Plutón, una perspectiva distinta

El metano.

Las concentración de metano en Plutón, fotografiada por la New Horizons revelan distintas composiciones. Un dato llamativo, es que Plutón, a lo largo de su historia, tendría que haber perdido toda su atmósfera. Sin embargo, se ha detectado con los instrumentos de New Horizons la presencia de ésta, lo que podría indicar que, posiblemente, exista una actividad criovolcánica, con la presencia de géiseres, que renueve esta capa.

Plutón en todo su esplendor.

La New Horizons también nos ha dado a conocer el aspecto real del planeta enano, que hasta ahora, era imposible imaginar o "hacerse un croquis" de su aspecto con las imágenes avaladas por otras sondas o el Telescopio Hubble.

Pero sin duda las imágenes mas impresionantes son las obtenidas gracias a las cámaras e instrumentos que lleva: (las imágenes presentas unos colores ficticios producidos por las lentes y filtros del instrumento LORRI; que nos permiten observar las variaciones de altitud y otros factores geológicos)

Gracias a estas imágenes podemos conocer la geología y geografía de Plutón, en la que se han descubierto glaciares, cordilleras, valles.... y todo esto con una calidad fotográfica sin precedentes.

Aquí se puede apreciar el antes y el después de New Horizons:

Una extensa atmósfera, una misteriosa niebla y grandes masas de hielo.

La famosa sonda también nos ha permitido conocer la atmósfera del planeta:

Flujos de hielo, y la neblina de Plutón. Estas son las dos novedades que han presentado hace pocos minutos los científicos de la New Horizons. 

"Sabíamos que la misión a Plutón podría depararnos algunas sorpresas, y ahora, diez días después de la máxima aproximación al planeta enano, podemos decir que las expectativas han sido superadas", comentó dijo John Grunsfeld, administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas. "Con flujos de hielo, una química superficial exótica, cordilleras y una gruesa neblina, Plutón está mostrando una diversidad geológica realmente emocionante".

Siete horas después de la máxima aproximación, el instrumento LORRI a bordo de la New Horizons, capturó la luz del Sol que se filtraba a través de Plutón revelando a existencia de una espesa neblina que se eleva hasta 130 kilómetros por encima de la superficie de Plutón. Un análisis preliminar de la imagen muestra dos capas diferentes de bruma. Una que se extiende 80 kilómetros por encima de la superficie y otra a una altitud de unos 50 kilómetros.

"Cuando vi por primera vez esta imagen de un ambiente extraño del Cinturón de Kuiper sentí mi mandíbula en el suelo", dijo Alan Stern, investigador principal de New Horizons. "Nos recuerda que la exploración espacial nos trae descubrimiento simplemente increíbles y de gran belleza". Los modelos elaborados sugieren que la bruma se forma cuando la luz ultravioleta procedente del Sol rompe las partículas gaseosas de metano, un hidrocarburo simple que se encuentra en la atmósfera de Plutón. El desglose del metano provoca la acumulación de gases hidrocarburos más complejos, como el etileno y el acetileno, que también fueron descubiertos en la atmósfera del planeta enano por New Horizons. A medida que estos hidrocarburos caen a las partes más bajas y más frías de la atmósfera, se condensasn en partículas de hielo que crean las brumas. La luz ultravioleta del Sol convierte químicamente brumas en tolinas, los compuestos de hidrocarburos oscuros que dan color a la superficie de Plutón.

Previamente, los científicos ya habían calculado que la temperatura en Plutón sería ya lo suficientemente alta a 30 kilómetros por encima de la superficie como para formar brumas.

La misteriosa bruma que rodea Plutón.

"Vamos a necesitar algunas nuevas ideas para averiguar lo que está pasando", dijo Summers. La misión también ha proporcionado imágenes que evidencias el flujo de hielos a través de la superficie de Plutón, y signos reveladores de actividad geológica reciente.

