DIVULGACIÓN: ¿Qué está frenando a las dos sondas?

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El misterio de las Pioneer
por Marcelo Dos Santos (especial para Axxón)
www.mcds.com.ar


Thor-Able

Cabo Cañaveral, Florida, 17 de agosto de 1958. Un enorme vehículo Thor-Able descansa sobre su plataforma de lanzamiento. Son los tiempos de los pioneros: los EEUU pretenden hacer sus primeros pininos en la investigación espacial, y la misión que está a punto de comenzar será un muy buen indicio acerca de si las cosas se están haciendo como se deben. La NASA necesitaba demostrar su valor y capacidad técnica con un ensayo exitoso y resonante.

La misión de que se trataba era tan temprana que ni siquiera los satélites OSO (de los que hemos hablado en otra parte), estaban aún en el espacio; tan primitiva que los satélites Tiros y Nimbus se encontraban todavía en el tablero de diseño.

Sin embargo, lo que estaba en la nariz del Thor-Able era importante: nada menos que la primera tentativa norteamericana de abandonar la órbita de la Tierra.

Las relaciones internacionales en la posguerra no eran fáciles: la URSS pretendía llegar primera al espacio y los Estados Unidos no parecían estar dispuestos a permitírselo. En aquel principio de la triste Guerra Fría se pensaba que quien se pusiera a la cabeza del desarrollo tecnológico aeroespacial tendría mayores probabilidades de triunfar en los campos de la diplomacia y la disuasión militar.

La idea era sencilla. Los norteamericanos habían planeado tres misiones a la Luna, cuando los soviéticos aún luchaban con el diseño de sus propulsores orbitales. Las tres misiones aspiraban a similares objetivos: estaban diseñadas para entrar en órbita lunar y fotografiar la superficie de nuestro satélite.

El objeto en la proa de aquel Thor-Able llegaría a conocerse como Pioneer 0 (P0), y constituía la primera de las tres misiones previstas.

Pero, aunque el lanzamiento fue exitoso en apariencia, a los 77 segundos de vuelo todo se convirtió en una catástrofe: la primera etapa del cohete —propiedad de la Fuerza Aérea norteamericana, ya que la NASA no tenía aún capacidad operativa— explotó y la sonda de 38 kg. se desintegró en el aire a apenas 16 km de la superficie terrestre.

Los dos restantes vehículos del programa (bautizados Pioneer 1 y Pioneer 2) fueron puestos bajo la responsabilidad de la incipiente NASA, que había sido creada por ley del mismo año 1958.


Menos de un mes después de la fallida misión Pioneer 0, decidió enviarse el Pioneer 1. También se lo colocó en la proa de un Thor-Able y sufrió asimismo un triste fracaso, aunque no tan espectacular como el de la 0.


Armando la Pioneer 1

El Pioneer 1, pues, fue el primero de todos los vehículos lanzados por la NASA, y abandonó nuestro planeta el 11 de octubre. Un error de programación en la última etapa del vehículo provocó que el Pioneer 1 nunca lograse alcanzar el empuje necesario, y por consiguiente tampoco la velocidad de escape. Aunque la falla fue considerada "parcial" por sus constructores y el vehículo logró transmitir algunos datos útiles (el tamaño de los cinturones de radiación, por ejemplo), nunca alcanzó la órbita lunar. Dos días más tarde, reingresó en la atmósfera y se hundió en el Océano Pacífico. Sin perjuicio de ello, llegó a 113.854 kilómetros de altura, estableciendo con ello un récord mundial para su época.


Pioneer 2 era ligeramente más grande y pesada que sus hermanas de penuria (39 kg). Fue lanzada el 8 de noviembre del mismo año por la NASA, operando la Fuerza Aérea como agente ejecutivo y proveedor de transporte. El vehículo era, por supuesto, otro Thor-Able, y contenía una sonda lunar equipada con una cámara de televisión, un magnetómetro, un detector de impactos de micrometeoritos y un detector de radiaciones. La P2 poseía, además, un retrocohete para ubicarse en la órbita lunar correcta. Tenía un estabilizador giroscópico que nunca llegó a entrar en operaciones.

El cohete que llevaba en la proa la pequeña sonda de 77 cm. de alto y 74 de diámetro falló en encender la última etapa, por lo que no logró la velocidad de escape y reingresó en la atmósfera apenas 6 horas y 52 minutos después del despegue, tras haber alcanzado un apogeo de solamente 1.550 kilómetros. La sonda Pioneer 2 no llegó a transmitir ningún dato significativo y culminó su breve misión estrellándose en un lugar desierto.


En diciembre, el Jet Propulsion Lab (JPL) entregó dos nuevas sondas lunares para la serie, de responsabilidad compartida entre el Ejército estadounidense y la NASA. Las naves que se bautizarían Pioneer 3 y 4 eran de mínimo tamaño (apenas 6 kg) y llevaban cada una un solo experimento: un detector de rayos cósmicos, con el objeto de sobrevolar la Luna y transmitir datos acerca de la intensidad de los campos radiactivos tanto de esta como de la Tierra. No olvidemos que ningún ser humano había volado aún al espacio, y el tipo de información que traerían estas sondas se consideraba de importancia crítica en un momento de la historia en que la ciencia no sabía si una persona podría sobrevivir a las altas intensidades de los Cinturones de Van Allen.

