Mercurio, más cerca

El pasado 14 de enero, la sonda americana Messenger pasó cerca de Mercurio en su largo viaje hacia este planeta. En 2011 se convertirá en la primera nave en entrar en órbita alrededor de Mercurio, y durante un mínimo de 12 meses se dedicará a estudiarlo en detalle. Poco tiempo después, en 2013, los europeos lanzaremos nuestra misión Bepi Colombo, con el objetivo de estudiar en mayor profundidad las propiedades de este planeta. Las sondas Voyager, Cassini y Galileo nos mostraron en las últimas décadas las propiedades de los planetas gigantes del Sistema Solar con gran detalle . La próxima década le toca el turno a Mercurio, un planeta pequeño, sin apenas atmósfera y relativamente cercano, pero cuya proximidad al Sol le hace extremadamente difícil de visitar.

Mercurio sólo ha sido visitado una vez por una sonda espacial, la Mariner 10, que sobrevoló su superficie 3 veces entre 1974 y 1975. Mercurio se encuentra tan próximo al Sol que la cantidad de energía necesaria para frenar una nave espacial y entrar en órbita es prohibitiva. Para resolver este problema se han ideado 2 sistemas:

* Asistencias gravitacionales. Este procedimiento fue de hecho probado por primera vez durante la misión de la Mariner 10. Consiste en aproximar mucho la nave a un planeta, de manera que éste la arrastre en su movimiento, acelerándola o frenándola según sea la dirección de incidencia. Le robamos un poco de energía al planeta, frenándolo, o le transferimos un poco, acelerándolo. El efecto sobre el planeta es despreciable, por supuesto, pero nuestra nave puede conseguir un cambio notable de velocidad, sin gastar un gramo de combustible. Messenger realizará varias maniobras de asistencia gravitacional para llegar a Mercurio, en torno a la Tierra, Venus (ver enlace) y el mismo Mercurio. Bepi Colombo también realizará varias de estas maniobras en su viaje.

Esquema de la trayectoria que está siguiendo la nave Messenger, con indicación de los «flybys» gravitacionales (cortesía JHU/APL). Una imagen en alta resolución se encuentra en este enlace.

* Motores iónicos. Muchos los consideran la solución de futuro para los viajes interplanetarios. Consisten en una serie de electroimanes, alimentados por energía solar, que son capaces de acelerar pequeñas cantidades de combustible a velocidades mucho más elevadas que los motores químicos. El proceso es muy lento, pero como estos motores pueden estar en funcionamiento durante meses, y no sólo algunos minutos como los motores químicos, consiguen generar incrementos muy significativos de velocidad. La ESA demostró con su misión SMART-1 (CBE: «SMART-1. un éxito de principio a fin») la Luna la viabilidad de este tipo de motores, que propulsarán también a la misión Bepi Colombo.

Grandes fallas geológicas en la superficie de Mercurio (cortesía NASA). Una imagen en alta resolución se encuentra en este enlace.

El primer sobrevuelo de Mercurio por la nave Messenger nos ha proporcionado más de 1200 fotografías de excelente calidad, incluyendo las primeras imágenes de la cara que estaba oscura durante la visita del Mariner-10. Aunque a primera vista la superficie de Mercurio es muy similar a la de la Luna, las características de sus cráteres son claramente diferentes, y se aprecian grandes fallas verticales, lo que parece indicar que la composición y el origen de su corteza no tienen nada que ver con lo que observamos en la Luna. A partir de 2011 Messenger explorará con gran detalle la superficie de Mercurio, pero será la misión Bepi Colombo la que nos permitirá estudiar las formaciones geológicas de Mercurio con precisión de pocos metros.

Cara hasta ahora desconocida de Mercurio (Cortesía NASA) Una imagen en alta resolución se encuentra en este enlace.

Nuestro grupo está participando en el desarrollo de uno de los instrumentos de Bepi Colombo, el Mercury Imaging X-ray Spectrograph (MIXS), un telescopio de rayos X que permitirá medir la composición química de la superficie de Mercurio con una resolución de pocos kilómetros. De esta manera podremos estudiar las diferencias de composición entre las planicies y los cráteres, e incluso entre las paredes y el interior de los cráteres más grandes. MIXS observará la radiación X entre 0.7 y 7 keV emitida por fluorescencia de los átomos superficiales al ser irradiados por los rayos X y las partículas de altas energías procedentes del Sol. Para ello estará dotado de un novedoso espejo de rayos X formado por dos placas de microporos, que permite focalizar los fotones X con un tamaño y un peso muy reducidos, y de una cámara dotada de un sensor DEPFET de última generación. MIXS es una colaboración entre la Universidad de Leicester, la Universidad de Helsinki, el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y el Max-Planck-Institut de Munich. El mayor reto de MIXS es sin duda trabajar en el entorno de Mercurio, muy próximo al Sol, en un ambiente sometido a altas dosis de radiación y con un detector que debe mantenerse a -45C, cuando la nave alcanzará más de 100 C en las zonas más expuestas a la luz solar.

Estructura conocida como «la araña», descubierta por el Messenger y cuyo origen aún es desconocido (cortesía NASA). Una imagen en alta resolución se encuentra en este enlace.

A finales de la próxima década misiones como Messenger y Bepi Colombo nos habrán permitido estudiar en detalle un planeta más de nuestro Sistema Solar, un planeta que, a pesar de su cercanía física, ha sido esquivo hasta ahora y del que teníamos muy poca información. Pero Mercurio es un planeta rocoso, en muchos aspectos similar a la Tierra, y candidato a haber albergado vida si no se encontrara tan próximo al Sol. Conocer cómo se formó, cómo evolucionó, es esencial para llegar a conocer cómo se formó el Sistema Solar y, por lo tanto, para llegar a entender nuestros orígenes más remotos.

Más información sobre Mercurio:
NASA/Messenger
ESA. Bepi Colombo
CBE: Messenger sobrevuela Venus