Científicos planetarios están coloreando el retrato de familia de nuestro sistema solar conforme van llegando fotografías de acercamientos y observaciones en transmisión directa desde Plutón, a un mundo a tres mil millones de millas de distancia, con enormes montañas de hielo, vastas planicies parejas y muchos misterios que todavía están por revelarse.
El vuelo alrededor de Plutón que realizó la semana pasada la nave espacial New Horizons de la NASA, se celebra correctamente como un triunfo del ingenio humano, el remate final de una misión que se desarrolló casi sin problemas.
No obstante, por poco no se lleva a cabo, con lo cual Plutón habría seguido siendo solo un difuso punto de luz.
La New Horizons venció a los funcionarios escépticos de la NASA, a las repetidas amenazas contra el financiamiento, los problemas en el laboratorio que causaron que se restringiera la cantidad de plutonio disponible para impulsar a la nave y una implacable fecha límite que estableció el mecanismo de relojería de los planetas; obstáculos tan diversos y trascendentales que, si bien ninguno contenía un drama de crisis de exploración espacial como el de la misión Apollo XIII, parecían increíbles.
“Si hubieras escrito una novela sobre ellos, no creo que la gente la hubiera comprado”, dijo S. Alan Stern, el principal investigador de New Horizons.
La historia de New Horizons, la navecita espacial que podría, y lo hizo, visitar un planetita al que ahora se considera demasiado pequeño, comenzó hace 15 años, cuando la NASA la mandó a Plutón.
Durante una década se había estudiado conceptos para enviar una misión allá, pero nunca se había puesto en práctica. En el 2000, el precio de la encarnación más reciente, llamada Pluto-Kuiper Express, parecía estarse saliendo de control.
“Cuando se canceló”, contó Stern, “el administrador adjunto en ese momento, Ed Weiler, llevó a cabo una rueda de prensa y dijo: ‘Ya no estamos en la misión a Plutón. Se terminó. Murió. Murió. Murió’. Lo repitió tres veces”.
Muchos científicos planetarios y fans de Plutón reaccionaron con consternación, en especial porque parecía ser una situación de ese momento o nunca.
En 1989, Plutón se encontraba en el punto más cercano de su órbita al Sol y en travesía hacia el exterior, haciéndose más frío. A los científicos les preocupaba que la tenue atmósfera del planeta se convirtiera en hielo y cayera al suelo, con lo que sería un sitio mucho menos interesante de estudiarse hasta que volviera a acercarse al Sol, dos siglos después, cuando ya habría pasado mucho tiempo desde que ellos ya no estuvieran.
Había una segunda consideración orbital. La forma más rápida de llegar a Plutón es dar vuelta a la izquierda en Júpiter, usando la gravedad del gigantesco planeta como aceleración, lo cual reduce el tiempo del viaje en cuatro años. Sin embargo, después de enero de 2006, Júpiter estará demasiado fuera de alineación para proporcionar el impulso.
Stamatios Krimigis, a la sazón el jefe del departamento espacial en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Maryland y miembro del comité que asesoró a la NASA en misiones a los planetas exteriores, recordó que Weiler le preguntó en el otoño de 2000 si sería posible hacer una misión de bajo costo a Plutón, similar a la de la nave espacial Near Earth Asteroid Rendezvou que había construido y operado el laboratorio para la NASA unos años antes.
“Yo dije: ‘Bueno, podemos verlo’”, contó Krimigis. Estaba intrigado pero incierto.
Krimigis reunió a un grupito que trabajó durante los feriados por el Día de Acción de Gracias para elaborar un estimado de costos: 500 millones de dólares, cohete incluido. En ese estudio rápido, se bosquejaba un diseño básico que se convertiría en el New Horizons.
Unos meses después, la NASA hizo un llamado a la elaboración de propuestas, una competición para diseñar una nueva misión a Plutón que llegaría para 2015 y costaría menos de 500 millones de dólares.
El equipo de Johns Hopkins sabía cómo construir naves espaciales, pero la ciencia relativa a Plutón no era su campo. Por ello, Krimigis se acercó a Stern, el jefe del departamento de estudios espaciales en el Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado.
Stern era integrante de "Pluto Underground", una docena de científicos planetarios que, en 1989, se reunieron en un restaurante de
Baltimore y hablaron sobre cómo empujar a la NASA hacia la misión a Plutón. Al paso de los años, habían trabajado en varias investigaciones, ninguna de las cuales había redituado.
Sin embargo, a Stern, quien juntó esfuerzos para convencer a la NASA de volver a considerar la misión a Plutón, le gustó lo que le dijo Krimigis.
Lo conversaron, hubo concesiones y luego llegaron a un acuerdo.
En noviembre del 2001, la NASA escogió New Horizons.
"Nos partimos el alma trabajando y lo ganamos", notó Stern.
Con ello comenzó una carrera de cuatro años y dos meses para diseñar, construir y probar una nave espacial, y llevarla al sitio de lanzamiento; pero, casi de inmediato, se presentó un obstáculo.
“Dos meses después, lo canceló el gobierno de Bush”, contó Stern riendo.
La propuesta presupuestaria del presidente para el 2003 no incluía dinero para Plutón, el segundo año consecutivo en el que el gobierno trataba de aniquilar esa misión. Sin embargo, el Congreso, al que convenció la senadora por Maryland, Barbara Mikulski, insertó señales en las iniciativas de ley sobre el gasto para continuar con el mismo curso. “Cada año, el Congreso tenía que mantenernos con lo mínimo indispensable”, contó Glen Fountain, el gerente del proyecto de New Horizons.
En el 2002, la Academia Nacional de Ciencias señaló a Plutón como alta prioridad para las misiones de ciencia planetaria de la NASA. “En ese momento, se podía sentir que cambiaban las cosas”, comentó Fountain.
