La senda de Huygens a Titán

La senda de Huygens a Titán

Por :José Manuel García Estevez

Ahora los científicos saben exactamente cómo llegó la Huygens hasta la superficie de Titán.

La reconstrucción de la trayectoria es particularmente valiosa para una interpretación correcta de las observaciones hechas por los seis experimentos científicos de a bordo.

Es la culminación de ocho años de trabajo preparatorio y dos años de análisis de datos por parte del equipo de trabajo de la trayectoria de descenso de la Huygens.

En cualquier misión espacial son los datos científicos los que atraen la atención, aunque sin una reconstrucción precisa del camino seguido por la Huygens para alcanzar la superficie de Titán los científicos tendrían muy difícil poner estos datos en su contexto.

La Huygens llevaba un reloj interno que marcaba cada medida realizada. 'Es crucial que seamos capaces de relacionar cualquier dato medido con la altura y velocidad que tenía la nave en el momento de hacer la medición. Este es el objetivo final del esfuerzo de reconstrucción de la trayectoria', afirma Bobby Kazeminejad, copresidente del grupo de trabajo de reconstrucción de trayectoria de descenso, que ahora trabaja en el centro de operaciones espaciales alemán (DLR).

La reconstrucción de la trayectoria se dividió en tres fases. La primera fase consistió en la entrada supersónica de la sonda desde una altura de unos 1250 kilómetros por encima del suelo de Titán, en la atmósfera superior, hasta una altura de unos 100 kilómetros. Durante este tiempo, el escudo térmico frenó la sonda de 22 veces a 1.5 veces la velocidad del sonido.

La segunda fase fue el descenso en paracaídas, que se superpone con la primera fase al empezar a una altura de unos 145 kilómetros y dura hasta que la Huygens aterrizó en la superficie de Titán. En cuanto se abrió el paracaídas se pudo notar la influencia del viento. El equipo dividió el movimiento de la sonda en dos componentes: vertical y horizontal. El movimiento vertical estuvo dominado por la gravedad de Titán, tirando de la sonda hacia abajo contra la resistencia del paracaídas. El movimiento horizontal vino determinado por la fuerza del viento.

El equipó combinó las mediciones de presión y temperatura tomadas por el Instrumento de Estructura Atmosférica de la Huygens (HASI) con otras mediciones tomadas por el Paquete Científico de Superficie (SSP), el Espectrómetro de Masas y Cromatógrafo de Gases (GCMS), el Radiómetro Espectral/Imágenes de Descenso (DISR) y el Experimento Doppler del Viento (DWE).

La fase final fue la fusión de las dos reconstrucciones, usando la superposicion entre los 145-100 kilómetros.

Los resultados completos del esfuerzo hecho por Kazeminejad y sus compañeros se publican en un número especial de la revista Planetary and Space Science, dedicada a la misión Huygens. En el mismo número, David Atkinson, presidente del grupo de trabajo de la trayectoria de descenso de la Huygens, de la Universidad de Idaho, explica la organización y estructura del equipo.

Además Erich Karkoschka, de la Universidad de Arizona y sus compañeros informaron de que el DISR muestra que la sonda derivó dos grados hacia el noreste mientras bajaba de los 145 a los 50 kilómetros. Entre los 30 y los 20 kilómetros, giró cinco grados al sur antes de volver a su movimiento hacia el este. A 6.5 kilómetros de altura, invirtió su dirección, moviéndose hacia el oeste-noroeste antes de girar a sureste a 0.7 kilómetros de altura.

Además de hacer derivar a la Huygens, el viento también hizo que esta se inclinase. Mediante el análisis de la potencia de la señal de radio enviada por la Huygens a la Cassini, un equipo liderado por Yvonne Dzierma, de la Universidad de Bonn, estimó el giro de la sonda, la inclinación y el movimiento de oscilación durante el descenso.

Ralph Lorenz, del laboratorio de física aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Maryland, y sus colegas mostraron que el SSP detectó movimientos similares y reveló una capa atmosférica turbulenta entre los 20 y los 30 kilómetros. Comparando los movimientos en esta capa con los registrados por globos terrestres, Lorenz y sus compañeros sugieren que la turbulencia puede haber estado asociada con nubes.

Otro informe de Lorenz indica que la estructura de la densidad y temperatura de la atmósfera puede ser corroborada usando datos de los sensores de ingeniería de la Huygens.

Finalmente, Paul Withers, de la Universidad de Boston, explica que es posible determinar la masa molecular media de una atmósfera usando mediciones de presión y temperatura.

Tradicionalmente, la masa molecular media de una atmósfera se determina mediante un espectrómetro de masas, como el GCMS. La nueva técnica de Withers proporcionará datos adicionales en esta y futuras misiones.

El éxito de este esfuerzo es particularmente significativo debido a la combinación de la atmósfera densa y fría de Titán con los desafíos operativos que implica la enorme distancia del satélite a la Tierra, que hace que la reconstrucción de la trayectoria de la Huygens sea algo único. 'Nos damos cuenta de que no siempre aplicamos las técnicas estándar en Titán. Tenemos que usar nuevos métodos e ideas y empezar desde cero', afirma Kazeminejad.

La prueba final fue determinar si la metodología de reconstrucción y su implementación podrían predecir realmente el sitio de aterrizaje. Esto se hizo comprobando otras estimaciones, como la hecha por las imágenes del DISR y las mediciones de radar hechas por el orbitador Cassini

Todos los métodos mostraron una notable coincidencia sobre dónde aterrizó la Huygens, lo cual aumenta la confianza en que se determinó realmente cómo se comportó la sonda. 'Todo converge hacia la misma localización', dice Kazeminejad, 'Todos estos años han valido la pena'

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana (ASI).