Les últimes hores de Cassini

Divendres 15 de setembre direm adéu a la sonda planetària Cassini que durant els últims 13 anys ens ha oferit la millor visió del planeta Saturn. Ara en sabem molt més de l’atmosfera, dels anells i de l’extensa família de satèl·lits. I, com ha de ser, ha obligat a fer-nos noves preguntes. Però això s’acaba. El 15 de setembre la nau farà una immersió suïcida programada en la densa atmosfera del gegant anellat i quedarà destruïda.

La sonda Cassini és realment la part més visible d’una missió conjunta de l’Agència Espacial Nord-americana (NASA) i de l’Agència Espacial Europea (ESA) que arribà a Saturn a finals de l’any 2004. La missió Cassini-Huygens constava de l’orbitador Cassini (NASA) i del mòdul de descens Huygens (ESA). En arribar la missió al sistema saturnià el mòdul se separà i aterrà a la gran i enigmàtica lluna Tità. I mentre baixà amb paracaigudes a través de la densa atmosfera observà en detall els seus llacs i sistemes fluvials d’hidrocarburs.

La nau Cassini ha revolucionat el coneixement del sistema de Saturn. Fins a la seua arribada, del planeta només en sabíem el que podíem entreveure des dels telescopis terrestres o pels fugissers passos de naus com les Pionner o Voyager. Ara de Saturn en sabem molt més de la composició i temperatura de l’alta atmosfera, de les tempestes i de les potents emissions en ràdio. S’han observat per primera vegada llamps a les cares diürnes i nocturnes del planeta i s’ha estudiat l’estrany corrent en jet hexagonal al voltant del pol nord descobert per les Voyager en els anys 80.

Però si alguna cosa caracteritza Saturn és el gran sistema d’anells del que gaudeix. Fins a l’arribada de la Cassini els científics planetaris no havien tingut l’oportunitat d’estudiar en detall la grandària, composició i distribució dels anells. Els instruments de la nau han permés concloure que el rang que tenen les partícules que composen els diferents anells és molt ample, des de menors que un gra d’arena fins tan gran com muntanyes. L’origen del material no està encara clar encara que l’anell extern E està format per partícules d’aigua congelada de la lluna Encelad.

Cassini ha estudiat unes formes en forma de radis (de roda de bicicleta), “spokes” en anglès, que suren temporalment sobre els anells. Es creu que estan formats de petites partícules gelades que són elevades per una càrrega electrostàtica i només duren unes hores.

L’estabilitat del sistema d’anells és controlada per les petites llunes que circulen per les zones buides. Aquestes llunes pastores descobertes ja per les Voyager han estat observades de prop, amb gran detall. Ara s’entén clarament com s’aconsegueix que els anells no es disgreguen amb el temps. Com a exemple, ja vaig parlar fa uns mesos de les imatges de Cassini de la petita lluna Pan amb una resolució vuit vegades millor que les anteriors aproximacions. Pan orbita dins de l’anell A, tot just, dins de la divisió Encke. L’estudi de la petita lluna, especialment prop del seu equador, proporciona pistes clau de com aquests objectes interactuen amb els anells.

La gran lluna de Saturn és Tità. Més gran que Mercuri, disposa d’un complet sistema hidrogràfic amb rius, llacs i mars de metà i età liquid amb pluges des de núvols d’hidrocarburs. Després de l’arribada de Huygens a la superfície, diverses aproximacions a la lluna li ha permés a Cassini fer un mapa complet de la superfície i estudiar la composició i reaccions de la densa atmosfera en la que el gas principal és el nitrogen. A més a més s’han trobat indicis que Tità amaga en l’interior un oceà liquid probablement composat per aigua i amoníac. Les condicions observades en aquesta lluna han portat a pensar en la possible existència d’una biosfera que caldrà, de moment, preservar i estudiar en un futur.

