Entre la etapa en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma), donde Julia de León estuvo recopilando datos de más de un centenar de asteroides para su tesis doctoral, y las misiones espaciales de la NASA en las que ella colabora, distan años de mucho esfuerzo y observaciones. En La Palma empezó a especializarse en la composición mineralógica de asteroides y, con los años, sus investigaciones siguen estado orientadas a averiguar qué pasa en objetos que están a miles de kilómetros de nosotros para entender mejor lo que ocurre aquí, en la Tierra. Hoy, esta investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), que también ha trabajado en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) y en el grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad de La Laguna (ULL), es una de las organizadoras de la XXVIII Canary Islands Winter School of Astrophysics e impartirá una de las sesiones centrada en el procesamiento de imágenes de superficies planetarias.

Por Elena Mora (IAC)

“Estamos en un momento álgido de la exploración del Sistema Solar, y en particular este año 2016 ha sido muy intenso.”

“La pérdida del módulo Schiaparelli no hace sino poner de manifiesto lo complejo de estas misiones. Nos hemos 'malacostumbrado' a que salga todo bien.”

“La mejor manera de anticiparse a una posible colisión de asteroides es destinar recursos para su detección y su estudio de forma continuada.”

Pregunta: En la actualidad, ¿qué misiones existen para el estudio de la superficie de asteroides y planetas? ¿Qué objetivos se han marcado?

Respuesta: Realmente estamos en un momento álgido de la exploración del Sistema Solar, y en particular este año 2016 ha sido muy intenso. Ahora mismo tenemos, por parte de la NASA, la misión Dawn, que analizó la superficie del asteroide Vesta y que está completando el estudio del planeta enano Ceres;  la misión OSIRIS-REx, que se acaba de lanzar (8 de septiembre) y que viajará hasta el asteroide Bennu para traer muestras de su superficie; las misiones en Marte, incluyendo los rovers que están estudiando su superficie (Curiosity y Opportunity); y la misión Juno, destinada al estudio de Júpiter, y que en julio de este año entró en órbita alrededor del planeta. Además, la Agencia Espacial Japonesa (JAXA) lanzó la misión Hayabusa 2 en 2014 para traer muestras del asteroide Ryugu, y está previsto que llegue a su destino a mediados de 2018. Por parte de la Agencia Espacial Europea (ESA), cabe destacar la misión Rosetta, que se completó el pasado mes de septiembre y que ha sido un éxito sin precedentes, y la misión ExoMars, también para el estudio de Marte, que hace unas semanas entró en órbita con el planeta y cuya pérdida del módulo Schiaparelli no hace sino poner de manifiesto lo complejo de estas misiones. Nos hemos 'malacostumbrado' a que salga todo bien.

P:¿Cuáles están planeadas para el futuro?

En enero del año 2017, está previsto el lanzamiento de la misión BepiColombo, una colaboración de la ESA con la JAXA, que estudiará Mercurio. Hace poco se aprobó la misión Juice, también de la ESA, que se lanzará en 2022 y que está destinada al estudio de Júpiter y tres de sus lunas (Ganímedes, Calisto, y Europa). Además, tenemos misiones extendidas, como la Cassini-Huygens (NASA-ESA), que explora Saturno, o la New Horizons (NASA), que el año pasado sobrevoló Plutón y que está previsto que explore el cinturón de Kuiper.

Entre las misiones planeadas, es decir, propuestas pero aún sin aprobar, están varias misiones de la NASA. La primera, Europa, para estudiar esta luna helada de Júpiter, y la segunda, la espectacular Asteroid Redirect Robotic Mission (ARRM), que quiere visitar un asteroide cercano a la Tierra (un NEA), recoger una roca de varias toneladas de su superficie y dirigirla hacia una órbita estable alrededor de la Luna para que pueda ser estudiada allí por astronautas.

P: ¿Cómo se estudian las superficies de asteroides? ¿Se puede conocer la composición interior de un asteroide estudiando muestras de dicha superficie?

