Satélites Naturales
de Júpiter

La misión Juno, segunda del programa New Frontiers (la primera es New Horizons), fue seleccionada el 9 de junio de 2005. Si bien su nombre tiene relación con el acrónimo Júpiter Near-polar Orbiter («orbitador próximo-polar de Júpiter»), se considera en sí mismo una referencia a la diosa Juno de la mitología romana (la análoga de Hera en la griega), hermana y esposa de Júpiter.

Es la primera nave lanzada en el siglo XXI al espacio exterior con objetivo en Júpiter ha sido Juno, una sonda de la NASA, operada por el JPL (Laboratorio de Propulsión a Chorro). Despegó el 5 de agosto de 2011, a las 18:25 (hora peninsular) desde Cabo Cañaveral (Florida, EE UU.) a bordo del cohete Atlas V. Tras un sobrevuelo de apoyo gravitacional a la Tierra el 9 de octubre de 2013, Juno se insertó en su órbita polar inicial de Júpiter, de 53,5 días, el 5 de julio de 2016.

Si bien su objetivo casi exclusivo es el estudio del gigante gaseoso, cuando su misión concluyó en julio de 2018 la NASA aprobó una extensión de la misma hasta julio de 2021, y después una segunda hasta 2025 (o hasta el final de su vida útil) en la que, al aumentar el periodo orbital (para conservar algunos elementos de la nave) se pudieron planificar sobrevuelos cercanos de Ganimedes, Europa e Ío, pasando a ser un explorador de todo el sistema joviano (el planeta, sus anillos y lunas).

Los encuentros con satélites comenzaron con un sobrevuelo a baja altitud de Ganimedes el 7 de junio de 2021 (PJ34), produciéndose la mayor aproximación (1.038 km a las 19:35, hora de Madrid) a esta luna de una nave (Galileo) en dos décadas. En ese momento el periodo orbital de 53 días pasa a ser de 43 días. Más adelante llevó a cabo un sobrevuelo cercano (352 km) a Europa el 29 de septiembre de 2022 (PJ45) a las 11:36 hora peninsular, con un periodo orbital ya de 38 días. El 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024 se produjeron los dos sobrevuelos cercanos (1.500 km) a Io, en las órbitas PJ57 y PJ58, respectivamente, bajando a 33 días el periodo orbital. El 9 de abril hará un nuevo sobrevuelo, esta vez más lejano (16.500 km), sobre la luna volcánica, que añadirán mas datos a las dos aproximaciones anteriores.

Los datos de estas tres lunas galileanas que ha recabado Juno en sus órbitas (llamadas «Pj» por perijove, o punto de mayor aproximación al planeta) no solo tienen valor per se, sino que servirán de inestimable apoyo para la próxima generación de misiones al sistema joviano: la misión Europa Clipper de la NASA y la misión JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) de la ESA. Su sobrevuelo a través de los tori (nubes de iones en forma de anillo) de Europa e Io en multitud de ocasiones ha permitido estimar el entorno de radiación cerca de estos satélites para preparar mejor las citadas misiones con el fin de optimizar las estrategias, la planificación de observación y las prioridades científicas.

Además se ha podido estimar, com mayor exactitud, la producción de oxígeno en Europa, que se ha calculado en unas 1.000 toneladas al día que, para hacernos una idea, serviría para la respiración de un millón de humanos durante un día. Hay que tener en cuenta que, en la búsqueda de ecosistemas válidos para la vida, no solo es imprescindible el agua, sino también la ubicación del astro, que en este caso se sitúa justo en medio de los cinturones de radiación del gigante gaseoso; partículas cargadas o ionizadas de Júpiter bombardean la superficie helada, dividiendo las moléculas de agua en dos para generar oxígeno que podría llegar al océano de la luna.

El último perijove previsto de esta segunda extensión de la misión Juno será el 76, el 17 de septiembre de 2025, y es lógico pensar que su recorrido científico por las citadas lunas jovianas ya habrá llegado a su fin.

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La misión Juice es un proyecto específico para la exploración de las lunas heladas del planeta gaseoso seleccionado en 2012 como la primera misión «Large class» en el programa Cosmic Vision 2015-2025 de la ESA. Esta misión se llamó JUICE, acrónimo de JUpiter ICy moons Explorer («explorador de las lunas heladas de Júpiter»), que se simplificó al nombre Juice («jugo»), que además es un guiño al líquido que albergan algunas de las lunas galileanas, el cual es brinda la esperanza de hallar algún tipo de vida (extinta o presente) en esos mundos.

