El primer encuentro de BepiColombo con Mercurio

Sin embargo, todavía habrá que esperar un poco para que BepiColombo se centre en el estudio de Mercurio. La inserción orbital de la sonda no tendrá lugar hasta diciembre de 2025 y el comienzo de su misión científica será en 2026. De aquí a entonces la nave efectuará otros cinco sobrevuelos a Mercurio para ir ajustando su órbita de tal forma que colocarse alrededor del planeta requiera el mínimo gasto de combustible.

Desde el punto de vista científico, el breve encuentro no ha sido especialmente relevante, pero sí permitió probar muchos de los instrumentos de la sonda. En cuanto a las imágenes, las cámaras principales de la misión no estuvieron en activo debido a la configuración actual de la nave, así que solo se vieron fotografías de baja calidad tomadas por las cámaras de vigilancia (M-Cam, Monitoring Cameras), situadas en el módulo de propulsión de la sonda.

Estas cámaras han sido diseñadas para comprobar el correcto despliegue de las antenas, el magnetómetro y los paneles solares de la sonda y solo pueden obtener imágenes en blanco y negro mediante un sensor de 1024 x 1024 píxeles. Además, las imágenes solo pudieron obtenerse unas cuatro horas después del máximo acercamiento al planeta, ya que, debido a la trayectoria de este sobrevuelo, BepiColombo se acercó por el hemisferio nocturno de Mercurio. Por eso, las imágenes más nítidas se tomaron a más de mil km de distancia. En este encuentro solo se usaron las cámaras M-Cam 2 y 3.

La(s) sonda(s)

Aunque se presenta como una única sonda, BepiColombo está formada en realidad por dos diferentes: MPO (Mercury Planetary Orbit), de la agencia espacial europea ESA, y MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), de la agencia espacial japonesa JAXA. A estas dos hay que añadir un tercer elemento, el módulo de propulsión solar eléctrica MTM (Mercury Transfer Module), también de la ESA, que se encarga de reducir la Delta-V (cantidad de “esfuerzo” necesario para cada maniobra orbital, es decir, el cambio de una órbita a otra) necesaria para la inserción orbital. 

En este sentido, hay que pensar en BepiColombo como en un “tren” de tres vehículos. El módulo MTM se separará de las dos sondas el 24 de octubre de 2025, mientras que la inserción orbital de MPO y MMO se llevará a cabo el 5 de diciembre de ese año. La inserción orbital se realizará usando los motores y las reservas de combustible de MPO, que es una sonda considerablemente mayor (1.200 kg de la sonda europea frente a 255 kg de la japonesa).

(Video Malargüe)   La MMO se separará de la MPO el 20 de diciembre y ambas quedarán en órbitas distintas: una muy excéntrica para MMO (590 x 11640 km) y otra menos excéntrica para MPO (480 x 1500 km). Aunque en el imaginario de una gran parte de la opinión pública Mercurio es un mundo muerto muy similar a la Luna, en realidad es un cuerpo muy diferente y tremendamente interesante. Entender cómo pudo terminar este planeta con un núcleo tan enorme en proporción a su tamaño, averiguar la verdadera naturaleza de los misteriosos hollows (huecos) o estudiar las grandes reservas de “hielo negro” de las regiones polares son tres de los muchos objetivos de la misión BepiColombo. 

Cierto es que el estudio de este planeta no es, por el momento, una de las principales prioridades de la comunidad científica, especialmente después de la misión Messenger de la NASA, pero no es menos cierto que BepiColombo es una misión mucho más avanzada y capaz que la desaparecida sonda estadounidense (que no dejaba de ser, después de todo, una misión de bajo coste).

Lamentablemente, toca esperar. Alcanzar Mercurio es muy complicado en términos energéticos —no se trata de “dejarse caer” hacia el Sol— y BepiColombo deberá usar sus motores iónicos QinetiQ T6 y realizar múltiples maniobras de asistencia gravitatoria para lograr una Delta-V de 7 km/s (de ellos, 4,2 km/s los aporta el módulo de propulsión MTM). Si todo va bien, en 2026 ya podremos ver las primeras imágenes de alta resolución de la superficie de Mercurio tomadas por esta sonda. 

*Eureka, Naukas.

Los depósitos de hielo negro de Mercurio

Famoso por ser el planeta más pequeño y el más cercano al Sol, este mundo sin atmósfera alcanza de día temperaturas de hasta 430ºC, mientras que durante la noche el termómetro llega a marcar unos gélidos -180ºC. Es el último lugar en el que uno esperaría encontrar agua. Pero, contra todo pronóstico, la hay. En el polo norte de Mercurio están los depósitos de hielo más abundantes del sistema solar interior, fuera de Marte y la Tierra. Y por si fuera poco, se trata de hielo oscuro “manchado” por numerosas sustancias orgánicas.

