Este lunes 14 de octubre marca un importante día para la ciencia: tras el aplazamiento por cuenta del huracán Milton, al fin llegó el momento para que la nave espacial Europa Clipper vaya en búsqueda de pruebas sólidas que determinen si en Europa, una de las lunas heladas de Júpiter, hay vida.
La Nasa programó el lanzamiento de la nave rumbo a uno de los lugares más prometedores en los que se podría encontrar entornos habitables en el sistema solar, según los científicos, para este lunes después de las 11:06 a.m. (12:06 p.m. hora EE. UU.) desde el complejo de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy, en Florida.
En esta misión clave trabajan más de mil personas de la Nasa, quienes hacen posible el viaje de la sonda espacial que estudiará la corteza de la luna Europa cuando llegue a la órbita de Júpiter en abril de 2030. Entre estos científicos se encuentra el antioqueño Ricardo Restrepo, físico e ingeniero aeroespacial que contribuye a la misión diseñando las trayectorias que hará la nave para la exploración de la luna.
“El diseño de una misión espacial empieza con el diseño de la trayectoria de la nave”, explicó Restrepo, quien con su trabajo contribuyó a diseñar los 49 sobrevuelos que la sonda realizará cerca a esta luna durante cuatro años para recopilar la mayor cantidad de datos posibles con los nueve instrumentos científicos con los que cuenta.
El viaje hacia la luna de Júpiter
El diseño de la trayectoria para la nave más compleja y más grande que ha tenido la Nasa para una misión interplanetaria no es nada fácil y Ricardo ha sido uno de los arquitectos de este prometedor viaje hacia una de las cuatro lunas mayores (galileanas) de las 95 que tiene Júpiter.
La misión de la nave de 6 toneladas, incluyendo combustible, que además mide 30 metros con los paneles solares abiertos (es más grande que una cancha de basquetbol), implicó dos fases principales para el ingeniero en términos del diseño de trayectoria: el viaje interplanetario hacia Júpiter y la exploración científica de Europa.
La primera fase requirió una precisión milimétrica para aprovechar las asistencias gravitacionales de Marte y la Tierra, lo que permitirá ahorrar combustible y tiempo. Esta maniobra se puede resumir en que la nave utilizará la gravedad de estos planetas como una especie de ‘resortera’ para impulsarse hacia su destino.
Y es que para enviar una nave de este peso a Júpiter, se requiere un cohete muy potente, el Falcon Heavy, de SpaceX, uno de los más poderosos en operación en el momento, según explicó Ricardo. Pero, adicional a esto, la nave necesita otro impulso más para que pueda completar su recorrido, pues no tiene la capacidad de poner a Europa Clipper en una trayectoria directa a Júpiter.
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Ahí es donde entra en juego el trabajo del antioqueño para garantizar que la nave logre su objetivo a 2.900 millones de kilómetros de la Tierra. “La forma en que resolvemos este problema es que usamos unas maniobras de espacio profundo que se llaman maniobras de asistencia gravitacional y usamos el campo gravitacional de otros cuerpos como el de otros planetas para darle un empuje a la nave y aumentar su energía”.
Por lo que la nave despegará hacia Marte, a donde llegará en febrero de 2025. Tiempo después, en diciembre de 2026, volverá a pasar cerca de la Tierra para finalmente alcanzar Júpiter en 2030.
Una vez en el sistema joviano (los planetas gaseosos del sistema solar Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) la nave entrará en órbita alrededor de Júpiter, realizando decenas de sobrevuelos cercanos a Europa. Cada recorrido, que se realizará cada dos o tres semanas por un periodo de aproximadamente 4 años, permitirá a los nueve instrumentos científicos a bordo recopilar datos detallados sobre geología, la composición de su hipotético océano líquido salino y potencial habitabilidad de esta luna helada (ver infografía más abajo).