La maldición que pesaba sobre estos primeros vehículos del proyecto Pioneer, empero, tampoco respetó a Pioneer 3. La primera etapa del cohete (un Juno II, lanzado el día 6) se apagó extemporáneamente, mucho antes del momento indicado, sin permitirle alcanzar por este motivo la velocidad de escape. Prisionera del campo gravitatorio de la Tierra, la P3 cayó desde su apogeo de 102.332 km, no sin antes conseguir demostrar que los cinturones de radiación de nuestro planeta eran dos y no uno solo. Con este nuevo fracaso concluyó el año 1958 para la NASA.



Pioneer 4 a bordo de su Juno II

El 3 de marzo de 1959 se disparó el segundo Juno II llevando en la nariz a Pioneer 4, una sonda prácticamente gemela de la anterior. Se trataba de un proyecto de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército conjuntamente con el JPL, ambos bajo la dirección y supervisión de la NASA. Con un lanzamiento exitoso, esta sonda se convirtió en el primer aparato construido por los Estados Unidos en lograr la velocidad de escape y en llegar a 58.983 km. de la superficie lunar (dos veces más lejos de lo que se había planeado). Pioneer 4 cumplió con creces uno de sus objetivos (estudiar en profundidad los cinturones de radiación), pero fracasó miserablemente en el otro. La NASA pretendía que la sonda se convirtiera en el primer artefacto humano en sobrevolar la Luna, pero, para cuando llegó a ella, el aparato soviético Luna 1 se le había adelantado por varias semanas.

Pioneer 4 era una sonda con control térmico pasivo sobre su estructura de fibra de vidrio (pintada con sustancias reflectoras al igual que su predecesora inmediata), llevaba dos contadores Geiger y un prototipo de los comandos de la cámara de televisión —sin la cámara—. Los tres artefactos funcionaron perfectamente. Luego de sobrepasar la Luna, entró en una órbita solar estable, lo que significa que se quedará alrededor del Astro Rey mientras el Sistema Solar exista.


Sin embargo, los problemas del proyecto Pioneer no habían hecho sino comenzar. El resto de 1959 y todo el año siguiente fueron espantosamente malos. Se perdieron cinco vehículos y no se logró una sola misión exitosa. El 24 de septiembre de 1959 la Pioneer 9C estalló en su plataforma de lanzamiento, enviando fragmentos en todas direcciones y destruyendo el complejo de lanzamiento en varios cientos de metros a la redonda. Su impulsor, Atlas-Able C, no volvió a volar por más de un año.


Pioneer 4

En noviembre comenzó la serie de lanzamientos de la serie Pioneer P3, que duraría hasta fines de 1960. En rápida sucesión, la sonda Pioneer P3 se perdió al separarse prematuramente de su primera etapa (15 de noviembre), desintegrándose a los 45 segundos de su lanzamiento y a 1.000 km de altura al perder el escudo térmico. El 15 de febrero del 60 el vehículo que debía transportar la P31 estalló en la plataforma. El 25 de septiembre se perdió la Pioneer P30, destinada a convertirse en un orbitador lunar. A 1.290 km de apogeo, la segunda etapa del cohete que transportaba la sonda de 127 kilogramos sencillamente estalló. La segunda Pioneer P31 fue lanzada a fines del mismo año, con el mismo grado de "éxito" de sus predecesoras. El cohete que la vehiculizaba explotó a 12.200 metros de altura sobre el Cabo, tras escasos 70 segundos de vuelo.


La siguiente sonda exitosa luego de tantos fracasos fue bautizada Pioneer 5 (recordemos que la NASA sólo otorga su nombre definitivo a las misiones una vez que están en rumbo a cumplir sus objetivos). Lanzada el 11 de marzo, estaba equipada con instrumental destinado a trazar un mapa detallado del campo magnético interplanetario. Pioneer 5 fue impulsada por un Thor-Able y funcionó durante 106 días (récord mundial), batiendo el segundo de ellos al transmitir con éxito sus datos desde una distancia de 36,2 millones de kilómetros, alimentándose con los 16 watts producidos por sus cuatro pequeños paneles solares. En realidad, como hemos explicado en el artículo sobre el proyecto OSO, la P5 estaba diseñada como orbitador venusino, pero todos los retrasos derivados de los accidentes y fallas de la serie anterior provocaron que, para el momento del lanzamiento, Venus se hubiese trasladado al lado opuesto de la órbita. De ese modo, el artefacto fue reconvertido a sonda de espacio profundo y quedó alojado en una órbita heliocéntrica de casi 1 UA de diámetro, donde todavía continúa. El éxito de las transmisiones de la Pioneer 5 provocó que el mentor del proyecto, John Lindsay, declarara: "Fue el lanzamiento que llegó más lejos de los efectuados hasta ahora".