Dentro de una llanura del tamaño de Texas llamada informalmente Sputnik Planum, que se sitúa dentro de la mitad occidental del Corazón de Plutón, una capa de hielo muestra evidencias de haber fluido recientemente, e incluso de seguir haciéndolo en la actualidad, de forma similar a como fluyen los glaciares terrestres. "Sólo hemos visto superficies como ésta en mundos activos como la Tierra y Marte", dijo el co-investigador John Spencer del SwRI. "Realmente estoy feliz." Además, los nuevos datos sobre la composición proporcionados por el instrumento Ralph de New Horizons indican que el centro del Sputnik Planum es rico en nitrógeno, monóxido de carbono y hielos de metano. "A las temperaturas de Plutón (Unos -390 grados Fahrenheit), estos hielos pueden fluir como un glaciar", dijo Bill McKinnon, jefe adjunto de la New Horizons. "En la región más austral del corazón, junto a la región ecuatorial oscura, parece que el terreno antiguo, lleno de cráteres, ha sido invadido por los depósitos de hielo mucho más recientes."

La gran concentración de hielo formada por monóxido de carbono congelado.

También los científicos de la NASA han descubierto que las atmósfera de Plutón es más grande de los que se pensaba: se extiende a más de 300 km desde la superficie del planeta. Estos datos fueron recogidos por el instrumento ALICE, aunque habrá que esperar al mes que viene para que lleguen los datos definitivos a la tierra. La sonda ha observado una región de denso gas ionizado y frío a decenas de miles de kilómetros de Plutón, como parte de la atmósfera que está siendo arrancada por el viento solar y que se pierde en el espacio. El instrumento SWAP (Solar Wind Around Pluto) comenzó a trabajar una hora y media después de la máxima aproximación y observó un hueco en el viento solar entre los 77.000 y los 109.000 kilómetros de Plutón. Este hueco está relleno con iones de nitrógeno que forman una cola de plasma de estructura y longitud indeterminadas que se extiende tras el planeta enano.

Las moléculas de nitrógeno de la atmósfera de Plutón son ionizadas por la luz ultravioleta del Sol, ‘capturadas’ por el viento solar y llevadas más allá de Plutón para formar la cola de plasma descubierta por New Horizons. También fueron descubiertas moléculas ionizadas de nitrógeno antes de la aproximación a Plutón por parte del instrumento PEPSSI.

Atmósfera de nitrógeno que escapa de Plutón formando una cola.

Los nuevos datos han sido aportados por el espectrógrafo Alice durante una alineación entre el Sol, Plutón y la nave que ocurrió una hora después de la máxima aproximación el 14 de julio. Durante esta ocultación solar la sonda pasó a través de la sombra de Plutón mientras la luz solar atravesaba la atmósfera de Plutón. Aun quedan muchos datos de Alice por recibir por lo que esto es sólo el comienzo del estudio de la atmósfera plutoniana.

La absorción de la luz solar por parte de las moléculas de nitrógeno, metano e hidrocarburos hace que la detección por parte de la sonda descienda rápidamente.

Puntos de salida y puesta del Sol durante la ocultación.

¿El tamaño real de Plutón?

El instrumento LORRI ha descubierto que Plutón es mayor de lo que se pensaba: tiene una superficie de unos 2.370 km. Este dato a reabierto los debates sobre si Plutón debe seguirse considerando un planeta enano o debe volver a la gran familia del Sistema Solar.

Habemus geología.

Comenzó como un punto de luz. Luego, se convirtió en una esfera difusa. Ahora -en la última imagen tomada por la nave espacial New Horizons de la NASA- Plutón se está revelando como un mundo fascinante con distintas características superficiales, incluyendo una banda oscura inmensa conocida como la "ballena".