La sorpresa més gran de Cassini va vindre de l’observació detallada de la lluna Encèlad. Des de feia dècades els científics especulaven el perquè aquesta lluna era l’objecte més brillant del sistema solar. I és que s’ha descobert que Encèlad és un petit cos gelat, amb un oceà interior que emet vapor i gel d’aigua en uns gèisers a través de les esquerdes de la superfície. L’existència d’aquest oceà ha entusiasmat els astrobiolegs que especulen la possibilitat de fonts hidrotermals i serà un lloc important on buscar vida fora de la Terra.

També ha trobat llunes estranyes com la foradada Hiperió, paradís dels espeleògs espacials del futur. A més a més és, com la nostra Lluna, un satèl·lit carregat electrostàticament.

 Bé, l’observació privilegiada de totes aquestes meravelles llunyanes s’acaba. La finestra oberta que teníem oberta sobre Saturn i les seues llunes es tanca divendres 15.

Després de tants anys de viatge Cassini pràcticament ha esgotat les reserves de combustible necessari per que els coets que li permeten maniobrar funcionen i, per tant, des del control de la missió al Jet Propulsion Laboratory, temen perdre la possibilitat en un futur pròxim de dirigir-la. El perill que un dia un Cassini descontrol·lat caiga en la lluna Tità, amb mars d’hidrocarburs o en Encèlad, un món amb dolls d’aigua que denoten l’existència d’un mar interior, és massa gran per no fer-hi res. Cassini pot carrgar encara, com a passatger indesitjat després de 20 anys a l’espai, algun bacteri terrestre resistent i contaminar uns mons, sinó amb vida pròpia, si amb una química pre-biòtica interessant d’estudiar en un futur.

Així que després d’explorar de prop les més de 60 llunes de Saturn, Cassini s’anirà acostant progressivament als anells per a submergir-se definitivament en la densa atmosfera del planeta el 15 de setembre pròxim. Després de 22 passos entre el planeta i l’anell, el passat 12 de setembre va fer una aproximació a Tità per perdre energia i d’aquesta manera modificar l’orbita per que el tornar a passar prop de Saturn s’hi acoste tant que es creme i destruïsca en penetrar en la densa atmosfera del planeta. Mentre s’acoste al seu final tràgic la nau transmetrà les últimes dades a la Terra.

Gràcies Cassini i a tot l’equip del JPL per fer-nos gaudir de les vistes privilegiades del gegant del anells.

Més informació:

Vídeo de l’Agència Espacial Europea (ESA): Cassini-Huygens_a_Saturn_success_story

Gràfics interassants de la missió: Cassini Graphics.

Com seguir on-line els últimes moments de vida de la nau Cassini: How to follow Cassini’s end of mission

Imatges:
1.- Gran Final de Cassini. En l’òrbita final, Cassini se submergirà en Saturn lluitant per mantenir la seua antena apuntada a la Terra a mesura que transmet el seu comiat. En els cels de Saturn, el viatge s’acaba, ja que Cassini passa a formar part del planeta mateix. NASA / JPL-Caltech.
2.- Esquema de l’última setmana del Gran Final de Cassini. NASA / JPL-Caltech
3.- Una còpia a mida real de la sonda Huygens al Cosmo Caixa de Barcelona. Enric Marco.
4.- Hexàgon polar nord a Saturn. Vortex i anells (2 Abril 2, 2014). NASA / JPL-Caltech.
5.- Imatge d’alta resolució (uns 3 km per pixel) de la part central de l’anell  B Ring (98,600 a 105,500 km des del centre de Saturn). Les estructurees mostren (des de 40 km d’ample al centre fins a 300-500 km d’ample a la dreta) que els anells estan molt ben definits a escales per sota la resolució de la imatge. 6 juliol 2017.
6.- Imatge no processada de la lluna Pan entremig de la divisió d’Encke, a l’anell A de Saturn.NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
7.- Aquesta imatge està composta de diverses imatges preses en dos sobrevols de Tità  el 9  Oct.  (T19) i 25 Oct. (T20).
8.- NASA/JPL/SSI; Mosaic: Emily Lakdawalla
9.-  NASA/JPL/Space Science Institute
10.- La nau Cassini en els últims moments abans de ser cremada en l’atmosfera de Saturn. NASA / JPL-Caltech.

