Cassini 1997-2017

2017/09/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

“Dir que ha estat la missió més reeixida de l'exploració espacial potser massa, però una de les més reeixides”, afirma Agustín Sánchez Lavega, director del Grup de Ciències Planetàries de la UPV. “Cassini porta vint anys treballant, Huygens va ser capaç de baixar al Titane, l'aterratge més llunyà de tots els temps i tot el que està demostrant sobre el sistema de Saturn és terrible. Sens dubte, ha estat tot un èxit”.

Sánchez Lavega recorda que tenien grans expectatives quan van llançar Cassini-Huygens en 1997. “Teníem molta expectació, per exemple amb el Titane. De fet, Voyager va demostrar que la cobria amb una boira taronja compacta i que podia haver-hi moltes coses sota ella. També s'esperaven grans coses del que Cassini anava a fer a Saturn, i crec que s'han complert totes les expectatives”.

Un dels moments més emocionants va ser el moment en el qual Cassini va alliberar a Huygens i aquest va aterrar en Tità al gener de 2005. Sánchez Lavega ho recorda bé. En aquella època era membre de la Comissió Assessora per a l'Exploració del Sistema Solar de l'AQUESTA, que estava reunida a París. “Ens van informar que Huygens va aterrar en Tità i ens van mostrar el vídeo realitzat amb les imatges preses en el descens. Vam veure com travessava la boira, al principi no es veia res i de sobte comencem a veure aquests paisatges. Semblaven imatges preses dels avions durant la primera guerra mundial. Baixant i baixant, i al final vam veure el flaix de la llum del llum quan va tocar el sòl. Tota la comissió saltant. Aquella reunió de París va ser realment memorable”.

Cassini-Huygens ha estat una missió conjunta de les agències espacials dels EUA, Europa i Itàlia (NASA, AQUESTA i ASI). Per a arribar a Saturn, va passar dues vegades al costat de Venus per a aprofitar la seva ajuda gravitatòria, una vegada en la Terra i una altra a Júpiter. Quan s'acostava a Saturn va descobrir els seus dues noves llunes, Metone i Palene. La recta final la va agafar en una altra lluna de Saturn, Feben. I va entrar en l'òrbita de Saturn el 4 de juliol de 2004. “El viatge no era fàcil i molt menys entrar en l'òrbita de Saturn”, explica Sánchez Lavega. “També és destacable el periple de totes les òrbites especials posteriors, incloses les últimes en elaboració. Ha estat una meravella astrodinámica”.

I tecnològicament el mateix. “Tingues en compte que es tracta d'equips dels anys 90. Totes les eines han funcionat perfectament i per a analitzar totes les dades que s'han obtingut, no fa molts anys, es necessitarà un munt de dades. Per a molt. Per tant, la missió ha estat realment fructífera”.

Saturn a prop

Mai va estar tan prop de Saturn i des del principi va començar a enviar imatges espectaculars. Així ha continuat durant 13 anys girant al voltant de Saturn i les seves llunes, oferint espectaculars imatges i descobrint sorprenents troballes.

Saturn ha vist llamps, tempestes gegants i corrents exòtics. Cassini també va demostrar que l'hexàgon del Pol Nord descobert en la missió Voyager en 1980 seguia allí, i ha permès analitzar-ho de prop. És un corrent en forma d'hexàgon, però ningú sap per què té aquesta forma. “És un dels grans misteris de Saturn”, afirma Sánchez Lavega. “En aquest gegant gasós [Saturn és 700 vegades major que la Terra] hem vist estructures meteorològiques diferents a les de la resta del sistema solar: l'hexàgon, els terribles remolins polars, els forts vents de l'equador i la tempesta gegant de 2010”.

Tots ells han estat investigats directament per l'equip de Sánchez Lavega. Per exemple, s'han estudiat unes tempestes equatorials per a estudiar els vents de l'equador. “En l'equador hi ha vents increïbles de 1.800 km/h. En la Terra, els huracans més forts solen aconseguir els 300 km/h, pensa”. I per a Sánchez Lavega va anar especialment important l'estudi de la tempesta gegant de 2010, publicat en la portada de la revista Nature. Cada 28-30 anys es produeix a Saturn una tempesta gegant coneguda com la Gran Taca Blanca. Aquesta última, no obstant això, va arribar nou anys abans de l'esperat en 2010. “Hem tingut la sort d'explotar la tempesta mentre Cassini estava a Saturn. La tempesta va donar la volta a tot el planeta”.

Cal tenir en compte que Cassini ha estat allí gairebé la meitat de l'any de Saturn. De fet, l'any de Saturn dura aproximadament 29 anys. I allí també hi ha quatre estacions, cadascuna d'elles d'uns 7 anys. Cassini va arribar a l'hivern i ha estat fins a principis de l'estiu. “Això és important perquè permet investigar els canvis que es produeixen amb les estacions”, explica Sánchez Lavega.

Anells i llunes

També coneixem molt millor els anells tan característics de Saturn gràcies a Cassini. “Hem vist que es tracta d'un sistema viu, amb interaccions entre llunes i anells”, explica Sánchez Lavega. Per exemple, Cassini ha mostrat que l'anell E està format pel gel d'aigua que sali de la lluna. Altres llunes roben el material dels anells o produeixen ones en els anells.

L'equinoculación de Saturn va ser un moment important, ja que el Sol toca just a la vora dels anells. Cassini va sorprendre llavors que algunes de les partícules que formen els anells eren tan grans com les muntanyes. Altres partícules són de grandària residual.