En el momento en el cual la más reciente imagen en blanco y negro del 'LOng Range Reconnaissance Imager' (LORRI) de New Horizons apareció en la mañana del 10 de julio, los miembros del equipo científico reaccionaron con alegría, al ver a Plutón como nunca antes. Habrá sin duda muchos momentos similares en el futuro. Nuevas imágenes y datos se están recopilando cada día a medida que New Horizons se encuentra más cerca del sobrevuelo de Plutón del próximo 14 de julio, a raíz de un viaje de casi cinco mil millones de kilómetros.

Tal y como indicó Curt Niebur, del programa científico de New Horizons en la NASA, "Ahora estamos lo suficientemente cerca para empezar a ver la geología de Plutón". Niebur está muy interesado en el área gris justo encima característica "cola" de la ballena. Señaló que "Es una región de transición única con una gran cantidad de procesos dinámicos que interactúan, que lo hace de especial interés científico".

La última imagen de Plutón de New Horizons "fue tomada el 9 de julio de 2015, desde 5,4 millones de kilómetros de distancia y con una resolución de 27 kilómetros por píxel. A esta distancia, Plutón está comenzando a revelar los primeros signos de características geológicas discretas. Esta imagen ve el lado de Plutón, que siempre se enfrenta a su mayor luna, Caronte, e incluye la llamada "cola" de la característica forma oscura de ballena, situada a lo largo de su ecuador. (La forma de un inmenso y brillante corazón había rotado de este punto de vista cuando se capturó esta imagen).

Según Alan Stern, investigador principal de la New Horizons, "Entre las estructuras identificadas tentativamente en esta nueva imagen son lo que parecen ser características poligonales; una banda compleja de terreno que se extiende en este-noreste a través del planeta, aproximadamente de 1.600 kilómetros de largo; y una región compleja donde los terrenos brillantes se juntan con los terrenos oscuros de la ballena. Después de nueve años y medio de viaje a Plutón, bien vale la pena la espera".

 

Curiosas formaciones en la superficie de Plutón

Estudio de una zona abrupta de la superficie del planeta

Porción del futuro mapa de la superficie de Plutón

Impresiones sobre la geología del planeta enano

Un poco sobre New Horizons.

La misión New Horizons (' Nuevos Horizontes ') es una misión espacial no tripulada de la agencia espacial estadounidense (NASA) destinada a explorar Plutón, sus satélites y probablemente el cinturón de Kuiper. La sonda se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006 tras posponerse por mal tiempo la fecha original de lanzamiento. New Horizons viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para incrementar su velocidad relativa unos 4023,36 m/s (14 484 km/h). Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, a las 11:49:04 UTC. Tras dejar atrás Plutón, la sonda probablemente sobrevuele uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.

Después de las Voyager 1 y 2 es la sonda con mayor velocidad de lanzamiento desde la Tierra hasta el momento, alcanzando respecto al Sol una velocidad máxima de 15,1 km/s. (54 000 km/h aproximadamente

Los objetivos principales de la misión son la caracterización de la geología global y morfología del planeta enano Plutón y sus satélites, el estudio de la composición superficial de dichos cuerpos y la caracterización de la atmósfera de Plutón. Otros objetivos incluyen el estudio de la variabilidad en el tiempo de la superficie y atmósfera de Plutón, obtener imágenes de Plutón y Caronte en alta resolución, buscar satélites y anillos adicionales alrededor de Plutón, y posiblemente caracterizar uno o dos objetos del Cinturón de Kuiper. Su lanzamiento fue programado originalmente el 17 de enero de 2006 para permitir una inspección más exhaustiva de los propulsores de queroseno del cohete Atlas, y por retrasos menores el lanzamiento se trasladó al 19 de enero de 2006 despegando desde la Base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral.

Para su lanzamiento fue usado un cohete Atlas V, con una tercera etapa para aumentar su velocidad, dándole al cohete un empuje total de 9 MN y una masa total de726 000 kg.⁴ Se usó un propulsor de segunda etapa Centauro el cual envió a la sonda fuera de la órbita de la Tierra; la nave tardó nueve horas en llegar a la Luna y obtuvo impulso orbital en menos de 24 horas.