Es frecuente que los gerentes de las misiones de naves espaciales hablen sobre las compensaciones entre costos y riesgos. Las posibilidades de fracasar se incrementan enormemente cuando se hacen las cosas demasiado rápidas y demasiado baratas.
"No creemos en eso", dijo Krimigis.
Con solo siete instrumentos, la nave tenía el tamaño aproximado de un piano de cola. Fountain dijo que la filosofía en el laboratorio Johns Hopkins es ceñirse a las tecnologías probadas y mantener el diseño en lo básico, lo cual reduce el costo y se evitan los retrasos sin incrementar el riesgo. El único compromiso, notó Fountain, era un receptor digital de radio que consumiría menos energía. El laboratorio de Johns Hopkins ya había empezado a trabajar en la tecnología para un proyecto distinto.
“No creímos que fuera un gran riesgo”, dijo Fountain.
Continuó el desarrollo sin ningún falló crítico, aunque el precio aumentó a 722 millones de dólares.
Después, en agosto del 2004, el Departamento de Energía informó que el equipo de New Horizons no podía proveer la fuente energética a base de plutonio. En los lejanos confines del Sistema Solar, el Sol es demasiado débil para que una nave dependa de paneles o baterías solares. Más bien, un fragmento de plutonio radiactivo genera calor que se convierte en electricidad.
Debido a lapsos y problemas de seguridad en el Laboratorio Nacional los Álamos, en Nuevo México, se había cerrado la producción de bolitas de óxido de plutonio para el generador de energía de la New Horizons. No se habían hecho suficientes para proporcionar los 220 vatios que se requerían según el diseño.
“Les preguntamos: ‘¿Cuánta energía pueden entregar?’”, contó Fountain. Su respuesta: 180 vatios.
Debido a decisiones del diseño, como el receptor digital de radio, Fountain pensó que sería suficiente a pesar de la reducción en la cantidad.
Al final, Los Álamos pudo construir un generador de energía que produjera 200 vatios durante el vuelo.
Se lanzó a la New Horizons con el cohete Atlas 5, el 19 de enero del 2006, e hizo el viaje más rápido para salir del vecindario de la Tierra.
Trece meses después, la nave ya estaba en Júpiter, y el equipo de la misión sometió a prueba los instrumentos. New Horizons capturó una erupción volcánica en Io, una de las cuatro grandes lunas de Júpiter. Fue la primera que se observó de un volcán que no estuviera en la Tierra.
Justo después de volar cerca de Júpiter, New Horizons sufrió su primer mal funcionamiento en la computadora. Ocasionalmente, a las naves espaciales fuera de la atmósfera terrestre protectora, se les meten rayos cósmicos a la memoria de la computadora, causando que deje de funcionar y se tenga que reiniciar. Los cálculos indicaron que se produciría una de esas fallas durante el viaje de nueve años y medio a Plutón.
En cambio, sucedieron casi una vez al año. Sin embargo, ninguna causó daños perdurables y resultaron ser buenas experiencias de aprendizaje.
“Solo fueron lo suficientemente azarosas para mantenernos alerta”, notó Christopher Hersman, el ingeniero en sistemas de la misión. “De hecho, ayudaron”.
No hubo incidentes en la mayor parte del resto de la larga travesía. Lanzar una nave espacial a un encuentro en el extremo del Sistema Solar es, en efecto, ingeniería aeroespacial, pero no una revolucionaria. Las ecuaciones -las leyes básicas de Isaac Newton- son las mismas que se utilizaron hace décadas.
Luego, el 4 de julio, 10 días antes del vuelo alrededor de Plutón, de repente, la nave espacial cayó en el silencio. Alice Bowman, la gerente de operaciones de la misión, dijo que años de experiencia le habían dado un sentido para saber si el problema podría deberse a una falla en las estaciones receptoras o si podría ser uno en la nave.
“Sabía que, más que nada, era algo en la nave espacial”, dijo.
Llamó a Hersman. "¿Dónde estás?", le preguntó, y le dijo que fuera de urgencia al centro de operación de misiones.
De cualquier forma, después de una barbacoa con unos vecinos el Día de la Independencia, Hersman ya iba camino a la oficina.
“Al entrar pensaba: ‘Tranquilo’”, recordó Hersman.
Bowman llamó a Fountain. Él también se apresuró a llegar.
Le venían a la mente ideas de lo peor: “¿Podríamos tener tanta mala suerte como para haber chocado contra algo?”.Hasta detritos del tamaño de un grano de arroz podrían destruir una delicada nave que se mueve con tanta rapidez.
Resultó que la computadora de la nave se había sobrecargado tratando de hacer dos cosas al mismo tiempo: recibir instrucciones para el vuelo alrededor de Plutón mientras comprimía imágenes en sus bancos de memoria.
De acuerdo con el diseño, la computadora principal entró en lo que los ingenieros llaman "modo seguro" para evitar algún daño en la nave, y empezó a funcionar la computadora de apoyo.
Una hora y media después, las estaciones terrestres detectaron la señal de la computadora de apoyo.
“Entonces supe que podíamos hacerlo”, señaló Bowman. “La cuestión era si podríamos hacerlo a tiempo”.
Se estableció que iniciara el 7 de julio una secuencia de nueve días de comandos para guiar a New Horizons durante el vuelo alrededor de Plutón. Bowman pasó dos noches en la oficina, durmiendo solo por lapsos cortos.
“Te asombraría lo mucho que eso puede hacer”, dijo. “No puedo decir que dormí”.
Con horas de sobra, la nave volvió a funcionar. Luego, empezaron a funcionar las direcciones para el vuelo y New Horizons hizo todo lo que se le dijo que hiciera”.
