El primer satélite del cuarteto Cluster de la ESA regresó sano y salvo a la Tierra anoche en una «reentrada dirigida», la primera del mundo, lo que marca un final brillante para esta notable misión, reveló la Agencia Espacial Europea (ESA). La sonda, bautizada como Salsa (Cluster 2), volvió a entrar en la atmósfera terrestre sobre el océano Pacífico Sur. En esta región, el riesgo de que los fragmentos alcancen la Tierra es absolutamente mínimo.

Durante las dos últimas décadas que Cluster ha pasado en el espacio, ha proporcionado datos inestimables sobre cómo interactúa el Sol con el campo magnético de la Tierra, lo que nos ayuda a comprender y pronosticar mejor el clima espacial. Con esta primera reentrada dirigida, Cluster pasará a la historia por una segunda razón: ayudar a la ESA a convertirse en un líder mundial en exploración espacial sostenible.

El reingreso se produce tras un ajuste de la órbita de Salsa en enero de 2024 para apuntar a una región lo más alejada posible de las zonas pobladas. Esto garantiza que cualquier parte de la nave espacial que sobreviva al reingreso caiga sobre el océano abierto.

Durante los últimos días, semanas y meses, los operadores de la nave espacial de la ESA han seguido de cerca a Salsa a medida que se acercaba a la Tierra, ajustando ligeramente la trayectoria de la nave espacial solo una vez para mantenerla en el camino correcto.

Reentrada

En la actualidad, las misiones satelitales se diseñan de acuerdo con normas que exigen que se minimice el riesgo de causar daños a su regreso a la Tierra. Sin embargo, cuando se construyó Cluster en la década de 1990 no existían tales normas. Sin intervención, los cuatro satélites Cluster habrían reentrado en la atmósfera terrestre de forma natural, pero con menos control sobre cuándo y dónde ocurriría esto.

El director de operaciones de la ESA, Rolf Densing, explica por qué la ESA decidió finalizar la misión de esta manera asegurando que “la reentrada de Salsa siempre iba a tener un riesgo muy bajo, pero queríamos superar los límites y reducir la amenaza aún más, demostrando nuestro compromiso con el enfoque de Cero Residuos de la ESA”.

“Al estudiar cómo y cuándo Salsa y los otros tres satélites Cluster se queman en la atmósfera, estamos aprendiendo mucho sobre la ciencia del reingreso, lo que esperamos nos permita aplicar el mismo enfoque a otros satélites cuando lleguen al final de sus vidas”. El reingreso de Salsa marca el final de una misión única que en última instancia ayudará a proteger a la humanidad de nuestro tempestuoso Sol.

Viento solar

Agua, calor, minerales… Todos ellos son vitales para la vida, pero no son exclusivos del planeta Tierra. Tal vez el factor clave que hace de la Tierra un mundo habitable extraordinario donde la vida puede prosperar es su poderosa magnetosfera.

A tan solo unos cientos de kilómetros por encima de nuestras cabezas, se libra una batalla continua entre las fuerzas de la naturaleza. Como un barco en una tormenta interminable, la Tierra es bombardeada por enjambres de partículas expulsadas del Sol a velocidades supersónicas.

La mayoría de estas partículas del viento solar son desviadas por la magnetosfera y pasan volando sin causar daño. Pero el escudo de la Tierra no es a prueba de balas. Las ráfagas de viento solar pueden aplastarlo sin piedad, empujando partículas energéticas a través de puntos débiles y dañando potencialmente los equipos electrónicos, incluidos los satélites vitales que orbitan en el espacio.

Puede parecer ciencia ficción, pero los científicos llevan muchos años estudiando esta continua disputa entre el Sol y la Tierra, primero desde la Tierra y luego con la ayuda de satélites individuales. Pero las complejidades de la conexión Sol-Tierra siempre les han eludido. Hasta que apareció Cluster.

Estudios detallados

La directora científica, la profesora Carole Mundell, afirma que «Cluster es la primera misión que realiza estudios detallados, modelos y mapas en 3D del campo magnético de la Tierra, así como de los procesos relacionados dentro y alrededor de él. Estamos orgullosos de decir que, a través de Cluster y otras misiones, la ESA ha hecho que la humanidad comprenda mejor cómo interactúa el viento solar con la magnetosfera, ayudándonos a prepararnos para los peligros que puede acarrear».

