El orbitador que se dirige a la luna Europa de Júpiter investigará si la luna es habitable, pero primero recibirá la ayuda de la fuerza gravitatoria de Marte para llegar al espacio profundo.
El 1 de marzo, Europa Clipper de la NASA pasará a solo 550 millas (884 kilómetros) sobre la superficie de Marte para lo que se conoce como asistencia gravitatoria, una maniobra para doblar la trayectoria de la nave espacial y posicionarla para una etapa crítica de su largo viaje al sistema de Júpiter. El sobrevuelo cercano ofrece una oportunidad extra para los científicos de la misión, que probarán su instrumento de radar y su cámara termográfica.
Europa Clipper estará más cerca del Planeta Rojo a las 12:57 p.m. EST, acercándose a él a aproximadamente 15,2 millas por segundo (24,5 kilómetros por segundo) en relación con el Sol. Durante aproximadamente 12 horas antes y 12 horas después de ese momento, la nave espacial utilizará la atracción gravitatoria de Marte para bombear los frenos y remodelar su órbita alrededor del Sol. Cuando la sonda abandone Marte, viajará a una velocidad de aproximadamente 22,5 kilómetros por segundo (14 millas por segundo).
El sobrevuelo prepara a Europa Clipper para su segunda asistencia gravitacional: un encuentro cercano con la Tierra en diciembre de 2026 que actuará como una honda y le dará a la nave espacial un impulso de velocidad. Después de eso, será un viaje sencillo hacia el sistema solar exterior; la sonda está programada para llegar a la órbita de Júpiter en abril de 2030.
“Llegamos muy rápido y la gravedad de Marte actúa sobre la nave espacial para doblar su trayectoria”, dijo Brett Smith, ingeniero de sistemas de misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Mientras tanto, estamos intercambiando una pequeña cantidad de energía con el planeta, por lo que salimos en un camino que nos llevará de regreso más allá de la Tierra”.
Aprovechar la gravedad
El Europa Clipper se lanzó desde el Centro Espacial Kennedy en Florida el 14 de octubre de 2024, a través de un Falcon Heavy de SpaceX, y se embarcó en un viaje de 1.800 millones de millas (2.900 millones de kilómetros) a Júpiter, que está cinco veces más lejos del Sol que la Tierra. Sin la ayuda de Marte en 2025 y de la Tierra en 2026, la nave espacial de 12.750 libras (6.000 kilogramos) requeriría propulsor adicional, lo que agrega peso y costo, o tardaría mucho más en llegar a Júpiter.
La NASA tiene en cuenta la asistencia gravitacional en sus misiones, ya que los ingenieros descubren desde el principio cómo aprovechar al máximo el impulso de nuestro sistema solar. Es bien sabido que las sondas Voyager 1 y Voyager 2, lanzadas en 1977, aprovecharon una alineación planetaria única en la vida para sobrevolar los gigantes gaseosos, aprovechar su gravedad y captar datos sobre ellos.
Aunque los navegantes del JPL, que gestiona Europa Clipper y Voyager, llevan décadas diseñando rutas de vuelo y utilizando asistencia gravitatoria, el proceso de calcular la trayectoria de una nave espacial en relación con planetas que están en constante movimiento nunca es sencillo.
“Es como un juego de billar alrededor del sistema solar, volando junto a un par de planetas en el ángulo y el momento adecuados para acumular la energía que necesitamos para llegar a Júpiter y Europa”, dijo Ben Bradley, planificador de la misión Europa Clipper del JPL. “Todo tiene que estar alineado: la geometría del sistema solar tiene que ser la correcta para lograrlo”.
Refinando la ruta
Los navegantes enviaron la nave espacial en una trayectoria inicial que dejaba un margen de seguridad alrededor de Marte para que, si algo saliera mal en las semanas posteriores al lanzamiento, Europa Clipper no corriera el riesgo de impactar contra el planeta. Luego, el equipo utilizó los motores de la nave espacial para virar más cerca de la órbita de Marte en lo que se denomina maniobras de corrección de trayectoria o TCM.
Los controladores de la misión han realizado tres TCM para preparar el terreno para la asistencia gravitacional de Marte: a principios de noviembre, a finales de enero y el 14 de febrero. Realizarán otro TCM unos 15 días después del sobrevuelo de Marte para asegurarse de que la nave espacial esté en camino y es probable que realicen más TCM (más de 200) a lo largo de la misión, que se extenderá hasta 2034.
Oportunidad para la ciencia
Si bien los navegantes dependen de la asistencia gravitacional para la eficiencia del combustible y para mantener la nave espacial en su ruta planificada, los científicos esperan el evento para aprovechar la proximidad al Planeta Rojo y probar dos de los instrumentos científicos de la misión.
Aproximadamente un día antes de la aproximación más cercana, la misión calibrará la cámara termográfica, lo que dará como resultado una imagen multicolor de Marte en los meses siguientes a medida que se devuelvan los datos y los científicos los procesen. Y cerca de la aproximación más cercana, harán que el instrumento de radar realice una prueba de sus operaciones: la primera vez que se probarán todos sus componentes juntos. Las antenas de radar son tan grandes y las longitudes de onda que producen son tan largas que los ingenieros no pudieron probarlas en la Tierra antes del lanzamiento.
Más sobre Europa Clipper
Los tres principales objetivos científicos de Europa Clipper son determinar el espesor de la capa helada de la luna y sus interacciones con el océano que se encuentra debajo, investigar su composición y caracterizar su geología. La exploración detallada de Europa por parte de la misión ayudará a los científicos a comprender mejor el potencial astrobiológico de mundos habitables más allá de nuestro planeta.
Gestionada por Caltech en Pasadena, California, JPL lidera el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. APL diseñó el cuerpo principal de la nave espacial en colaboración con JPL y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, y el Centro de Investigación Langley en Hampton, Virginia. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias de Marshall se encarga de la gestión del programa de la misión Europa Clipper. El Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA, con sede en Kennedy, gestionó el servicio de lanzamiento de la nave espacial Europa Clipper.
Encuentre más información sobre Europa Clipper en https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech