Resumen: (12 de enero de 2005) Anthony Del Genio, del grupo de imágenes de la Cassini, conduce una visita por ese mundo extraño y desconcertante, Titán, en el que los vientos huracanados y el smog superfrío prometen algunas de las más impresionantes imágenes de nuestro sistema solar. La misión de descenso a la superficie de Titán concentrará toda la atención en próximos días, cuando una pequeña sonda pondrá a prueba los límites de los paracaídas, de las cámaras y de las comunicaciones.





Imagínese descendiendo durante un huracán, donde la velocidad del viento puede alcanzar las 400 millas por hora y la temperatura en el suelo puede bajar hasta -300 grados Fahrenheit. Una niebla sofocante lo envuelve todo. Si todo va bien, el 14 de enero una pequeña cápsula se dará una zambullida con la esperanza de enviar datos e imágenes cercanas a la superficie de esa luna parecida a la Tierra, Titán.

Titán el 13 de diciembre de 2004, mostrando una mezcla de imágenes de la superficie y de la atmósfera. Hacer clic para ampliar. Nasa/JPL.

Como miembro del equipo de imágenes de la Cassini que estudia la atmósfera de Saturno, Anthony Del Genio ha explicado a Astrobiology Magazine su interés por el gigante de los anillos, Saturno, y por sus extrañas lunas.

Del Genio es un científico investigador del Goddard Institute for Space Studies (GISS), de la NASA, en Nueva York, y profesor adjunto en el Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de Columbia. Su interés por la atmósfera de la Tierra le ha llevado a estudiar las tormentas en otros planetas tales como Júpiter, Saturno y Titán, con el objeto de adquirir un conocimiento más fundamental de hasta qué punto sus meteorologías son diferentes a la de la Tierra.

Como gigante gaseoso, Saturno y su extraordinario clima no son completamente sorprendentes, en especial dado el enorme diámetro del planeta, su veloz rotación y su atmósfera superfría. Pero los datos sobre el clima cambiante de un nuevo planeta ofrecen una oportunidad única de confeccionar modelos y realizar investigaciones. Por ejemplo, la Cassini ya ha hecho desde su órbita importantes descubrimientos, como el de los relámpagos aproximadamente un millón de veces más fuertes que los de la Tierra.

Una sonda a remolque llamada Huygens se unió a la Cassini, y ha permanecido pegada a esta durante el viaje de siete años hasta Saturno, casi siempre en modo 'dormido'. El descenso de la sonda comenzará a las 4:07 AM del 14 de enero, hora de la costa este de Estados Unidos, y se espera que el experimento Descent Imager ofrezca un par de fotografías tomadas durante el descenso de esa tarde. Huygens será el primer objeto hecho por el hombre que investigue in situ el ambiente único de Titán, cuya química se supone que es muy similar a la que había en la Tierra antes de que apareciera la vida.

Del Genio ha compartido sus ideas con Astrobiology Magazine, y nos ha explicado por qué Saturno y Titán podrían ser de interés para un científico de la Tierra que está deseando observar situaciones atmosféricas extremas.

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Astrobiology Magazine (AM): ¿Qué se consideraría un día cálido en Titán, relativamente?

Anthony Del Genio (ADG): Un día con una temperatura de 95º Kelvin (unos -290º Fahrenheit, o -178º Celsius) es un buen día de playa en los trópicos de Titan. Que sepamos, nunca hace más calor que ese en la superficie.

AM: Dado el denso smog, ¿hay alguna incertidumbre sobre el plazo máximo de descenso de la Huygens después de su entrada en la atmósfera, dado que dependerá del viento, de la temperatura y de la presión de día?

ADG: Sí, la curva de densidades de la atmósfera es más que otro un factor de incertidumbre que afectará al descenso de la sonda e incluso a su estabilidad. No creo que se trate tanto de la niebla como, simplemente, de la composición atmosférica y de la temperatura, que de momento no conocemos con precisión.

La sonda Huygens entrará en la densa atmósfera de Titán y podrá grabar sus truenos con su micrófono. ESA.

AM: Se espera que los vientos cruzados produzcan una desviación en la caída. ¿Qué velocidad de viento se cree que es posible?

ADG: En la primera parte del descenso de la Huygens esperamos encontrar vientos de entre 100 y 200 metros por segundo (220-440 millas por hora), y que vayan bajando hasta unas decenas de metros por segundo (22 millas por hora) una vez que alcance la troposfera.

Nuestro primer análisis de las imágenes de la Cassini sugiere vientos de 30 a 40 metros por segundo (66-80 millas por hora) a altitudes de 20 a 30 kilómetros.

AM: ¿Dará el radar Doppler información sobre la atmósfera durante el descenso, o se dedicará solamente a la navegación y la orientación?

ADG: El Doppler Wind Experiment de la Huygens usa el desplazamiento Doppler en la señal de radio para inferir la velocidad del viento como consecuencia de la altitud. Esto se ha hecho en diversas sondas planetarias anteriores, por ejemplo, la Pioneer en Venus, y la Galileo.

Estamos muy interesados en esos resultados porque proporcionarán la información más detallada sobre la estructura de la 'super-rotación' de Titán, aunque sólo en un lugar en cada momento.

En combinación con el mapa de vientos a diferentes altitudes que hemos obtenido de las imágenes de la Cassini, esperamos construir en conjunto una imagen razonable de la circulación global de Titán.

AM: Cuando se intenta imaginar una atmósfera de metano superfrío, densa y espesa, ¿qué es lo que desconocemos que nos impide comprender sus cambios?