La nave se lanzó a las 12:14:36, hora peninsular, del 14 de abril de 2023 a bordo de un cohete Ariane 5 desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa, un día más tarde del previsto, por culpa del mal tiempo. Este lanzamiento (vuelo VA260) y otro posterior, el 6 de julio de 2023 a las 00:00 hora peninsular con destino a una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), fueron los últimos en que se emplearon este mítico cohete europeo que ha sido empleado durante 27 años y 117 misiones, entre las que se incluyen el James Webb, BepiColombo y Rosetta. Su sucesor es el Ariane 6, cuyo vuelo inaugural se espera para verano de 2024.

Tras la separación del cohete, la sonda se desplegó en los siguientes pasos:

• A los 50 minutos se desplegaron los paneles solares. La apertura completa de cada una duró menos de un minuto.
• A las 16 horas se desplegó la antena de ganancia media, que conecta la nave con los controladores de misión en la Tierra.
• Tras cinco días se desplegó la antena del «Radar para la exploración de lunas heladas» (RIME), de 16 m de largo, con la que se podrán realizar mediciones para investigar la estructura inferior de la superficie de las tres lunas heladas más grandes de Júpiter: Europa, Ganímedes y Calisto.
• Después de 10 días, se desplegó el brazo, de 10,6 m de largo, en cuyo extremo está el magnetómetro, para medir campos magnéticos.
• A los 12 días se desplegaron las antenas del «Instrumento de Ondas de Radio» (RWI), para el estudio de Ondas de Radio y Plasma (RPWI) alrededor de Júpiter y sus lunas.
• Entre 13 y 17 días después del lanzamiento se desplegaron las cuatro sondas Langmuir, que son también parte del RPWI y su principal objetivo es proporcionar información sobre el entorno de plasma alrededor de las lunas heladas de Júpiter.

Para ahorrar propelente, el viaje será largo, unos ocho años, con cuatro asistencias gravitacionales: un sobrevuelo del sistema Tierra-Luna (llamada LEGA —Lunar-Earth gravity assist—), el 20 de agosto de 2024, uno en Venus, el 31 de agosto de 2025, y dos sobrevuelos más de la Tierra, el 28 de septiembre de 2026 y el 17 de enero de 2029. Durante su trayecto atravesará un par de veces el cinturón de asteroides. Incluso se valoró visitar el asteroide (223) Rosa en octubre de 2029, pero se cancelo ese pequeño desvío para ahorrar combustible, según informó la ESA en un post de la red X en diciembre de 2023.

Se espera su llegada a Júpiter en julio de 2031, con un encuentro con Ganimedes ese mes, con Calisto el 20 de junio de 2032, y con Europa el 2 de julio de 2032. La misión continuará con la inserción orbital de Juice en la órbita de Ganimedes el 19 de diciembre de 2034, teniendo un final programado de la misma el 31 de diciembre de 2035 con un eventual impacto contra la citada luna. En la web Where is Juice? (creada por el físico planetario Raphael Marschall) se describe la trayectoria, en tiempo real, de la nave, además de otros datos de interés.

La nave porta 10 instrumentos científicos además de un experimento que utiliza el sistema de telecomunicaciones de la nave espacial con instrumentos terrestres. Estos elementos son:

• JANUS (cámara óptica).
• MAJIS (espectrómetro de imágenes de lunas y Júpiter).
• UVS (espectrógrafo de imágenes UV).
• SWI (instrumento de ondas submilimétricas).
• GALA (altímetro láser Ganimedes).
• RIME (radar para la exploración de la luna helada).
• J-MAG (magnetómetro de Juice).
• PEP (paquete de entorno de partículas).
• RPWI (investigación de ondas de radio y plasma).
• 3GM (gravedad y geofísica de Júpiter y lunas galileanas).
• PRIDE (experimento Doppler e interferómetro de radio `planetario).

Todos ellos son proyectos europeos, salvo el espectrógrafo UVS, que pertenece a la NASA.

Según señala la ESA en su web, Juice explorará al gigante gaseoso, su entorno y sus lunas con el fin de resolver cinco cuestiones:

1. ¿Cómo son las lunas oceánicas potencialmente habitables de Júpiter?
2. ¿Por qué Ganimedes es la única luna del sistema solar con su propio campo magnético?
3. ¿Ha habido alguna vez vida en el sistema joviano?
4. ¿Cómo ha dado forma el complejo entorno espacial de Júpiter a sus lunas y viceversa?
5. ¿Cómo se forma un gigante gaseoso típico y cómo es?

Ha pasado XX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos desde el lanzamiento de la misión Juice de la ESA.

