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El Profesor

En diciembre de 2017 la NASA seleccionó las dos sondas finalistas para la cuarta misión de tipo New Frontiers de la NASA, o sea, las misiones de medio coste —unos mil millones de dólares— de la agencia espacial (más caras que las de tipo Discovery y más baratas que las de tipo Flagship). Las elegidas fueron Dragonfly, un dron que debe volar por los cielos de Titán, y CAESAR, una sonda de retorno de muestras del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (sí, el mismo que exploró la sonda europea Rosetta). La NASA debe decidir a mediados o a finales de este año cuál de las dos propuestas será finalmente la ganadora, de ahí que los equipos de ambas sondas se hallen en plena «campaña» intentando que se hable de ellas. Aunque todavía no sabemos cuál será la seleccionada, estos últimos meses se ha perfilado el diseño y objetivos de ambos proyectos.

Diseño actual de Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Empecemos por Dragonfly, sin duda una de las propuestas más ambiciosas y «molonas» del panorama espacial de las últimas décadas. Un dron que volará por los cielos de Titán, la mayor luna de Saturno, no puede dejar indiferente a nadie. Si es aprobada, Dragonfly despegará en 2025 y llegará a Titán en 2034. Durante dos años explorará las regiones ecuatoriales de Titán, dominadas por los mayores campos de dunas del sistema solar. Eso sí, estas dunas no están formadas por arena, sino por partículas orgánicas. Dragonfly usará cuatro parejas de rotores para volar por los cielos titánicos —es un octocóptero— para garantizar la redundancia adecuada (podrá mantenerse en vuelo con solo cuatro rotores funcionando) y llevará un generador de radioisótopos de tipo MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) para producir electricidad a 1500 millones de kilómetros del Sol.

Emblema de la misión (NASA/JHU-APL).

La atmósfera de Titán es 4,4 veces más densa que la terrestre, un dato que, combinado con su baja gravedad (el 14% de la de la Tierra), hace que sea considerablemente más fácil hacer volar un dron en Titán que en la Tierra. De hecho, para volar en Titán un dron solo requiere el 2,4% de la potencia que necesita en la Tierra. O, dicho con otras palabras, con la misma potencia se puede levantar una masa 12 veces mayor en Titán que en nuestro planeta. Dragonfly es una propuesta del APL (Applied Physics Laboratory) de la universidad Johns Hopkins y Elizabeth Turtle es su investigadora principal. La sonda viajará hasta Saturno dentro de un escudo térmico de 3,7 metros de diámetro, un tamaño comparable al de las sondas marcianas Viking (la sonda europea Huygens que aterrizó en Titán tenía un escudo de 2,7 metros) y entrará en la atmósfera de Titán a 7,4 km/s. Usará un paracaídas piloto supersónico para estabilizarse y, una vez alcanzada la atmósfera baja, desplegará un paracaídas principal más grande (el esquema de dos paracaídas es necesario para evitar que la nave pase demasiado tiempo descendiendo). Luego la sonda se separaría del escudo térmico y comenzaría a volar, escaneando el terreno mediante LIDAR y cámaras hasta encontrar un lugar idóneo para posarse.

Elementos de la sonda Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Secuencia de entrada en la atmósfera de Titán de Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Dragonfly antes de separarse del backshell y el paracaídas (NASA/JHU-APL).

A pesar de ser un artilugio volador, Dragonfly pasará el 99% de su tiempo sobre la superficie. En cada vuelo podrá desplazarse hasta cien kilómetros y usará la larga noche de Titán —ocho días— para recargar las baterías. Durante cada viaje podrá desplazarse decenas de kilómetros, por lo que a lo largo de su misión recorrerá mucha superficie. Entre los instrumentos que llevará la sonda, además de las cámaras principales DragonCAM, se incluye la estación meteorológica DraGMet. Esta estación medirá la humedad de metano en el aire mediante un sensor óptico —el metano en Titán juega el mismo papel que el agua en la atmósfera terrestre—, un detector de hidrógeno y, por supuesto, sensores de presión y temperatura, además de cuatro sensores de viento, cada uno de ellos instalados en una de las parejas de rotores (el viento también se podrá medir durante el vuelo de forma indirecta comparando la velocidad de la sonda relativa al aire con la velocidad relativa al suelo). DraGMet llevará además sensores para medir el campo eléctrico, la temperatura de la superficie y un sismómetro.