Els 40 anys de l’odissea Voyager

Fa uns dies es publicà a la Vanguardia en paper l’article de Cristina Sáez sobre la llarga i fructífera odissea de les dues naus Voyager. Ara fa 40 anys s’envià la primera de la naus, la Voyager II i és interessant recordar que l’exploració de Júpiter, Saturn, Urà i Neptú va obrir una nova visió del Sistema Solar. Res ja no va ser igual després del pas de les naus per aquests planetes. El Sistema Solar és molt més complex i interessant del que es pensava. Ah! I l’aventura continua ja que les naus sembla que han eixit de l’heliopausa, la frontera externa del Sistema Solar. Ja es troben a l’espai interestel·lar.

I com que vaig col·laborar en l’article de la Vanguardia, us pose ací els primers paràgrafs per a que obriu boca. El final de l’article el podeu seguit a la web de la Vanguardia. Ah! A l’edició en paper hi ha una espectacular infografia d’una de les Voyager i de les rutes seguides. I més informació sobre el rol de Carl Sagan en la missió.


Els 40 anys de l’odissea Voyager
Cristina Sáez, La Vanguardia, 21/08/2017

Ningú va imaginar que la missió aconseguiria arribar tan lluny. I no obstant això, 40 anys després, després d’haver completat un gran tour per quatre planetes del sistema solar enfrontant-se a condicions extremes, les naus bessones robòtiques Voyager continuen ara endinsant-se en els confins de l’univers i comunicant-se amb la NASA diàriament. Han aportat imatges i observacions molt valuoses que han revolucionat el coneixement que es tenia sobre el nostre veïnat còsmic. I encara avui proporcionen dades valuoses sobre l’espai interestel·lar.

Cap de nosaltres, quan les llançarem fa 40 anys, pensarem que seguirien funcionant i continuarien en el seu viatge pioner”, confessa Ed Stone, cap científic del projecte, a la web de la NASA. “El més sorprenent és potser que el que descobreixin en els propers cinc anys serà probablement alguna cosa que ni tan sols sabíem que es podia descobrir”.

Primer va salpar la Voyager II, el 20 d’agost de 1977, des de Cap Canyaveral, a Florida (EUA) i 15 dies més tard ho va fer la Voyager I des del mateix punt. La missió d’ambdues era estudiar els quatre planetes exteriors del Sistema Solar, els gegants gasosos d’Urà, Neptú, Saturn i Júpiter, encara que ambdues van prendre rutes diferents. La Voyager 1 va aprofitar una alineació poc freqüent entre els quatre mons per catapultar-se d’un a un altre i així poder-los visitar en 10 o 12 anys. La 2 va prendre un camí més lent i llarg. Abans, les missions Pioneer 10 i 11 havien captat alguna imatge de Saturn i de Júpiter, però amb prou feines se sabia res d’aquests planetes i les seues llunes, i menys encara de Neptú i d’Urà.

Les Voyager van descobrir els primers volcans actius fora de la Terra, en Ío, la lluna de Júpiter i a Europa, el sisè dels satèl·lits naturals d’aquest gegant gasós, van trobar indicis d’un oceà sota la seua superfície gelada, la qual cosa va donar motiu a especular si podria albergar vida. De Saturn van esbrinar que el seu satèl·lit Tità té atmosfera i oceans. “I les llunes pastores”, destaca Enric Marco, astrònom de la Universitat de València. “Es tracta de petits satèl·lits que estan dins dels anells de Saturn i que fan que siguen estables. El seu descobriment va ser sorprenent”, afegeix. ……..

Continua a l’enllaç:

Els 40 anys de l’odissea Voyager
Cristina Sáez, 21/08/2017

Imatges:
1.- Imatge artística d’una de les naus bessones Voyager. La nau més longeva i llunyana de la humanitat celebra aquests dies els 40 anys a l’espai en agost i setembre 2017. NASA.
2.- Instruments de les naus Voyager. JPL/NASA.

