revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

El Moby Dick de...

Titán

Han sido varios los Moby Dick que he vislumbrado en el horizonte a lo largo de mi ya larga travesía por el mar de la investigación. Unos más cercanos y pequeños y otros muy grandes y en apariencia tan lejanos que daba hasta miedo pensar que un día llegaría hasta ellos. Uno de estos gigantes es Titán, el satélite más grande del sistema de Saturno y el que más misterios esconde tras su infranqueable cobertura de nubes y nieblas.
En efecto, Titán, un poco más pequeño que Ganímedes pero mayor que Mercurio y mucho mayor que nuestra Luna, desde hacía muchísimos años había atraído la atención de los científicos. Un astrónomo catalán, Josep Comas i Solà, lo observó en 1907 y creyó detectar un obscurecimiento de su brillo en el limbo, lo que le hizo pensar que estaba rodeado de una atmósfera. Era, por tanto, el primer satélite conocido con atmósfera. Más adelante, en 1944, con el desarrollo de la espectroscopía, Gerard Kuiper detectó la presencia de metano en su atmósfera en una gran proporción (superior el 1%); se trata de una atmósfera muy densa y formada, al igual que la de la Tierra, mayoritariamente por nitrógeno molecular. Estos dos hechos, unidos al desarrollo de modelos termodinámicos, indicaban que la atmósfera de Titán era, con mucho, la más parecida a la de la Tierra y que, debido a su situación en el Sistema Solar, nueve veces más lejos del Sol que la Tierra, sus condiciones podían reflejar la situación de la atmósfera de la Tierra en los inicios de su formación.

El estado líquido

Los modelos termodinámicos indicaban que, en las condiciones de presión y temperatura en su superficie (1,5 atmósferas y 178 grados bajo cero), el etano y el metano podrían encontrarse en forma líquida en su superficie. Este hecho, insólito en el Sistema Solar, indicaba que Titán era, junto a la Tierra, el único lugar del Sistema Solar en el que se podría encontrar algún compuesto en estado líquido. El estado líquido es un raro estado de la materia, tan raro que en la superficie de la Tierra solamente el agua y el mercurio son estables, y el agua debido a que las reservas en forma de océanos son enormes y a que la atmósfera permite el desarrollo de una meteorología que hace que la casi totalidad de agua evaporada vuelva a su superficie. Pero el estado líquido de la materia, aparte de su rareza, presenta unas condiciones de reactividad química muy superiores a las de cualquiera de los otros estados (sólido y gaseoso). Esa reactividad, en el caso del agua líquida, ha permitido el desarrollo en la superficie de la Tierra de una química tan compleja que derivó en la aparición de la vida.

El hecho de que en la superficie de Titán se den las condiciones que permiten la presencia de metano y etano en estado líquido nos permite especular con la posibilidad de que en su superficie se puedan estar produciendo reacciones químicas que generen compuestos cada vez más complejos en lo que se ha llamado una química prebiótica. Sus condiciones de presión y temperatura también permiten la presencia en su atmósfera de una meteorología similar a la que ocurre en la atmósfera terrestre, pero siendo el metano el que juega el papel del agua. El metano se evapora, se condensa y vuelve en forma de lluvia a la superficie. Otra fascinante analogía con nuestro planeta.
La fascinación que ofrece Titán, su densa atmósfera y su escondida e interesante superficie, llevó a la NASA y a la ESA al diseño de una misión, Cassini-Huygens,  que incluía el envío de una sonda equipada con instrumental que atravesara la atmósfera de Titán y aterrizara en su superficie.

Tuve la gran suerte de participar en el consorcio que, liderado por Marcello Fulchignoni, propuso a NASA y ESA la inclusión del instrumento HASI (Huygens Atmosphere Structure Instrument) en la sonda Huygens. El Instituto de Astrofísica de Andalucía se responsabilizó del desarrollo de los subsistemas de HASI destinados al estudio de las propiedades eléctricas de la atmósfera de Titán. El instrumento, además de medir la conductividad y permitividad de la atmósfera desde la entrada hasta la superficie, incluía detectores de actividad eléctrica e incluso un micrófono que registraría los ecos (truenos) derivados de una posible actividad tormentosa en Titán durante el descenso.
El desarrollo en los laboratorios y talleres del IAA del instrumento, a lo largo de varios años de un trabajo estresante y maravilloso nos permitió ver a HASI salir hacia Titán el 15 de octubre de 1997. Casi siete años después, el 14 de enero de 2004, Huygens descendía, atravesando la densa atmósfera de Titán hasta su superficie. Nuestro instrumento funcionó a la perfección durante todo el descenso y siguió midiendo durante las dos horas siguientes al aterrizaje. Un final feliz y la realización de un sueño. Quizá mi Moby Dick más glorioso.

 

José Juan López Moreno (IAA-CSIC)

Natural de Jaén, pertenece a la primera promoción de Astrofísica de la Universidad Complutense. Doctorado en Granada, es Profesor de Investigación en el IAA. Ha participado en varias misiones espaciales entre las que destacan Mars Express, Cassini-Huygens, Rosetta y Exomars.