Un satélite de la ESA podría desvelar un misterio cósmico

Asistencia gravitatoria de Rosetta en 2007: ninguna anomalía detectada
12 noviembre 2009

Cuando el ‘cazador’ de cometas de Europa, Rosetta, se aproxime a la Tierra mañana para realizar una asistencia gravitatoria crítica para su misión, se recogerán datos de su trayectoria para medir con precisión el cambio en la energía orbital del satélite. Los resultados podrían ayudar a desvelar un misterio cósmico que tiene intrigados a los científicos desde hace dos décadas.

Desde 1990, los científicos y los controladores de misión de la ESA y de la NASA han notado que sus satélites a veces experimentan una extraña variación en la cantidad de energía orbital que intercambian con la Tierra durante estas maniobras, conocidas como asistencias gravitatorias. Esta variación se manifiesta como una pequeña diferencia en la velocidad ganada o perdida durante la asistencia, comparada con la que predice la física fundamental y con la que puede ser medida tras la maniobra.

Pequeñas variaciones inexplicables en la velocidad

Estas variaciones en la velocidad son extremadamente pequeñas: el satélite Galileo de la NASA experimentó un incremento de tan solo 3.9 mm/s sobre el valor esperado cuando realizó una asistencia gravitatoria con la Tierra en Diciembre de 1990. La mayor de estas variaciones – un impulso de 13.0 mm/s – fue observada con el satélite NEAR de la NASA cuando se aproximó a la Tierra en Enero de 1998. Por otra parte, las variaciones observadas en las asistencias gravitatorias realizadas por los satélites de la NASA Cassini en 1999 y por Messenger en 2005 fueron tan pequeñas que caen dentro de los límites de la incertidumbre.

ESA`s first deep-space ground station at New Norcia (Western Aus
Antena ESTRACK de 35m en New Norcia: siguiendo a Rosetta para detectar una anomalía desconocida en su velocidad

La sonda Rosetta de la ESA ha realizado dos asistencias gravitatorias con la Tierra, en 2005 y en 2007. Rosetta también experimentó esta extraña anomalía. Desafortunadamente, Rosetta se aceleró de forma inexplicable 1.8 mm/s durante el primer pase, pero ni se aceleró ni se frenó durante la maniobra de 2007. Nadie sabe todavía qué pasará el 13 de Noviembre de 2009 durante el tercer y último pase de Rosetta junto a la Tierra: los científicos están intrigados.

“Es un misterio lo que está pasando con estas asistencias gravitatorias. Algunos estudios han buscado respuestas en nuevas interpretaciones de la física actual. Si estuviesen en lo cierto, sería sin duda una noticia impactante”, comenta Trevor Morley, principal especialista en dinámica del vuelo de la misión Rosetta, trabajando en el ESOC, el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA en Darmstadt, Alemania.

Investigadores de la ESA estudian a Rosetta

Junto a su compañero de la ESA y especialista en mecánica orbital, Frank Budnik, Morley escribió un artículo científico en 2006 que estudiaba la anomalía experimentada por Rosetta durante la asistencia gravitatoria de 2005 y enumeraba posibles causas.

Éstas van desde los peculiares efectos de las mareas en el entorno cercano a la Tierra, la resistencia atmosférica o la presión de la radiación emitida o reflejada por la Tierra, hasta posibilidades mucho más extremas, tales como la materia oscura, la energía oscura o variaciones nunca antes vistas en la Relatividad General, una de las teorías fundamentales de la física moderna, y una de las más estudiadas.

Antena de 70m de la Red de Espacio Profundo de la NASA en Goldstone, California

Un equipo de investigadores estadounidenses, liderado por el ex-científico de la NASA John Anderson, está incluso estudiando la posibilidad de que la rotación de la Tierra esté distorsionando el espacio-tiempo – el tejido fundamental de nuestro Universo – más de lo esperado, lo que afectaría a los satélites en las proximidades del planeta. Pero todavía no hay una explicación de porqué sucede este fenómeno.

Antes de tan siquiera tener en cuenta estas exóticas teorías, todas las posibles causas que podrían justificar estas variaciones en la velocidad de los satélites han sido eliminadas por numerosas investigaciones desarrolladas durante años, tanto por la ESA como por la NASA. Causas como fallos en el software, errores en los cálculos, incertidumbre en el posicionamiento y otras, mucho más mundanas, han sido sistemáticamente eliminadas o justificadas, dejando a la anomalía de la velocidad sin una explicación plausible.

Las sondas de la NASA Pioneer 10 & 11, afectadas de forma similar

“Hasta la fecha, nadie sabe realmente qué sucede – es un auténtico misterio.”

Científicos de múltiples universidades y centros de investigación en Europa, los Estados Unidos y Japón han trabajado en el problema de la anomalía de la velocidad durante los últimos años. La anomalía experimentada en las asistencias gravitatorias con la Tierra ha sido comparada con otra anomalía sin explicación – la experimentada por las sondas de la NASA Pioneer 10 y 11.

Estas sondas, que siguen trayectorias que las llevarán al espacio interestelar, han experimentado una inesperada aceleración dirigida hacia el Sol, que todavía no ha podido ser explicada.

Observando durante la noche

El 13 de Noviembre, los equipos de control de la misión y de dinámica del vuelo en el ESOC estarán especialmente atentos cuando la estación de 35 m de New Norcia, Australia, de la ESA siga a Rosetta durante su aproximación a la Tierra, lo que se espera que suceda a las 08:45:40.0 CET, a la que relevará – tras un periodo de 20 minutos sin visibilidad – la estación de 15 m de la ESA en Maspalomas, España.

Este seguimiento generará datos muy precisos que mostrarán si el satélite se acelera o se frena más o menos de lo esperado. Las estaciones de Espacio Profundo operadas por la NASA en Canberra, Australia, y en Goldstone, California, también observarán al satélite antes y después de su acercamiento a la Tierra.

Cassini-Huygens swings by Earth and accelerates towards Saturn
La sonda ESA/NASA Cassini-Huygens pasó junto a la Tierra en 1999, frenándose de forma inexplicable

“Estamos usando todas las estaciones de seguimiento disponibles para maximizar la cantidad de datos que podemos tomar durante el acercamiento. Cuantos más datos recojamos, más oportunidades tendremos de encontrar una respuesta”, comenta Morley.

Científicos de todos los continentes están esperando estos datos, con la esperanza de poder determinar si se ha producido la anomalía y de encontrar una explicación a este fenómeno.

“Hasta la fecha, nadie sabe realmente qué sucede – es un auténtico misterio. Y la predicción de que Rosetta no experimente ninguna anomalía en su velocidad es tan válida como cualquier otra”, concluye Morley.

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