Nuestra comprensión del clima espacial –las condiciones ambientales en el espacio causadas por la actividad del Sol– depende de la comprensión de muchos factores diferentes: el comportamiento del Sol, cómo viaja el viento solar a través del espacio y cómo responde la magnetosfera de la Tierra.

Con Cluster, la ESA se ha propuesto descubrir cómo responde la magnetosfera terrestre al viento solar. Otras misiones de la ESA han estudiado diferentes partes de este proceso: Solar Orbiter, SOHO, Proba-2 y Ulysses siguen observando el propio Sol, y Swarm y Double Star también estudian el entorno magnético de la Tierra. Double Star se ha centrado en la «cola magnética» que se extiende desde el planeta Tierra, y Swarm sigue analizando el propio campo magnético de la Tierra.

La antorcha científica de Cluster pasará a la misión Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (Smile) de la ESA/Academia de Ciencias de China, cuyo lanzamiento está previsto para finales de 2025.

Unos años más tarde, la misión Vigil de la ESA viajará al espacio para unir las distintas piezas del rompecabezas, con el objetivo de proporcionar datos continuos y casi en tiempo real sobre la actividad solar potencialmente peligrosa. En última instancia, esto nos ayudará a garantizar la seguridad de las comunicaciones por satélite y de los viajes espaciales y aéreos.

Sobre los polos

Mientras que la mayoría de las misiones que exploran los fenómenos magnéticos de la Tierra se centran en el ecuador, el cuarteto Cluster orbitó sobre los polos, donde hay mucha actividad magnética. El viento solar en esta zona puede penetrar más profundamente en la atmósfera superior de la Tierra, dando lugar a las espectaculares auroras.

La capacidad de Cluster de observar latitudes más altas que otras misiones significó que reveló partes de la magnetosfera que nunca antes habíamos podido «ver» con múltiples naves espaciales al mismo tiempo. A través de su mapeo del campo magnético de la Tierra y su comparación con el deslucido magnetismo actual de Marte, Cluster ha reafirmado la importancia de nuestra magnetosfera para protegernos del viento solar.

La misión también nos ayudó a comprender las debilidades de la magnetosfera, incluida la forma en que las partículas del viento solar pueden atravesar el escudo. Incluso descubrió el origen de los «electrones asesinos», partículas energéticas en el cinturón exterior de radiación que rodea la Tierra, que pueden causar estragos en los satélites.

Al monitorizar y registrar continuamente la dinámica y las propiedades de la magnetosfera de la Tierra durante dos décadas, Cluster ha acumulado una riqueza de datos sin precedentes, lo que permite a los científicos hacer hallazgos verdaderamente innovadores, incluso sobre tendencias a largo plazo.

Después de 24 años increíblemente exitosos en el espacio, la ESA tomó la decisión de desorbitar los cuatro satélites Cluster entre 2024 y 2026. Planificar las reentradas en ese momento permitió que la nave espacial Cluster contribuyera a la ciencia de las reentradas como despedida final.

“El diseño de múltiples naves espaciales de Cluster siempre ha sido clave para su éxito”, explica Philippe Escoubet, director de la misión Cluster. “Al utilizar cuatro naves espaciales en lugar de una, Cluster pudo medir simultáneamente múltiples áreas del espacio. Cuando estaban más cerca una de la otra, las naves espaciales Cluster podían excavar en las estructuras magnéticas más finas del espacio cercano a la Tierra. Cuando estaban más separadas, podían obtener una visión más amplia de la actividad a mayor escala”.

Ahora, la ESA está aprovechando el hecho de que existen cuatro satélites Cluster para entender mejor cómo funcionan las reentradas. Al comparar las reentradas de cuatro satélites idénticos en diferentes condiciones meteorológicas espaciales y con trayectorias ligeramente diferentes, el equipo de basura espacial de la ESA está llevando a cabo un valioso experimento sobre la desintegración de satélites en la atmósfera. En última instancia, esto hará que las reentradas de satélites sean aún más seguras.