ADG: En este momento creo que las dos grandes preguntas son: ¿Hasta qué punto abunda el metano gaseoso en la atmósfera de Titán?, y ¿Cuál es la naturaleza de la superficie de Titán? Se trata de preguntas relacionadas.

La versión con más partidarios es la de que la presencia de gas metano, que es destruido por la luz ultravioleta y convertido en esa niebla estratosférica, implica que debe de haber una fuente de metano en la superficie de Titán para reponerlo.

Eso dio lugar a la idea de que debe de haber metano líquido en la superficie de Titán en forma de lagos o mares.

Simulación de Cassini alejándose de Titán. Hacer clic para ampliar. NASA/JPL.

Pero no hemos visto hasta ahora señal alguna de superficies líquidas (aunque todavía hay mucho por observar antes de que podamos establecerlo). Y las nubes de metano están ampliamente dispersas, de modo muy diferente a las nubes de agua de la Tierra.

Eso podría significar que la humedad relativa de metano estaría en el nivel bajo (alrededor de un 30%) de las estimaciones de la Cassini, es decir, que la mayor parte del tiempo la atmósfera es demasiado seca como para fabricar nubes. (Hay otras explicaciones posibles, por ejemplo, que hay mucho metano pero no partículas en aerosol disponibles para agregarse en formaciones nubosas).

Pero considerando conjuntamente la nubosidad dispersa y la dificultad de encontrar líquido en la superficie, puede que tengamos que empezar a pensar en un escenario en el cual el metano estaría sobre todo atrapado bajo la superficie, y sólo esporádicamente es liberado a la atmósfera en forma de géiseres, o a través de grietas o por aberturas.

La sonda Huygens nos dará una estimación definitiva de la cantidad de metano troposférico en una parte de la atmósfera, que debería aclarar de verdad nuestras ideas.

Niebla en una capa de la atmósfera de Titán, la luna de Saturno. Voyager Proyect, JPL, NASA.

AM: ¿Consideran estos modelos la condición fronteriza de la superficie misma, y es importante de modo global si esta superficie es líquida o con fragmentos sólidos?

ADG: Sí, los modelos tienen que incluir las condiciones de la superficie, y por dos motivos: la superficie es la fuente de metano, así que tenemos que ser capaces de estimar la tasa de evaporación (o de sublimación) del metano en la atmósfera si vamos a establecer las cifras correctas de nubosidad y precipitaciones.

Además, las superficies líquidas responden más lentamente a los cambios estacionales a la luz del día que las superficies de tierra, de modo que la predicción de los cambios de estación a través de la circulación, explicando la presencia de nubosidad primordialmente polar, etc., requiere que sepamos con qué tipo de superficie estamos tratando.

AM: En relación con las misiones de sobrevuelo, ¿qué le ha sorprendido más de Titán al observarlo de cerca?

ADG: Bueno, ahora hemos completado 3 sobrevuelos. Lo que me ha sorprendido más de la atmósfera es la escasez de nubes.

Sabíamos que en las imágenes de la superficie hasta hace poco las nubes sólo aparecían en las regiones polares. Pero yo esperaba de verdad que una vez que nos acercáramos a Titán con nuestras cámaras veríamos muchas nubes pequeñas que tendrían un tamaño demasiado pequeño para que se distinguieran desde la Tierra. Y tanto ahora como entonces vemos las mismas cosas; es como buscar una aguja en un pajar. Y comenzamos a ver nubes largas, orientadas hacia determinada zona, hace unos meses, diferente a todo lo que habíamos visto previamente desde la Tierra o en la aproximación a Saturno.

Inicialmente, pensamos que debían ser nubes de gran altitud que se habían alargado por los fuertes vientos de Titán. Pero en el sobrevuelo más reciente descubrimos que por lo menos en un caso las nubes están a menos altitud (donde los vientos deberían ser más débiles) que las nubes polares habituales. Así que ahora mismo es un misterio por qué Titán fabrica nubes con esa forma en particular.

Las imágenes en infrarrojo y en color real de la superficie muestran formaciones brillantes y oscuras y lo que pudiera ser una zona continental de un tamaño parecido al de Australia. NASA/JPL.

AM: ¿Qué descubrimiento del descenso de la Huygens le intrigaría más a usted como pensador de modelos?

ADG: Que la sonda aterrizara justo en un lago de metano del que ya hemos tomado imágenes.

A menos que suceda eso, y ese escenario parece menos probable a medida que pasa el tiempo, me intrigaría enormemente (y me dejaría perplejo) si la Huygens no encontrara vientos de altas velocidades.

Pero esa es la belleza de todo esto: al principio nos decepcionó que los datos no coincidieran con lo que esperábamos; luego nos emocionó, porque teníamos nueva información con la que jugar. Es satisfactorio cuando los datos prueban que estabas en lo cierto, pero es mucho más interesante cuando los datos te envían de vuelta al tablero de dibujo. Esos momentos de descubrimiento son los que nos mantienen en la brecha.

AM: ¿Qué trabajo hará usted para comprender lo que sucede en Titán después de la misión?

ADG: Creo que la ciencia de los modelos de 3 dimensiones del clima y de la circulación en Titán está solamente en su infancia. Los modelos de circulación general que usamos en GISS para predecir el futuro calentamiento global en la Tierra son fenomenales herramientas para adaptar a otras atmósferas planetarias.

Titán tiene mucho en común con la Tierra: una atmósfera similar densa en nitrógeno, un ciclo hidrológico, una superficie con, posiblemente, diferentes características, química orgánica, y una niebla fotoquímica.