Planear la trayectoria de una nave hasta el objetivo final no es tan sencillo como cuando éramos niños y trazábamos una línea recta que seguiría el vehículo hasta llegar a su meta. Ahora todo es más complejo, cuenta Ricardo León Restrepo, un paisa oriundo del municipio de Andes, Antioquia, que cumplió el sueño de diseñar este tipo de trayectorias en la vida real, en un trabajo que pareciera estar más cerca de la ciencia ficción.
Le puede interesar: Sara Rengifo, la paisa que participa de la misión Artemis
Tiene 44 años y, desde hace cinco años, es uno de los ingenieros de diseño de misiones de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (Nasa) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés); estudió Física en la Universidad de Antioquia y se trasladó a Estados Unidos hace 14 años para hacer una maestría en Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Texas, junto al maestro colombiano César Ocampo.
Luego, estudió un doctorado enfocado en el diseño de trayectorias de vehículos espaciales y después, un posdoctorado enfocado en la misión Europa Clipper, un proyecto que será lanzado el 10 de octubre de este año en el cohete Falcon Heavy, desde Cabo Cañaveral, Florida para llegar en abril de 2030 a Júpiter. Actualmente es uno de los cinco diseñadores de misiones destinados para este trabajo.
El destino final de la sonda es el gigante gaseoso, pero la nave hará 50 sobrevuelos sobre Europa, una luna que los científicos consideran que es apta para la vida, al tener los tres ingredientes esenciales: agua, química y energía. La misión determinará su habitabilidad y comprobará o desmentirá una teoría que los científicos creen que es cierta: que Europa, bajo su capa helada, alberga un extenso océano de agua salada. Una hipótesis que surgió luego de que el Telescopio Hubble observara unos géisers (chorros de agua) que salen desde este satélite.
Los otros dos ingredientes esenciales están presentes, según los científicos, porque a pesar de que Europa esté lejos del Sol, la fuerte gravedad de Júpiter crea mareas que estiran y tiran de la luna, produciendo calor y energía, y porque la química está presente en todo el universo.
Con estos elementos básicos, es posible que esta sea la primera misión espacial en la que existe una alta probabilidad de encontrar vida extraterrestre, no como los alienígenas que aparecen en las películas, pero sí microorganismos básicos que podrían cambiar toda la compresión que tenemos sobre la vida: “Si hay vida en Europa, es casi seguro que fue completamente independiente del origen de la vida en la Tierra... eso significaría que el origen de la vida debe ser bastante fácil en toda la galaxia y más allá”, escribió Roberto Pappalardo, científico de la misión de Europa Clipper.
¿Cómo llegaremos hasta allí? Es un poco lo que Ricardo cuenta en una entrevista con EL COLOMBIANO a través de una videollamada. El ingeniero se encuentra en su oficina en Pasadena, Los Ángeles, a 50 metros de donde ensamblan la sonda que llegará a Júpiter, cuenta esto mientras exhibe una camiseta con el diseño final de la trayectoria que hará esta nave. “Ya está lista”, dice.
Diseño de la trayectoria
Diseñar una ruta para esta nave no fue sencillo, admite Ricardo, ya que Júpiter se encuentra a 590 millones de kilómetros de la Tierra, además, debían pensar en varias opciones, porque si bien el objetivo es investigar a Europa, ésta se encuentra en una región con altos niveles de radiación que dañarían rápidamente la nave y los datos que enviará a Tierra, es por eso que definieron que la sonda orbite a Júpiter y haga 50 sobrevuelos en Europa para obtener los datos.
“Diseñar esta trayectoria es una acción compleja por sí misma. Júpiter queda demasiado lejos, entonces la trayectoria de referencia incluye un sobrevuelo sobre Marte, para ganar un poco de impulso gravitacional, luego un sobrevuelo sobre la Tierra y después sí se dirigirá hacia Júpiter. Es una trayectoria de casi seis años la que hará Europa Clipper, debido a que le destinaron el cohete Falcon Heavy. Si hubiese sido con el cohete SLS (Sistema de Lanzamiento Espacial), destinado a la misión Artemis, sí hubiese podido poner a Clipper en una trayectoria directa sin la necesidad de sobrevuelos. Pero con este otro, la trayectoria se hizo más complicada”, dice Ricardo.
Además de esto, la nave con sus paneles solares desplegados alcanza más de 100 pies, que son unos 30 metros de ancho. Al momento del lanzamiento pesará aproximadamente 13.000 libras (6.000 kilogramos). Casi la mitad del peso será combustible: 6.000 libras (2.750 kilogramos) de propulsor y tiene nueve instrumentos científicos como espectómetros, radares, cámaras térmicas, cámaras en visual que estudiarán su topografía, analizador de plasma, entre otros elementos.
“Estos instrumentos nos darán información de la composición interior, exterior, topográfica, actividad geográfica y térmica y nos dará buena información de cómo es el océano salino que hay dentro de Europa. La combinación de estos instrumentos podrán verificar la teoría de si existen estas tres condiciones básicas para la vida”, explica Ricardo.
La sonda de Europa Clipper es más ancha que una cancha de basquetbol y esto dificulta un poco más la misión.
“Vamos a enviar un vehículo que es más grande que esto a orbitar una pequeña luna y lo que te he descrito es apenas la parte fácil de la misión. La parte difícil está en que Europa está en una ubicación difícil en un centro de radiación muy alto. Si un humano llegase a estar en la superficie de Europa, le daría cáncer en menos de un minuto porque la radiación destrozaría su ADN”.
