Esquema con fecha de 10 de julio de 2014 del paso del cometa Siding Spring cerca de Marte. Nótese que la mínima distancia de aproximación está estimada en el momento de escribir esta entrada en 140.225±526 km. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Este domingo 19 de octubre, el cometa Siding Spring pasará a solo 140.225 km de Marte. La oportunidad científica de este suceso es de gran trascendencia ya que su paso permitirá estudiar un cometa procedente de la Nube de Oort así como sus efectos en la atmósfera de Marte. Diversas misiones, incluidas las que a día de hoy se encuentran en Marte, se preparan para seguir el acontecimiento.
El cometa C/2013 A1, conocido como Siding Spring, pasará a 140.225±526 km de la superficie de Marte, a unos 56 km/s (201.600 km/h), este domingo 19 de octubre a las 18:29 UTC. Una distancia de unos 140.000 km puede parecer grande pero viene a ser poco más de un tercio de la distancia que separa a la Tierra de la Luna y menos de la décima parte de la distancia a la Tierra a la que se haya registrado el paso de cualquier cometa. La oportunidad científica para estudiar este suceso no tiene precedentes debido a la procedencia e historia orbital del cometa, y debido a la oportunidad que representa poder estudiar la interacción de su atmósfera (su coma) con la atmósfera de Marte.
C/2013 A1 fue descubierto en enero de 2013 por el astrónomo Robert McNaught desde el Observatorio de Siding Spring, en Australia, razón por la que el cometa es comúnmente conocido simplemente como Siding Spring. Se trata de un cometa con un núcleo de entre 0,8 y 8 km, con una coma y una cola que se extienden unos 160.000 km y 480.000 km, respectivamente (como referencia, la distancia de la Tierra a la Luna es de 384.000 km). Se piensa que Siding Spring se originó entre las órbitas de Júpiter y Neptuno durante el proceso de formación del sistema solar, hace 4.600 millones de años, –con lo que se trata de un cuerpo más antiguo que la Tierra–, y que fue expulsado pocos millones de años después, pasando a formar parte de la Nube de Oort, una nube esférica compuesta principalmente por planetesimales helados que envuelve al sistema solar a una distancia de entre 5.000 y 100.000 UA (UA, Unidad Astronómica, es la distancia media de la Tierra al Sol, unos 150.000.000 km).
Imagen de Siding Spring tomada por el Telescopio Espacial Hubble en marzo de este año. Crédito: NASA, ESA, J.-Y. Li (Instituto de Ciencia Planetaria).
Con un período orbital del orden de millones de años, se sabe que Siding Spring nunca antes se había internado en la región del sistema solar por debajo de lo que se conoce como la línea de hielo (o línea de congelación). Esta línea está definida por la distancia al Sol más allá de la cual se da una temperatura lo suficientemente baja como para que distintos compuestos del hidrógeno como el agua, metano, amoníaco, etc. puedan condensarse formando distintos tipos de hielos. La posición de la línea de congelación se encuentra entre las órbitas de Marte y de Júpiter, y viene a reflejar la línea divisoria entre los planetas rocosos (de Mercurio a Marte) y los planetas jovianos (de Júpiter a Neptuno). Es por esta razón que el paso de Siding Spring por Marte resulta ser tan sumamente interesante ya que su paso por primera vez por la región interior del sistema solar, interior a la línea de hielo, implica que el cometa pase a sentir el suficiente calor solar (heat-treated) como para que sus compuestos volátiles helados, y preservados desde la formación del sistema solar, pasen a sublimarse y a escapar del cometa, ofreciéndonos así la oportunidad de estudiarlos por primera vez. Pero aquí no se acaba todo; además, la coma del cometa interactuará también con la atmósfera de Marte, lo que posibilitará el estudio y una mejor caracterización de las propiedades de las capas altas de la atmósfera marciana a través del análisis de los cambios en la distribución de partículas (cargadas y neutras), de cambios en la temperatura, etc.
