Lucy, la primera misión para estudiar los asteroides troyanos de Júpiter

El día 16 de octubre fue lanzada la sonda espacial de la NASA Lucy en un cohete Atlas V, dando así comienzo a su viaje. Un viaje que hasta ahora nunca antes había sido realizado puesto que Lucy será la primera sonda que estudie los asteroides troyanos de Júpiter. Esto puede suponer un avance en el conocimiento que tenemos sobre la formación de los planetas.

De hecho su nombre viene del famoso fósil con el mismo nombre, el cual se trata del fósil de homínido más antiguo que se haya encontrado. Este nombre se debe a que el estudio de estos asteroides podría descubrirnos los “fósiles” de la formación de los planetas. Pesa 1.500 Kg y cada panel solar tiene unos 7.3 metros de diámetro.

El logo de la misión tiene la forma del escudo de Superman, en el centro tiene un dibujo de la sonda Lucy, a la izquierda uno del fósil y tiene escrito "first to the trojans"
Logo de la misión

El viaje de Lucy

Esta sonda espacial tiene por delante un largo viaje ya que tendrá que recorrer gran parte del Sistema Solar, tendrá que alcanzar la órbita de Júpiter y volver de nuevo a nuestra orbita para después regresar a la otra punta de la órbita de Júpiter. Lucy tardará 12 años en llegar a su primer objetivo y se estima que terminará todos sus objetivos para el 2033 aunque esta se quede orbitando de forma estable. Pero ¿para que ir de un sitio a otro?

Recorrido previsto para la sonda espacial Lucy. La misión terminará en el lugar donde se encuentra Lucy en la imagen

Para empezar, la situación de las regiones de la órbita de Júpiter a donde Lucy se dirige no son aleatorios, en concreto se dirige a dos puntos de Lagrange de Júpiter. Hay cinco puntos de Lagrange en total y se definen como una región del espacio donde un objeto puede teóricamente estacionarse de forma fija solo por la gravedad entre dos cuerpos. Lucy visitará el punto L4 y L5.

Y una maniobra que parece ser innecesaria sería la de volver a la Tierra, podría ir en línea recta de un punto de Lagrange a otro ¿no?. Pues si pero sería una mala idea; esto es realmente bastante importante debido a que Lucy necesitará de asistencia gravitatoria para alcanzar el punto L5. Esto es bastante común en los viajes a traves del Sistema Solar; la sonda aprovecha la asistencia gravitacional de la Tierra(o cualquier objeto con campo gravitatorio) para dirigirse hacia su destino, en si la gravedad le da un “pequeño empujon”. Esto permite a la misión ahorrar gastos y energía.

La importancia de los puntos de Lagrange

Estos dos puntos se encuentran a 60º por delante y por detrás de Júpiter y durante millones de años se han acumulado en esas regiones miles de asteroides llamados asteroides troyanos. Al igual que en Júpiter en la Tierra también podemos encontrar los cinco puntos de Lagrange gracias a las interacciones gravitatorias con el Sol(al igual que todos los planetas) y la Luna los cuales se pueden usar para colocar en órbita satélites artificiales(aquí puedes verlos así como más información sobre los puntos de Lagrange en la Tierra).

Ilustración que muestra júpiter, el sol y los puntos de Lagrange del planeta.
Los diferentes puntos de Lagrange de Júpiter, los asteroides troyanos solo L4 y L5 y es el destino de Lucy

Los asteroides de Troya

No, los asteroides ni son griegos ni estuvieron en guerra contra los aqueos, pero Aquiles sí, y este fue el nombre del primer asteroide troyano observado por Max Wolf en 1906. Desde ese momento se les llamó de esa forma además de darle al resto de asteroides encontrados nombre de griegos que participaron en la famosa guerra de Troya.

Hoy en día se han detectado un total de 6178 asteroides de este tipo en el Sistema Solar.

Imagen que muestra por medio de puntos que representan los planetas y la situación aproximada de los asteroides del sistema solar
Simulación no a escala de los grandes cúmulos de asteroides en el sistema solar. Podemos distinguir el cinturón de asteroides de color blanco y, en verde, los dos grupos de asteroides troyanos divididos en dos grupos; el campamento troyano y el griego

Se han encontrado asteroides troyanos en otros planetas como Neptuno o incluso en Marte. De hecho, cualquier planeta puede llegar a tener asteroides troyanos en sus puntos de Lagrange L4 y L5, solo que no tantos como los que tiene Júpiter.

Esto se debe a que su fuerza gravitatoria es realmente alta. Solo los puntos L4 y L5 pueden tener estos asteroides debido a que son los únicos puntos donde hay la estabilidad suficiente como para que un cuerpo se quede de forma “fija”.

Recordemos que los puntos son fijos, por tanto los asteroides seguirían orbitando el Sol al compás del planeta.

Gif similar a la imagen anterior pero donde solo se muestra el movimiento de jupiter y los troyanos
Simulación similar a la anterior que muestra el movimiento de los asteroides troyanos

¿Por qué mandar a Lucy a estudiarlos?

Los asteroides troyanos de Júpiter ya han sido estudiados con anterioridad, de hecho el propio Lagrange predijo su posible existencia. La creación de estos cuerpos aún no está clara, ya que hay varias teorías que intentan explicar de donde proceden.

Una de éstas explicaría su formación a través de la migración planetaria en la que, en los inicios del Sistema Solar, Urano y Neptuno se alejaron del Sol mientras que Júpiter se aproximó, provocando una desestabilización en el cinturón de Kuiper que expulsó algunos asteroides hacia órbitas interiores.

Sin embargo una de las posibilidades más interesantes y la razón del nombre de Lucy y de su objetivo es que se cree que estos asteroides pueden ser fragmentos de planetas primigenios y que son fruto de las primeras colisiones entre estos (como la que tuvo la Tierra que hizo aparecer nuestra luna). Mientras Júpiter se formaba y su campo gravitatorio aumentaba este fue atrayendo estos fragmentos que se han quedado, finalmente, estables en su órbita.

Esto significaría que Lucy vería de primera mano los “fósiles” de lo que fueron los planetas del Sistema Solar en su etapa más temprana. La composición y forma de estos asteroides podrían darnos datos fundamentales para entender la formación de los planetas, como fueron en su nacimiento e incluso darnos pistas sobre como surgió la vida en la tierra.

Que herramientas lleva Lucy

Lucy estudiará a fondo siete asteroides de los cuales tratará de medir todas las propiedades posibles de estos; rasgos de su superficie, color, composición, dimensión, forma… teniendo que medir todo eso (y siendo una misión de 981 millones de dolares) es normal que este armada hasta los dientes de instrumentos de medición.

Los siete asteroides que estudiará Lucy y sus nombres
Los siete asteroides que estudiará Lucy

Los principales son: L’Ralph; que genera imágenes visibles y está compuesto por una cámara para imágenes visibles y un espectrómetro para imágenes infrarrojas. L’Lorri; el cual genera imágenes detalladas de la superficie. L’TES; un espectrómetro de emisión térmica. Antena de alta ganancia; usada para determinar la masa de los asteroides.

Imagen de Lucy
Ilustración de Lucy que muestra sus principales elementos

Con todo esto, cuando pasen los 12 años que dura la misión si hay algún nuevo descubrimiento sobre la formación de los planetas no nos olvidemos que ha podido ser gracias a Lucy.

Punta del cohete Atlas V donde se encuentra Lucy en el momento del despegue
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