Les darreres aventures de Cassini

Potser la gent ja no ho recorda, però des de fa 13 anys la nau de la NASA Cassini es troba en òrbita al voltant del gegant anellat Saturn. El coneixement detallat del sistema del planeta que hem adquirit des d’aleshores és extraordinari. Les imatges de les llunes, dels anells, de Tità i Encèlad, móns potencialment habitables, han meravellats els amants de la ciència. En aquest bloc n’hem parlat a bastament.

Actualment la nau pràcticament ha esgotat les reserves de combustible necessari per als coets que li permeten maniobrar i, per tant, des del control de la missió al Jet Propulsion Laboratory, temen perdre la possibilitat en un futur pròxim de dirigir-la. El perill que un dia un Cassini descontrol·lat caiga en la lluna Tità, amb mars d’hidrocarburs o en Encèlad, un món amb dolls d’aigua que denoten l’existència d’un mar interior, és massa gran per no fer-hi res. Cassini pot dur encara, després de 20 anys a l’espai, algun bacteri terrestre resistent i contaminar uns mons, sinó amb vida pròpia, si amb una química pre-biòtica interessant d’estudiar en un futur.

Així que després d’explorar de prop les més de 60 llunes de Saturn, Cassini s’anirà acostant progressivament als anells per a submergir-se definitivament en la densa atmosfera del planeta el 15 de setembre pròxim.

Els anells de Saturn són una zona perillosa per a una nau espacial. Milions de cossos de roca i gel orbiten en el pla equatorial del planeta. Un xoc amb un d’aquests objectes de la mida d’un autobús destruiria la nau sense remei. Ara se sap que aquests són controlats per petites llunes, anomenades pastores, que situades just al a l’interior dels anells regulen que la estabilitat i la pervivència al llarg del temps.

En el procés de caiguda sobre el planeta, des del 29 de novembre passat, Cassini es troba actualment executant un conjunt d’òrbites fregant per fora l’anell exterior F de Saturn, amb un període de 7,2 dies en un pla inclinat 63,5 graus des del pla equatorial del planeta. Les 20 òrbites que farà fins el 22 d’abril són gairebé idèntiques, situant-se Cassini en el punt més pròxim (periastre) a uns 150.000 km de Saturn, i el punt més llunyà (apoastre) a 1.280.000 de quilòmetres de Saturn. Les velocitats relatives a Saturn en aquests punts seran de 76.150 quilòmetres per hora i 9.000 km/h respectivament. A partir del 22 d’abril, després d’un acostament agosarat a la lluna Tità per donar-li impuls, iniciarà el conjunt d’òrbites finals passants entre l’anell i el planeta fins al Gran Final del 15 de setembre.

Les òrbites actuals fregant l’anell F porten la nau espacial prop de Saturn, i, de tant en tant, Cassini passa a tocar d’alguna de les petites llunes pastores que orbiten a prop, o fins i tot dins dels anells. Aquesta setmana, Cassini va fer observacions de la petita lluna Pan amb una resolució vuit vegades millor que les anteriors aproximacions. Pan orbita dins de l’anell A, tot just, dins de la divisió Encke. L’estudi de la petita lluna, especialment prop del seu equador, proporciona pistes clau de com aquests objectes interactuen amb els anells.

L’explicació de l’estranya cintura al voltant de Pan caldria buscar-la en els inicis de la formació dels sistema d’anells de Saturn quan la lluna ja formada va anant netejant de cossos del que seria la futura divisió d’Encke i la lleu atracció gravitatòria va acumular la fina pols al voltant de la zona equatorial.

Ací podeu veure un gif animat de la petita lluna Pan en moviment.

El final de la missió Cassini encara ens donarà sorpreses. Ja en parlarem.

Més informació a la fantàstica i completa pàgina web de la NASA dedicada a la missió: Cassini, mission to Saturn.

