LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  MISION: DAWN A VESTA Y CERES

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Jose Oliver ENCICLOPEDIA DE LA ASTRONAUTICA  

 

VIAJE A DOS ASTEROIDES (DESARROLLO DE LA MISION)

 

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9 de noviembre de 2017, un estudio reciente, publicado en Geophysical Research Letters, analizó las características de la superficie de Ceres para revelar pistas sobre la evolución interior del planeta enano. Específicamente, el estudio exploró las características lineales: las cadenas de pozos y los cráteres pequeños y secundarios comunes en Ceres. Los hallazgos coinciden con la idea de que, cientos de millones (hasta mil millones) de años atrás, los materiales debajo de la superficie de Ceres empujaron hacia el exterior, creando fracturas en la corteza.

"Cuando este material se movió hacia arriba desde la superficie de Ceres, porciones de la capa externa de Ceres se separaron formando las fracturas", dijo Jennifer Scully, autora principal del estudio y asociada del equipo científico de Dawn en la JPL (Jet Propulsion Laboratory).

Los científicos de Dawn generaron un mapa de más de 2,000 características lineales en Ceres de más de un kilómetro de longitud que se encuentran fuera de los cráteres de impacto. Los científicos interpretaron las observaciones de Dawn de dos tipos de características lineales para comprender mejor su conexión con el material de afloramiento. Las cadenas de cráteres secundarias, la más común de las características lineales, son largas cadenas de depresiones circulares creadas por fragmentos arrojados por grandes cráteres de impacto cuando se formaron en Ceres. Las cadenas de pozo, por otro lado, son expresiones superficiales de fracturas subsuperficiales.

Si bien es posible que la congelación de un océano subterráneo global formó las fracturas, este escenario es poco probable, ya que las ubicaciones de las cadenas no están uniformemente dispersas en la superficie de Ceres. Tampoco es probable que las fracturas formadas por tensiones tengan un gran impacto porque no hay evidencia en Ceres de impactos lo suficientemente importantes como para generar fracturas de esa escala. La explicación más probable, según los científicos de Dawn, es que una región de material de afloramiento formó las cadenas de hoyos. El material puede haber fluido hacia arriba desde el interior de Ceres porque es menos denso que los materiales circundantes.

 

26 de octubre de 2017, los científicos que estudian los datos remitidos por Dawn en los últimos meses creen haber encontrado pruebas, que Ceres tuvo un océano de agua en su superficie. Los minerales que contienen agua están diseminados en Ceres, lo que sugiere que el planeta enano pudo haber tenido un océano global en el pasado. ¿Qué pasó con ese océano? ¿Podría Ceres seguir teniendo líquido hoy?. Dos nuevos estudios de la misión Dawn de la NASA arrojan luz sobre estas preguntas.

El equipo de Dawn descubrió que la corteza de Ceres es una mezcla de hielo, sales y materiales hidratados que fueron sometidos a actividad geológica pasada y posiblemente reciente, y que esta corteza representa la mayor parte de ese antiguo océano. El segundo estudio se basa en el primero y sugiere que hay una capa más blanda y fácilmente deformable debajo de la corteza rígida de la superficie de Ceres, que podría ser también la firma del líquido residual que queda del océano.

