Rosetta se posó sobre hielo sucio y cambió la idea de cometa

El doce de noviembre de 2014, un módulo de aterrizaje del tamaño de una lavadora se soltó de su nave nodriza y cayó, muy despacio, hacia la superficie de un cometa. Los arpones que debían anclarlo al suelo no dispararon. El pequeño robot rebotó dos veces sobre un terreno mucho más duro de lo esperado y terminó su descenso a la sombra de un acantilado, con los paneles solares casi sin luz.

Ese aterrizaje fallido, contado así, suena a fracaso. Pero la nave que lo transportó hasta allí, y que siguió orbitando el mismo cometa durante los dos años siguientes, reunió con sus instrumentos y con los del propio módulo caído datos que cambiaron de forma profunda la idea que la ciencia tenía sobre qué es un cometa y de dónde viene el agua de los planetas.

Esto es el balance completo de esa misión: lo que salió mal, lo que se midió a pesar de todo, y por qué el cometa 67P sigue citándose en cualquier discusión seria sobre el origen del agua terrestre.

Lo esencial de la misión

  • La misión. Rosetta, con su módulo de aterrizaje Philae, en órbita y sobre la superficie del cometa 67P.
  • El aterrizaje. Fallido en su plan original: los arpones no dispararon y el módulo rebotó hasta una zona en sombra.
  • El hallazgo más citado. La proporción de deuterio e hidrógeno en el agua del cometa no coincide con la de los océanos terrestres.
  • La forma del cometa. Dos lóbulos unidos por un cuello estrecho, señal de una fusión suave entre dos cuerpos.
  • El final de la misión. Descenso controlado sobre la propia superficie del cometa, con los instrumentos activos hasta el último momento.

Qué es el cometa 67P y por qué se eligió

El cometa formalmente conocido como 67P/Churyumov-Gerasimenko es un cuerpo helado de poco más de cuatro kilómetros en su dimensión mayor, que completa una órbita alrededor del Sol cada poco más de seis años y medio, con un punto más cercano situado entre las órbitas de la Tierra y Marte.

Se eligió como destino de la misión, tras varios cambios de objetivo motivados por retrasos en el calendario de lanzamiento, porque su órbita permitía un encuentro con margen suficiente para que la sonda lo alcanzara, entrara en órbita a su alrededor y lo acompañara durante buena parte de su acercamiento al Sol, el periodo en el que un cometa se vuelve más activo y más interesante de estudiar.

El destino original de la misión era otro cometa completamente distinto, descartado tras un retraso en el lanzamiento previsto que hizo inviable la ventana orbital necesaria para alcanzarlo a tiempo, un contratiempo serio que obligó a rediseñar buena parte de la trayectoria y a elegir 67P como alternativa viable dentro del calendario disponible.

Ese acompañamiento prolongado, en lugar de un simple sobrevuelo rápido como los que se habían hecho antes con otros cometas, es lo que distingue a esta misión de todas las anteriores dedicadas a este tipo de cuerpos.

Diez años de viaje para llegar a un objetivo tan pequeño

Alcanzar un cometa exige igualar su velocidad y su trayectoria con una precisión mucho mayor que la de un simple sobrevuelo, y eso llevó a diseñar una ruta de una década de duración, con varios sobrevuelos de planetas interiores y de dos asteroides del cinturón principal aprovechados para ganar velocidad por asistencia gravitatoria.

Durante buena parte del tramo final del viaje, la sonda permaneció en hibernación para ahorrar energía, con sus sistemas apagados salvo un temporizador programado para reactivarla semanas antes del encuentro previsto, una decisión de diseño que redujo el riesgo de fallos por desgaste durante los años de crucero sin ninguna actividad científica relevante que justificara mantenerla despierta.

La reactivación se produjo con éxito, y en los meses siguientes la sonda ajustó su trayectoria hasta entrar en una órbita muy cercana al núcleo del cometa, tan próxima que la propia gravedad irregular del cuerpo, mucho menor que la de un planeta, exigió maniobras de ajuste constantes para no perder el rumbo.

Ese periodo de acercamiento incluyó además la cartografía completa de la superficie del cometa antes de decidir dónde soltar el módulo de aterrizaje, un proceso que llevó varias semanas de observación detallada para identificar una zona con pendiente e iluminación adecuadas, una elección que a pesar del cuidado invertido no evitó las sorpresas del terreno real encontrado durante el descenso.

El aterrizaje que no salió según lo previsto

Módulo de aterrizaje pequeño con patas metálicas y paneles solares sobre fondo oscuro

El plan original para el módulo de aterrizaje incluía el disparo de dos arpones al tocar la superficie, pensados para anclarlo de inmediato a un terreno que se esperaba blando y poroso, similar al de un material suelto compactado por gravedad mínima durante miles de millones de años.