Sistema de navegación óptica de Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Dragonfly en vuelo (NASA/JHU-APL).

Otro instrumento será un espectrómetro de rayos gamma y neutrones (DraGNS), que analizará la composición de la superficie junto a un espectrómetro de masas (DragMS), este último un instrumento que estudiará muestras obtenidas mediante un taladro (DragMS estará basado en el instrumento SAM de Curiosity). Además de las dunas y la atmósfera, Dragonfly también buscará cráteres de impacto y posibles criovolcanes para analizar indirectamente el interior de Titán. En estas regiones es posible que el agua líquida entre en contacto con el metano y las sustancias orgánicas de la superficie, creando un entorno potencialmente habitable. Por supuesto, enviar a Titán una sonda y no explorar los lagos y mares de metano del polo norte parece un pecado, pero Dragonfly no explorará esta zona tan interesante porque en 2034 se encontrará en pleno invierno, así que deberá evitar las zonas nocturnas y de baja temperatura (a pesar de usar un RTG, Dragonfly también llevará baterías, que se resienten con las bajas temperaturas), zonas desde las que, además, será imposible comunicarse directamente con la Tierra.

Patrón de exploración de Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Un prototipo terrestre de Dragonfly (NASA/JHU-APL).

El gran desafío de Dragonfly es cómo asegurar una navegación totalmente autónoma a casi 1500 millones de kilómetros de la Tierra. No en vano, conocemos peor la superficie de Titán que la de Marte cuando las sondas Viking se posaron en su superficie a mediados de los 70. ¿Y si el artilugio despega y luego no encuentra un lugar seguro donde aterrizar? Para evitar esta, y otras, eventualidades Dragonfly seguirá un patrón de vuelo cuidadosamente estudiado. Tras despegar de la zona en la que se hallaba posado, primero se dirigirá a otra zona previamente estudiada desde el aire y comprobará que es adecuada para aterrizar, luego seguirá volando para buscar otras zonas de aterrizaje válidas y regresará a la zona anterior para posarse en ella. Si la primera zona presenta algún problema, la sonda aterrizará en el punto de partida y esperará instrucciones desde la Tierra.

Dragonfly (NASA/JHU-APL).

Y es que las comunicaciones son otro quebradero de cabeza, ya que la enorme distancia, la atmósfera de Titán y el ciclo día-noche hacen que sea complicado asegurar un enlace de alta ganancia (la sonda Huygens que aterrizó en Titán empleó a Cassini como repetidor). El laboratorio APL es consciente de que el software de la misión es un elemento crítico y alega que se basará en la experiencia con las misiones TIMED, MESSENGER, STEREO, New Horizons y PSP a  la hora de desarrollarlo. Claro que, por muy complejas que fuesen estas misiones, ninguna incluía el detalle de hacer volar un artilugio por la atmósfera de otro mundo.

Dragonfly (NASA/JHU-APL).

El bicho en la superficie (NASA/JHU-APL).

La misión rival de Dragonfly también sigue allanando el terreno por si es elegida. CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) tiene como investigador principal a Steve Squyres, famoso por también haber sido el PI de los rovers marcianos Spirit y Opportunity. Esta misión, liderada por la Universidad de Cornell y el Centro Goddard de la NASA, puede parecer una especie de repetición de OSIRIS-REx, aunque con un cometa como objetivo en vez de un asteroide. Pero no olvidemos que la comunidad científica ha declarado en innumerables ocasiones que traer una muestra de un cometa a la Tierra es un objetivo prioritario. Lamentablemente, traer un pedazo de cometa es una hazaña compleja. Por un lado, igualar la órbita de un cometa, bastante excéntrica, requiere mucha más energía que viajar a un asteroide cercano, pero es que además en este caso la nave debe volver a la Tierra.

Sonda CAESAR (Cornell University/NASA Goddard).

