Mercurio: Un Planeta por Conocer

Carlos Duarte Muñoz

Fecha: 2017-09-04


Ante la gran expectativa que ha creado la posibilidad de realizar una misión tripulada a Marte en la década de los 30´s, cabe la pregunta de por qué no se han explorado con la misma intensidad otros planetas cercanos, como por ejemplo Mercurio. Mercurio es el primer planeta del sistema solar y en la historia de la exploración espacial es el que menos ha sido visitado. Las razones de esto son variadas y tienen que ver con la dificultad de llegar a él por su cercanía al sol, la gran velocidad a la que orbita y sus condiciones ambientales.

 

Mercurio se conoce desde la antigüedad ya que se puede ver sin la ayuda de un telescopio, aunque no es fácil de observar por su cercanía al sol. En el mejor de los casos, aparece en el cielo unas 2 horas antes de que salga el sol y desaparece unas 2 horas después de que éste se oculta, por lo que siempre aparece justo por encima del horizonte, bañado por la luz del amanecer o del anochecer. Antes de la era espacial, Mercurio fue observado por telescopios y por radar y algunas de estas observaciones han obtenido algunas de sus propiedades. Por ejemplo, se determinó que le toma alrededor de 88 días terrestres para dar una vuelta alrededor del sol y que tiene una órbita altamente elíptica en comparación con los demás planetas. De las observaciones por telescopio se llegó a concluir que el periodo de rotación sobre su eje era igual a su periodo de traslación alrededor del sol, pero en 1965, observaciones de radar determinaron que el periodo de rotación de Mercurio era de un poco más de 58 días o exactamente ⅔ de su periodo de translación alrededor del sol.

 

A diferencia de lo que ha ocurrido en Marte y Venus, ninguna sonda ha descendido suavemente en la superficie de Mercurio. La razón principal es que la atmósfera de Mercurio es demasiado tenue por lo que no es posible utilizar frenado aerodinámico para posarse suavemente en su superficie, lo que significa mayor gasto de combustible al tener que usar retrocohetes para disminuir la velocidad, como sucede en el caso de la Luna.

 

A la fecha, solamente ha habido dos misiones que se han acercado a Mercurio y de éstas, solamente una ha orbitado alrededor del planeta. A continuación las describimos.

 

Mariner 10

 

Lanzada por la NASA el 3 de noviembre de 1973, Mariner 10 fue la primer nave espacial que visitó Mercurio. Su misión consistió en acercarse tanto a Venus como a Mercurio para realizar diversas mediciones y tomar fotografías de ambos planetas. Mariner 10 fue la primer misión que utilizó la técnica de asistencia gravitatoria para ahorrar combustible en las maniobras interplanetarias. En la Fig. 1 se muestra la trayectoria del Mariner 10. Esta trayectoria se escogió de tal manera que la sonda fuera desviada por la gravedad de Venus, 3 meses después del lanzamiento. Gracias a ser frenado por Venus, el Mariner 10 cambió su trayectoria alrededor del sol, de tal manera que lo acercó a Mercurio y le impartió una órbita con un periodo de 176 días, es decir el doble de periodo de translación de Mercurio. Esto le permitió al Mariner 10 volverse a encontrar con Mercurio después de que éste daba dos revoluciones alrededor del sol.

 

 

Fig. 1 Trayectoria del Mariner 10

Así, entre 1974 y 1975, Mariner 10 realizó 3 vuelos sobre Mercurio y llegó a aproximarse a 327 kilómetros de distancia. Tomó numerosas medidas de su temperatura y campo magnético, así como cerca de 4,000 fotografías de su superficie con una resolución de 1 a 2 kilómetros. Estas fotografías cubren aproximadamente el 45 por ciento de la superficie del planeta, y nos revelan una superficie muy parecida a la de la Luna, llena de cráteres a consecuencia de que ha sido golpeada constantemente por meteoritos. En la Fig. 2 se muestra una composición de las imágenes de la superficie de Mercurio que tomó el Mariner 10.

 

 

 

 

Fig. 2 Imagen de Mercurio captada por el Mariner 10

 

 

Uno de los descubrimientos más importantes del Mariner 10 fue la detección del campo magnético de Mercurio, el cual, aunque mucho más débil, es muy parecido al campo magnético de la tierra, situación que hace que Mercurio sea único en el sistema solar. También, las observaciones del Mariner 10 dieron a conocer la densidad y composición de su tenue atmósfera o exósfera, una capa muy ligera de gases e iones, principalmente hidrógeno, helio, oxígeno y otros elementos. En la Fig. 3 se muestra la disposición de los principales instrumentos de Mariner 10.

 

 

 

 

Fig 3. Configuración de instrumentos en el Mariner 10

 

 

Después de tres acercamientos sobre Mercurio, la sonda Mariner 10 fue retirada de operación. En la Fig. 4 se muestra una réplica exacta del Mariner 10 que fue construida para servir de reemplazo en caso de alguna falla en la original. Esta sonda se exhibe en el Museo Smithsonian de la ciudad de Washington, D.C.

