Europa lanzará su primera nave para explorar Mercurio en 2014

Mercurio es el menos conocido de todos los planetas terrestres. Los otros -Venus, Marte y la Tierra- han sido estudiados en detalle, pero Mercurio cuenta con la protección especial nada menos que del mismísimo Sol: toda nave que quiera explorar el mundo más próximo a nuestra estrella deberá hacer frente a temperaturas y niveles de radiación extremos. La misión BepiColombo, que la Agencia Europea del Espacio (ESA) lanzará en 2014, ha aceptado el reto. Su objetivo es desvelar los múltiples secretos de Mercurio.

Cada uno de los planetas terrestres proporciona pistas sobre la formación de todos ellos y sobre cómo han ido cambiando a lo largo de 4.600 millones de años. Entender estas pistas es crucial para hallar los principios que gobiernan la evolución de Venus, Marte y la Tierra. Las inusuales características de Mercurio, como su alta densidad, su antiquísima superficie y un campo magnético similar al terrestre, le confieren un gran valor añadido que resultará clave para entender los otros planetas.

Hasta ahora Mercurio ha sido visitado sólo por dos naves, que lo sobrevolaron a gran velocidad. El siguiente paso es recurrir a misiones que observen el planeta desde cerca y de forma ininterrumpida; de hecho, una de las que hasta ahora sólo lo ha sobrevolado, la nave Messenger, de la NASA, entrará en órbita alrededor de Mercurio en 2011.

Una misión con 11 instrumentos

Acercarse a Mercurio es difícil, dada su proximidad al Sol. Y es incluso más difícil operar un conjunto de 11 sofisticados instrumentos científicos en órbita en torno a Mercurio, debido a las elevadísimas temperaturas y a la radiación del entorno. Éste es el número de instrumentos que lleva la misión BepiColombo, que está siendo desarrollada en cooperación con la Agencia Espacial Japonesa (JAXA).

BepiColombo lleva el nombre del matemático e ingeniero italiano Giuseppe (Bepi) Colombo (1920-1984), el primero en explicar por qué Mercurio rota tres veces sobre su eje cada dos revoluciones en torno al Sol. La misión es en realidad doble, puesto que está integrada por dos naves orbitales: Mercury Planetary Orbiter (MPO), bajo responsabilidad de la ESA, y Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), desarrollada y operada por JAXA. Ambas naves, MPO y MMO, serán lanzadas desde el centro espacial de la ESA en Kourou (Guyana Francesa), a bordo de un cohete Ariane 5 en el verano de 2014.

Seis años de viaje interplanetario

Durante su viaje a Mercurio BepiColombo empleará la innovadora técnica de propulsión solar eléctrica, en la que el impulso se obtiene como consecuencia de las fuerzas de repulsión entre partículas de la misma carga eléctrica; sin embargo, para la inserción en órbita, se recurrirá a la propulsión química convencional. El viaje interplanetario durará seis años e incluirá complejas maniobras de sobrevuelo de la Luna, la Tierra y Venus, que conferirán a las naves el impulso gravitatorio necesario. La llegada a Mercurio se producirá en la segunda mitad de 2020.

Una vez en Mercurio, el principal riesgo para las naves está en las altas temperaturas, que en la superficie del planeta alcanzan los 470 grados centígrados. La intensidad de la radiación es diez veces superior a la que hay en la Tierra. Las naves deberán por tanto estar adecuadamente protegidas, por ejemplo con materiales cerámicos aislantes y con un sofisticado sistema de refrigeración para los instrumentos y la electrónica.

Paradójicamente, también es un reto la generación de energía con paneles solares: la eficiencia y la energía de las células fotovoltaicas se deteriora rápidamente a temperaturas extremas. De nuevo es necesario recurrir a materiales especiales para abordar el problema.

Vida de un año

La nave MPO tendrá una vida operacional de al menos un año terrestre. Su órbita polar se acercará a una altitud entre 400 kilómetros y 1.500 kilómetros sobre la superficie de Mercurio. A esta distancia, comparable a la de los satélites de observación de la Tierra, las cámaras e instrumentos que observen la superficie de Mercurio obtendrán datos con una excelente resolución espacial. MPO medirá además la estructura interna del planeta con gran precisión; determinará la estructura de su campo magnético; y caracterizará la delgadísima atmósfera mercuriana. Otro objetivo destacable es relacionar la morfología general de la superficie de Mercurio con la información sobre su composición, como la abundancia de elementos específicos, rocas y minerales.

BepiColombo podría contribuir también a estudiar diversos aspectos relacionados con la Teoría de la Relatividad General de Einstein, y en general cuestiones de física fundamental; para ello es necesario obtener medidas muy precisas de las propiedades orbitales y rotacionales de Mercurio.

Centro científico, en España

El Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), en Alemania, será el responsable del seguimiento y del control del satélite. El segmento de tierra de BepiColombo incluye además varias antenas de espacio lejano en diversos emplazamientos.

El centro científico de BepiColombo se encuentra en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC), cerca de Madrid. Será el responsable de planificar las operaciones científicas, del análisis y procesado de los datos y de poner los datos a disposición de la comunidad científica mediante una sofisticada base de datos. Ambos segmentos de tierra, el de operaciones y el de ciencia, trabajarán coordinadamente para mantener activos el satélite y sus instrumentos el mayor tiempo posible.

La antena de espacio lejano de 35 metros de la ESA en Cebreros, Ávila, jugará un papel crucial tanto en el seguimiento de la nave MPO, como en la recepción de los datos científicos y de mantenimiento. La antena deberá estar disponible para BepiColombo durante unas ocho horas al día.

Nicolaus Hanowski es responsable de desarrollo del Centro Científico de BepiColombo de la ESA