El primero de los dos estudios, dirigido por Anton Ermakov, un investigador postdoctoral de la JPL (Jet Propulsion Laboratory), utilizó medidas de datos de forma y gravedad de la misión Dawn para determinar la estructura interna y la composición de Ceres. Las medidas vinieron de observar los movimientos de la nave espacial. La investigación de Ermakov y sus colegas respalda la posibilidad de que Ceres sea geológicamente activo, si no ahora, puede haber sido en el pasado reciente. Tres cráteres, Occator, Kerwan y Yalode, y la montaña alta y solitaria de Ceres, Ahuna Mons, están todos asociados con "anomalías gravimétricas". Esto significa discrepancias entre los modelos de científicos de la gravedad de Ceres y lo que Dawn observó en estas cuatro ubicaciones puede asociarse con las estructuras del subsuelo. El estudio encontró que la densidad de la corteza es relativamente baja, más cercana a la del hielo que las rocas. Sin embargo, un estudio del investigador invitado de Dawn, Michael Bland, del Servicio Geológico de EE. UU., Indicó que el hielo es demasiado blando para ser el componente dominante de la fuerte corteza de Ceres. Entonces, ¿cómo puede la corteza de Ceres ser tan liviana como el hielo en términos de densidad, pero a la vez mucho más fuerte? Para responder a esta pregunta, otro equipo modeló cómo la superficie de Ceres evolucionó con el tiempo.

El segundo estudio, dirigido por Roger Fu en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, investigó la fuerza y ​​la composición de la corteza de Ceres y su interior más profundo mediante el estudio de la topografía del planeta enano. Al modelar cómo fluye la corteza de Ceres, Fu y sus colegas descubrieron que es probable que sea una mezcla de hielo, sales, roca y un componente adicional que se cree que es hidrato de clatrato. Un hidrato de clatrato es una jaula de moléculas de agua que rodea una molécula de gas. Esta estructura es 100 a 1,000 veces más fuerte que el hielo de agua, a pesar de tener casi la misma densidad. El equipo cree que la mayoría del antiguo océano de Ceres está ahora congelado y atado en la corteza, quedando en forma de hielo, hidratos de clatrato y sales. En su mayor parte ha sido así durante más de 4.000 millones de años. Pero si hay líquido residual debajo, ese océano aún no está completamente congelado. Esto es consistente con varios modelos de evolución térmica de Ceres publicados antes de la llegada de Dawn allí, lo que apoya la idea de que el interior más profundo de Ceres contiene líquido que sobra de su antiguo océano.

La composición fotográfica muestra a Ceres visto por la nave espacial Dawn desde su órbita de mapeo a gran altitud, 1.470 kilómetros sobre la superficie. El mapa superpuesto a la derecha muestra variaciones en el campo de gravedad de Ceres medido por Dawn, y da a los científicos indicios sobre la estructura interna del planeta enano. Los colores rojos indican valores más positivos, que corresponden a una atracción gravitacional más fuerte de lo esperado, en comparación con el modelo previo de los científicos de la estructura interna de Ceres; los colores azules indican valores más negativos, que corresponden a un tirón gravitacional más débil. La resolución de la imagen es de 140 m/píxel.

 

19 de octubre de 2017, la NASA ha autorizado una segunda extensión de la misión Dawn en Ceres, el objeto más grande en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Durante esta extensión, la nave descenderá a altitudes más bajas que nunca antes ejecutadas en el planeta enano, que está orbitando desde marzo de 2015. La nave espacial continuará en Ceres por el resto de su investigación científica y permanecerá en una órbita estable indefinidamente después que se agote el combustible de hidracina.

El equipo de vuelo Dawn está estudiando formas de maniobrar Dawn en una nueva órbita elíptica, que puede llevar a la nave espacial a menos de 200 kilómetros de la superficie de Ceres en el acercamiento más cercano. Previamente, la altitud más baja de Dawn fue de 385 kilómetros.

Una prioridad de la segunda extensión de la misión Ceres es recopilar datos con el espectrómetro de rayos gamma y de neutrones de Dawn, que mide el número y la energía de los rayos gamma y los neutrones. Esta información es importante para comprender la composición de la capa superior de Ceres y la cantidad de hielo que contiene. La nave espacial también tomará imágenes de luz visible de la geología de la superficie de Ceres con su cámara, así como las mediciones de la mineralogía de Ceres con su espectrómetro de mapeo visible e infrarrojo.