Los arpones no dispararon. El módulo tocó la superficie, rebotó por la gravedad casi nula del cometa, voló durante casi dos horas antes de tocar de nuevo, rebotó una segunda vez de forma más breve, y terminó posado en una grieta estrecha, inclinado y con la mayor parte de sus paneles solares en sombra permanente.

Con la batería principal agotándose en cuestión de horas por la falta de recarga solar suficiente, el equipo de control decidió activar de inmediato todos los instrumentos científicos posibles antes de que se apagara, en lugar de reservarlos para una operación prolongada que la posición final del módulo ya no permitía.

Esa decisión de priorizar la ciencia inmediata frente a la esperanza de una recuperación posterior resultó, con el paso del tiempo, acertada: la recarga solar en esa posición inclinada y sombreada nunca llegó a ser suficiente para sostener operaciones prolongadas, y buena parte de lo aprendido sobre la composición del terreno se debe precisamente a esas primeras horas de actividad frenética.

Lo que Philae consiguió medir en esas horas

En el tiempo disponible antes de quedarse sin energía, el módulo taladró la superficie, analizó la composición química de las primeras muestras de un núcleo cometario tomadas directamente en contacto con el terreno, y confirmó la presencia de compuestos orgánicos complejos en ese material helado y polvoriento.

Meses después, cuando la órbita del cometa acercó de nuevo esa zona a mejores condiciones de luz solar, el módulo llegó a despertar brevemente y a transmitir algunos datos adicionales, antes de perder contacto de forma definitiva, un episodio inesperado que añadió información extra a un aterrizaje que, sobre el papel, se había dado ya por fracasado en sus objetivos principales.

Oxígeno donde nadie lo esperaba

Uno de los hallazgos más citados de la misión no vino del módulo caído, sino de los instrumentos de la propia sonda en órbita, que detectaron en la nube de gas que rodea al cometa una cantidad de oxígeno molecular muy superior a la que cualquier modelo de formación de cometas anticipaba.

El oxígeno molecular es una molécula reactiva que no debería sobrevivir miles de millones de años atrapada en el hielo de un cometa sin combinarse con otros elementos, y su presencia obligó a revisar los modelos de cómo se formó ese hielo en las primeras fases de vida del sistema solar, mucho antes de que existiera ningún planeta.

Las explicaciones propuestas para justificar esa supervivencia inesperada van desde procesos químicos en la superficie del hielo original de la nube que dio origen al sistema solar hasta reacciones producidas por radiación cósmica durante los miles de millones de años que el cometa pasó en las regiones más frías y alejadas del sistema solar antes de acercarse al Sol en su órbita actual.

Una proporción de agua que no cuadra con la de la Tierra

Fuente de agua Lo que indica su proporción de deuterio
Océanos terrestres proporción de referencia, bien establecida por medición directa
Agua del cometa 67P proporción notablemente distinta a la terrestre
Consecuencia para la hipótesis cometaria debilita la idea de que cometas como este trajeron el agua de los océanos

El deuterio es una forma más pesada del hidrógeno, y su proporción respecto al hidrógeno normal en una muestra de agua funciona como una especie de huella dactilar del lugar y el momento en que esa agua se formó. La medida obtenida en el cometa 67P resultó bastante distinta de la que se mide en el agua de los océanos terrestres.

Esa diferencia concreta no descarta del todo que los cometas aportasen parte del agua de la Tierra, pero sí debilita bastante la hipótesis de que fueran la fuente principal, y refuerza el interés por otro tipo de cuerpos, los asteroides ricos en agua del cinturón principal, como origen más probable de buena parte del agua terrestre actual, un debate conectado con las condiciones que hicieron posible la vida en la Tierra.

Una forma que cuenta cómo se formó el propio cometa

Cuerpo celeste alargado con dos lóbulos diferenciados unidos por una zona más estrecha
Astronomical Institute of the Charles University : Josef Ďurech , Vojtěch Sidorin / CC BY 4.0

Las imágenes de la sonda revelaron una forma inconfundible: dos lóbulos claramente diferenciados, unidos por un cuello mucho más estrecho, una silueta que recuerda de forma inevitable a un pato de goma y que llevó a bautizar de forma informal las dos partes del cometa como cabeza y cuerpo.