Allí la segunda fase del trabajo del paisa es lograr que la sonda orbite de manera eficiente alrededor de Europa, lo que él llama el moon tour o el tour de lunas, con el difícil reto de contar con un límite crítico de combustible que se dispone, por cuestiones de su peso y costos, -cabe resaltar que es una de las misiones más costosas de la Nasa (5.000 millones de dólares)- además del gran campo de radiación intenso donde está sumergida la luna, por lo que con el diseño de la trayectoria se deben minimizar los tiempos que la nave hace sus sobrevuelos para evitar daños.
¿Qué son formas de vida?
Este tipo de misiones se producen más o menos una vez cada diez años. La agencia espacial identifica cuáles son los sitios primordiales para la exploración y para esta época se descubrió que Europa, por su potencialidad de albergar vida, era el sitio principal para la investigación planetaria de la década y, sobre todo, para la búsqueda de vida extraterrestre.
La hipótesis de los científicos es que en la luna Europa se encuentran los tres elementos fundamentales de la vida aquí en la Tierra: agua líquida, fuentes de energía y elementos químicos fundamentales.
“De hecho, tenemos un eslogan que dice ‘sigue el agua’ porque donde sea que encontramos agua aquí en la tierra, encontramos vida”, dice Restrepo y, teniendo en cuenta que la cantidad de agua que se encuentra en el océano líquido de Europa sería más de dos veces la suma total de todos los océanos que hay en la Tierra, según las observaciones hechas con misiones previas como la misión Galileo y la misión Juno, la expectativa de los investigadores es alta.
Esta misión, considera el ingeniero, “nos va a dar una respuesta o un indicio a esa pregunta ancestral, que nos hemos preguntado como humanos toda la vida y es si estamos solos en el universo. Encontramos que en Europa pueden existir formas elementales de vida, eso quiere decir que muy posiblemente puedan existir también otras formas elementales de vida, en otros sitios, no solo el sistema solar, sino de nuestra galaxia. Si eso pasa, la estadística y la inferencia que podemos hacer es que la vida está regada por todo el universo”.
Además, dado que la vida tarda en desarrollarse, los investigadores destacan que Europa podría ser tan antigua como la Tierra. Por esta razón, la búsqueda de vida se centra en mundos donde ha transcurrido el tiempo suficiente para que las condiciones necesarias para la vida puedan haberse establecido.
“Esto cambiará completamente la percepción de nuestra existencia porque hasta el momento, al menos desde la Nasa, no tenemos ninguna información ni hemos encontrado ninguna señal de otras formas de vida fuera de la Tierra”, agrega Ricardo.
Este descubrimiento también nos proporcionaría información clave sobre la evolución de los sistemas planetarios y de las otras lunas . Esto, a su vez, podría ampliar nuestro conocimiento sobre la formación de nuestro propio planeta, así como el desarrollo y la eventual muerte de los planetas, explica el físico.
¿Cómo llegó Ricardo Restrepo a la Nasa?
Egresado de Física de la Universidad de Antioquia, Ricardo se abrió su camino en la Universidad de Texas, en Austin (EE. UU.) donde obtuvo una maestría y posteriormente un doctorado en ingeniería aeroespacial con enfoque en astrodinámica. Desde hace cinco años, el paisa, de 44 años, trabaja en el centro de propulsión a chorro de la Nasa, que es el centro especializado en el diseño de trayectorias interplanetarias como la exploración tanto de otros planetas como de sus lunas.
Cada que al originario del municipio de Andes le preguntan sobre cómo fue que terminó trabajando para la Nasa y en una de las misiones más importantes de la década, siempre responde modestamente “con mucha dedicación, mucho trabajo y perseverancia”.
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Es fiel creyente de que “hay que creer en los sueños. Se pueden realizar, es algo que a veces es difícil de creer, sobre todo en los momentos difíciles”. Además de su perseverancia y su pasión, también estaba esa inquietud por querer entender los misterios del espacio y eso lo llevó a enlistarse en actividades extracurriculares en la universidad, ese fue el inicio de Ricardo para terminar vinculado como diseñador de misión de tiempo completo en la agencia líder mundial en la exploración espacial.