La misión extendida en Ceres también permitirá a Dawn estar en órbita mientras el planeta enano atraviesa el perihelio, su acercamiento más cercano al Sol, que ocurrirá en abril de 2018. A mayor proximidad al Sol, más hielo en la superficie de Ceres puede convertirse en el vapor de agua, que a su vez puede contribuir a la débil atmósfera transitoria detectada por el Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea antes de la llegada de Dawn. Sobre la base de los hallazgos de Dawn, el equipo ha formulado la hipótesis de que el vapor de agua se puede producir en parte de partículas energéticas del Sol que interactúan con el hielo en la superficie superficial de Ceres. Los científicos combinarán datos de observatorios terrestres con las observaciones de Dawn para estudiar más a fondo estos fenómenos.

El equipo de Dawn está refinando sus planes para este próximo y último capítulo de la misión. Debido a su compromiso de proteger a Ceres de la contaminación terrestre, Dawn no aterrizará ni se estrellará contra Ceres. En cambio, llevará a cabo toda la ciencia que pueda en su órbita planificada final, donde permanecerá incluso después de que ya no pueda comunicarse con la Tierra. Los planificadores de la misión estiman que la nave espacial puede continuar operando hasta la segunda mitad de 2018.

Por otro lado, en los últimos meses Dawn ha seguido trabajando en una órbita elíptica de gran altitud donde ha hecho sensibles descubrimientos para los científicos. Desde que la nave espacial Dawn de la NASA detectó material localizado rico en orgánicos en Ceres, el Southwest Research Institute (SwRI) ha estado investigando los datos para explorar diferentes escenarios por su origen. Después de considerar la viabilidad del envío de cometas o asteroides, la preponderancia de la evidencia sugiere que los orgánicos son probablemente nativos de Ceres.

"El descubrimiento de una concentración localmente alta de orgánicos cerca del cráter Ernutet plantea un acertijo interesante", dijo la Dra. Simone Marchi, científica principal de SwRI.

Se cree que Ceres se originó hace unos 4.500 millones de años en los albores de nuestro Sistema Solar. Estudiar sus aspectos orgánicos puede ayudar a explicar el origen, la evolución y la distribución de especies orgánicas en todo el Sistema Solar. La ubicación misma de Ceres en el límite entre el Sistema Solar interior y exterior y su composición intrigante caracterizada por arcillas, carbonatos de sodio y amonio, sugieren una evolución química muy compleja. El papel de los compuestos orgánicos en esta evolución no se comprende completamente, pero tiene importantes implicaciones astrobiológicas.

Los científicos exploraron una variedad de parámetros de impacto, como los tamaños y velocidades del impactador, usando simulaciones de código de físicas de choque iSALE. Estos modelos indicaron que los proyectiles tipo cometa con velocidades de impacto relativamente altas perderían casi toda su materia orgánica debido a la compresión de choque. El impacto de los asteroides, con menores velocidades, puede retener entre 20 y 30% de su material orgánico antes del impacto, especialmente para pequeños impactadores en ángulos de impacto oblicuos. Sin embargo, la distribución espacial localizada de los orgánicos en Ceres parece difícil de conciliar con la entrega de los pequeños asteroides del cinturón principal.

 

27 de septiembre de 2017, la nave Dawn sigue subiendo y bajando en su órbita sobre el planeta enano Ceres, como sabemos su futuro esta incierto, pues dependerá del presupuesto de la NASA para hacer una cosa u otra. Es decir, en estos momentos el vehículo se encuentra haciendo un mapa de las radiaciones cósmicas que llegan a este cuerpo del Sistema Solar, pero los ingenieros desconocen si seguirá ahí hasta el fin de sus recursos, o bien, intentará la aproximación a otro asteroide del cinturón existente entre Marte y Júpiter.