La Pioneer 6, así como sus sucesoras 7, 8 y 9, fueron exitosas. Al igual que las anteriores, se basaban en el diseño de "torta y vela" de Lindsay, lo que las estabilizaba mediante el efecto giroscópico de la rotación de la "torta".


Pioneer 6

Vehículo Delta-E

Toda esta serie estaba destinada a medir en forma minuciosa el viento solar, los rayos cósmicos y el campo magnético del Sol. Fueron estos vehículos los que nos dieron las primeras explicaciones concretas acerca de la física del Sol y los procesos intraestelares en general. Además, se comportaron como la primera red "meteorológica" espacial, que fue capaz de enviar datos concretos para predecir tormentas solares y otros fenómenos catastróficos que, de una u otra manera, afectan las comunicaciones y la energía humana. La serie Pioneer 6-9 batió un nuevo récord, a saber: se trató del programa espacial de la NASA más barato, considerando la relación entre resultados obtenidos por dólar gastado en él. Diseñados para durar solamente 6 meses, también excedieron con creces su tiempo estimado de operación: en 1996, la Pioneer 6 batió otro récord más. Con 30 años firmemente anclado en su órbita, se convirtió en el más antiguo satélite artificial aún en operaciones.

Las "tortas" de estas cuatro sondas giraban a 60 rpm y sus celdas solares producían 79 watts. Entre su instrumental llevaban analizadores de plasma, detectores de rayos cósmicos, etc.

Impulsadas por vehículos Delta-E, estas Pioneer pesaban 63 kilos y se encuentran todavía en órbitas estables, centradas en el Sol. Sus lanzamientos tuvieron lugar entre diciembre de 1965 y noviembre de 1968.

Hacía mucho que sólo se cosechaban éxitos, de modo que la maldición de las Pioneer tenía ganas de volver a hacer de las suyas. En efecto, el lanzamiento de la Pioneer E el 27 de 1969 sufrió una falla hidráulica en la primera etapa de su impulsor Delta-L, produciendo la desintegración del vehículo y su sonda de 67 kilogramos después de un vuelo de solamente 6 minutos y medio.


Pero ello no enfrió el entusiasmo de la NASA: entre 1972 y 1973 se prepararon dos misiones más de la serie, que, bajo los nombres de Pioneer 10 y Pioneer 11 e impulsadas por vehículos Atlas-Centauro SLV-3, iban a convertirse en los artefactos humanos más viajeros de la historia.


Pioneer 10 rumbo al infinito y la eternidad

Ambas Pioneer fueron diseñadas como sondas planetarias de espacio profundo, y su misión consistía en echar una mirada cercana a los gigantes gaseosos del Sistema Solar: Júpiter y Saturno. Luego, arrojadas con fuerza ciclópea por el efecto gravitacional de ambos planetas, abandonarían para siempre nuestro sistema, perdiéndose en las profundidades del espacio interestelar.


Impresionante primer plano de Júpiter tomado por la Pioneer 10

Aplicando una vez más el diseño de torta de Lindsay, las Pioneer 10 y 11 pesaban 258 kg y se estabilizaban mediante el giro de la torta a 5 revoluciones por minuto. Estaban construidas en aluminio y epoxy para ahorrar peso, y se impulsaban mediante cohetes propulsados a hidrazina (un poderoso reductor que reacciona violentamente con los agentes oxidantes).

La computadora de a bordo de cada nave tenía una capacidad de almacenamiento de 49 kilobits (infinitesimalmente pequeña según los estándares actuales, que se miden en cientos de gigabytes), pero adecuada para manejar la gran antena parabólica de alta ganancia y las dos de media y baja ganancia, que operaban con transferencias de datos de 2048 baudios por segundo al inicio de la misión y decayeron a 16 bps hacia el final, a medida que los generadores se iban quedando sin energía. Ambas sondas llevaban, además, un magnetómetro ubicado en un brazo plegable de 6,6 metros de longitud, destinado a alejar el instrumento de las piezas metálicas de la espacionave para minimizar las lecturas erróneas.

La navegación de las Pioneer se basaba en los famosos "sensores de Canopus" desarrollados por la NASA y que tantos dolores de cabeza dieran a Hogarth y Lindsay. El sensor de Canopus trataba de individualizar a la estrella de ese nombre (lo suficientemente lejana como para ser relativamente fija con respecto al Sistema Solar) y, complementándose con dos sensores que tenían la mirada fija en el Sol, ubicaban con precisión la posición de la sonda en el espacio. Como era tradicional en la experiencia de la NASA, el sensor de Canopus de la Pioneer 10 falló poco después de alcanzar la órbita de Júpiter y debió ser desactivado. De allí en más, la sonda navegó perfectamente utilizando solo los dos sensores del Sol.