El segundo desafío consiste en asegurar que las muestras llegan a la Tierra convenientemente conservadas en unas condiciones de muy baja temperatura para preservar los volátiles (hielos de agua, metano, amoniaco, etc.). No sirve de nada traer muestras de un cometa a la Tierra y descubrir posteriormente que estas preciosas sustancias se han sublimado. Sin embargo, mantener las muestras a temperaturas criogénicas hasta su recogida en la Tierra es algo enormemente complicado. Por eso CAESAR usará un sistema muy ingenioso. Primero recogerá las muestras de la superficie usando un brazo recolector TAG y una maniobra muy similar a la que ejecutará OSIRIS-REx en el asteroide Bennu, pero la diferencia es que la muestra se introducirá en el contenedor SCS (Sample Containment System) estando todavía muy fría, por debajo de —80 ºC (el contenedor se meterá posteriormente en la cápsula SRC, Sample Return Capsule). El contenedor SCS es hermético y, una vez sellado, se calentará para permitir que se sublimen los volátiles, que se almacenarán en un contenedor separado o GCS (Gas Containment System). Una vez sublimados los volátiles, la muestra sólida será expuesta al vacío para garantizar su preservación. Se recogerán muestras de hasta tres lugares distintos del cometa como mínimo.

Sistema para guardar las muestras de CAESAR (Cornell University/NASA Goddard).

Partes del sistema de recogida de muestras (Cornell University/NASA Goddard).

Cómo se meterá el contenedor con las muestras en la cápsula (Cornell University/NASA Goddard).

Brazo de recogida de muestras (Cornell University/NASA Goddard).

Otro problema al que se enfrenta CAESAR es cómo aproximarse a la compleja y torturada superficie de un cometa. Por este motivo el objetivo elegido es nuestro viejo amigo el cometa 67P. No en vano, Chury es el cometa mejor estudiado y de ahí que haya sido elegido para minimizar los riesgos de esta misión. De ser elegida, CAESAR despegará en 2024 y llegará al cometa 67P en diciembre de 2028. Con suerte podrá sobrevolar el asteroide 2809 Vernadskij de camino a su objetivo. CAESAR estudiará el núcleo del cometa desde varias órbitas cada vez más cercanas (55, 20, y 10 kilómetros) antes de recoger las muestras en 2031 (un mínimo de 80 gramos, aunque se espera recolectar 300 gramos aproximadamente). En 2034 pondrá rumbo a casa y el 20 de noviembre de 2038 la cápsula con las muestras cometarias aterrizará en Utah (es necesario esperar a que Chury y la Tierra se alineen para regresar, de ahí la elevada duración del vuelo de vuelta). La cápsula con las muestras será suministrada por la agencia espacial japonesa JAXA y usará un diseño similar al empleado en las misiones de retorno de muestras de asteroides Hayabusa y Hayabusa 2.

Trayectoria de CAESAR. Las flechas indican el funcionamiento de los motores iónicos (Cornell University/NASA Goddard).

Fases de la misión (Cornell University/NASA Goddard).

Cápsula japonesa para traer las muestras (Cornell University/NASA Goddard).

Para viajar y regresar del cometa, CAESAR usará enormes paneles solares flexibles de tipo ROSA (Roll-Out Solar Arrays), capaces de generar un máximo de 30 kilovatios, que alimentarán tres motores iónicos NEXT-C. También llevará a cabo un sobrevuelo de la Tierra a la ida y otro a la vuelta, principalmente para cambiar el plano de la órbita. La sonda será construida por Northrop Grumman tomando como base la plataforma GEOStar-3 de satélites geoestacionarios y elementos de la sonda Dawn que estudió Ceres y Vesta.

Zonas preseleccionadas para la recogida de muestras (Cornell University/NASA Goddard).

Lugar de aterrizaje de CAESAR en Utah (Cornell University/NASA Goddard).

Ambas misiones son interesantes, pero es evidente que el hecho de viajar a un objetivo ya explorado hace que sea muy difícil «vender» CAESAR entre el gran público. Dragonfly es mucho más apasionante, pero también infinitamente más arriesgada y, lo más importante, no está dentro de las prioridades del último Decadal Survey de la comunidad científica (por este motivo, los encargados de la misión se han apresurado a añadir el objetivo de explorar posibles zonas de criovulcanismo). Personalmente, y por mucho que me guste Dragonfly, el hecho de viajar tan lejos y «desaprovechar» la única oportunidad que tendremos durante décadas de visitar los lagos y mares del sistema solar fuera de la Tierra me parece un error casi imperdonable. En cualquier caso, solo puede quedar una. Este año sabremos qué misión es la elegida.