“Siempre fui muy motivado a meterme en proyectos extracurriculares, tanto en mi pregrado como en mi posgrado. (...) tuve la oportunidad de ver muchos cursos electivos y meterme en proyectos de investigación extracurriculares que fueron los que al final siempre me vincularon a proyectos relacionados con la exploración espacial y que creo que fue la razón fundamental por la que finalmente terminé trabajando para la Nasa”, afirmó Ricardo.
El paisa tuvo su primer contacto con la astrodinámica a través de un proyecto extracurricular sobre la formación de sistemas planetarios, un interés que lo llevó a conocer a un gran ingeniero aeroespacial colombiano que desarrolló el software “Copérnico” utilizado por la Nasa, quien lo impulsó a realizar sus estudios de posgrado en Estados Unidos.
“Un proyecto nos puso en contacto con el profesor César Ocampo, (quien falleció en septiembre de este año) que en ese entonces era docente de la Universidad de Texas en Austin, y tuvo una gran trayectoria en el mundo de la astrodinámica. Tuvimos la fortuna de tener una visita de él a la Universidad de Antioquia en el tiempo que yo estaba haciendo mi pregrado”, recordó.
“A él le gustó el trabajo que estaba haciendo y me invitó a hacer una maestría en astrodinámica en la Universidad de Texas. Ya una vez allá, me dediqué y me enfoqué específicamente al mundo de la astrodinámica”. Posteriormente, mientras cursaba su doctorado, tuvo la posibilidad de hacer dos pasantías en la Nasa.
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Gracias a su gran desempeño, aplicando sus conocimientos codo a codo con científicos investigadores de la agencia espacial, a Ricardo le ofrecieron el trabajo de tiempo completo como diseñador de misión.
A raíz de su educación con sello paisa, pues el físico cursó bachillerato en su natal Andes y de allí se mudó a Medellín para continuar sus estudios de pregrado, Ricardo quiere que más estudiantes logren llegar a importantes proyectos espaciales, por lo que desde hace varios años viene compartiendo su conocimiento con las nuevas generaciones en la institución que lo vio nacer.
“En la UdeA siempre tengo un pedazo de mi corazón y siempre he sentido la necesidad, el deseo y la obligación de retribuir. Hace un par de años con mi profe hemos estado asesorando unos estudiantes también en el campo de la mecánica orbital con la idea de que este legado se continúe y siga creciendo”, manifestó.
Artemis, el otro reto de Ricardo Restrepo
La Nasa trabaja en múltiples misiones y en este momento, Restrepo también está involucrado en el diseño del Power Propulsion Element, el módulo de propulsión y potencia para la próxima estación lunar, conocida como Gateway, que hace parte del programa Artemis.
“Uno de los proyectos en los que he tenido la fortuna de trabajar, y digo la fortuna porque es un concepto muy emocionante, es en el diseño de esta estación lunar que vamos a poner alrededor de la luna, que va a ser un elemento básico para el regreso de los próximos astronautas a la Luna y su estadía continua”, detalló.
Las misiones de Artemis tienen como objetivo lograr una presencia sostenida en la Luna. Se espera que los primeros astronautas lleguen a su superficie en dos años.
Posteriormente, según indicó el antioqueño, la idea es eventualmente establecer una base lunar, que se planea construir en el Polo Sur, donde se han identificado fuentes de agua congelada. Esta agua será esencial para abastecer a los posibles asentamientos lunares y apoyar a los astronautas que permanezcan allí. “Para hacer esto más fácil estamos diseñando esta estación lunar, que es muy similar a nuestra estación espacial internacional”, explica sobre este proyecto.
Al vislumbrar sobre lo que viene en medio de la búsqueda de nuevos horizontes para la humanidad, no oculta su entusiasmo por poder participar en estas importantes misiones espaciales. “Tengo el privilegio porque es una misión muy icónica para nosotros como humanos en nuestro entendimiento de la exploración espacial y en nuestro objetivo de también transferir la vida con nosotros a medida que exploramos. Entonces, la Luna va a ser el primer cuerpo celeste, después de la Tierra, donde vamos a tener presencia sostenida humana, el objetivo es después de subir a Marte y luego seguir colonizando el sistema solar”, concluyó.