Son muchas las misiones y observatorios que han seguido la evolución del cometa y que podrán observar y analizar su paso cercano al planeta rojo. Algunos de ellos lo harán desde lejos de Marte, como el telescopio de infrarrojos de la NASA en el Observatorio Mauna Kea, en Hawái, o misiones como el Telescopio Espacial Hubble, Kepler, Swift, STEREO, SOHO, etc. Pero algunas de las imágenes y datos científicos más relevantes procederán de las misiones que orbitan alrededor de Marte y de los vehículos exploradores que circulan por su superficie en la actualidad.
Lista de recursos que están siendo utilizados para observar el cometa Siding Spring y su paso por Marte. Crédito: NASA.
Observaciones planeadas para cada instrumento a bordo de los orbitadores y vehículos en Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
En su día se habló de la posibilidad de cierto riesgo para el segmento de misiones ubicadas en Marte. Este riesgo no radica en un posible impacto del núcleo del cometa con alguna de ellas sino en la posibilidad de recibir impactos de las partículas de polvo que se desprenden del cometa. El año pasado, distintos estudios apuntaban a que durante el período de máxima aproximación el número de partículas relativamente grandes (mayores de 0,5 mm) que podrían impactar en las naves orbitadoras podría ser de una por metro cuadrado. El cometa Siding Spring viaja en una órbita retrógrada con respecto a la de Marte, con lo que su velocidad relativa al planeta rojo durante la máxima aproximación será de 56 km/s (201.600 km/h). Una partícula de un tamaño de medio milímetro viajando a 56 km/s posee una enorme energía cinética y su impacto en una nave espacial puede producir un gran daño, por lo que se juzgó en su día que podría ser apropiado tomar ciertas precauciones.
Para ofrecer cierta protección a las sondas que orbitan Marte en la actualidad, se pueden realizar dos tipos de maniobras: de cambio de orientación o de cambio de órbita. Las naves pueden cambiar su orientación para ofrecer la menor superficie posible en la dirección esperada del flujo de partículas o para apuntar en esa dirección algún elemento de su estructura que pudiera ofrecer cierta protección a modo de escudo, o pueden ejecutar alguna maniobra orbital de cara a estar posicionadas por detrás de Marte durante los momentos de mayor riesgo: cuando Marte se encuentre a la menor distancia de la cola de polvo del cometa.
En el caso de Mars Express (MEX), de la Agencia Espacial Europea (ESA), la menor superficie que puede ofrecer es de 3 metros cuadrados. Esto significa que si las estimaciones del año pasado fueran acertadas (un impacto por metro cuadrado) se podría esperar que MEX recibiera tres impactos, lo que podría arruinar varias de sus funciones o incluso acabar con la misión en el peor de los casos. Sin embargo, a mediados de este verano se dieron a conocer estimaciones más refinadas para el flujo de partículas esperado, que consistían en 0.000001 partículas por metro cuadrado. Para el caso de MEX, este flujo resulta aproximadamente en una probabilidad de impacto de 1 en 300.000. La razón de un cambio tan grande en la estimación del flujo de partículas tiene que ver con el hecho de que ahora se sabe que la nube de polvo del cometa tan solo rozará Marte, con lo que todo apunta a que el riesgo de daños por impacto con partículas de polvo es apenas inexistente.
Ante esta información, la ESA ha decidido no modificar la órbita de MEX, aunque sí consideró la opción de contingencia consistente en apuntar su antena de alta ganancia en la dirección esperada del flujo de partículas y utilizarla así a modo de escudo; sin embargo, finalmente, la ESA también ha decidido no ejecutar esta maniobra. A pesar de los nuevos datos sobre el flujo de partículas, la NASA, sin embargo, sí decidió tomar medidas de protección consistentes en alterar la órbita de sus sondas para estar por detrás de Marte cuando éste se encuentre a la menor distancia de la cola de polvo, momento que se producirá unos 100 minutos después del de máxima aproximación con el núcleo del cometa. En ese momento, las naves de la NASA que orbitan Marte estarán situadas en el lado opuesto del planeta para que éste actúe de escudo, pero efectuarán observaciones tanto antes como después de esta ocultación, que durará entre 30 y 40 minutos.