Uno de los aspectos más complicados de una misión a la Luna es sobrevivir a la larga y fría noche lunar de dos semanas. Las sondas espaciales no toleran demasiado bien los extremos térmicos. Afortunadamente, la sonda china Chang’e 4 y su pequeño escudero, el rover Yutu 2, cuentan con un generador de radioisótopos (RTG) y un calefactor radiactivo (RHU), respectivamente. Ambos sistemas han sido construidos en colaboración con Rusia y llevan plutonio-238 sintetizado en ese país. La sonda Chang’e 4 alunizó en la cara oculta de la Luna el 3 de diciembre de 2018 e inmediatamente desplegó el rover Yutu 2. Entre el 6 y el 19 de enero el rover dejó de moverse por culpa de las elevadas temperaturas del mediodía lunar. Tras continuar rodando alrededor de la Chang’e 4 y recorrer un total de 44 metros, el rover volvió a pararse y se enfrentó a su primera noche lunar el 12 de enero, mientras que la Chang’e 4 apagó sus sistemas principales un día más tarde. Tanto la Chang’e 4 como Yutu 2 soportaron con éxito los casi –190 ºC de la noche en el cráter Von Kármán (registrados por la propia Chang’e 4).

La sonda Chang’e 4 vista por el rover Yutu 2. Se aprecian claramente las antenas de 5 metros del experimento de radioastronomía de baja frecuencia (Xinhua/CCTV).

El rover se «despertó» el 29 de enero a las 12:00 UTC y la Chang’e 4 hizo lo propio el 30 de enero a las 12:39 UTC una vez que el Sol volvió a iluminar las planicies del hemisferio sur de la Luna. Yutu 2 pasó la noche a 18 metros de distancia de la Chang’e 4 en dirección noroeste. La razón de que se despertase antes que la Chang’e 4 es que necesitaba desplegar los paneles solares para recargar sus baterías y disipar el calor sobrante con sus radiadores, ya que los paneles habían sido plegados para aguantar mejor las bajas temperaturas nocturnas. El 3 de febrero Yutu 2 volvió a echarse una siesta por culpa del calor del mediodía.

Recorrido de Yutu 2 (CGTN).

Imagen de la Chang’e 4 tomada por Yutu 2 poco después de bajarse de la sonda el 3 de diciembre de 2018 (CGTN).

Recorrido de Yut (Phil Stooke/unmannedspaceflight.com).

La pequeña biosfera que la Chang’e 4 llevaba a bordo dentro de un pequeño contenedor cilíndrico de 3 kg dio mucho que hablar cuando se supo que una de las semillas de algodón logró germinar después del aterrizaje tras exponerla a la presencia de agua durante 87 horas. Aunque fuese dentro de una lata, era la primera vez que una planta brotaba en la cara oculta de la Luna. No obstante, todos los seres vivos que llevaba el experimento —el resto de semillas de arabidopsis, patatas y colza, levadura y moscas de la fruta— no sobrevivieron a la primera noche lunar y a las temperaturas de —50 ºC que se alcanzaron dentro del contenedor. Solo después del lanzamiento se supo que la Chang’e 4 no transportaba capullos de gusanos de seda como se había dicho en un primer momento, ya que se prefirió sustituirlos por huevos de moscas de la fruta.

Una semilla de algodón germina en la cara oculta de la Luna. La imagen es del 7 de enero (CNSA).

La Chang’e 4 vista por el rover Yutu 2 (CNSA).

El 30 de enero la sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) pudo fotografiar la Chang’e 4 posada en el cráter Von Kármán de la cara oculta de la Luna. La LRO no pasó sobre el lugar del alunizaje, sino a 330 kilómetros más al este, por lo que tuvo que inclinarse 70º para hacer la fotografía y, como resultado, la Chang’e 4 apenas ocupa un par de píxeles, pero ahí está. La imagen no parece gran cosa, pero ha habido que mover muchos hilos políticos al más alto nivel para que pudiese hacerse realidad. La NASA tiene prohibido cualquier tipo de colaboración con China en asuntos espaciales, así que tomar una imagen de este tipo requiere muchas negociaciones previas y una autorización específica del Congreso. A cambio de tomar la imagen, China ha acordado proporcionar datos a la NASA sobre los tiempos de encendido del motor de la Chang’e 4 durante su descenso. Aparentemente, cuando en 2013 la LRO fotografió la sonda Chang’e 3 en la superficie lunar China no cumplió su parte del trato inmediatamente, lo que volvió a aumentar el recelo entre los dos países.

La Chang’e 4 en el fondo del cráter Von Kármán vista por la LRO (NASA/GSFC/Arizona State University).

Detalle de la imagen anterior. Ese punto es el único artefacto humano que se ha posado suavemente sobre la cara oculta de la Luna (NASA/GSFC/Arizona State University).