Los depósitos de hielo del polo norte de Mercurio fueron descubiertos en 1991 mediante observaciones por radar desde el radiotelescopio de Arecibo. Al igual que en la Luna, en las regiones polares de Mercurio hay cráteres cuyo fondo nunca recibe la luz del Sol, así que no es de extrañar que desde que la sonda Mariner 10 visitó este planeta en 1974 muchos investigadores propusieron la presencia de hielo dentro de estos cráteres. 

¿Y de dónde vendría el agua? Pues del choque de cometas con Mercurio. Asunto zanjado. Por lo tanto, cuando la sonda Messenger de la NASA llegó a la órbita de Mercurio, uno de sus objetivos fue la detección de estos depósitos que todo el mundo daba por sentado. Pero no fue nada fácil demostrar que estaban allí, como tampoco lo sería explicar su formación.

De entrada, las cámaras de la sonda no vieron nada fuera de lo normal y hubo que esperar a los datos del altímetro láser MLA para confirmar que en el fondo de los cráteres había un material de elevada reflectividad que se correspondía además con la zona identificada por el observatorio de Arecibo. Pero no era prueba concluyente. Hubo que esperar al fin de la misión para que el espectrómetro de neutrones NS y la cámara MDIS pudiesen corroborar la existencia hielo de agua. 

Sin embargo, la cámara detectó un material extraño en el fondo de los cráteres boreales. Contra todo pronóstico, las imágenes no mostraron depósitos de hielo, sino una sustancia oscura no identificada. Los investigadores habían supuesto que el hielo de Mercurio estaría mezclado con el regolito —polvo— superficial como en el caso de la Luna y, por lo tanto, sería difícil de detectar. Pero no esperaban que el hielo fuese más oscuro que el resto de la superficie.

Por si fuera poco, muchos de los fondos de cráteres donde se encontraron estos extraños depósitos tenían una temperatura media de entre -150º y -50ºC, muy por encima de la temperatura de equilibrio del hielo puro expuesto, unos -173ºC. La respuesta al misterio fue proponer que el hielo no solo debía estar mezclado con regolito, sino también con oscuras sustancias orgánicas que evitarían su sublimación gracias a una capa de diez o veinte centímetros de espesor y, de paso, le otorgarían su característico color oscuro.

¿Pero cómo han llegado estas sustancias orgánicas hasta allí? Los cometas y asteroides carbonáceos tienen gran cantidad de hielo —o “volátiles”, como se les llama en jerga astronómica (además de agua, amoníaco, metano y dióxido de carbono, principalmente)— y sustancias orgánicas, pero no es trivial explicar el viaje de estas últimas hasta los polos. 

Los hielos se depositan en los polos mediante el siguiente mecanismo: tras el impacto de un cometa o un asteroide contra Mercurio, los volátiles se dispersan y resultan ionizados por los rayos ultravioleta del Sol. Una vez ionizados son capturados por la magnetosfera de Mercurio y siguen las líneas de campo hasta los polos, donde se depositan en las “trampas de frío” de los cráteres con sombra permanente. El proceso cuenta con la ayuda inestimable de regiones donde las líneas de campo se concentran en la superficie (magnetospheric cusps), fenómeno descubierto por la sonda Messenger.

Todo esto está muy bien, ¿pero y las sustancias orgánicas? Las teorías actuales apuntan a que no son originales, sino que se formarían in situ en el fondo de los cráteres mediante la acción de iones energéticos atrapados en la magnetosfera del planeta (principalmente protones del viento solar), con una pequeña ayudita de los rayos cósmicos. Entre las moléculas orgánicas que se forman hay aldehídos, cetonas, alcoholes, aminas, ácidos orgánicos o cianatos. El resultado es que el polo norte de Mercurio podría ser la reserva de sustancias orgánicas complejas de mayor tamaño más cercana al Sol.

¿Y de cuánto hielo hablamos? Difícil saberlo, pero el límite superior podría rondar las tres billones de toneladas, una cantidad nada despreciable para tratarse del planeta más cercano al Sol (en la Luna se estima que la cantidad de hielo sería mil veces menor). Y no solo se trata de hielo “sucio”, sino también de hielo fresco. Los datos de la Messenger señalan que en el fondo de algunos cráteres hay zonas de hielo virgen expuestas al vacío. El estudio de estos depósitos de hielos ricos en sustancias orgánicas es sin duda un objetivo muy interesante. 

Lamentablemente, la superficie de Mercurio es uno de los lugares del sistema solar más difíciles de alcanzar en términos energéticos1, así que no vamos a ver ninguna sonda explorando la superficie del planeta hasta dentro de varias décadas. Pero si alguna vez nos animamos a colonizar Mercurio, por lo menos sabemos que no faltará agua ni oxígeno.

(1.- Alcanzar la superficie de Mercurio es más costoso en términos energéticos que viajar a Marte, porque el planeta está totalmente sumergido en el pozo gravitatorio del Sol. También influye que es un planeta muy denso, por lo que la aceleración superficial de la gravedad es similar a la de Marte (0,38 g), a pesar de que Mercurio es mucho más pequeño).