Las Pioneer llevaban a bordo quince experimentos, destinados principalmente al estudio de los siguientes temas: campos magnéticos planetarios e interplanetarios, fotopolarimetría por imágenes que entregó gran cantidad de fotografías y medidas polarimétricas, investigación del viento solar, radiometría infrarroja, estudio de los rayos cósmicos, fotometría ultravioleta, investigación de la zona de transición de la heliósfera, penetración de meteoroides medida en cámaras selladas de argón y nitrógeno, medición de la existencia de hidrógeno interplanetario, y análisis de la distribución, tamaño, masa, flujo, abundancia y velocidad de las partículas de polvo espacial. Transportaban telescopios sin imagen con campos superpuestos para detectar el reflejo de la luz solar sobre las partículas de los micrometeoritos que pasaban a su lado, instrumental para estudiar las auroras y las emisiones de radio jovianas, detectores de ionización, buscadores de partículas cargadas, analizadores de plasma, contador de partículas, el magnetómetro ya citado y poderosas cámaras fotográficas para tomar imágenes de Júpiter y sus satélites, con particular énfasis en la luna Io, así como recursos suficientes para estudiar las atmósferas tanto del gigante joviano como de sus lunas.

Esta completa selección de aparatos científicos estaba pensada para trabajar durante dos años y medio en forma ininterrumpida, lo que cumplió largamente y con exceso.


Ambas sondas transportan unas placas metálicas con unos dibujos que muestran un hombre y una mujer (comparados con un diagrama de la propia nave para mostrar los tamaños relativos), un esquema del Sistema Solar indicando de cuál de los planetas proviene la sonda, y su localización en la galaxia. Se trata de una especie de memorándum o "saludo" destinado a alguna civilización tecnológica que pueda encontrar los artefactos dentro de unos pocos millones de años.


Las placas de las Pioneer

Vale la pena detenerse en detalle acerca de las placas de ambas Pioneer.

Además de las figuras humanas, que pueden dar al potencial descubridor de la sonda algunos indicios acerca de la naturaleza y biología de los constructores, la placa contiene muchísima información científica, casi toda destinada a establecer el punto de origen del aparato.

Las placas están adheridas al soporte de la antena parabólica, en una posición que en teoría debería protegerla de la erosión del polvo estelar y los micrometeoritos.

Fueron diseñadas por el doctor Carl Sagan y dibujadas por su esposa Linda Sagan en sólo tres semanas, porque la NASA no podía posponer el lanzamiento. Consisten en una plancha de aluminio anodizado al oro, que supuestamente debe soportar incólume miles y miles de años de viaje.


La placa de la P10 ya colocada en su sitio

Las dos marcas que hemos señalado con el número 1 en el esquema establecen la estatura de la figura femenina. Entre las marcas se encuentra el número binario "8", que se multiplicará por las unidades de medida usadas en todos los esquemas de la placa. La mano del hombre está alzada en gesto de saludo, por tres motivos: primero, como intención de paz y buena voluntad. Segundo, para mostrar al espectador que los miembros humanos son móviles, y tercero, para indicar la oponibilidad del pulgar a algún anatomista extraterrestre.


Adiós, Pioneer 11

Con el número 2 se señala una representación esquemática de la transición hiperfina del hidrógeno. Se eligió este elemento por ser el más abundante del universo. La transición hiperfina es un fenómeno universal, que ninguna civilización tecnológica puede desconocer. Esta transición es una variación en la energía de los niveles electrónicos del hidrógeno, que produce su característica línea de 21 cm de longitud de onda en el análisis espectrográfico. De modo que la unidad de distancia utilizada por la placa es de exactamente 21 cm (longitud de onda del hidrógeno) y la de tiempo es la frecuencia de oscilación de la transición hiperfina (1420 MHz).

De este modo se explica la presencia del número 8 entre la cabeza y los pies de la mujer: 8 x 21 = 1,68 metros, la estatura promedio de las mujeres de raza blanca.

El número 3 es la parábola de las naves, incluida tras las figuras humanas, como ya hemos dicho, para reforzar el concepto de escala.

Las líneas radiales que hemos llamado 4 son 15 y todas emanan de un mismo punto. La líneas incluyen largos números binarios, que representan los períodos de pulsación de 14 púlsares visibles desde la Tierra, calculados en el momento del despegue. Como la frecuencia de un púlsar varía con el tiempo, el supuesto "redescubridor" de las naves puede mirar las frecuencias de los púlsares en su época y, a partir de ese valor, compararlo con el de la placa, deduciendo así cuánto tiempo ha pasado desde que la nave despegó.

La longitud de las líneas indica la distancia de cada púlsar al Sol, y la marca final de cada una muestra la coordenada Z de la posición del púlsar, perpendicular respecto del plano galáctico. Si algún día alguien encuentra a la Pioneer muy lejos de aquí, seguramente sólo algunos de esos púlsares serán visibles desde su posición. Ese es el motivo de haber incluido catorce: aún con unos pocos a la vista, el científico extraterrestre podrá, mediante una simple triangulación, calcular la posición correcta del Sistema Solar. La décimoquinta línea —horizontal, marcada con el número 5— se extiende hacia la derecha pasando por detrás del hombre y la mujer. Expresa la distancia desde el Sol hasta el centro de la Vía Láctea, un dato adicional para calcular la posición del Sol.

