Galileo

Galileo Llega a Júpiter

por

Sergio Torres

(Adaptado del artículo en Innovación y Ciencia, Vol. V, No. 2, pp. 8-9, 1996)

¿Qué pensaría el gran maestro Galileo Galilei si se enterara que una nave espacial llegó con precisión milimétrica al planeta Júpiter? Efectivamente, la nave espacial "Galileo" llegó, después de seis años de viaje, a Júpiter el 7 de diciembre de 1995 para estudiar este inmenso planeta y sus satélites descubiertos por Galilei hace 385 años.

La nave espacial "Galileo" fue lanzada al espacio a bordo del transbordador Atlantis en octubre de 1989 y fue inyectada en una complicada trayectoria de 3,86 mil millones de kilómetros. El diseño de la trayectoria se basa en el impulso recibido por la nave debido a la atracción gravitacional de varios planetas que se encuentra durante el viaje a Júpiter. Por ejemplo, un primer impulso fue recibido al pasar cerca a Venus, donde Galileo tuvo la oportunidad de tomar valiosas imágenes para el estudio del sistema climático de dicho planeta. Después de Venus hubo dos encuentros cercanos con la Tierra en los que se pudo utilizar la sofisticada tecnología a bordo de Galileo par estudiar nuestro propio planeta.

Para el estudio de la atmósfera de Júpiter, la nave espacial Galileo llevaba a bordo una sonda especial con instrumentos científicos que se separó del orbitador 150 días antes de su llegada a Júpiter. Tanto la sonda como el orbitador continuaron con su viaje de manera independiente. Tal como se había calculado, la sonda entró en contacto con la atmósfera de Júpiter a una velocidad de 170.700 km/hora y comenzó a transmitir las señales de radio con la información detectada por sus instrumentos a las 22:04 UT el 7 de diciembre de 1995. La sonda abrió su paracaídas y descendió por 57,6 minutos durante los cuales se efectuaron las mediciones planeadas. Las condiciones de muy alta temperatura y densidad terminaron destruyendo la sonda durante su descenso, como se había previsto, pero ya todos los datos habían quedado almacenados en el computador a bordo del orbitador. Mientras tanto pocas horas después el orbitador entró en órbita de Júpiter para comenzar una misión de dos años de exploración del planeta y sus principales satélites: Io, Europa, Gaminedes y Callisto.

Los objetivos de la misión Galileo son: (1) estudiar la magnetósfera del planeta incluyendo la región de la 'cola magnética', nunca antes vista. (2) estudiar la composición química y el estado físico de la atmósfera de Júpiter. (3) caracterizar la morfología, el estado físico y las propiedades dinámicas de los satélites de Júpiter. En total se realizarán 19 experimentos, 6 de los cuales ya se realizaron en la sonda durante su descenso. Entre los instrumentos instalados en la sonda se encuentra un espectrómetro de masa neutral, un detector de helio, un nefelómetro para detectar nubes, un radiómetro y un instrumento para verificar la existencia de tormentas eléctricas y medir partículas energéticas.

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar. Tiene un radio de 71.397 kilómetros y se encuentra a una distancia del sol de 778 millones de kilómetros. La composición química de Júpiter es en su mayoría hidrógeno y helio en una proporción similar a la que se encuentra en el universo. Es decir los datos arrojados por Galileo serán esenciales para resolver uno de los enigmas más profundos de la astrofísica: ¿Cómo se formaron los planetas del sistema solar? Una hipótesis bastante plausible, dada la evidencia experimental, es la de fragmentación de una nube primordial en pequeños trozos que luego forman los planetas. La abundancia relativa de los elementos livianos en el universo se define durante los tres primeros minutos después del "big bang" que es cuando la temperatura y la densidad de la materia es lo suficientemente alta para permitir la fisión nuclear de nuevos elementos. El resultado final de este horno cósmico es una producción inmensa de helio, de tal forma que la materia primordial generada en esos primeros minutos consiste de un 25% helio y 75% hidrógeno. Esta proporción coincide con la observada en Júpiter. Debido a la inmensa gravedad en el planeta, Júpiter es capaz de retener todos los elementos químicos que existían desde su formación lo cual no es posible en la tierra donde se han perdido varios de estos elementos. Un estudio detallado de la atmósfera de Júpiter revelará las condiciones existentes hace 4.5 mil millones de años cuando se estaban formando los planetas.

Pocas horas después de la entrada de la sonda a Júpiter los científicos en la base espacial JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA en Pasadena (California) recibieron la señal de radio y pudieron comprobar que todos los instrumentos funcionaron correctamente. Los 6 instrumentos enviaron datos suficientes sobre la atmósfera de Júpiter hasta una profundidad de 200 Km debajo de la capa atmosférica más exterior. Seis horas antes de llegar a Júpiter uno de los instrumentos de la sonda dedicado a la detección de partículas energéticas descubrió un intenso cinturón de radiación. Algo parecido a los cinturones de Van Allen existentes en la magnetósfera terrestre, pero 10 veces más energéticos. Algo inesperado en estos cinturones es la presencia de iones de helio de alta energía.

La temperatura y densidad medidas en las capas externas de la atmósfera resultaron más alta que lo esperado. La variación vertical de la temperatura a profundidades entre 100 y 150 km indican que la atmósfera interna es más seca que lo esperado. Este gradiente de temperatura también indica que a estas profundidades el proceso de convección juega un papel dominante. El estudio de nubes en la atmósfera de Júpiter encontró que éstas no son tan densas como se presumía. La naturaleza del sistema de vientos en Júpiter no es muy clara, en parte debido a la dificultad de observar a través de la atmósfera opaca. El instrumento encargado de medir las corrientes de viento midió velocidades de viento de 540 Km/h independiente de la profundidad. Estos resultados conllevan implicaciones profundas, ya que esto indica que los vientos no son producidos por calor debido al sol o por condensación del vapor de agua. Un posible mecanismo que origina los vientos parece ser el calor escapado del interior del planeta.

El experimento encargado de estudiar la actividad eléctrica de la atmósfera encontró mucho menos actividad de lo que vemos en la Tierra. El espectrómetro de masas encontró una cantidad de agua muy baja. Igualmente sucede con las concentraciones de carbono, neón, helio y azufre. Estos son apenas los resultados preliminares del análisis de los primeros datos. Se requerirá mucho trabajo para llegar a las conclusiones finales de esta misión planetaria. El laboratorio JPL mantiene una página en Internet donde se puede seguir de cerca el estado de la misión y la aparición de nuevos resultados (la dirección es