La misión Deep Impact de la NASA, que completó casi una década de exploración de cometas, fue el cazador de cometas en el espacio profundo más viajero de su tiempo. La nave visitó dos cometas y capturó imágenes de otros dos. También buscó exoplanetas y examinó sus atmósferas, para luego estudiar la Tierra como si fuera un exoplaneta. Deep Impact ayudó a encontrar agua en la Luna y sirvió de relevo para una serie de experimentos interplanetarios en Internet. Después de nueve años, los miembros del equipo perdieron el contacto con la nave mientras volaba hacia su tercer objetivo.
«El impacto en el cometa Tempel 1, el sobrevuelo del cometa Hartley 2 y la teledetección del cometa Garradd han dado lugar a tantos resultados sorprendentes que se ha replanteado por completo nuestra comprensión de la formación de los cometas y de su funcionamiento», dijo Michael A’Hearn, investigador de la misión Deep Impact, en un comunicado al cierre de la misión. «Estos pequeños restos helados de la formación de nuestro sistema solar son mucho más variados, tanto unos de otros como incluso de una parte a otra de un mismo cometa, de lo que habíamos previsto».
Excavando un cometa
La misión Deep Impact constaba de dos naves espaciales. El vehículo principal, del tamaño de una mesa de café, llevaba una segunda sonda, más pequeña, diseñada para estrellarse contra el primer cometa que la misión visitó, el Tempel-1. La nave se lanzó desde Cabo Cañaveral (Florida) el 12 de enero de 2005. El 1 de julio de ese año, Deep Impact se encontró con el cometa 9P/Tempel 1 (el nombre oficial se suele acortar a cometa Tempel 1).
Deep Impact tenía unos 10,8 pies (3,3 metros) de largo, 5,6 pies (1,7 m) de ancho y 7,5 pies (2,3 m) de alto. Además de los instrumentos científicos, la nave también llevaba un par de paneles solares y un escudo contra los desechos para protegerla del material desprendido por los cometas que encontraba. Dos instrumentos científicos, el Instrumento de Alta Resolución (HRI) y el Instrumento de Media Resolución (MRI), recogieron imágenes de cometas y cuerpos planetarios. Deep Impact también llevaba un espectrómetro de infrarrojos.
El 4 de julio de 2005, la nave espacial dejó caer su nave impactadora más pequeña en la trayectoria de Tempel 1. El impactador funcionaba con baterías y llevaba el Impactor Targeting Sensor, un rastreador estelar de alta precisión que monitorizaba la trayectoria de la nave y capturaba imágenes del cometa a corta distancia. Las imágenes se transmitieron en tiempo real al vehículo principal, y la última imagen se envió sólo 3,7 segundos antes del impacto.
La nave también llevaba un disco con 625.000 nombres enviados por personas de todo el mundo, que se vaporizó con la nave.
El impactador de 370 kilogramos (816 libras), principalmente de cobre, suministró 19 gigajulios de energía cinética para tallar un cráter en Tempel 1. Eso es tanta energía como 4,8 toneladas (4,35 toneladas métricas) de TNT. Viajando a 23.000 mph (37.000 kilómetros por hora), el impactador voló un cráter de unos 500 pies (150 m) de ancho, según las mediciones realizadas por la misión Stardust de la NASA en 2011.
El calor y la radiación del sol cocinan la superficie de estas bolas de nieve polvorientas, creando costras externas chamuscadas. La nube de escombros que se desprendió del cometa a causa de la colisión de la pequeña nave espacial reveló la primera vista del material prístino que se encuentra en el interior de un cometa y reveló a los astrónomos que Tempel 1 está cubierto de un polvo fino, «más parecido a los polvos de talco que a la arena de la playa», dijo A’Hearn.
«Hay que pensar en él en el contexto de su entorno», dijo en un comunicado Pete Schultz, científico de Deep Impact de la Universidad de Brown en Rhode Island. «Este objeto del tamaño de una ciudad está flotando en el vacío. El único momento en el que se molesta es cuando el sol lo cocina un poco o alguien le lanza una llamada de atención de 820 libras a 23.000 millas por hora».
Los científicos de la misión también determinaron que los cometas son sorprendentemente esponjosos, con un núcleo de cometa compuesto por al menos un 50 por ciento de espacio vacío y la cáscara de la superficie al menos un 75 por ciento de vacío. El resultado confirmó observaciones indirectas anteriores que sugerían que los cometas podían ser más porosos de lo que se esperaba, dijo A’Hearn.
Las observaciones realizadas por el telescopio espacial Swift de la NASA revelaron que se liberaron aproximadamente 250.000 toneladas (227.000 toneladas métricas) debido al impacto; se trata de una cantidad muy superior a la prevista inicialmente. Las observaciones de rayos X de Swift revelaron que el cometa tardó 12 días en volver a la normalidad.
Las observaciones de rayos X de Swift también proporcionaron nuevos conocimientos sobre cómo el viento solar despoja de material a los cometas y planetas.
