Isaac Asimov - Viaje a la ciencia

Viaje a la ciencia es una recopilación de ensayos en los que el lector se sumerge en los distintos aspectos de la ciencia: astronomía, astrología, física, química, medicina, o incluso la ciencia ficción como género literario. Siempre serán tratados desde un punto de vista divulgativo y anecdótico. Fenómenos apasionantes de hoy y de siempre.

Isaac Asimov

Viaje a la ciencia

Título original: Viaje a la ciencia

Isaac Asimov, 1995

Traducción: Dafne Sabanes Plou

La Tierra es uno de los cinco planetas que giran bastante cerca del Sol, en el llamado «sistema solar interior».

Mercurio, Venus y la Tierra están formados por materiales rocosos envueltos en una gran esfera de níquel y hierro. Marte y la Luna están formados sólo por rocas.

Mucho más allá de Marte, sin embargo, hay cuatro planetas totalmente diferentes de la Tierra y de sus vecinos. Ocupan el «sistema solar exterior» y se llaman Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Estos cuatro planetas son gigantes, y cada uno de ellos es mucho mayor que la Tierra. De hecho, tomados en conjunto, estos planetas forman el 99,5% de la masa de todos los objetos que circulan alrededor del Sol. La Tierra y otros planetas del sistema solar interior, más los distinto satélites, asteroides, meteoros y cometas, suman en conjunto el otro 0,5%.

Los cuatro planetas gigantes son totalmente diferentes de la Tierra y sus planetas vecinos en estructura y composición química. Puede que haya esferas rocosas en el interior de los gigantes, pero las regiones exteriores están hechas de materiales normalmente gaseosos bajo tanta presión que se convierten en líquidos muy calientes —a miles de grados de temperatura.

Esto gigantes son tan distintos de nuestros planetas cercanos que los científicos sienten naturalmente curiosidad por saber todo lo posible acerca de ellos. Desgraciadamente, están tan lejos de la Tierra que se hace difícil conocer muchos detalles.

De estos cuatro planetas enormes, el mayor y el más extraño es con mucho Júpiter: tiene 2,5 veces la masa de los otros tres gigantes junto, y 318,4 veces la masa de nuestra Tierra. Su diámetro en el ecuador es de 142 900 kilómetros, mientras que el de la Tierra es de 12 757.

La superficie visible de Júpiter es una capa nebulosa que flota sobre una atmósfera enorme de hidrógeno y helio. Pero si nos imaginamos su superficie real, resulta 125 mayor que la Tierra. La superficie de la Tierra extendida sobre Júpiter ocuparía lo mismo que India y Paquistán sobre la Tierra.

Si hubiera sólo un planeta gigante que pudiéramos estudiar en detalle, ese sería seguramente Júpiter, precisamente el que está más cerca de nosotros. Por supuesto, este «más cerca» no significa mucho. Júpiter nunca está más cerca de la Tierra que 630 millones de kilómetros: es decir, 1650 veces más lejos de nosotros que la Luna; dieciséis veces más lejos que Venus en su punto más cercano, y doce veces más lejos que Marte en su punto más cercano.

Aún más: no podemos viajar a Júpiter en línea recta. Tanto la Tierra como Júpiter giran en órbitas casi circulares alrededor del Sol. Esto significa que un cohete que despegue de la Tierra también se mueve en una órbita alrededor del Sol, y debe tomar el tipo de órbita que, comenzando en la Tierra, da una curva hacia el exterior hasta que intercepta la órbita de Júpiter en el punto donde esté el planeta. La longitud de la curva es considerablemente mayor que la distancia en línea recta.

Aún así, los seres humanos han enviado cohetes sin tripulación, llamados sondas, a Júpiter: el Pioneer 10, el Pioneer 11, el Voyager 1 y el Voyager 2. Cada una de ellas tuvo que viajar a través del espacio durante casi dos años antes de llegar a su destino. La primera llegó a las cercanías de Júpiter en diciembre de 1973, y la cuarta lo hizo en julio de 1979. Cada sonda estaba equipada con cámaras que podían enviar fotografías del planeta y de sus satélites, y con instrumentos que podían transmitir información.