Por otro lado, el satélite chino Longjiang 2 (DSLWP-2) ha seguido enviando imágenes de la Luna. Este pequeño satélite fue enviado a nuestro satélite junto con su hermano gemelo Longjiang 1 como carga secundaria durante el lanzamiento del satélite repetidor Queqiao, encargado de retransmitir las señales de la Chang’e 4 hacia la Tierra. El pasado 3 de febrero el Longjiang 2 envió una imagen en la que se podía ver la cara oculta de la Luna y la Tierra.

La Tierra y la cara oculta de la Luna vistas por el satélite Longjiang 2 (Xinhua).

Imagen de la cara oculta vista por el Longjiang 2 el 30 de enero de 2019 (CGTN).

Algunos medios han comentado de forma errónea que estas imágenes del satélite Longjiang 2 son las primeras de la cara oculta de la Luna en la que se puede ver la Tierra, pero esto no es cierto. Recientemente hemos podido ver imágenes similares del satélite retransmisor Queqiao y, hace cinco años, la Chang’e 5-T1 nos mostró imágenes similares de alta calidad. Y eso por no hablar de imágenes parecidas obtenidas por las misiones DSCOVR, Galileo o NEAR. En cualquier caso, sin duda se trata fotografías espectaculares.

La cara oculta de la Luna y la Tierra vistas por el satélite Queqiao (CGTN).

La cara oculta de la Luna vista desde el satélite Queqiao (https://www.weibo.com/1851755225/Han6Y89L8).

Imagen desde el satélite Queqiao en la que vemos la Tierra y la Luna y parte de la antena desplegable (https://www.weibo.com/1851755225/Han6Y89L8).

La Luna y la Tierra vistas en 2014 por la Chang’e 5-T1 (Xinhua).

Recientemente hemos podido ver los planes chinos para llevar a cabo misiones tripuladas alrededor de la Luna durante la próxima década. Estas misiones usarían la nave tripulada de nueva generación que debe sustituir a las Shenzhou actuales y un nuevo cohete pesado más grande que el Larga Marcha CZ-5, pero más pequeño que el futuro cohete gigante CZ-9. Las misiones tripuladas podrían hacer uso de una pequeña estación o laboratorio orbital alrededor de la Luna, una especie de versión china de la plataforma Gateway de la NASA. Todo esto está muy bien, pero lo que la gente quiere ver son misiones a la superficie lunar. Aunque China ha dejado caer que ese sería el objetivo último de su programa lunar, hasta la fecha no hemos visto propuestas serias de módulos lunares. No obstante, recientemente hemos conocido un concepto de módulo lunar de pequeño tamaño de CASC (Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China) que es, cuanto menos, muy curioso.

Concepto de módulo lunar chino de pequeño tamaño para dos personas (CASC).

Este módulo reutilizable tendría una masa de apenas 5 toneladas, comparadas con las casi 17 del módulo lunar del Apolo o las 45 toneladas del monstruoso módulo Altair del malogrado Programa Constelación. Tendría capacidad para dos astronautas, como el LM del Apolo, y serviría para efectuar viajes de ida y vuelta desde la estación orbital lunar china. Para permitir una masa tan pequeña el módulo debería incluir una etapa adicional de frenado para reducir la velocidad desde la órbita lunar que sería desechable y que debería lanzarse desde la Tierra tras cada misión. Esta etapa se separaría a 3 kilómetros de altura de la superficie lunar y se estrellaría, con suerte, lejos del módulo lunar. En este sentido, el diseño recuerda al ideado para el módulo lunar soviético LK, que incorporaba una etapa de descenso desechable —crash stage— de tipo Blok-D.

Detalles y puntos débiles de los módulos LM y Altair de la NASA (CASC).

Comparativa entre el pequeño módulo lunar chino, el LM y el Altair (CASC).

Proyecto de estación espacial lunar china. Vemos acoplado al módulo de la estación una nave tripulada de nueva generación y un módulo lunar (CNSA via nasaspaceflight.com).

Concepto de módulo lunar ultraligero de 1961 del centro Langley de la NASA (Robert Godwin).

