Viaje a las grandes lunas heladas de J¨²piter

Hace 400 a?os, Galileo Galilei descubri¨® con su telescopio la presencia de cuatro lunas alrededor del planeta J¨²piter. A partir de entonces, las ideas acerca del universo y nuestro lugar en ¨¦l cambiaron radicalmente. Si hab¨ªa cuerpos girando alrededor de un planeta que no era el nuestro, la Tierra pod¨ªa no ser el centro del Universo. Mucho m¨¢s recientemente, se han descubierto planetas alrededor de otras estrellas y la mayor¨ªa pueden tomar a J¨²piter como un ejemplo. Por esto, comprender la naturaleza de los planetas como J¨²piter y sus sat¨¦lites se ha convertido en un reto cient¨ªfico imprescindible tanto para entender la formaci¨®n de nuestro sistema solar como para buscar otros mundos, m¨¢s all¨¢, con caracter¨ªsticas que permitan la aparici¨®n de la vida.

Por supuesto, J¨²piter se convirti¨® r¨¢pidamente en un objetivo claro de la investigaci¨®n espacial. En 1995, la misi¨®n estadounidense llamada, c¨®mo no, Galileo, explor¨® los sat¨¦lites principales del planeta gigante encontrando que tanto Europa como Calixto y Gan¨ªmedes podr¨ªan tener oc¨¦anos bajo la superficie y que, sorprendentemente, este ¨²ltimo tiene un campo magn¨¦tico. Ahora est¨¢ en camino hacia J¨²piter la misi¨®n de la NASA Juno, lanzada el verano pasado, con el objetivo de estudiar la estructura del planeta.

Europa, que alcanz¨® un enorme ¨¦xito con el aterrizaje en la mayor luna del planeta Saturno, Tit¨¢n, en 2005 ¡ªel aterrizaje m¨¢s lejano que se haya hecho jam¨¢s¡ª, se lanza ahora a la exploraci¨®n de los sat¨¦lites mayores de J¨²piter. Siguiendo la recomendaci¨®n de la comunidad cient¨ªfica, el Comit¨¦ del Programa Cient¨ªfico de la Agencia Europea del Espacio (ESA) aprob¨® el pasado mes de mayo la misi¨®n JUICE (Jupiter ICy moons Explorer). La sonda espacial se lanzar¨¢ en 2022 y tardar¨¢ siete a?os y medio en llegar a J¨²piter. Al entrar en la ¨®rbita del planeta, iniciar¨¢ un viaje por sus lunas, primero Calixto y Europa, y finalmente Gan¨ªmedes. Entonces empezar¨¢ el estudio completo de este sat¨¦lite durante un a?o. Pero, adem¨¢s, JUICE es el elemento europeo de un programa m¨¢s extenso, coordinado con Rusia, que aportar¨¢ una sonda que aterrice sobre la superficie de Gan¨ªmedes. De esta forma, se har¨¢ una caracterizaci¨®n completa del sat¨¦lite, m¨¢s all¨¢ de lo que ser¨ªa posible con elementos separados.

Los ¨¦xitos alcanzados por la ESA en el estudio de los planetas vecinos, Marte y Venus, con las misiones Mars Express y Venus Express, as¨ª como la visita al planeta Saturno y el aterrizaje en su sat¨¦lite Tit¨¢n de la misi¨®n Cassini-Huygens, se continuar¨¢n con Bepi Colombo, destinada al planeta Mercurio, y la misi¨®n Rosetta, que se dirige al encuentro de un cometa. JUICE se convierte as¨ª en el siguiente paso de Europa para conocer nuestro sistema solar, fijando como objetivo ampliar nuestro conocimiento sobre las lunas de J¨²piter y responder a un amplio espectro de preguntas fundamentales de la ciencia planetaria. El estudio del sistema joviano tiene profundas implicaciones para comprender los planetas extrasolares y los sistemas planetarios.

JUICE estudiar¨¢ las condiciones ambientales de los sat¨¦lites helados de J¨²piter, con especial atenci¨®n en los tres mundos de agua, en los que creemos que hay oc¨¦anos subterr¨¢neos. Entre ellos, Gan¨ªmedes se ha identificado para una investigaci¨®n detallada, ya que proporciona un laboratorio natural para el an¨¢lisis de la evoluci¨®n y posible habitabilidad de los mundos de hielo en general. Adem¨¢s, juega un papel muy importante en el sistema joviano porque tiene un campo magn¨¦tico propio y el plasma interact¨²a con su entorno.

Se explorar¨¢n tres sat¨¦lites en los que tal vez haya oc¨¦anos bajo la superficie

Hoy por hoy solo en la Tierra sabemos que han aparecido organismos vivos. Pero la humanidad se hace preguntas sobre si la vida puede haber aparecido en otros sitios del sistema solar. Para contestar a esta pregunta, incluso sin saber realmente los mecanismos que dieron lugar a la vida en la Tierra, podemos suponer que las mismas condiciones tuvieron que darse y que estas deben incluir la presencia simult¨¢nea y relativamente estable en el tiempo de compuestos org¨¢nicos, agua y fuentes de energ¨ªa.

Los objetivos principales del estudio de Gan¨ªmedes son la caracterizaci¨®n de las capas de agua en el subsuelo, hacer mapas topogr¨¢ficos, geol¨®gicos y de composici¨®n qu¨ªmica de la superficie, estudiar las propiedades f¨ªsicas de la corteza de hielo, determinar la distribuci¨®n de masa interna, su din¨¢mica y evoluci¨®n, e investigar su campo magn¨¦tico y su interacci¨®n con la magnetosfera de J¨²piter.

JUICE obtendr¨¢ informaci¨®n sobre los oc¨¦anos bajo la superficie helada de los sat¨¦lites de J¨²piter y, por tanto, de las posibles fuentes de energ¨ªa t¨¦rmica y qu¨ªmica. Tambi¨¦n estudiar¨¢ la evoluci¨®n y la composici¨®n qu¨ªmica de la superficie, desvelando los procesos que han tenido lugar en los sat¨¦lites de J¨²piter y sus posibles ambientes a lo largo del tiempo. En el caso de Europa, es esencial el estudio de la qu¨ªmica asociada a la aparici¨®n de la vida, as¨ª como entender la composici¨®n de la superficie. Finalmente, JUICE har¨¢ un sondeo del subsuelo y determinar¨¢ por primera vez el espesor m¨ªnimo de la corteza de hielo en las regiones que muestran cambios recientes.

Por otro lado, la misi¨®n caracterizar¨¢ la diversidad de procesos del sistema de J¨²piter que hacen posible una cierta estabilidad en los sat¨¦lites a escalas de tiempo geol¨®gicas, incluyendo el acoplamiento gravitacional entre ellos y la influencia de las mareas mutuas. Los estudios de la atm¨®sfera de J¨²piter y de su magnetosfera, as¨ª como su interacci¨®n con los sat¨¦lites, aumentar¨¢ nuestro entendimiento de la evoluci¨®n del sistema joviano.

Con todo ello, JUICE nos permitir¨¢ abordar con cierto detalle dos cuestiones clave del programa cient¨ªfico de la ESA: c¨®mo funciona el sistema solar y cu¨¢les son las condiciones para la formaci¨®n de planetas y la aparici¨®n de la vida.

?lvaro Gim¨¦nez es el director de Ciencia y Exploraci¨®n Rob¨®tica de la Agencia Europea del Espacio, ESA.