El resultado es que ahora sabemos mucho más acerca de Júpiter que antes de que se enviaran las sondas.

¿Podemos esperar que nave espaciales con seres humanos a bordo puedan acercarse a Júpiter algún día e intentar conocer más acerca de él que lo que pueden conocer los instrumentos manejados a control remoto?

Sería un viaje largo (quizá de cuatro años de duración, ida y vuelta), pero no es impensable. La primera circunnavegación de la Tierra duró tres años, y los avances logrados en materia de cohetes pueden acortar el viaje a Júpiter en las próximas décadas.

Por supuesto, aun si llegamos a Júpiter, hay algunas cosas que es probable que no hagamos en el futuro cercano.

Por ejemplo, no podemos aterrizar sobre la «superficie» de Júpiter porque, como ya he dicho, no se trata de una superficie en el sentido que damos a esa palabra. Es meramente una capa de nubes. Una nave que tratara de aterrizar en ella simplemente se hundiría cada vez más en la atmósfera del planeta.

La temperatura de Júpiter en su capa de nubes visible es de –135 grados, cosa que no nos sorprende considerando que Júpiter está cinco veces más lejos del Sol que nosotros y que recibe sólo el 4% de la luz y del calor que recibe la Tierra. Sin embargo, a medida que la nave se hundiera bajo la superficie visible, la temperatura y la presión crecerían rápidamente y la nave se destruiría rápidamente.

Por supuesto, podemos imaginar que evitamos el aterrizaje sobre Júpiter situando la nave en órbita alrededor del planeta justo sobre la capa de nubes. Júpiter, debido a su gran masa, tiene un campo gravitacional mucho más poderoso que la Tierra; pero si la nave está en órbita, se encuentra en «caída libre» —y el campo gravitacional de Júpiter no se sentirá como un «peso».

Aún así, después de que la nave realizara todas las observaciones necesarias, ¿cómo saldría de allí? Justo sobre la capa de nubes, la fuerza gravitacional de Júpiter es 2,5 veces la de la Tierra en su superficie. Para que una nave pueda escapar de la fuerza de la Tierra en su superficie tiene que lograr una velocidad de 11,3 kilómetros por segundo. Para escapar de la fuerza de Júpiter en su capa de nubes, una nave tendría que desarrollar una velocidad de 60,5 kilómetros por segundo. La energía necesaria para obtener esa velocidad sería enorme, y el problema de transporte suficiente de combustible para obtener esa energía sería todavía mayor.

Hay otras dos dificultades para entrar en la órbita justo por encima de la capa de nubes. Sobre esa capa hay jirones de gas lo bastante gruesos como para presentar resistencia al movimiento de la nave. Esta resistencia puede hacer que la órbita de la nave decaiga y que esta se zambulla en la atmósfera.

Aún peor: las sondas han mostrado que Júpiter tiene un campo magnético veinte o treinta veces mayor que el de la Tierra. Este campo acumula tantas partículas subatómicas cargadas que la intensidad de la radiación de Júpiter puede ser cientos de veces superior a la necesaria para matar a seres humanos.

Entonces, si no podemos aterrizar en Júpiter ni movernos en órbita sobre él a una distancia cercana, ¿podremos aterrizar en uno de sus enormes satélites y utilizarlo como base para observar Júpiter?

Júpiter tiene dieciséis satélites. Cuatro de ellos son muy pequeños (de menos de cien kilómetros de diámetro) y están demasiado cerca de Júpiter; tres de ellos fueron descubiertos por las sondas. Existe también un delgado anillo de pequeñas partículas que gira a poca distancia del planeta. No obstante todos estos cuerpos están demasiado cerca de Júpiter como para servir de pista de aterrizaje.

Más allá encontramos cuatro grandes satélites. De menor a mayor distancia, son Io, Europa, Ganímedes y Calixto. Io es del tamaño de nuestra Luna; Europa es algo más pequeño; Ganímedes y Calixto son un poco mayores.