R: Estudiamos las superficies planetarias y las de los asteroides tomando imágenes con una alta resolución espacial (en el caso de las misiones). De esta manera, analizamos la morfología de dichas superficies con mucho detalle, donde encontramos una gran variedad de estructuras geológicas: cráteres, montañas, valles, rocas, etc. Usando un conjunto de filtros o directamente un espectrógrafo, obtenemos además información sobre la composición de estas superficies.

Aunque no podemos tener información directa de la composición del interior de estos cuerpos, podemos inferirla estudiando el material de zonas que hayan sido expuestas, como en el caso de los cráteres, y recopilando información sobre la masa y la densidad del objeto.

P: Para manejar la gran cantidad de datos que obtienen las misiones espaciales, hay programas informáticos muy sofisticados y potentes que los analizan y procesan. ¿Cómo funcionan esos softwares? ¿Qué datos se pueden extraer de esas imágenes?

Hay que tener en cuenta que las imágenes que obtenemos con las cámaras que van a bordo de las naves son proyecciones bidimensionales de una superficie tridimensional. Por tanto, hay que corregir efectos tan simples como que la sombra que proyecta una elevación en el terreno se confunda con un oscurecimiento del material debido al cambio en la composición. Por eso, los programas son complejos e incorporan muchísima información de los sensores de la nave, que se usan como referencia espacial y ayudan a cartografiar la superficie y a hacer un modelo de forma (shape model) o 3D que elimine este tipo de errores.

P: ¿Es indispensable saber usarlos?

R: Sí, si se va a trabajar con imágenes de misiones espaciales. En cualquier caso, estos programas usan muchos formatos que son estándares y conocidos por los astrónomos que se dedican al análisis de imágenes –como puede ser el formato FITS-, así que con un entrenamiento específico es relativamente fácil aprender a usar estos programas y sacarles el mayor provecho.

P: Actualmente, estás dentro del grupo científico de la misión OSIRIS-REx. ¿Cuál es su papel en ella y qué objetivos se ha marcado?

Formo parte del grupo de procesamiento de imágenes (Image Processing Working Group, IPWG) y entre las tareas que tenemos asignadas está la preparación para cuando empecemos a recibir las imágenes del asteroide. Básicamente, nos estamos entrenando con el uso del software (ISIS3) utilizando imágenes de otras misiones. Además, nos encargamos de realizar los mapas de colores de la superficie, es decir, de estudiar su composición y ayudar a decidir cuál es el mejor sitio para la recogida de las muestras.

P: A través de catálogos como el SDSS, el PRIMASS, VISTA VHS, el J-PLUS y la misión GAIA se han identificado y caracterizado múltiples asteroides en el Sistema Solar, y aunque no todos se encuentran en el conocido Cinturón de Asteroides –entre las órbitas de Marte y Júpiter- ¿se puede saber la trayectoria que siguen estos objetos “errantes” para calcular posibles impactos con otros cuerpos o, incluso, con naves espaciales? Y si se detectase un acercamiento con una posible colisión, ¿qué factores serían determinantes para poder evitarla y anticiparse a ella?

R: Los objetos “errantes” no son sino los llamados asteroides cercanos a la Tierra, y los que se acercan “mucho” reciben el nombre de “potencialmente peligrosos” (o PHAs, de sus siglas en inglés). Este es un tema que preocupa especialmente y se destinan muchos recursos a identificar y tener la mayor información posible de la órbita de estos objetos.

Afortunadamente, en la actualidad tenemos identificados y conocemos muy bien la órbita de más del 90% de los asteroides con un tamaño mayor de 1 km, que son los que podrían provocar una catástrofe a nivel mundial en el caso de impactar con la Tierra. No obstante, los más pequeños, que también pueden causar graves problemas en el caso de una colisión, son más difíciles de detectar. Así que es muy importante hacerles un seguimiento continuado, porque cada vez que se acercan a la Tierra, la gravedad de ésta modifica ligeramente su órbita y las probabilidades de impacto cambian también. La mejor manera de anticiparse a una posible colisión es destinar recursos para su detección y su estudio de forma continuada.