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Tras varios proyectos previos que no cuajaron, pero que sirvieron para el diseño de esta misión, en junio de 2015, la NASA anunció la aprobación del concepto de la misión Europa Clipper, una sonda que llevará a cabo, en principio, 45 sobrevuelos del satélite Europa de Júpiter mientras orbita a este cada dos semanas. La investigación de la naturaleza de la capa de hielo y el océano debajo de ella y la composición y geología de la luna será clave para ayudar a los científicos a determinar la probabilidad de que exista vida allí. Se escogió esa luna, entre otros motivos, por ser el mundo oceánico más estudiado de los que se conocen.

El lanzamiento, previsto inicialmente para el 10 de octubre de 2024 se pospuso por problemas meteorológicos (el terrible huracán Milton que devastó parte de Florida), pero finalmente, el Falcon Heavy de SpaceX despegó desde la plataforma de lanzamiento 39A del Centro Espacial Kennedy de la NASA (Florida, EE. UU.)a las 18:06, hora peninsular española, del 14 de octubre.

Aproximadamente una hora después del lanzamiento, la nave espacial se separó del cohete. A las 19:13, hora de Madrid, se estableció una comuicación bidireccional con la instalación de la Red de Espacio Profundo de la NASA en Canberra (Australia). Los controladores de tierra comprobaron que la telemetría inicial indicaba que Europa Clipper se hallaba en buen estado y operando según lo esperado.

Tras las asistencias gravitatorias de Marte (febrero de 2025) y la Tierra (diciembre de 2026), y después de un viaje de 2.900 millones de kilómetros, la sonda debería llegar a Júpiter en abril del 2030 y realizar su primer sobrevuelo a Europa en primavera de 2031. La idea inicial de orbitar a Europa se descartó debido a que el orbitador sufriría los efectos nocivos de la radiación de la magnetosfera de Júpiter, por lo que se decidió insertar la nave en una órbita elíptica del planeta y llevar a cabo 49 sobrevuelos cercanos de la luna durante unos tres años. Se llegará a aproximar a una distancia de la superficie lunar de 25 kilómetros.

A pesar de que no orbitará Europa para evitar los problemas de la radiación, en julio de 2024 se ha dado a conocer un grave problema de ingeniería de la misión que pone en serio peligro su cronograma. El fuerte campo magnético del planeta al atrapar partículas cargadas del viento solar provoca una radiación muy severa en su entorno. Las naves que se acercan al gigante gaseoso deben mantener una gran resistencia e esta radiación, sin embargo, meses atrás la NASA comprobó en tests de otros programas que usan los mismos transistores incorporados en Europa Clipper, que estos no pasaron las pruebas de radiación, constatando que fallaban a niveles mucho menores que los que esta nave se va a encontrar la nave en el entorno joviano.

La agencia norteamericana está trabajando con el fabricante de los transistores para buscar una solución, pero no parece fácil: cambiar algunos o todos estos transistores significaría una demora prolongada, lo que acarrearía un incremento en los costes de la misión, ya de por si enormes (4.000 millones de dólares. Estos problemas de sobrecostes y ampliaciones de plazos en varias misiones, unido a restricciones presupuestarias, ya ha llevado a la cancelación de alguna como la del róver VIPER de la Luna. Por tanto, la NASA deberá valorar si puede permitirse retrasar la misión y aumentar el gasto (cuestión que puede que no logre afrontar) o asumir el riesgo a lanzar la misión con piezas potencialmente defectuosas que puedan fallar cuando estén cerca de Júpiter. La decisión aún no está tomada.

La nave espacial tiene unos 5 metros de altura y más de 30,5 metros de envergadura con sus paneles desplegados. Los paneles han de ser grandes (14,2 × 4,1 m, cada uno), ya que la luz provienente del Sol en Júpiter es débil al estar cinco veces más alejado de la estrella que la Tierra. Su peso con los tanques vacíos es de 3.241 kg, que casi se doblará (5.900 kg) con el del propelente que albergue en el momento del lanzamiento. Europa Clipper es, por tanto, la nave espacial más grande que la NASA haya construido para una misión planetaria, hasta ese momento, y también la primera misión de la NASA dedicada a estudiar un mundo oceánico más allá de la Tierra.

Para protegerse de la radiación del gigante gaseoso, los instrumentos estarán dentro de una bóveda de titanio y aluminio. El uso de un escudo protector antirradiación se estrenó en la misión Juno obteniendo resultados muy satifactorios en retrasar la degradación de los componentes electrónicos de la nave, pero parece que no lo suficiente en este caso, como se ha comentado anteriormente.

