Desafíos y Rutas del Viaje Humano a Júpiter: Una Odisea Espacial

La historia de los vuelos espaciales tripulados es asombrosamente breve. Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser humano en el espacio al orbitar la Tierra a bordo del Vostok 1 en 1961. El siguiente gran avance llegó en 1965 cuando Aleksey Leonov salió de la nave Voskhod 2, realizando la primera caminata espacial. Ese mismo año, Gus Grissom y John Young fueron los primeros en cambiar su órbita en pleno vuelo a bordo del Géminis 3.

Todos estos hitos fueron solo un preludio de las misiones Apolo que nos llevaron a la Luna. En 1968, Frank Borman, James Lovell y William Anders fueron los primeros en abandonar la órbita terrestre baja en su viaje a la Luna a bordo del Apolo 8. Menos de un año después, Neil Armstrong y Buzz Aldrin darían sus históricos primeros pasos en la superficie lunar.

Con los planes de la NASA para un retorno a la Luna proyectado para mediados de la década de 2020, la agencia también tiene la mira puesta en llegar a Marte en la década de 2030. Más allá de Marte, el siguiente objetivo en el sistema solar es Júpiter, aunque es improbable que haya vuelos tripulados a este gigante gaseoso antes de la década de 2070. Pero si se llegara a realizar, ¿cuánto tiempo tomaría y qué ruta se necesitaría seguir?

¿Cómo llegar a Júpiter?

En su punto más cercano, Júpiter se encuentra a más de 1.500 veces la distancia de la Tierra a la Luna: unos asombrosos 365 millones de millas (aproximadamente 587 millones de kilómetros). Viajando a 24.816 millas por hora (40.000 km/h), la velocidad más rápida que los humanos han alcanzado, ese viaje tomaría aproximadamente 613 días. Sin embargo, viajar por el espacio no es tan sencillo como moverse en la Tierra.

Por un lado, la Tierra y Júpiter están en constante movimiento, por lo que sincronizar la ventana de lanzamiento es crucial: es indispensable asegurarse de que Júpiter esté en la posición correcta al momento de la llegada. También hay que considerar que cualquier nave espacial enviada a Júpiter también estará orbitando el Sol. En otras palabras, no se puede volar en línea recta hacia Júpiter.

Complicando aún más las cosas está el hecho de que se necesita mucho combustible para moverse en el espacio. Para empezar, no hay resistencia del viento que te frene, por lo que por cada onza de combustible que quemas para acelerar, prepárate para quemar otra onza para desacelerar. Esto significa que hay que encontrar una manera de llegar que consuma la menor cantidad de combustible posible. Afortunadamente, Walter Hohmann lo descubrió en 1925.

¿Cuánto tiempo tardará el ser humano en viajar a Júpiter?

Walter Hohmann desarrolló lo que hoy se conoce como la órbita de transferencia de Hohmann, una transición idealizada entre la órbita de un planeta y la de otro, diseñada para utilizar la mínima cantidad de combustible. La idea general es encontrar la órbita más pequeña posible entre la órbita de partida (la Tierra) y la órbita de destino (Júpiter).

El tiempo que toma realizar este viaje es aproximadamente igual a la mitad del promedio de los tiempos que le toma a cada objeto orbitar el Sol. Júpiter orbita el Sol cada 4.333 días, y la Tierra orbita cada 365 días. Esto se traduce en un viaje de ida de 1.174 días, o un poco más de 3 años.

Dado que los dos planetas deben estar alineados con precisión para que esto funcione, solo se tendrá una oportunidad cada 13 meses, gracias al período sinódico de 398,88 días (una medida de las posiciones relativas). Y esta ventana funciona en ambos sentidos: habría que permanecer en Júpiter el tiempo suficiente para que esta ventana se abriera de nuevo antes de poder regresar a casa utilizando esta ruta optimizada.

¿No hemos estado ya en Júpiter?

Aunque ningún ser humano ha viajado jamás a Júpiter, la humanidad ha enviado un total de 11 misiones robóticas al sistema solar exterior que han visitado al gigante gaseoso. Seis de esas misiones simplemente transitaron por el sistema joviano en su camino hacia otro destino. La más rápida de ellas, New Horizons, alcanzó Júpiter en tan solo 405 días.

En cuanto a las otras cuatro misiones, su trayectoria hacia Júpiter fue un poco más sinuosa. Mientras que las misiones de sobrevuelo no necesitaban detenerse, estas misiones orbitales requerirían suficiente combustible para frenar al llegar, lo que significa que la alta velocidad no era realmente una opción. La misión Galileo, lanzada en 1989, recibió un impulso gravitatorio de Venus antes de realizar una transferencia de Hohmann para llegar a Júpiter después de seis años.

La misión Europa Clipper, lanzada en 2024, seguirá una trayectoria similar a la de Galileo, pero en lugar de depender de Venus para un impulso gravitatorio, obtendrá velocidad adicional de Marte y luego de la Tierra antes de dirigirse a Júpiter. Se espera que Europa Clipper tarde poco menos de seis años en llegar.

La NASA elige estas rutas más largas para sus misiones no tripuladas porque ahorran combustible que es esencial para desacelerar al llegar a Júpiter. Los humanos, que dependen notoriamente de los alimentos para sobrevivir, necesitarán tomar una ruta más corta que la de sus predecesores robóticos.