La nave fue construida en aluminio, con forma de triángulo, con 0.70 m de alto, 2.1 m de largo y 2.7 m de ancho, y pesaba en el lanzamiento 478 kg, 77 kg de los cuales corresponden al combustible y 30 kg a los instrumentos científicos. Cuando llegó a Plutón pesó sólo 445 kg. Posee una antena parabólica de alta ganancia de 2.1 m de diámetro, montada en la parte superior del triángulo. El triángulo contiene los equipos electrónicos, cableado y los sistemas de propulsión. En el centro del triángulo hay un adaptador de separación. En la punta del mismo, está montado el generador termo eléctrico de radioisótopos (RTG, por sus siglas en inglés) para reducir la interferencia con los equipos. No hay baterías a bordo, por lo que toda la electricidad es producida por el RTG con pastillas de plutonio-238, recubiertas con iridio y envueltas en grafito. Los RTG generan 240 W de 30 V en el lanzamiento, y se reducirá a 200 W a la llegada a Plutón. El control de temperatura se consigue con pintura negra térmica, mantas térmicas, el calor que produce la RTG, radiadores, persianas y calentadores eléctricos.

La nave es de 3 ejes estabilizados, usando como propulsión un tanque de hidracina hecho de titanio con 77 kg de propelente montado en el centro del triángulo que la impulsa a una velocidad de 290 m/s (1 044 km/h). 

Instrumentos a bordo de la New Horizons.

El tanque impulsa 16 motores de hidracina: 4 de 4,4 N de empuje para correcciones de trayectoria y doce de 0,9 N, usados para correcciones de actitud y otras maniobras. En cuanto a la navegación y la orientación de la sonda, la actitud se determina usando 2 cámaras de seguimiento de estrellas (Star Trackers) con sensores CCD y un catálogo de estrellas. También se usa una doble unidad de medición inercial (MIMU) conteniendo cada una 3 giroscopios y 3 acelerómetros que mantienen estable el vehículo espacial. La nave es controlada mediante 4 ordenadores: un sistema de comandos, gestión de datos, orientación, y el procesador. El procesador es un Mongoose-V de 12 MHz (una versión mejorada y preparada para soportar la radiación del MIPS R3000). También se usan relojes de tiempo, además de software. Estos equipos se encuentran en un IEM (Integrated Electronics Module), hay dos de ellos. Los datos se registran en 2 grabadoras de estado sólido de baja potencia con capacidad de 8 Gb cada una.

Trayectoria seguida por New Horizons desde su lanzamiento en la Tierra hasta Plutón.

Las comunicaciones con la Tierra se realizan por medio de la banda X. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el caudal de comunicación. Por ejemplo, estaba previsto que desde Júpiter, la velocidad de comunicación sea de 38 kilobit por segundo. Sin embargo, desde la distancia de Plutón, mucho mayor, está previsto que el caudal de comunicación sea de tan sólo de 600 a 1200 bits por segundo.

Esta baja velocidad significa que para enviar las fotografías de Plutón se tardará mucho tiempo, y habrá que esperar varios meses hasta tenerlas todas (se prevén 9 meses de espera). Por ejemplo, para el envío de una fotografía, a la velocidad de 1000 bit/s, aproximadamente se tardará 12 horas continuas. La cantidad aproximada de datos en fotografías de Plutón y Caronte se estima en 10 GB, y son previstos 9 meses en total debido a que no existe la capacidad de recepción de datos en forma permanente, pues las antenas de recepción (red DSN) deben ocuparse también de muchas otras sondas espaciales.

Para las comunicaciones, la sonda cuenta con 2 transmisores y 2 receptores, también se usan 2 amplificadores de 12 W. La nave usa la antena parabólica de 2,1 m de diámetro de 48 dB y una antena de baja ganancia para comunicaciones de emergencia.