El último baile de Cluster
¿Qué hace que nuestro planeta sea habitable?
Más allá de la presencia de agua líquida en su superficie, de una atmósfera protectora o de la estabilidad que nos brinda la Luna, existe un héroe que a menudo pasa desapercibido: la magnetosfera. Este escudo poderoso e invisible nos protege del constante bombardeo de partículas cargadas provenientes del Sol y del espacio profundo. Sin ella, la vida en la Tierra sería, bueno… bastante complicada.
Sin embargo, para estudiar eficazmente la magnetosfera, es necesario aventurarse más allá de nuestra atmósfera. Es aquí donde entra en escena una misión espacial única: Cluster.
Danza en el espacio
La Agencia Espacial Europea (ESA) concibió una misión sin precedentes: cuatro satélites idénticos colocados en los vértices de un tetraedro, cuya arista podría variar desde unos pocos kilómetros hasta diez mil. Esta configuración permitiría estudiar fenómenos de la magnetosfera a diversas escalas, abarcando desde corrientes eléctricas, gradientes de plasma y la divergencia del tensor de presión de electrones, hasta estructuras tridimensionales como límites, ondas de choque y vórtices magnéticos.
La imagen de una coreografía precisa en torno a nuestro planeta tuvo algo que ver en los nombres elegidos para los satélites: Rumba, Tango, Salsa y Samba.
El análisis de misión determinó que la órbita de Cluster fuese polar y muy excéntrica, con un apogeo de 4 radios terrestres y un perigeo de 20, y fija inercialmente al Sol, con lo que en los dos años de duración prevista la misión podría estudiar la magnetosfera completa dos veces.
Un desafortunado debut
En junio de 1996, los cuatro bailarines ocupaban la bahía de carga del flamante cohete Ariane 5 en su vuelo inaugural. Fui testigo desde un lugar privilegiado: la sala de control del telescopio infrarrojo ISO en la Estación de Seguimiento de Satélites de Villafranca del Castillo (VILSPA) en Villanueva de la Cañada, a unos 30 km de Madrid, hoy convertida en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC).
Pues bien, el cohete estalló muy poco después de despegar.
La investigación reveló que el responsable fue un fallo de software, el "bug" más caro de la historia hasta la fecha. Resulta que se reusó el software del sistema inercial perteneciente al Ariane 4, la generación de lanzadores anterior, cuyas velocidades horizontales en los primeros momentos del vuelo eran notablemente inferiores, lo que provocó un desbordamiento de un entero de 16 bits que inclinó al cohete más de 20 grados lo que provocó que se empezase a desintegrar debido a las fuerzas aerodinámicas. A la postre, el sistema de terminación de vuelo destruyó al lanzador y su preciada carga.
Años de trabajo de cientos de ingenieros, la continuidad de los controladores de ISO que se preparaban para operar Cluster y el anhelo científico de los investigadores, todo quedó esparcido por los pantanos cercanos al espaciopuerto de la ESA en la Guayana francesa.
El renacer del cuerpo de baile
Pero el esperado retorno científico de la misión Cluster era de tal magnitud, que la ESA accedió a hacerla resurgir de sus cenizas: las piezas de ingeniería de los satélites anteriores se integraron en uno nuevo, y se encargó a la industria construir tres más.
Así, en el año 2000, Cluster fue lanzado “por segunda vez”, esta vez a bordo de dos cohetes rusos Soyuz.
Incansables, los cuatro danzarines superaron los dos años de vida de diseño, y gracias a la pericia de los equipos de control para conservar el combustible y superar dificultades como la degeneración de las baterías (la última dejó de funcionar tras nueve años en el espacio), alcanzaron los ¡24 años de misión!
En lugar de las dos órbitas previstas alrededor de nuestra estrella, Cluster ha estudiado la magnetosfera y su interacción con ella durante dos ciclos solares completos, trabajando en tándem con otras misiones espaciales de agencias como ESA, NASA, JAXA y CAS, produciendo un caudal científico de unos 3750 trabajos científicos, incluyendo algo más de 30 en Nature o Science, y 122 tesis doctorales.
El fin de una era
Lamentablemente, todo tiene un final.
El 8 de septiembre a las 18:47 UTC la ESA “salpicó de Salsa”, el Área deshabitada del Océano Pacífico Sur donde se efectuó la reentrada controlada de Salsa, el primer satélite Cluster que deja de operar.
Lo notable es que cuando se lanzó Cluster no había directivas de desorbitado, con lo que obviamente los satélites no se fabricaron con una reentrada en mente. Pero aun así el fin de Salsa va mucho más allá de las directivas actuales que no exigen una reentrada controlada. De hecho, la de Salsa es la primera de un satélite con orbita altamente elíptica.
En enero se hizo la maniobra necesaria para que meses después Salsa pasase por debajo del umbral de los 80 km, cota en la que la fricción hace que empiece a decaer y se acabe destruyendo, y que esto ocurra encima del punto designado.
La precisión de esta operación fue tal que se enviaron aviones para observar la reentrada desde abajo. Porque esto es otro hito de esta operación: la rara oportunidad de estudiar la reentrada de cuatro satélites idénticos en condiciones ligeramente distintas, lo que dará lugar a valiosos resultados para el objetivo de la ESA de construir satélites que produzcan “basura cero” en el futuro.
Los otros tres satélites han cesado de recoger datos, están en lo que se llama modo de mantenimiento: Rumba reentrará en 2025, y Samba y Tango lo harán en 2026.
Así, la longeva y extraordinaria misión Cluster llega a su fin. Sin embargo, los datos que han recogido los cuatro bailarines darán lugar a ciencia durante muchos, muchos años, contribuyendo al conocimiento de la defensa magnética de nuestro hogar.
Autor: Juan Carlos Gil