 

 

 

 

Fig. 4 Reemplazo del Mariner 10 en exhibición en el Museo Smithsonian de Washington, D.C:

 

 

MESSENGER

 

 

A partir de la información recabada por el Mariner 10, la siguiente misión que exploró Mercurio fue la sonda MESSENGER  (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) de la NASA, lanzada el 3 de agosto de 2004. MESSENGER hizo su primer sobrevuelo de Mercurio el 14 de enero de 2008, con lo que logró fotografiar gran parte de su superficie. Entre 2008 y 2009, MESSENGER sobrevoló Mercurio tres veces. Posteriormente entró en órbita alrededor del planeta el 18 de marzo de 2011, después de seis años y medio de haber sido lanzada, con lo que se convirtió en la primer nave espacial  -y única, hasta la fecha- que ha orbitado el planeta.

 

Además de cámaras fotográficas, la sonda MESSENGER estuvo dotada de otros instrumentos, entre los que se encuentran: un espectrómetro de rayos gamma y neutrones, otro de rayos X, un altímetro láser y un medidor del campo magnético. MESSENGER fotografió casi todo el planeta.

 

La misión de MESSENGER estaba programada para orbitar a Mercurio solamente un año. Sin embargo la NASA decidió mantenerla en operación un poco más de cuatro años, de tal manera que la nave MESSENGER terminó su misión el 30 de abril de 2015 a través de impactarse en la superficie de Mercurio.

 

 

El siguiente video nos presenta algunas imágenes de la sonda MESSENGER, así como fotografías de Mercurio:

 

 

 

En la Fig. 5 presentamos una composición fotográfica en falso color de la superficie de Mercurio generada por la información obtenida con el MESSENGER. Los colores que se muestran no son como se vería Mercurio por el ojo humano, sino una composición que resalta diversos aspectos del planeta como su composición química y mineralogía, entre otros.

 

 

Fig 5. Imagen en falso color de Mercurio generada por la información recabada por el MESSENGER. Image de: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington.

 

 

Tanto Mariner 10 como MESSENGER nos han permitido conocer mejor a Mercurio, por lo que aquí presentamos un resumen de los principales parámetros de este planeta:

Características generales

Masa: 0.3302 x 1024 kg (5.5% de la Tierra)

Volumen: 6,083 x 1010 km3

Diámetro promedio: 4879.4 km

Densidad: 5.427 g/cm3

Velocidad de escape: 4.3 km/s

Aceleración de la gravedad en su superficie: 3.7 m/s2  (38% de la Tierra)

Parámetros orbitales

Semieje mayor: 57,910,000 km (0.39 UA)

Periodo orbital: 87.969 días

Perihelio: 46,000,000 km

Afelio: 69,820,000 km

Excentricidad de la órbita: 0.2056

Inclinación con respecto al plano de la órbita de la Tierra: 7o

Inclinación del eje de rotación: 0.07o

Velocidad orbital promedio: 47.87 km/s

Velocidad orbital máxima: 58.98 km/s

Velocidad orbital mínima: 38.86 km/s

Temperatura de su superficie -180o C a 425o C (aproximadamente)

 

 

Próximas misiones

 

El año próximo se tiene planeada la misión BepiColombo, un esfuerzo conjunto de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Aeroespacial Japonesa (JAXA). El nombre de la misión se escogió para honrar la memoria de Giuseppe -Bepi- Colombo, un renombrado científico planetario italiano, quien, entre otras cosas, empleó la técnica de asistencia gravitatoria por primera vez en la misión de la sonda Mariner 10.

 

Después de haber sido pospuesta durante varios años, la fecha programada para el lanzamiento de BepiColombo es octubre de 2018. El tiempo de recorrido hacia Mercurio será de 7.2 años, por lo que BepiColombo llegará a ese planeta en diciembre de 2025. Este viaje de siete años al planeta más interior de nuestro Sistema Solar incluirá 9 sobrevuelos por la Tierra, Venus y Mercurio, utilizando la técnica de asistencia gravitatoria.

 

La misión BepiColombo consta de dos naves espaciales: el Mercury Planetary Orbiter (MPO) y el Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Ambas naves serán transportadas por el Módulo de Transferencia de Mercurio (MTM).

 

La sonda MPO está siendo desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA) y su función será realizar estudios de la superficie y la estructura interna de Mercurio.

 

La sonda MMO está siendo desarrollado por la Agencia Aeroespacial Japonesa (JAXA) y su misión será medir con mucha precisión el campo magnético de Mercurio, así como realizar estudios detallados del viento solar.

 

En el siguiente video podemos ver una animación que muestra la trayectoria que surcará BepiColombo en su ruta hacia Mercurio:

 

 

 

El planeta menos explorado

Mercurio sigue siendo uno de los planetas menos explorados. Sin embargo, el conocerlo más nos dará respuestas sobre el origen del sistema solar y nos permitirá explicar por qué, los planetas internos son tan distintos entre sí. Esperemos que la misión BepiColombo sea un éxito y nos proporcione nueva información que nos permita mejorar nuestro conocimiento para trazar nuestra ruta Hacia el Espacio.

 



Etiquetas: Mercurio,Sistema Solar,Mariner 10,MESSENGER,

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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