La sonda albergará nueve instrumentos científicos:

• EIS (Europa Imaging System): posee una cámara gran angular (WAC) y una cámara de ángulo estrecho (NAC). EIS mapeará alrededor del 90% de Europa a 100 metros/píxel, llegando en algunas tomas cercanas a una resolución de medio metro por pixel.
• E-THEMIS (Europa Thermal Emission Imaging System: analizará la luz infrarroja de Europa para mapear la temperatura de la superficie de la luna. La superficie helada más cálida puede significar una mayor proximidad a la superficie ahí del esperado océano de Europa.
• Europa-UVS (Europa Ultraviolet Spectrograph): el análisis de la luz UVA permitirá identificar de qué están hechas las sustancias que hay en la superficie, además del hielo, y las que se puedan captar de la expulsión de elementos del interior al espacio.
• MISE (Mapping Imaging Spectrometer for Europa): analizará la luz infrarroja reflejada desde Europa y valorando las distintas longitudes de onda mapeará en detalle la composición de la superficie de Europa.
• ECM (Europa Clipper Magnetometer): consta de un brazo de unos 8,5 m de largo y 3 sensores. Medirá la fuerza y ​​la orientación de los campos magnéticos, permitiendo a los científicos confirmar la existencia del océano de Europa y medir su profundidad y salinidad, además de medir el espesor de la capa de hielo.
• PIMS (Plasma Instrument for Magnetic Sounding): estudiará el campo magnético de Europa, inducido por el de Júpiter, y será clave para determinar con precisión el espesor de la capa de hielo, la profundidad del océano y la conductividad de Europa.
• REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface): utilizará ondas de radio de alta y muy alta frecuencia para penetrar hasta 30 km en el hielo. Buscará el supuesto océano, medirá el espesor del hielo y su estructura interna, incluidos los cuerpos de agua internos que puedan conectar la superficie y el océano. También estudiará la topografía, composición y rugosidad de la superficie de Europa e incluso buscará en la ionosfera de Europa signos de actividad de penacho.
• MASPEX (
• MAss Spectrometer for Planetary EXploration/Europa
): con él se analizarán los gases cercanos a Europa, obteniendo datos sobre la química de la superficie, la atmósfera y el presunto océano de Europa, entre otras cosas.
• SUDA (SUrface Dust Analyzer): recogerá material que flota como consecuencia de las eyecciones provocadas por el constante impacto de micrometeoritos, para conocer la composición de la superficie de la luna. También analizará el material que pueda ser emitido por columnas provenientes del océano interno para determinar si el agua de Europa es adecuada para alguna forma de vida.

Además de ese equipamiento, la nave porta un experimento de gravedad (GRAVITY), que incluye un radar que penetra el hielo, cámaras y un instrumento térmico para buscar áreas de hielo más cálido y erupciones recientes de agua.

Los tres principales objetivos científicos de Europa Clipper son determinar el espesor de la capa helada de la luna y sus interacciones con el océano, investigar su composición y caracterizar su geología. Esta exploración detallada de Europa contribuirá a una mejor comprension del potencial astrobiológico de mundos habitables más allá de nuestro planeta. Los científicos han insistido en que el objetivo de la misión no es encontrar vida en la luna de Júpiter, sino determinar si Europa tiene condiciones adecuadas para albergarla.

Además de todo lo expuesto, Europa Clipper enviará señales de radio a la Tierra y, empleando el efecto Doppler, se podrá estudiar cómo cambia de forma el campo gravitatorio de Europa, que en realidad se traduce en una medición del cambio de forma de la propia luna a diferentes distancias de Júpiter (cuya gravedad es lo que la deforma), y ello permitirá concer más sobre la estructura interna del satélite joviano y, por tanto, la cantidad de agua que tiene el océano (la flexión de Europa viene determinada por la profundidad de este océano).

Está previsto que la misión concluya en septiembre de 2034. Podría llevarse a cabo sacando la nave de su órbita hacia Ganímedes haciéndola impactar contra su superficie.

El nombre de la misión hace referencia a los estrechos veleros del siglo XIX de tres o más mástiles y gran velocidad, capaz de competir con los de vapor en distancias largas. Se les llamaba clíper (clipper en inglés, con origen en el término «clip», palabra informal con la que se aludía entonces a las cosas o hechos veloces.

La nave incorpora una placa de tantalio metálico de 18 × 28 cm con un poema de Ada Limón, la ecuación de Drake (fórmula para determinar la posibilidad de encontrar civilizaciones avanzadas), ondas del sonido de la palabra agua en 103 lenguas, un microchip con más de 2,6 millones de nombres enviados por el público, y algunos otros símbolos y grabaciones.

La sonda Europa Clipper de la NASA se lanzó hace XX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.