Los dos astronautas de un volumen interno muy pequeño, pero como contrapartida disfrutarían de unas vistas espectaculares durante las maniobras de descenso y ascenso. Efectivamente, los dos tripulantes descenderían hasta la superficie enfundados en escafandras extravehiculares situadas en cabinas gemelas en lados opuestos del módulo. La particularidad es que estas cabinas se podrían abrir una vez en la superficie y el astronauta descendería cómodamente gracias a reducida altura del módulo debido a la ausencia de una etapa propulsiva inferior. Los astronautas no se pondrían los trajes dentro del módulo, sino que accederían a los mismos desde la sección central presurizada a través la mochila de soporte vital, un concepto conocido como suitlock o portsuit que introdujo la NASA durante la pasada década para sus estudios de rovers lunares y marcianos. Este concepto requiere el uso de escafandras semirrígidas similares al traje Orlán ruso (de los que carece la NASA). Pero, precisamente, el traje de EVA desarrollado por China, el Feitian, es una versión del Orlán. El concepto suitlock evita que la cabina presurizada se llene del abrasivo regolito lunar, un peligro potencial para los astronautas.

Los trajes usarían el concepto suitport o suitlock popularizado por la NASA hace una década (CASC).

Concepto de suitlock de la NASA (NASA).

Escafandras para EVA. A la izquierda el traje Feitian chino y al lado el Orlán ruso (Xinhua).

Otra solución de diseño original de este pequeño módulo reutilizable de CASC es que los motores principales del sistema de propulsión están situados a los lados del compartimento principal, lo que permite que la altura del módulo con respecto al suelo lunar sea mínima, facilitando el acceso a la superficie. Precisamente la parte central del módulo lunar está presurizada y en su extremo superior incluye un puerto de atraque con un sistema de acoplamiento andrógino como el empleado por las naves Shenzhou. Este estudio de CASC, que por el momento no es ni mucho menos un proyecto maduro, confirma que, por un lado, los planes lunares chinos pasarán primero por la órbita lunar de igual modo que los actuales proyectos estadounidenses y rusos, pero también demuestra que China no quiere conformarse con soluciones tradicionales y está buscando diseños de módulos lunares que sean flexibles, reutilizables y baratos.

Esquema de misión lunar desde la estación orbital china (CASC).

Planes chinos para situar una estación en órbita lunar usando el nuevo cohete de 70 toneladas de capacidad (CNSA via nasaspaceflight.com).

Nueva nave tripulada china de nueva generación (CNSA).

La estrella de Barnard es una de las estrellas más populares debido a su cercanía y a su elevada velocidad con respecto al sistema solar. Y seguirá siendo famosa porque ahora sabemos que posee el que por el momento es el segundo planeta extrasolar más próximo. Descubierta oficialmente por el astrónomo estadounidense Edward Barnard en 1916, se halla a tan solo 5,96 años luz, un dato que la convierte en la cuarta estrella más cercana al Sol después de Proxima Centauri y el sistema doble de Alfa Centauri. Se trata de una enana roja de tipo espectral M4, así que, incluso estando tan cerca, es invisible a simple vista (su magnitud es de 9,5). Estas características han convertido la estrella de Barnard en objeto de multitud de obras de ciencia ficción —así, a bote pronto, recuerdo las novelas Hyperion de Dan Simmons o Rocheworld de Robert Forward—, pero también de observaciones científicas en busca de planetas. En los años 60 el astrónomo Peter van de Kamp se hizo famoso por el supuesto descubrimiento de uno o varios gigantes gaseosos a su alrededor mediante la técnica de astrometría usando un telescopio refractor de 61 centímetros.

Recreación de Estrella de Barnard b (o Barnard b) (ESO).

El descubrimiento de van de Kamp se demostró un espejismo y contribuyó a que la comunidad científica se tomase con mucho escepticismo la búsqueda de exoplanetas durante los años 70 y 80. A partir de 1995, cuando ya era evidente que existían exoplanetas alrededor de estrellas de la secuencia principal, varios equipos de investigadores buscaron planetas alrededor de la estrella de Barnard mediante el método de la velocidad radial, el método del tránsito y mediante visión directa. Sin éxito. Recordemos que los dos primeros métodos, los más fructíferos con diferencia, favorecen la detección de mundos muy grandes situados cerca de su estrella. Si la estrella de Barnard tenía planetas, estos debían estar lejos o ser muy pequeños. Pero los astrónomos no han cejado en su empeño y, por fin, la búsqueda ha dado sus frutos.

Movimiento de la estrella de Barnard medido por van de Kamp a partir del cual predijo —erróneamente— la presencia de un planeta en los años 60 (Wikipedia).