«Por primera vez, podemos ver cómo el material liberado de la superficie de un cometa migra a la parte superior de su atmósfera», dijo John Nousek, en un comunicado. Nousek fue el director de operaciones de la misión en Penn State, donde se controlaron las operaciones científicas y de vuelo de la nave. «Esto proporcionará información fascinante sobre la atmósfera de un cometa y cómo interactúa con el viento solar. Todo esto es territorio virgen».
El equipo de Deep Impact también trabajó con el telescopio espacial Spitzer de la NASA para crear una lista de ingredientes cometarios. «Ahora, podemos dejar de adivinar lo que hay dentro de los cometas», dijo A’Hearn. «Esta información tiene un valor incalculable para reconstruir cómo pueden haberse formado nuestros propios planetas, así como otros mundos lejanos»
Estas observaciones indicaron que el cometa puede haber nacido en la parte del sistema solar que ahora ocupan Urano y Neptuno. Este hallazgo apoya el modelo de formación planetaria de Niza, que sugiere que esos dos planetas intercambiaron lugares y dispersaron los cometas en el espacio profundo.
EPOXI, dos misiones en una
Después de que la sonda pasara por Tempel 1, el equipo de la misión Deep Impact presentó una propuesta para una misión ampliada que, en realidad, serían dos misiones en una: una visita a otro cometa y la búsqueda de exoplanetas.
La Deep Impact eXtended Investigation (DIXI) se combinó con la investigación Extrasolar Planet Observation and Characterization (EPOCh) para convertirse en una nueva misión, llamada EPOXI. (La nave espacial mantuvo el nombre de Deep Impact.)
Inicialmente, la misión ampliada preveía que Deep Impact visitara el cometa 85P/Boethin, que fue observado por última vez en 1986. Debido a su órbita de 11,8 años, ese cometa sólo puede verse desde la Tierra durante los seis meses en que el cometa está más cerca del sol. Los astrónomos utilizaron 10 de los mayores telescopios del mundo, junto con el Spitzer, para buscar la radiación del cometa en lo que A’Hearn llamó «un esfuerzo heroico». Por desgracia, no pudieron encontrar su objetivo, y los investigadores propusieron que podría haberse roto debido a una explosión catastrófica.
Con la pérdida del objetivo original, los astrónomos se volvieron hacia el cometa Hartley 2. Descubierto en marzo de 1986, el cometa tenía una órbita bien conocida. Pero se necesitarían dos años más para alcanzar el objetivo en comparación con lo que habría requerido un viaje a Boethin.
Durante su prolongada misión, EPOXI dirigió sus ojos mecánicos hacia los exoplanetas. En los días anteriores a la nave espacial Kepler de la NASA para la caza de planetas, la observación de mundos alrededor de otras estrellas era un reto mayor. Deep Impact trabajó para cambiar eso.
La nave espacial estudió gigantes gaseosos masivos que orbitaban cinco estrellas diferentes en días o incluso horas, mundos conocidos como Júpiter calientes. Se sospechaba que cada uno de los cinco objetivos albergaba un segundo planeta más pequeño. El objetivo de Deep Impact era estudiar los Júpiter calientes para ver si la gravedad de estos planetas invisibles podría estar tirando de las órbitas de los mundos conocidos, haciendo que se tambaleen ligeramente.
Aunque EPOXI no encontró ningún exoplaneta, sí descubrió pruebas de que un segundo planeta podría estar orbitando una de las estrellas, Gliese 436. Aunque todavía no se ha confirmado la existencia de un segundo planeta alrededor de la estrella, también ha habido indicios de otro mundo procedentes de otras fuentes.
Deep Impact también estudió un planeta muy conocido: La Tierra. La nave pasó cinco veces por la Tierra y estudió nuestro planeta durante una rotación completa para entender mejor cómo podría ser un mundo terrestre habitable para los cazadores de exoplanetas. Aunque otras naves espaciales ya habían tomado imágenes de la Tierra y la Luna desde el espacio, Deep Impact fue la primera en observar con suficiente detalle para ver grandes cráteres en la Luna y océanos y continentes en la Tierra, dijo la NASA en un comunicado.
Las observaciones, muchas de las cuales se plasmaron en un vídeo, revelaron los cambios de brillo que sufre el planeta. El estudio también reveló destellos solares, o motas de brillo similares a los rayos del sol que se reflejan en el capó de un coche, visibles desde una distancia de unos 11 millones de millas (18 millones de km).
«Estos destellos solares son importantes, porque si viéramos un planeta extrasolar que tuviera destellos que aparecieran periódicamente, sabríamos que estamos viendo lagos, océanos u otras grandes masas de líquido, como el agua», dijo Deming. «Y si encontráramos grandes masas de agua en un planeta lejano, nos volveríamos mucho más optimistas sobre la posibilidad de encontrar vida».
EPOXI también observó la Tierra en luz infrarroja, que está mucho más allá del alcance de la vista humana. La luz roja produce un mejor contraste entre la tierra y el agua y ayuda a que las plantas destaquen.
