicos analizarán las medidas tomadas en el cometa para estudiar las interacciones del viento solar que pueden llevar a las tormentas solares. El viento solar es un torrente de partículas cargadas que emana del Sol. Las tormentas solares son erupciones de actividad que pueden amenazar a los astronautas y dañar los satélites y la red eléctrica de la Tierra.

“Cómo opera el viento solar es una de las grandes cuestiones pendientes acerca del sistema solar. Con el estudio de la forma en que interactúa con los gases del cometa podemos aprender mucho acerca de la composición del viento solar”, dijo Tamas Gombosi, Profesor Rolling M. Gerstacker de Ingeniería en el Departamento de Ciencias Atmosféricas, Oceánicas y Espaciales. Gombosi y su equipo investigador son líderes en el campo de la meteorología espacial. Un modelo que ellos desarrollaron fue adoptado recientemente por el Centro Nacional de Pronóstico Meteorológico Espacial.

En el ecuador del Sol el viento se mueve relativamente lento, dijo Gombosi. Se mueve más rápido en latitudes más altas. Las interacciones entre las dos variedades puede conducir a las tormentas magnetosféricas. La Tierra orbita en un plano cercano al del ecuador solar y eso dificulta el estudio de los vientos más rápidos desde nuestro punto de vista.

“Pero los cometas lo atraviesan todo”, dijo Gombosi. “con su ayuda podemos estudiar el viento solar rápido”.

Gombosi y los otros investigadores de la UM también trabajarán en otras metas de la misión Rosetta. Estudiarán y simularán con qué rapidez el cometa gasifica materiales de su núcleo y los emite hacia su cola durante su travesía alrededor del Sol. Estos investigadores participarán en el examen de los elementos que forman la estela, la atmósfera y la ionósfera del cometa, como asimismo a qué velocidad viajan las partículas electrificadas en la ionósfera.

Michael Combi, Profesor Colegiado Freeman Devold Milleer de Investigación en el Departamento de Ciencias Atmosféricas, Oceánicas y Espaciales, es un co investigador en varios de los instrumentos. Combi observará la tasa de sublimación del núcleo del cometa, eso es el paso de un sólido a gas, y también trabajará en el equipo que analizará esos gases. Los científicos explorarán, por ejemplo, los niveles de monóxido de carbono y de dióxido de carbono. No pueden detectar el dióxido de carbono desde la Tierra.

“Es muy difícil observar algunas de las especies químicas cuando están tan lejos y son tan tenues”, dijo Combi, quien ha estudiado los cometas por más de treinta años. “El dióxido de carbono es, probablemente, la segunda especie más abundante en la mayoría de los cometas, pero no se le ha observado en los miles de cometas que hemos mirado desde la Tierra”.

Los cometas -pequeños cuerpos de roca y hielo— estaban presentes en la nebulosa que gestó el sistema solar y han estado orbitando desde entonces en trayectorias lejanas y frías más allá de la órbita de Neptuno o un cuarto de la distancia hasta la estrella más cercana. Para los científicos los cometas son artefactos arqueológicos que les ayudan a entender cómo se formó y ha evolucionado el sistema solar. Se cree que los cometas han traído a la Tierra los océanos y quizá las semillas de la vida con materiales orgánicos.

“Hay quienes usan la analogía de que han estado en el congelador por los últimos 4,5 mil millones de años y llegan para conveniencia de nuestro estudio”, dijo Combi. “Estamos observando tanto como podemos la forma en que existía el sistema solar hace 4,5 mil millones de años”.

El cometa 67P/Churyumov-Geramisenko es uno de los objetos espaciales más pequeños en los cuales los humanos han intentado depositar una nave. Su gravedad es casi mil veces inferior a la de la Tierra.

“En el robot de descenso hay una cámara que puede mirar directamente hacia abajo de donde se estacione observando el suelo. Hay otra cámara panorámica que puede mirar alrededor y obtendrá una imagen del horizonte. Será divertido ver ese paisaje”, dijo Combi. “Será como estar parados sobre un cometa”.

Otros en el Departamento de ciencias Atmosféricas, Oceánicas y Espaciales de la UM involucrados en la misión son el profesor investigador asociado Kenneth “K.C.” Hansen, el científico investigador asociado Valeriy Tenishev, y el fellow investitador Andre Bieler.