Un equipo liderado por el español Ignasi Ribas, del Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC) de Barcelona, ha analizado cerca de veinte años de medidas de velocidad radial —unas 771 observaciones— tomadas por siete instrumentos distintos, incluyendo los espectrómetros CARMENES (Calar Alto, España), HARPS (Chile) y HARPS-N (Canarias, España). ¿El resultado? Que el equipo de investigadores está convencido de haber detectado una supertierra alrededor de la estrella de Barnard. Barnard b —o GJ 699 b— es un mundo con una masa mínima igual a 3,2 veces la de nuestro planeta y con un periodo de 233 días. Si su órbita es circular esto significa que se encuentra a 60 millones de kilómetros de su estrella. A esta distancia, en nuestro sistema solar Barnard b estaría demasiado caliente para ser habitable, pero como la estrella de Barnard es tan pequeña y fría, la temperatura de esta supertierra debe rondar los -170 ºC. O sea, está fuera de la zona habitable y en la frontera de la denominada línea de congelación. Tampoco puede descartarse que Barnard b no sea un minineptuno, aunque lo más probable es que sea una supertierra con una superficie rocosa.

¡La señal del planeta es de solo 1,2 m/s! (Ribas et al.).

La búsqueda de planetas alrededor de enanas rojas mediante el método de la velocidad radial no es una tarea sencilla por culpa de la elevada variabilidad de este tipo de estrellas, así que resulta esencial determinar primero el periodo de rotación de la estrella y su ruido lumínico de fondo. El equipo de Ribas ha concluido que la estrella de Barnard gira sobre su eje una vez cada 140 días, aunque con un error de unos diez días. Y es que la presencia de Barnard b provoca una velocidad de apenas 1,2 m/s en su estrella (!), así que no es de extrañar que haya tardado tanto en ser descubierto. Por eso sus descubridores hablan de «planeta candidato», ya que todavía no se puede confirmar al 100% que es real. La razón es que uno de los métodos empleados para filtrar la señal de velocidad radial del planeta del ruido procedente de la actividad estelar ha restado significancia estadística al descubrimiento. Pero, en todo caso, la probabilidad de que la señal se origine por la actividad estelar es de solo el 0,8%, así que sí que podemos estar seguros de que el planeta existe en un 99%.

Recreación artística de la superficie de Barnard b (ESO).

Naturalmente, cabe la posibilidad de que existan más planetas en el sistema. La velocidad radial de la estrella de Barnard muestra un patrón a largo plazo que podría evidenciar un exoplaneta adicional más lejano… o bien podría deberse a la actividad estelar. Es posible que Barnard b sea una decepción para algunos porque no es un mundo habitable, pero hubiese sido mucha casualidad que, después de Proxima b, la naturaleza nos hubiese regalado otro planeta potencialmente habitable tan cerca del sistema solar. Por otro lado, también es cierto que se trata del mundo más cercano alrededor de una estrella que no forma parte de ningún sistema múltiple (Proxima y Alfa Centauri forman un sistema triple).

Nuestro sistema solar y el de la estrella de Barnard a escala (Nature).

Lo realmente interesante de este y otros exoplanetas cercanos no es que podamos viajar hasta ellos —eso queda fuera del alcance de la tecnología de la que disfrutaremos en nuestras vidas— sino que seremos capaces de estudiarlos en detalle con instrumentos avanzados en un futuro. En el caso de Barnard b, los descubridores han calculado que su brillo es una milmillonésima parte del de la estrella, una proporción de contraste que queda fuera de los instrumentos actuales, pero que, debido a la elevada separación angular del planeta —220 milisegundos de arco— permitirá que pueda verse directamente con los telescopios de nueva generación, lo que hará posible estudiar su hipotética atmósfera. De hecho, Barnard b será unas cinco veces más fácil de ver de forma directa que Proxima b. También es posible que pueda ser estudiado mediante astrometría —el método empleado por van de Kamp— a partir de los datos de la misión europea Gaia. En definitiva, Barnard b puede que no sea potencialmente habitable, pero tiene muchas papeletas para convertirse dentro de unos años en el exoplaneta más cercano que podremos ver directamente. Y, por otro lado, no puedo dejar de pensar que Peter van de Kamp estaría muy feliz de saber que, efectivamente, la estrella de Barnard tiene planetas a su alrededor. ¿No creen que Van de Kamp sería un buen nombre para este mundo?