Es por eso que los científicos e ingenieros decidieron orbitar Júpiter y hacer un sobrevuelo por cada órbita: “En cada sobrevuelo estos instrumentos toman muchos datos y luego tienes 20 días antes del siguiente sobrevuelo. En ese tiempo sales rápidamente del campo de radiación y se aprovecha para enviar todos los datos que interesan a la Tierra. Al momento de diseñar la trayectoria, también hay que pensar que se tiene cierta cantidad de combustible para hacer todo el recorrido y es ahí donde debemos planificar cada movimiento”, agrega.
El plan para evadir la radiación funciona, pero no lo suficiente para que no afecte la nave. Cada sobrevuelo hará que la nave termine dañándose. ¿Cuál será el final de Europa Clipper? Precisamente, Ricardo se encargó de las últimas fases del recorrido que hará la sonda.
“Diseñé las últimas etapas de la trayectoria. Después de los cuatro años de vida útil, tenemos que asegurarnos que no dejamos un objeto basura orbitando a Júpiter y debemos evitar que se estrelle en Europa, donde podría haber vida. Existe lo que se llama protección planetaria y son leyes universales que garantizan protección a ciertos cuerpos celestes donde puede haber vida. Es por eso que luego de cuatro años, la sonda se estrellará en Ganímedes, otra luna de Júpiter y así aseguramos que no haya contaminantes en una región donde hay probabilidad de vida”.
Además de esto, también está trabajando en un plan de respaldo para el 2025, dado el caso de que el lanzamiento del 10 de octubre se cancele. Lo cual podría suceder, ya que en este tipo de misiones los científicos suelen ser cautelosos, por el costo de las misiones y los años invertidos. No lo echarían todo a perder si no están seguros del lanzamiento.
Las causas más comunes suelen ser condiciones climáticas deficientes o fallas en el cohete de lanzamiento.
“Tendremos una ventana de lanzamiento de 21 días, si no es posible lanzarlo en este tiempo, debemos esperar un año más. Las misiones hacia Júpiter tienen más restricciones, porque si te pasas de estas fechas, la alineación necesaria de los planetas para la trayectoria actual se pierde. Esto implicaría empezar de cero”.
De esta manera, con apoyo de otros cuatro diseñadores de misión y otros equipos científicos, ya se definió la trayectoria final que recorrerá la sonda Europa Clipper para llegar a Júpiter y sobrevolar a Europa.
Todo bajo control
Si todo sale bien ese 10 de octubre, la nave sobrevolará Marte y luego la Tierra para después dirigirse a Júpiter. Pero no lo hará sola. Ricardo explica que también existe un equipo de navegadores que desde la Tierra, serán los encargados de controlar la sonda por si ocurre algún percance que ponga en riesgo la misión.
“Nosotros marcamos una trayectoria de referencia pero en la vida real hay incertidumbres en los modelos de la gravitación de los cuerpos que tienes alrededor, hay perturbaciones que no puedes predecir como la radiación solar, que se puede estimar, pero puedes tener ondas de radiación muy altas que afecten la nave. Es imposible que en las simulaciones que nosotros hacemos se puedan considerar todos los cuerpos del Sistema Solar, entonces hay ciertos errores que podrían ocurrir”.
En ese momento, entran las capacidades de los navegadores, que son los que aplicarán periódicamente maniobras de corrección después de que la nave esté en el espacio.
“Nosotros tendremos desde la Tierra unas antenas apuntando hacia el satélite para que nos envíe datos de su ubicación respecto a Júpiter y así conocer por dónde va. Así es como los navegadores analizarán qué tanto se ha desviado de la trayectoria de referencia y así aplicar las maniobras para que todo funcione bien”.
Por otra parte, otra amenaza son los eclipses solares en Júpiter. La sonda se alimenta con energía solar y si no le llega, es posible que la misión se vea comprometida. En este caso, dice Ricardo, hay que mover el plano de la órbita para que no le dé el eclipse. Todo esto requiere del conocimiento de los navegadores.
Ricardo, un antioqueño que se trasladó a Estados Unidos a cumplir sus sueños, nunca ha presenciado en vivo un lanzamiento de una misión espacial y espera poder vivirlo en octubre de este año con Europa Clipper, que en palabras de él, es casi como un hijo.
“La nave está aquí detrás de mí a 50 metros. Cada semana paso y le tomo una foto; le siguen haciendo análisis pero ya está lista. Yo la vi desde que apenas era un concepto hasta ahora que ya está terminada, casi lista para ser enviada a Júpiter”.
También, esta misión lo tiene asombrado por lo que significa en términos científicos y humanos.
“Si encontramos vida, esto cambiará lo que sabemos de nosotros. Iremos a otro mundo a buscar señales de otros seres, será una primera exploración para saber si la vida es más abundante en el universo o si solo somos esta pequeña gota frágil. Eso será revolucionario”.
Más sobre el ingeniero
¿Qué otros pasatiempos tiene además de la ingeniería aeroespacial?
“Tengo 44 años, soy de Andes, Antioquia, mi esposa también trabajó en el JPL. Tenemos dos hijos, Luka de 5 años y Maika de dos años. Nos gusta mucho explorar, vamos a la montaña. Yo tengo varios hobbies. Me gusta la robótica, aunque hace rato no tengo tiempo; disfruto leer, tengo una finca cafetera con mi hermana donde tuesto café y digamos que mi actividad principal después de mi trabajo es escalar. Me encanta escalar”.
¿Cómo es su vínculo con Colombia?
“Visito una o dos veces al año a Colombia, no tanto como quisiera. Pero me gustaría retribuirle al país con mi conocimiento, apoyando a los jóvenes que hacen ciencia. Mi sueño es irme un año sabático a enseñar en la Universidad de Antioquia y vivir en una cabaña de Santa Elena”.