Las sondas orbitadoras de la NASA y de la India en Marte estarán escudadas por el planeta durante el momento de máxima aproximación a la cola de polvo del cometa Siding Spring. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Las maniobras orbitales para cambiar la fase orbital o para cambiar el período orbital de cara a lograr esa posición de resguardo tras Marte en el momento previsto se han venido llevando a cabo en los últimos meses. La Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) realizó dos maniobras de ajuste orbital (OTM – Orbit Trim Maneuver) el 2 de julio y el 25 de septiembre, respectivamente, la nave Mars Odyssey ejecutó una de estas maniobras el 5 de agosto, mientras que la Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), recién llegada a Marte hace unas semanas, ha insertado una maniobra de reducción de período (PRM – Period Reduction Maneuver) dentro de su transición en curso a su órbita científica operativa. La Organización de Investigación Espacial India (ISRO) también decidió adoptar una estrategia similar a la de la NASA y, recientemente, su orbitador en Marte, la Mars Orbiter Mission (MOM), también ejecutó una pequeña maniobra orbital para posicionarse por detrás de Marte durante los momentos de mayor riesgo.
En cuanto a los vehículos exploradores Opportunity y Curiosity, el cometa se encontrará en su mayor aproximación cuando sea de día para ambos (pronto en la mañana y en el atardecer, respectivamente) de tal forma que sus mejores momentos de visibilidad se darán varias horas antes y pocas horas después de la máxima aproximación, respectivamente, cuando sea de noche para ambos vehículos. Aunque la atmósfera de Marte es unas 100 veces menos densa que la de la Tierra, se considera que ésta ofrecerá protección suficiente para ellos. Como nota anecdótica, de ir todo bien, uno de estos vehículos tendrá el honor de tomar la primera fotografía de un cometa desde otro planeta. Estamos ahora en temporada de tormentas de polvo en Marte así que esperemos que no se dé ninguna al paso del cometa para no reducir la visibilidad.
Al paso del cometa, es posible que haya un aumento en el número de meteoritos con respecto a los que normalmente se dan en Marte, lo que también propicia oportunidades de investigación interesantes ya que el paso de estos meteoritos por la atmósfera causa cambios locales de temperatura y alteraciones temporales de la química de las capas altas de la atmósfera. En cualquier caso, de existir un aumento en el número de meteoritos, se espera que éste sea leve. El paso del cometa también podría generar auroras en Marte debidas a la interacción de las atmósferas de los dos cuerpos. De producirse auroras, éstas podrán ser observadas por MAVEN y por el Telescopio Espacial Hubble. De darse, estas auroras se producirían en regiones dispersas de Marte donde se dan áreas que poseen campos magnéticos en la corteza de este planeta, los cuales son remanentes de muy baja intensidad de un campo magnético que se piensa que existió en el pasado en Marte, creado por una dinamo interna que se extinguió en algún momento.
Composición artística representando auroras que podrían darse al paso del cometa Siding Spring. Crédito: NASA Science.
El paso de Siding Spring cerca de Marte ofrece una oportunidad única de investigación. En este sentido, la situación es muy afortunada ya que no ha sido necesario diseñar, construir y lanzar una sonda específica para el estudio de un cometa con tan singulares características como las que posee Siding Spring (cosa que no habría dado tiempo a hacer desde su descubrimiento en cualquier caso) sino que es el cometa el que se acerca a un mundo como Marte, el cual ya cuenta con toda una flotilla de sondas y vehículos exploradores dispuestos a estudiarlo. Las estaciones de Goldstone en California y de Robledo de Chavela en Madrid, ambas pertenecientes a la Red de Espacio Profundo de la NASA, tendrán todas sus antenas dedicadas a las misiones que seguirán el acontecimiento. Los resultados científicos, al igual que muchas de las imágenes, prometen ser de enorme interés.
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