Esa forma de contacto binario es la huella de una fusión muy suave entre dos cuerpos independientes en las primeras etapas del sistema solar, chocando a una velocidad tan baja que ninguno de los dos se fragmentó ni se calentó de forma significativa en el proceso, un mecanismo de acreción gentil que también se ha propuesto para otros cuerpos pequeños y helados observados de cerca por sondas espaciales, como Arrokoth en el cinturón de Kuiper.

Ese paralelismo entre cuerpos tan alejados entre sí, uno cerca del Sol y otro en el borde del sistema solar, refuerza la idea de que la acreción suave por fusión de bloques pequeños fue un proceso general en la formación de cuerpos menores, y no una excepción particular de ningún objeto concreto, con implicaciones directas sobre cómo se ensamblaron después los planetas rocosos a partir de esos mismos bloques.

El final elegido: posarse en el propio cometa

Con el presupuesto de la misión agotándose y el cometa alejándose de nuevo del Sol hacia una región con luz solar insuficiente para mantener alimentados los paneles de la sonda, el equipo de la misión decidió terminarla con un descenso controlado sobre la propia superficie del cometa, en lugar de dejarla a la deriva sin control.

Durante ese descenso final, de varias horas de duración, los instrumentos permanecieron activos y transmitieron imágenes y datos hasta el último momento posible antes del contacto, aportando la aproximación más cercana jamás lograda a la superficie de un cometa con instrumentos científicos funcionando en tiempo real.

Qué queda pendiente de todo lo que se midió entonces

El volumen de datos reunido durante los dos años de misión activa sigue analizándose años después de terminada la fase de vuelo, con equipos de investigación distintos extrayendo conclusiones nuevas de los mismos conjuntos de medidas originales, una situación habitual en misiones que generan más información de la que se puede procesar por completo durante su propia duración.

Entre las preguntas que siguen abiertas está la distribución exacta de los distintos tipos de hielo bajo la superficie del cometa, la razón precisa de la actividad tan desigual observada entre distintas regiones de su superficie durante el acercamiento al Sol, y hasta qué punto la composición medida es representativa del conjunto de cometas de su misma familia dinámica o, por el contrario, un caso particular.

Resolver esas preguntas exigiría una misión de retorno de muestras dedicada específicamente a un cometa, un tipo de misión mucho más exigente técnicamente que la de retorno de muestras de un asteroide, porque el material más interesante de un cometa es precisamente el hielo más volátil, el que se pierde con mayor facilidad durante el viaje de vuelta a la Tierra, un desafío que conecta con las misiones más audaces de la exploración espacial reciente.

Preguntas frecuentes

¿Se puede considerar la misión un fracaso por el aterrizaje fallido?

No según el balance científico completo. El aterrizaje no salió como estaba previsto, pero el conjunto de datos obtenidos por la sonda en órbita durante dos años, sumados a los del módulo en las horas que estuvo activo, superó con creces el objetivo científico original de la misión completa.

¿Por qué no se intentó rescatar el módulo con otra misión?

Ninguna misión posterior ha vuelto al cometa 67P, y no existe tecnología actual capaz de reparar o reposicionar un módulo tan pequeño posado en la superficie de un cuerpo tan alejado, con una gravedad casi nula que complicaría cualquier intento de maniobra de acercamiento controlado y encarecería una misión de rescate mucho más allá de su posible beneficio científico.

¿Qué pasó con la sonda tras el descenso final?

Quedó posada sobre la superficie del cometa, sin capacidad de reactivación, como parte permanente del propio cuerpo celeste para siempre. Su posición final se conoce con precisión gracias a las últimas imágenes transmitidas durante el descenso controlado.

¿Se sabe ya con certeza de dónde vino el agua de los océanos terrestres?

No de forma definitiva. Los datos de esta misión apuntan a los asteroides como fuente más probable frente a los cometas, pero la pregunta sigue abierta y depende de comparar más muestras de ambos tipos de cuerpos, algunas de ellas ya traídas a la Tierra por misiones de retorno más recientes y analizadas con mucho más detalle del que permite la observación remota de un cometa en órbita.

¿Por qué se le dio forma de pato de goma al apodo del cometa?

Es una descripción informal surgida entre el propio equipo científico al ver las primeras imágenes de aproximación, por el parecido visual entre los dos lóbulos unidos por un cuello estrecho y la silueta de ese juguete de baño, un apodo que se popularizó rápidamente fuera del ámbito estrictamente técnico de la misión.

Diez años después de aquel aterrizaje que no salió como estaba previsto, el cometa 67P sigue siendo el cuerpo helado mejor caracterizado de todo el sistema solar, y buena parte de lo que hoy se da por sentado sobre cómo se forman estos objetos sale directamente de los datos que esa misión logró reunir a pesar del tropiezo inicial de su módulo de aterrizaje.