El bloc de Daniel Marín també en parla, La asombrosa Pan, la luna de Saturno.

Imatges:

1.- Imatge artística de Saturn i Cassini. NASA.
2.- Anells de Saturn amb les subdivisions més importants.NASA/JPL/Space Science Institute.
3.- Vídeo: NASA / Jet Propulsion Laboratory – Caltech
4.- Òrbites finals de Cassini abans del 15 de setembre. NASA/JPL-Caltech.
5.- Imatge encara no processada de la lluna Pan, obtinguda el 7 de març 2017 per Cassini. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
6.- Imatge encara no processada de la lluna Pan entremig de la divisió d’Encke, a l’anell A de Saturn.NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Ecos del Cosmos: Febreret el curt

JuliuscesarAcaba el curt febrer ventós i nuvolós, cosa que no ha impedit admirar el cel i veure, per exemple, la triple conjunció de Venus, Mart i la Lluna. Ja hem girat full al calendari de paret de la cuina. Un full caigut ens indica que l’any avança i que la primavera s’acosta. El segon full caurà despús demà, en acabar febrer.

Un curtet mes de febrer acaba. Un mes de només 28 dies, el més menut dels mesos de l’any. Una durada que molta gent no acaba d’entendre. Explicar quina és la raó de l’estrany comportament de Febrer ens portarà a l’antiga Roma, i a parlar de la història del calendari, de papes i de la Revolució russa.

Hui parlarem del calendari i de la mesura del temps


Podcast, Ecos del Cosmos, 27 de febrer 2015

Hui parlem sobre l’origen del calendari i l’estrany cas del mes de febrer. En la nostra secció I a mi què, parlem també sobre fer exercici a l’espai. I, a més, les nostres seccions habituals El cel a simple vista, Actualitat Astronòmica i el nostre Astroconcurs.

Astroconcurs:

Ací pots veure una part d’una imatge d’un famós objecte astronòmic. De quin objecte es tracta?

Astroconcurs20150227

La primera persona que ens envie la resposta correcta rebrà un llibre donat per la Càtedra de Divulgació de la Ciència de la Universitat de València.

Imatge: Julius César, reformador del calendari, tal com es representat en els còmics d’Àsterix.

Núvols sobre un món extraterrestre

pia18420-640Com més explorem el nostre entorn còsmic més semblances trobem amb el nostre planeta. Els telescopis i les naus espacials exploren els cossos llunyans i ens mostren comportaments que recorden el nostre planeta.

Avui ens han arribat imatges de la lluna principal de Saturn, Tità. El sistema saturnià està sent explorat des de fa 10 anys per la sonda Cassini i el seu satèl·lit es visitat periòdicament encara que de manera fugaç.

Tità és una lluna peculiar. És més gran que el planeta Mercuri de manera que si orbitara lliure al voltant del Sol mereixeria ser considerat un planeta. És l’única lluna del Sistema Solar que compta amb una atmosfera significativa, descoberta per l’astrònom Josep Comas i Solà el 1908. L’atmosfera de Tità, densa i ataronjada, es compon principalment de nitrogen i és rica en metà i altres hidrocarburs. La seua composició química se suposa molt semblant a la de la primitiva atmosfera de la Terra primitiva, abans de la formació de la vida.

A Tità, el metà juga el mateix paper que juga l’aigua en la Terra. Donat que la temperatura a la superficie és d’uns 180 graus sota zero, hi podem trobar una completa xarxa hidrogràfica amb rius i llacs de metà liquid. L’aigua en aquest sistema es troba en forma de gel tan dur com una roca. A més a més, en arribar la primavera i l’estiu titanià, els models atmosferics prediuen la formació de núvols i tempestes de gas metà. Precisament la nau Cassini ha descobert el desenvolupament d’un grup d’aquests núvols sobre el llac Ligeia Mare.