Con el número 6 se señala un diagrama esquemático del Sistema Solar. Se ve a la Pioneer saliendo del tercer planeta (la Tierra) bajo el plano de la eclíptica, cruzando luego junto a Júpiter para virar y obtener el impulso que la acerca a Saturno y luego la expulsa del Sistema Solar. Los anillos de Saturno, claramente representados, dan una pista adicional para que se pueda identificar el sistema de origen del aparato. Bajo cada planeta se ve, en números binarios, su distancia relativa al Sol, expresada en décimos de las distancia entre Mercurio y el Sol.


Las placas de las Pioneer fueron muy criticadas apenas creadas: se las tildó de antropocéntricas (aunque lo contrario era imposible) y de transportar un mensaje incomprensible. Se entregaron copias a muchos científicos de primer nivel —que no sabían qué mensaje contenían— y la inmensa mayoría de ellos fue incapaz de decodificarlas por completo. Y téngase en cuenta ¡que se trataba de científicos humanos! Por lo tanto, se sospecha que para una inteligencia extraterrestre que no sabe nada de nosotros, la tarea será aún más difícil, al extremo de que es posible que la traducción del mensaje les lleve años o siglos.

Hay una crítica aún más profunda, a la que el autor de este artículo suscribe totalmente: es completamente suicida indicar con tanta claridad la ubicación del planeta de origen del artefacto. Como he argumentado en más de una oportunidad, especialmente en la Lista Axxón, una civilización tecnológica capaz de viajar al espacio a recoger una sonda ajena necesariamente tiene que conocer la energía química y nuclear, que en ambos casos tienen un obvio uso militar (mucho más obvio que su uso científico).

El secreto mejor guardado por cualquier especie viajera que vague por la galaxia tiene que ser, por supuesto, la localización de su planeta madre. Sagan no lo hizo así, lamentablemente. Y a pesar de que las probabilidades de que las sondas sean encontradas son infinitesimalmente escasas, nos ha puesto en peligro a todos a causa de este error. ¿Qué hay si una civilización extraña nos ataca luego de haber averiguado dónde estamos gracias a la información de las placas?

Sagan se rió de esta hipótesis, afirmando que es casi imposible que las sondas sean descubiertas por un extraterrestre mientras el ser humano exista. En ese caso, con todo el respeto que nos merece la memoria del enorme, genial científico que fue el doctor Sagan, su propio argumento demuestra la futilidad de haber enviado las placas, en primer lugar.


Pioneer 10

Una tercera línea de crítica contra las placas es tan ridícula que causa risa y pena: se trata de los fanáticos morales-religiosos que se quejaron agriamente de que el hombre y la mujer hubiesen sido dibujados desnudos. ¿Qué pretendían? ¿Vestirlos? Si así se hubiera hecho, el potencial descubridor de las placas no tendría modo de saber dónde terminaba la parte orgánica y dónde comenzaba la ropa... El Los Angeles Times recibió muchas cartas quejándose de que la NASA gastaba el dinero de los contribuyentes para enviar "pornografía" al espacio. Tendamos un manto de piedad sobre esta desviación mental de ciertos lectores del LA Times...

Como sea, es casi seguro de que ningún extraterrestre tendrá oportunidad de "escandalizarse" con las excitantes imágenes de las Pioneer. Según el propio Sagan, el tiempo promedio que las sondas tardarán en ponerse al alcance de una civilización tecnológica es mayor que la edad actual de la galaxia (unos 13.600 millones de años).

Lo que sí es seguro es que las Pioneer y sus plaquetas serán increíblemente longevas: seguirán viajando cuando el Sol se haya apagado.


La Pioneer 10 fue lanzada por un SLV-3C el 3 de marzo de 1972 desde Cabo Cañaveral; su órbita de encuentro con Júpiter la condujo en una larga parábola —que recorrió en exactamente un año y nueve meses— hasta pasar junto al rey de los planetas el 3 de diciembre de 1973. Logró acercarse hasta 200.000 kilómetros de Júpiter (algo más de 2,8 radios jovianos). El 1° de enero de 1997, la P10 estaba ya a 67 UA de nosotros, casi en el plano de la eclíptica, y alejándose del Sol a una velocidad de 2,6 UA por año en dirección al espacio interestelar.



Atlas-Centauro SLV-3C

La Pioneer 11 iba a bordo de un SLV-3D que fue disparado desde la misma base el 6 de abril de 1973. Con una masa de 259 kilos, la sonda sobrevoló Júpiter un año más tarde que su compañera, después de haber viajado un año y ocho meses. Cuatro años y nueve meses más adelante, se encontró con Saturno, tomando las primeras imágenes "en vivo y en directo" de su espléndido y magnífico sistema de anillos. Al igual que la Pioneer 10, Pioneer 11 utilizó el "efecto honda" de la gravedad joviana para girar alrededor del planeta en un ángulo de casi 90 grados, alcanzando de este modo una trayectoria de escape del Sistema Solar.

Su máxima aproximación a Júpiter (el 4 de diciembre de 1974) la acercó a 34.000 km de la capa superior de nubes del gigante gaseoso, para asomarse luego a menos de 21.000 km de la atmósfera superior del planeta anillado.