Gràcies a Cassini i Huygens també hem conegut les peculiaritats de Tità. Tità és la lluna més gran de Saturn, de la grandària aproximada de Mercuri. Cassini i Huygens han mostrat que després d'aquesta boira taronja hi ha un paisatge molt semblant al de la Terra. Hi ha dunes, llacs, rius i pluja. Es considera que les dunes són de gel d'aigua recobert d'hidrocarburs, mentre que els llacs, rius i pluja són de metà. “És excepcional, l'únic cas que coneixem juntament amb la Terra és el de dipòsits líquids en superfície”, ha precisat Sánchez Lavega.

A més, alguns mesuraments realitzats per Cassini i Huygens suggereixen que sota la superfície pot haver-hi un oceà líquid format per aigua i amoníac. “En la superfície sembla haver-hi volcans de gel. I capes de boira orgànica. La seva química orgànica és excepcional. A pesar que és un món molt fred, té una química molt rica, fins i tot des del punt de vista prebiòtic”, ha afegit Sánchez Lavega.

I si Tità és genial, no és menys Entzelado. “Ha estat un gran descobriment”, segons Sánchez Lavega. El que va mesurar allí el magnetòmetre de Cassini va despertar l'atenció dels investigadors: Una mica d'Encielado s'oposava al camp magnètic de Saturn. Això significava que potser Entzelado emetia gasos. Van veure clarament la necessitat d'investigar de prop aquesta petita lluna.

En total ha estat 23 vegades al voltant de Cassini Entzelador-Encielado. És una lluna petita, d'uns 500 quilòmetres de diàmetre, però ha sorprès molt. La primera sorpresa va ser veure que té una superfície molt jove i complexa. I de seguida va venir la segona, una boira de vapor d'aigua en el Pol Sud. Van veure que des de les esquerdes superficials llança a l'espai vapor d'aigua i gel a través d'uns geiseres. Part d'aquest gel que s'expulsa constitueix l'anell E de Saturn i la resta cau a la superfície d'Entzeladoren. De fet, Entzelado està totalment cobert de gel, la qual cosa li converteix en el cos més brillant del sistema solar. Perquè Cassini va demostrar que aquest gel ve des de l'interior de la lluna.

De fet, diversos mesuraments han suggerit que Entzelado té una mar d'aigua salada sota la superfície. I l'aigua d'aquesta mar és la que sali dels geisers del Pol Sud. Cassini va poder analitzar directament el material que s'extreu dels geisers i va descobrir, a més del vapor d'aigua i el gel, la matèria orgànica, en una densitat molt major de l'esperada. I sembla que al costat d'aquesta mar poden existir fonts hidrotermals. “És emocionant que aquest petit tingui una activitat interna i un oceà amb possibilitats astrobiològiques”. I és que la vida té tots els components que creu que necessita: aigua líquida, calor i aliments.

Gran final

Després de 20 anys, Cassini ha esgotat el seu combustible. Li quedava prou per a l'última aventura. “Ara estem esperant tot el que vingui de The Grand Finale”, afirma Sánchez Lavega.

El 26 d'abril va passar per primera vegada entre Saturn i els anells. No sabien si podien existir o no partícules que poguessin danyar la sonda entre els anells i els planetes, i per si de cas l'antena principal va partir com a escut. En comprovar que no hi havia perill va redirigir l'antena cap a la Terra per a continuar enviant informació. Des de llavors s'està formant una òrbita aproximadament a la setmana. Els farà vint-i-set, abans de la seva desaparició el 15 de setembre.

“Això calia deixar-ho per al final —explica Sánchez Lavega— perquè el pas per l'interior dels anells no era fàcil i no era possible abans posar en perill la missió. Però ho ha superat amb èxit. I podrà fer coses que abans no podia fer”.

Entre altres coses, esperen que pugui determinar la massa dels anells, a causa de la incertesa existent en els mesuraments realitzats fins al moment. “Partint de la massa i gruix dels anells, creiem que també es podrà conèixer l'origen dels anells —afegeix Sánchez Lavega—, si procedeixen d'un satèl·lit destruït per la seva excessiva aproximació al planeta o si són restes que van quedar en el moment de la seva creació”. Al mateix temps, s'espera determinar l'edat dels anells.

“Prop del planeta podrà mesurar amb gran precisió el camp de gravetat i així conèixer l'interior de Saturn. I la rotació, un altre dels misteris de Saturn”. I és que encara no sabem exactament quant dura el dia de Saturn. És d'unes onze hores, però quan va arribar a Cassin la rotació havia mesurat sis minuts més lent que el mesurat per Voyager 25 anys abans. I els mesuraments posteriors semblen indicar que la velocitat de rotació també ha variat durant l'estada de Cassini. No obstant això, segons les lleis de la Física, això és molt difícil. Cassini espera ajudar a resoldre aquest misteri.

Finalment, Cassini mostrarà com és l'interior de Saturn. “Primer es tracta de saber si realment té un nucli i com és. Després, depenent de les capes d'hidrogen que envolten el nucli, no coneixem bé la física d'alta pressió que hi ha a l'interior d'aquests planetes. I jo crec que per primera vegada sabrem com actua l'hidrogen dins del planeta. I tal vegada puguem arribar a detectar algun indici sobre l'origen de la calor interior del planeta”.

“La millor manera d'acabar la missió és el millor final que es podia dissenyar per a tenir valor científic”. De fet, Cassini continuarà enviant tota la informació que rep, dirigint l'antena cap a la terra, fins a l'última hora, mentre se submergeix en el cel de Saturn. Fins a Kiskali.