Viaje a las grandes lunas heladas de Júpiter

Hace 400 años, Galileo Galilei descubrió con su telescopio la presencia de cuatro lunas alrededor del planeta Júpiter. A partir de entonces, las ideas acerca del universo y nuestro lugar en él cambiaron radicalmente. Si había cuerpos girando alrededor de un planeta que no era el nuestro, la Tierra podía no ser el centro del Universo. Mucho más recientemente, se han descubierto planetas alrededor de otras estrellas y la mayoría pueden tomar a Júpiter como un ejemplo. Por esto, comprender la naturaleza de los planetas como Júpiter y sus satélites se ha convertido en un reto científico imprescindible tanto para entender la formación de nuestro sistema solar como para buscar otros mundos, más allá, con características que permitan la aparición de la vida.

Por supuesto, Júpiter se convirtió rápidamente en un objetivo claro de la investigación espacial. En 1995, la misión estadounidense llamada, cómo no, Galileo, exploró los satélites principales del planeta gigante encontrando que tanto Europa como Calixto y Ganímedes podrían tener océanos bajo la superficie y que, sorprendentemente, este último tiene un campo magnético. Ahora está en camino hacia Júpiter la misión de la NASA Juno, lanzada el verano pasado, con el objetivo de estudiar la estructura del planeta.

Europa, que alcanzó un enorme éxito con el aterrizaje en la mayor luna del planeta Saturno, Titán, en 2005 —el aterrizaje más lejano que se haya hecho jamás—, se lanza ahora a la exploración de los satélites mayores de Júpiter. Siguiendo la recomendación de la comunidad científica, el Comité del Programa Científico de la Agencia Europea del Espacio (ESA) aprobó el pasado mes de mayo la misión JUICE (Jupiter ICy moons Explorer). La sonda espacial se lanzará en 2022 y tardará siete años y medio en llegar a Júpiter. Al entrar en la órbita del planeta, iniciará un viaje por sus lunas, primero Calixto y Europa, y finalmente Ganímedes. Entonces empezará el estudio completo de este satélite durante un año. Pero, además, JUICE es el elemento europeo de un programa más extenso, coordinado con Rusia, que aportará una sonda que aterrice sobre la superficie de Ganímedes. De esta forma, se hará una caracterización completa del satélite, más allá de lo que sería posible con elementos separados.

Los éxitos alcanzados por la ESA en el estudio de los planetas vecinos, Marte y Venus, con las misiones Mars Express y Venus Express, así como la visita al planeta Saturno y el aterrizaje en su satélite Titán de la misión Cassini-Huygens, se continuarán con Bepi Colombo, destinada al planeta Mercurio, y la misión Rosetta, que se dirige al encuentro de un cometa. JUICE se convierte así en el siguiente paso de Europa para conocer nuestro sistema solar, fijando como objetivo ampliar nuestro conocimiento sobre las lunas de Júpiter 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 estudiará las condiciones ambientales de los satélites helados de Júpiter, con especial atención en los tres mundos de agua, en los que creemos que hay océanos subterráneos. Entre ellos, Ganímedes se ha identificado para una investigación detallada, ya que proporciona un laboratorio natural para el análisis de la evolución y posible habitabilidad de los mundos de hielo en general. Además, juega un papel muy importante en el sistema joviano porque tiene un campo magnético propio y el plasma interactúa con su entorno.

Se explorarán tres satélites en los que tal vez haya océanos 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 simultánea y relativamente estable en el tiempo de compuestos orgánicos, agua y fuentes de energía.

Los objetivos principales del estudio de Ganímedes son la caracterización de las capas de agua en el subsuelo, hacer mapas topográficos, geológicos y de composición química de la superficie, estudiar las propiedades físicas de la corteza de hielo, determinar la distribución de masa interna, su dinámica y evolución, e investigar su campo magnético y su interacción con la magnetosfera de Júpiter.

JUICE obtendrá información sobre los océanos bajo la superficie helada de los satélites de Júpiter y, por tanto, de las posibles fuentes de energía térmica y química. También estudiará la evolución y la composición química de la superficie, desvelando los procesos que han tenido lugar en los satélites de Júpiter y sus posibles ambientes a lo largo del tiempo. En el caso de Europa, es esencial el estudio de la química asociada a la aparición de la vida, así como entender la composición de la superficie. Finalmente, JUICE hará un sondeo del subsuelo y determinará por primera vez el espesor mínimo de la corteza de hielo en las regiones que muestran cambios recientes.

Por otro lado, la misión caracterizará la diversidad de procesos del sistema de Júpiter que hacen posible una cierta estabilidad en los satélites a escalas de tiempo geológicas, incluyendo el acoplamiento gravitacional entre ellos y la influencia de las mareas mutuas. Los estudios de la atmósfera de Júpiter y de su magnetosfera, así como su interacción con los satélites, aumentará nuestro entendimiento de la evolución del sistema joviano.

Con todo ello, JUICE nos permitirá abordar con cierto detalle dos cuestiones clave del programa científico de la ESA: cómo funciona el sistema solar y cuáles son las condiciones para la formación de planetas y la aparición de la vida.

Álvaro Giménez es el director de Ciencia y Exploración Robótica de la Agencia Europea del Espacio, ESA.