La nave operó con un transmisor de repuesto desde el principio; los instrumentos científicos a bordo tuvieron que comenzar a compartir el suministro de energía utilizándolo de a uno a partir de febrero de 1985: la pila de plata-cadmio que alimentaba a la nave no producía ya potencia suficiente para todos. Si bien la mayoría de las sondas utilizan paneles solares para obtener su energía, es obvio que ese sistema no serviría en el espacio profundo, muy lejos del Sol. Por ello se las dotó de pequeñas pilas metálicas. Además, las Pioneer llevaban como fuentes principales de energía cuatro SNAP-19 cada uno. Se trata de RTG (generadores a radioisótopos termonucleares), pequeñas pilas atómicas de excelente rendimiento que estaban ubicadas en los extremos de tres brazos radiales (separados por 120°), que las mantenían a 3 metros del cuerpo principal de la espacionave.

Su desempeño fue tan bueno que las de la P10 estaban generando 155 watts en el momento del despegue. Veintiún meses después, durante su tránsito por Júpiter, las cuatro baterías aún entregaban en forma firme y constante 140 vatios.

El 30 de septiembre de 1995 la P11 se quedó sin instrumentos científicos y dejó de transmitir sus datos de telemetría (como venía haciendo diariamente desde hacía más de 22 años), porque se quedó sin energía suficiente. A fines de 1995, la nave se encontraba a 44,7 UA de nosotros, alejándose del Sistema Solar a una velocidad de 2,5 UA/año. El 31 de marzo de 1997, cuando hacía ya casi veinticuatro años que la Pioneer 11 viajaba hacia el espacio interestelar, las operaciones de escucha y seguimiento, así como el procesamiento e interpretación de sus datos, fueron canceladas por la administración Clinton debido a razones presupuestarias. Desde hace casi ocho años, por lo tanto, si la Pioneer 11 tiene algo para decirnos, no queda nadie en la Tierra para escucharla.

Atlas-Centauro SLV-3D, igual al de la P11

La NASA pasó casi 30 años monitoreando las señales de la P10 a través de su Red de Espacio Profundo (Deep Space Network, DSN). Hacia primeros de 2002, la intensidad de su transmisión se había reducido a un murmullo lejano. El 7 de febrero la NASA intentó por última vez un contacto deliberado con la espacionave, mas no obtuvo respuesta.

El día 27 de abril, sin embargo, la esforzada sonda —ya sin energía— volvió a la vida el tiempo suficiente para transmitir un débil farfulleo y luego enmudeció. Esta señal, desplazándose a la velocidad de la luz, necesitó 11 horas y 20 minutos para alcanzar las estaciones de escucha de la DSN, viajando 82 UA (unos 12.300 millones de kilómetros). Fue la última transmisión que contenía datos de telemetría. Luego, nada. ¿Había muerto por fin la mensajera humana a las estrellas, la Pioneer 10? Al menos la NASA había decretado su muerte de facto, puesto que no tenía previsto seguirla escuchando.

Pero no. La heroica nave no estaba muerta.

Casi un año más tarde, el 22 de enero de 2003, la DSN detectó un débil, casi inaudible impulso de radio, proveniente del lugar exacto donde debía encontrarse la P10. Este pulso, tan débil que debió ser amplificado millones de veces para tornarse inteligible, no transmitía datos de telemetría, y nunca volvió a repetirse.

Fue el canto del cisne, la queja final del artefacto que, hoy en día, debe haber dejado de funcionar en todos los aspectos.

Pero no ha dejado de viajar. Su trayectoria la lleva hacia la estrella Aldebarán, también llamada Alfa Tauri, en la constelación de Tauro. Concretamente, representa el ojo del toro y es una estrella tipo K, de 1ª magnitud y la décimotercera más brillante del cielo. Es unas 350 veces más brillante que el Sol y 40 veces más masiva, ostentando un bello color rojoanaranjado.

La Pioneer 10 va hacia Aldebarán, por tanto, donde se la espera en unos... dos millones de años. Ojalá que haya alguien para recibirla.

En palabras de un vocero de la NASA, ni siquiera entonces será el fin de la P10: "Ella seguirá viajando cuando el Sistema Solar y por supuesto la Tierra hayan dejado de existir".


Sin embargo, las Pioneer no dejan de asombrarnos, incluso a la distancia a que se encuentran hoy.

Lo que sucede es simple pero abismal y sorprendente: sencillamente, ni la Pioneer 10 ni la Pioneer 11 están en los sitios en que deberían. No es que nadie las haya empujado o movido, sino que están cambiando su velocidad de un modo completamente anómalo. Hace unos meses se creía que estaban acelerando; ahora se ha demostrado que en realidad están frenando.

"Es uno de los más intrigantes misterios de la física", afirma el doctor Alexander Hellmans, divulgador físico de la Universidad de Nápoles.

Aunque la así llamada "Anomalía de las Pioneer" (AP) ha cobrado notoriedad recientemente, en realidad ya en 1980 (apenas 8 y 7 años después de los lanzamientos) el astrónomo John Anderson del JPL en Pasadena, se había percatado de ciertos problemas en los datos telemétricos de las dos sondas.