«La gente piensa que la tierra es verdosa, pero eso es porque nuestros ojos no son sensibles en el infrarrojo», dijo Deming. «La vegetación se ve mejor en el infrarrojo».
La nave espacial también jugó un papel clave en el descubrimiento de la primera evidencia clara de agua en la superficie de la Luna. En colaboración con la nave espacial Chandrayaan-1 de la India y la sonda espacial Cassini de la NASA, Deep Impact reveló que un líquido similar al rocío se forma a diario en la luna y luego se disipa, hidratando toda la superficie lunar durante una parte del día lunar.
Hartley 2
La característica clave de la misión ampliada de Deep Impact fue su sobrevuelo del cometa Hartley 2. La nave pasó a menos de 435 millas (700 km) del cometa el 4 de noviembre de 2010, lo que convirtió a Hartley 2 en el quinto núcleo de cometa visitado por una nave espacial. A medida que Deep Impact se acercaba a Hartley 2, la sonda observó un aumento de la cantidad de cianuro liberado por el cometa sin la correspondiente liberación de polvo, durante un período de ocho días en septiembre.
«Nunca antes habíamos visto este tipo de actividad en un cometa, y podría afectar a la calidad de las observaciones realizadas por los astrónomos en tierra», dijo A’Hearn en un comunicado.
La nave también voló a través de una tormenta de hielo cometaria generada por chorros de gas de dióxido de carbono que transportaban toneladas de hielo de agua del cometa cada segundo, dijo A’Hearn. Esta fue la primera vez que los astrónomos vieron trozos de hielo en la nube que rodea a un cometa o chorros definitivamente impulsados por gas de dióxido de carbono, dijo. El equipo buscó eventos similares alrededor de Tempel 1 pero no los vio.
«Cuando vimos por primera vez todas las motas que rodean el núcleo, se nos cayó la boca», dijo Schultz en un comunicado. «Las imágenes estereoscópicas revelan que hay bolas de nieve delante y detrás del núcleo, lo que hace que parezca una escena en uno de esos globos de nieve de cristal».
El Impacto Profundo también proporcionó las primeras imágenes de un cometa lo suficientemente claras como para que los científicos pudieran relacionar chorros de polvo y gas con características específicas de la superficie. Los investigadores descubrieron que el dióxido de carbono, y no el hielo de agua, era la fuerza de propulsión de los chorros de Hartley 2.
En conjunto, los datos sugerían que Hartley 2 podría ser una especie de cometa completamente nueva. En aquel momento, los investigadores debatían si los cometas se formaban a partir de una única masa de polvo y hielo atraída por la gravedad o si una mezcolanza de cometas más pequeños construía sus núcleos a lo largo del tiempo. Hartley 2 resultó tener al menos dos, tal vez tres tipos diferentes de hielo en su núcleo, con una composición general que era muy consistente, planteando una tercera posibilidad.
«No hemos visto un cometa como este antes», dijo Michael Mumma, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en un comunicado. «Hartley 2 podría ser el primero de una nueva clase».
Hartley 2 es un cometa hiperactivo, que gira sobre un eje mientras da vueltas simultáneamente sobre otro. Los cometas hiperactivos representan entre el 5 y el 10 por ciento de todos los cometas. Con chorros y otra actividad impulsada por el dióxido de carbono, procesos como la desgasificación en los cometas hiperactivos son diferentes a los de los cometas normales.
Después de pasar por Hartley 2, Deep Impact realizó observaciones de los cometas Garradd e ISON, que llegan desde los confines del sistema solar. Los miembros del equipo también iniciaron la búsqueda de un tercer objetivo para la nave.
Pérdida de contacto
El 8 de agosto de 2013, la NASA perdió el contacto con la nave Deep Impact. Por desgracia, aún no había devuelto ninguna de sus imágenes del cometa ISON. En ese momento, la nave había viajado unos 4.700 millones de millas (7.580 millones de kilómetros) en el espacio.
Después de perder el contacto, los controladores de la misión pasaron varias semanas tratando de subir los comandos para reactivar los sistemas de a bordo de Deep Impact. Un problema de sincronización informática probablemente provocó la pérdida de control de la orientación de la nave en el espacio, dijo la NASA. Como resultado, la sonda tuvo problemas para posicionar sus antenas de radio y conjuntos solares, dificultando tanto la comunicación como la generación de energía.
El 16 de septiembre de 2013, los investigadores determinaron que no había forma de recuperar el control de la nave. Recomendaron a la NASA que declarara perdida la increíblemente prolífica misión.
«Deep Impact ha sido una nave espacial fantástica y duradera que ha producido muchos más datos de los que habíamos planeado», dijo A’Hearn en un comunicado. «Ha revolucionado nuestra comprensión de los cometas y su actividad».»
Más información:
- Lea más sobre la misión ampliada de Deep Impact en la página de Deep Impact (EPOXI) de la NASA.
- Aprenda más sobre la historia de Tempel 1.
- Aprenda más sobre el cometa Hartley 2.
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