Pero, es que hoy se cumplen 10 años desde su lanzamiento el 27 de septiembre de 2007, Dawn ha logrado numerosas hazañas técnicas y científicas mientras viajaba 6 millones de kilómetros. Es la única nave espacial que gira alrededor de dos objetivos del Sistema Solar. También es la única nave espacial en órbita alrededor de un planeta enano, un hito que logró cuando entró en órbita alrededor de Ceres el 6 de marzo de 2015. El sistema de propulsión de iones de la nave espacial permitió a Dawn estudiar cada uno de estos mundos desde una variedad de puntos de vista y altitudes, creando un libro de recuerdos impresionante de 88.000 fotos. Además, el conjunto de instrumentos de Dawn le permitió tomar una variedad de otras mediciones de Vesta y Ceres, revelando las composiciones contrastantes y las estructuras internas de estos dos cuerpos.

"El equipo científico todavía está explorando activamente los datos de Dawn que ha entregado hasta ahora, comparando estos dos fósiles del sistema solar temprano", dijo Carol Raymond, investigadora principal de Dawn.

Desde marzo de 2015, Dawn ha orbitado Ceres 1.595 veces. Permanece saludable, actualmente en una órbita elíptica de 30 días recopilando datos sobre rayos cósmicos en las cercanías de Ceres. "Esto continúa siendo una misión para todos los que anhelan nuevos conocimientos, para todos los que tienen curiosidad por el cosmos y para todos los que están emocionados por aventuras audaces hacia lo desconocido", dijo Marc Rayman, director de misión e ingeniero jefe del JPL (Jet Propulsion Laboratory).

 

1 de septiembre de 2017, desde hace semanas la nave espacial de la NASA Dawn está orbitando Ceres mediante trayectorias elípticas muy grandes, siguiendo con la campaña de análisis de los rayos cósmicos, hasta saber cuál puede ser su futuro, si intentar la marcha hacia otro asteroide o bien finalizar su misión cuando su poder de propulsión este agotado.

Mientras tanto los científicos han decidido poner nuevos nombres a los cráteres de la superficie de Ceres, así a menudo, los nombres de las características de los cuerpos planetarios están conectados a través de un tema específico, por ejemplo, muchas características de la Luna han sido nombrados por científicos famosos. La misión de Dawn, junto con la Unión Astronómica Internacional, estableció que los cráteres en Ceres serían nombrados para deidades agrícolas de todo el mundo, y otras características serían nombradas para festivales agrícolas. Ceres fue nombrado en homenaje a la diosa romana del maíz y las cosechas de su descubridor, Giuseppe Piazzi, que lo vio con su telescopio en 1801. Desde marzo de 2015, Dawn ha estado orbitando Ceres y devolviendo muchas imágenes intrigantes y otros datos sobre sus características.

Utilizando las sugerencias del equipo de Dawn, la IAU aprobó recientemente 25 nuevos nombres de funciones de Ceres vinculados al tema de las deidades agrícolas, marcados en amarillo en el mapa. Emesh cráter, por ejemplo, se llama así por el dios sumerio de la vegetación y la agricultura. Jumi es el dios letón de la fertilidad del campo.

Las características de superficie recién nombradas varían en tamaño. Thrud, por ejemplo, es un cráter de 7,8 kilómetros de diámetro dentro del gran cráter Zadeni, mientras que Mlezi tiene un diámetro de 42 kilómetros.

 

17 de junio de 2017, como era de suponer el futuro de la misión Dawn pasará por unas reuniones que se han de celebrar en las próximas semanas.

En estos momentos y con tres de los cuatro volantes de inercia inactivos, todo pasa por ir consumiendo hidracina para hacer los movimientos de posición del vehículo. Los científicos no han descartado el envío de Dawn en un viaje a través del Sistema Solar a otro destino, un viaje que podría ahorrar hidracina de la que actualmente está gastando en la órbita sobre Ceres.

La misión principal de Dawn terminó en junio de 2016, y los funcionarios de la NASA aprobaron una prórroga de un año que expira el 30 de junio. El destino de Dawn después del 30 de junio sigue siendo incierto, pero los gerentes de la sede de la NASA pronto decidirán si la nave espacial debe apagarse , continuar explorando Ceres, o salir del planeta enano y quizás volar hacia un asteroide.