La nau va obtenir aquestes imatges a finals de juliol, en allunyar-se de Tità, després d’haver-lo sobrevolat. Cassini va seguir la formació i moviment d’aquest sistema de núvols durant més de dos dies. A més a més les mesures dels seus moviments han permés conéixer que el vent les mou a velocitats d’entre 11 a 16 km/h, el que podriem dir ací un vent suau.

Ja s’havien observat núvols en l’atmosfera de Tità durant els primers anys després de l’arribada de Cassini l’any 2004. Però des de que una gran tempesta va escombrar tota l’atmosfera l’any 2010 no s’havien vist grans núvols a Tità.

L’any de Saturn dura 30 anys, així que cada estació a Saturn i Tità dura uns 7 anys. Quan arribà Cassini a Tità l’hivern s’acabava a l’hemisferi nord. Passats 10 anys la primavera ha acabat i l’estiu comença en les latituds boreals. S’espera que la pujada de les temperatures augmente l’evaporació del metà de rius i llacs i l’augment de la nuvolositat es faça més evident.

Aquest vents fluixos i l’elevada viscositat del metà liquid no fan preveure ones de tempesta sobre els mars titanians. Jo no sé exactament com són les ones en Ligeia Mare però en el mar de Punga, també a Tità, el Dr. Barnes de la Universitat d’Idaho, als Estats Units, ha descobert que tenen dos cm d’altura. Com diu: “No feu encara les reserves per anar a fer surf, de moment.” Ja arribarà el ple de l’estiu i veurem que passa.

La missió Cassini-Huygens és un projecte cooperatiu de la NASA, l’Agència Espacial Europea (ESA) i l’Agència Italiana de l’Espai.

Per saber-ne més: Tità, la lluna gegant de Saturn, a Onda Cero

Imatge: El gif animat correspon a la seqüència d’imatges de Cassini que mostra núvols de metà movent-se sobre el gran mar de metà Ligeia Mare en la lluna Tità de Saturn. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Tità ens donarà sorpreses

Huygens

El satèl·lit més gran de Saturn és l’objecte més interessant del sistema solar exterior. Tità posseix una densa atmosfera de nitrogen. És rocós, més gran que el planeta Mercuri i a més a més s’hi han observat també rius i llacs. Però aquesta similitud amb la Terra actual només és superficial. La llunyania al Sol li confereix una temperatura d’uns 180 C sota zero i la pluja que cau i els rius i llacs són de metà líquid.

L’any 2004 la missió conjunta de NASA i ESA Cassini-Huygens soltà el mòdul Huygens en l’atmosfera titaniana i després d’una caiguda en paracaigua aterrà en la superfície. Això ens permeté coneixer els gasos que la composen i una mica de la seua orografia. Des de llavors la nau Cassini ha estat explorant el sistema d’anells de Saturn i tots els seus satèl·lits.

Fa poc Cassini detectà en un sobrevol del satèl·lit molècules pesades a les capes altes de l’atmosfera però no va poder-ne determinar-ne la naturalesa.

L’atmosfera de Tità, que va ser descoberta pel nostre astrònom Josep Comàs i Solà l’any 1908, és un tema de gran interés tant des del punt de vista físic com biològic ja que presenta gran similitud amb la primitiva atmosfera terrestre.Fa uns dies Sarah M. Horst, estudiant de doctorat de la Universitat d’Arizona, va presentar el treball que ha realitzat simulant l’atmosfera de Tità al laboratori. Va recrear els possibles processos químics que podrien estar ocorreguent en la lluna de Saturn. En la mescla creada va trobar aminoàcids i bases nucleòtides. És el primer equip que ha obtingut aquestes molècules sense presència d’aigua líquida i ha mostrat que és possible crear molècules complexes en les parts més altes d’una atmosfera. Això podria tindre implicacions per a l’estudi de la formació de la vida a la Terra. Les molècules prebiòtiques en lloc de crear-se les en una sopa primordial com sempre s’ha especulat podrien crear-se en l’alta atmosfera i caure en forma de pluja sobre la superfície.

Foto: Una còpia a mida real de la sonda Huygens al Cosmo Caixa de Barcelona. Enric Marco.