Moviéndose a más de 43.000 kilómetros por hora, el monto exacto de sus variaciones de velocidad era más bien difícil de medir, pero los esfuerzos constantes de los estudiosos consiguieron establecer que ambas sondas se quedan, cada año, 13.000 kilómetros cortas con respecto a sus posiciones previstas según las leyes de la física. La primera aproximación racional a este fenómeno sería que las sondas están frenando 13.000 kilómetros por año. No es mucho (faltan décadas para que se detengan, desacelerando a este ritmo), pero lo increíble es que ninguna ley física determina este comportamiento.

Desde que se llegó a las primeras evidencias de la AP, se han ensayado muchas teorías y explicaciones para este misterio, algunas muy sesudas y profundas, pero otras delirantes y ridículas. El problema estriba en que, en realidad, los datos disponibles hoy son insuficientes para probar o descartar ninguna de ellas.

Lo más inteligente, por lo tanto, es ponerse a analizar con minuciosidad obsesiva los datos telemétricos de los primeros años de vuelo de las Pioneer, para comprobar si la AP es un fenómeno reciente o si las sondas comenzaron a comportarse inexplicablemente ya desde sus lanzamientos.


¿Cuáles son las teorías en boga actualmente? La primer y más obvia es que algo en las naves mismas está creando una fuerza de frenado. Ese algo podría ser una pérdida de gas en los detectores de micrometeoritos, por ejemplo, o incluso una fuente de radiación térmica que está calentando la nave y que aún no hemos llegado a determinar. Tanto una fuga de gas como un calentamiento de los materiales, si se demostraran, serían capaces por sí mismos de explicar el frenado de las naves.

Pero, hoy en día, los físicos más "progresistas" están tratando de explicar la AP por otras vías. Algunos nuevos genios universales postulan que no es que las Pioneer estén frenando, sino que simplemente Newton estaba equivocado. Otros afirman que Newton estaba en lo cierto, pero que el que se equivocó fue Einstein. Por último, el grupo más "creativo" ha decretado que ambos, Newton y Einstein estaban totalmente desencaminados, y que tanto la Relatividad como la Teoría de la Gravitación han dejado repentinamente de regir. Es una enorme suerte de que la validez de estas dos grandes leyes del Universo haya durado lo suficiente como para que Kepler, Tycho y Hawking llenaran algunos huecos en el conocimiento humano, como por ejemplo el movimiento planetario. Los que dicen a los cuatro vientos tales cosas tendrán, por supuesto, que probarlas (y convengamos en que desautorizar sistemas probados y comprobados una y mil veces como los de Newton o Einstein promete ser una tarea más que ímproba).

Algunos científicos más serios que los anteriores y no tan deseosos de notoriedad a cualquier costo, han creído encontrar otra explicación para la AP: dicen que la responsable es la materia oscura. Puede ser que esta extraña forma de materia genere una fuerza gravitatoria o de fricción que hasta ahora nadie ha sido capaz de detectar. Con todo y ser improbable, la teoría del "freno oscuro" es más racional que intentar derrumbar todo el intrincado andamiaje de la física y la cosmología modernas demoliendo dos de sus pilares maestros.

Otra teoría interesante pero aún imposible de probar arriesga que la AP no consiste en realidad en el hecho de que las Pioneer están más cerca de lo que deben: puede ser que la luz vaya más rápido de lo que creíamos. Expliquemos esto: si la velocidad de la luz incluye una pequeñísima aceleración que no hemos descubierto, bien podría ocurrir que las sondas aparentaran frenar y estar más cerca. Esto no sería verdad, sino sólo un efecto de perspectiva: si la luz viaja más rápido, los vehículos parecerán estar más cerca.

Anderson consultó a la máxima autoridad mundial acerca de la Anomalía Pioneer: el físico teórico Michael Martin Nieto, del Laboratorio Nacional de Aceleradores en Los Alamos. Este, meditando en el problema que significaba separar polvo de paja entre las múltiples teorías que tratan de explicar la discordancia, está intentando diseñar un método que distinga las ideas con potencial de aquellas que son directamente insensateces.

Según Nieto, la base de ese sistema de filtro racional será determinar con precisión la dirección de la fuerza de frenado. Si la fuerza apunta al Sol, entonces se trata de un simple efecto gravitacional. Si apunta a la Tierra, estará relacionada con un cambio en la velocidad de la luz. Si se descubre que apunta en la dirección del avance de las naves, es un efecto de la inercia o un problema de fricción. Por último, si apunta en la dirección del eje de rotación de las "tortas", se trata de un efecto generado por las propias naves.