Lo que si se tiene claro, es que si la decisión pasa por finalizar la misión, los científicos de la NASA descartan que Dawn impacte sobre Ceres, con el fin de preservar la virginidad de su entorno.

 

25 de mayo de 2017, la nave espacial del Dawn tomó esta imagen de la región polar del sur de Ceres el 17 de mayo de 2017, desde una altitud 42.500 kilómetros. La escala de la imagen es de aproximadamente 4 Km/p. Dawn obtuvo esta imagen para ayudar a los navegadores a refinar sus mediciones de la posición de la nave espacial en órbita. Ceres aparece como una media luna cuando Dawn está en el lado nocturno del planeta enano. El cráter Zadeni, que tiene 128 kilómetros de ancho, es reconocible en el lado inferior izquierdo de la media luna. El cráter grande visto en el lado derecho es cráter de Urvara, que es de 163 kilómetros de diámetro.

Las fracturas grandes que cicatrizan la superficie de Ceres también se pueden distinguir aquí. Dawn capturó una escena similar a mayor resolución, aunque con una geometría ligeramente diferente, el 26 de abril de 2015, desde su órbita RC3 a una altitud de unos 13.600 kilómetros y una resolución de 1.3 Km/p .

La geología de las regiones polares de Ceres es muy áspera en comparación con la que generalmente se encuentra en las latitudes más bajas. Esto se debe a que las temperaturas más bajas cerca de los polos permiten que los cráteres mantengan sus formas originales durante períodos más largos de tiempo.

Las características que se encuentran en Ceres son de nombre de dioses y diosas de la agricultura, así como festivales de cosecha de todo el mundo. Zadeni se nombra para el dios georgiano antiguo de la cosecha abundante, mientras que Urvara es una deidad india e iraní de plantas y de campos.

 

22 de mayo de 2017, ésta imagen de color mejorada de la superficie de Ceres se hizo a partir de datos obtenidos el 29 de abril de 2017, cuando la nave espacial Dawn estaba exactamente entre el Sol y Ceres. Las cámaras de encuadre de Dawn tomaron imágenes de Ceres con un filtro claro, así como cinco filtros de color diferentes.

Las imágenes que combinan estas diferentes perspectivas de filtro de color revelan detalles finos de la superficie de Ceres. Por ejemplo, hacen hincapié en las distintas composiciones y texturas del material expulsado de los cráteres. La región más brillante de Ceres, llamada Cerealia Facula, se destaca en Occator en el centro de esta imagen. Vinalia Faculae, el conjunto de puntos brillantes secundarios en el mismo cráter, se encuentran a la derecha de Cerealia Facula.

Una de las regiones más oscuras de Ceres está al lado de Occator, y representa el material expulsado por el impacto que formó el cráter. El material eyectado forma un gran arco que se extiende a lo largo de varios cientos de kilómetros. La distribución de este material está determinada en parte por la rotación de Ceres.

Otros cráteres también muestran una mezcla de regiones brillantes y oscuras. Mientras que las áreas brillantes se identifican generalmente como material rico en sal excavado de la corteza de Ceres, el origen del material oscuro todavía está por ser explicado. Puede haber sido excavado de una capa diferente dentro del subsuelo de Ceres que el resto de su alrededor. Los científicos seguirán analizando los datos en color para buscar pistas sobre la naturaleza de los diferentes materiales en Ceres.

El color azulado se encuentra generalmente en asociación con cráteres jóvenes. Los científicos creen que el color se relaciona con los procesos que ocurren cuando un impacto expulsa y redistribuye el material sobre la superficie. El bombardeo continuo de la superficie de Ceres por los micrometeoritos altera la textura del material expuesto, llevando a su enrojecimiento. Esta imagen fue tomada la altitud de cerca de 20.000 kilómetros.