Por supuesto que lo más difícil de todo será, precisamente, establecer la dirección de la misteriosa fuerza de frenado. Para ello, habrá que revisar toda la telemetría de las sondas desde su lanzamiento hasta sus últimas transmisiones, es decir, todos los datos, uno por uno, recolectados durante más de tres décadas. No es tarea para cobardes o perezosos. En realidad un poco menos, porque la parte crítica del trabajo será revisar si las astronaves desaceleraban cuando se hallaban dentro de las 20 UA de distancia (es decir, dentro de la órbita de Urano). Esto es así porque, en esa región del espacio, los ángulos entre el Sol, la Tierra y la dirección de las Pioneer eran más grandes que hoy en día y, por lo tanto, más fáciles para trabajar con ellos.

Sin embargo, los datos más conocidos y mejor analizados no son estos, sino precisamente los que van desde las 20 a las 70 u 80 UA. Nadie se había molestado en estudiar datos más antiguos porque se suponía que el viento solar, la presión del mismo y las muchas maniobras de navegación harían muy difícil estudiar la anomalía.

Como el lector habrá adivinado, tal argumento no se ajusta a la verdad. Los tres factores (viento solar, presión del viento solar y maniobras de pilotaje) son perfectamente conocidos y están registrados con precisión, de modo que Nieto y Anderson se disponen hoy a corregir los cálculos en consecuencia para ver si las Pioneer ya venían frenando antes de superar la barrera de las 20 UA.

La mejor candidata para ello es la P11, en especial en el trayecto que recorrió entre Júpiter y Saturno. En esos momentos la nave se desplazaba en una dirección prácticamente perpendicular al plano de la eclíptica (el plano "horizontal" en el que giran casi todos los planetas). En ese vuelo "hacia arriba", cualquier fuerza que haya operado en dirección al Sol o la Tierra tiene que haberse evidenciado en obvios desplazamientos laterales de la Pioneer 11. Y, por supuesto, tiene que haber quedado registrada en la telemetría.

Dice el doctor Nieto: "Estudiar esto es barato, y como mínimo nos proveerá de mayor información y alguna indicación de hacia dónde tenemos que mirar". La afirmación proviene de los hechos de que la telemetría de las primera épocas de ambas misiones existe y está disponible para cualquier estudioso interesado, y también de que los primeros cálculos de Nieto y Anderson parecen sugerir que la AP ya existía cuando ambas espacionaves se encontraban a menos de 10 UA de nosotros.

Si los dos físicos llegan a demostrar que la fuerza apunta hacia el Sol, entonces, como hemos explicado, la razón será que existe una desviación de la mecánica newtoniana clásica. Esta teoría se conoce como MOND ("Modified Newtonian Dynamics", Dinámica Newtoniana Modificada) y fue diseñada en un principio para tratar de explicar por qué el giro de las galaxias y sus enormes centrífugas no dispersan las estrellas en todas direcciones. Claro que todos los días se descubren nuevos agujeros negros supermasivos dentro de las galaxias y además tenemos el problema de la materia oscura, que tal vez podrían explicar por sí mismos, con sus ingentes campos gravitatorios, por qué las galaxias no se hacen pedazos a pesar de girar tan velozmente.

Puede que la materia oscura esté detrás de la AP, después de todo. Al menos, eso es lo que cree el doctor Mordehai Milgrom del Instituto Weizmann de Ciencias de Rehovot, Israel. Él dice que hay, además, otras alternativas. Por ejemplo, que la gravedad tenga una fuerza componente adicional que sólo comienza a operar a través de grandes distancias. A pesar de que los datos preliminares de Nieto y Anderson aparentemente indican que la AP ya se producía estando cerca, la atractiva posibilidad de corregir a Newton sigue seduciendo a algunos expertos. Uno de ellos es Jacob D. Bekenstein de la Universidad Hebrea de Jerusalén, quien aplicó una variante relativista de MOND al Sistema Solar y cree haber descubierto que sus resultados pueden justificar, a ojo de buen cubero, la Anomalía de las Pioneer.


"En algún momento encontraremos una explicación", dice, sin embargo, Nieto. "Por supuesto que espero que se deba a conocimientos físicos nuevos. Eso sería estupendo. Pero una vez que un físico comienza a trabajar en base a sus esperanzas, se encamina al fracaso". Aunque pueda sonar desilusionado, Nieto piensa que la explicación al misterio de las Pioneer se encontrará finalmente en un efecto común, como por ejemplo una fuente de calor a bordo de las naves.

El principal argumento que yo encuentro a favor de esta hipótesis es que, si la AP depende de un error de Newton, de Einstein o de cualquier otro teórico previo, tendría que evidenciarse también una "Anomalía de las Voyager" , que ya están tan lejos de nosotros como las Pioneer. Y esto no se ha verificado hasta ahora. Por lo tanto, el mero sentido común indica que hay que buscar la causa en el interior de las Pioneer, y dejar las teorías en paz.


Mientras los científicos se devanan los sesos tratando de desenredar este extraño fenómeno, las Pioneer 10 y 11 continúan frenando en apariencia, tan lejos de nosotros que sólo nos quedan ya sus datos y su recuerdo.

Se han convertido, en el imaginario colectivo, en las mensajeras de una humanidad esperanzada en aprender más y mejor sobre nuestro Universo, lo cual es, como todo el mundo sabe, aprender más sobre nosotros mismos.



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