Akatsuki

Primera misión japonesa interplanetaria exitosa. Orbitó Venus desde 2010 a 2024

La misión Akatsuki, también conocida como Venus Climate Orbiter o VCO por sus siglas en inglés, fue una misión científica de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial lanzada el 20 de mayo de 2010 desde el Centro Espacial de Tanegashima a bordo de un cohete H-IIA 202. Concebida para estudiar la dinámica atmosférica y la meteorología del planeta Venus, Akatsuki se convirtió en la primera misión japonesa destinada a orbitar este mundo y en la séptima misión científica espacial del país. Tras un intento fallido de inserción orbital en 2010 y una compleja fase de recuperación, la sonda logró entrar en órbita alrededor de Venus en diciembre de 2015, desarrollando una prolongada fase científica que se extendió hasta la pérdida de contacto en abril de 2024. La misión fue declarada oficialmente finalizada por JAXA en septiembre de 2025, cerrando más de una década de esfuerzo tecnológico y científico dedicado al estudio de la atmósfera venusiana.

Objetivos de la misión Akatsuki

El objetivo principal de Akatsuki fue estudiar la circulación atmosférica de Venus mediante el mapeo global de las nubes y de distintos constituyentes menores de la atmósfera. Para ello, la sonda utilizó cuatro cámaras que operaron en longitudes de onda del ultravioleta y del infrarrojo, lo que permitió observar de forma simultánea diferentes niveles atmosféricos y analizar la dinámica de los vientos, la distribución de aerosoles y la evolución temporal de las estructuras nubosas. Entre los objetivos científicos figuraron también la detección de posibles descargas eléctricas y el estudio de la estructura vertical de la atmósfera, con el fin de comprender los procesos físicos asociados a la superrotación atmosférica.

La misión fue diseñada con una duración nominal de dos años en una órbita elíptica alrededor de Venus, con un periastro de unos 300 km y un apoastro cercano a 80.000 km. Este perfil orbital estaba pensado para combinar observaciones de alta resolución durante los pasos cercanos al planeta con una cobertura global desde grandes distancias. Aunque la órbita final alcanzada tras la inserción de 2015 fue muy distinta de la prevista, Akatsuki logró desarrollar una fase científica prolongada que permitió cumplir la mayor parte de sus objetivos iniciales y ampliar de forma significativa el conocimiento de la atmósfera venusiana.

Antecedentes de la misión Akatsuki

La misión Akatsuki se concibió en un contexto de conocimiento limitado sobre la atmósfera de Venus y de una participación japonesa aún incipiente en la exploración planetaria profunda. Hasta finales del siglo XX, el estudio de Venus había estado dominado por misiones soviéticas y estadounidenses, como las series Venera y Pioneer Venus, seguidas por la misión europea Venus Express, que aportó una visión global de la dinámica atmosférica pero dejó abiertas cuestiones fundamentales sobre la variabilidad temporal y la estructura tridimensional de los vientos.

En el ámbito japonés, Akatsuki fue planteada como la primera misión dedicada a la exploración de un planeta distinto de la Tierra. El antecedente inmediato fue la misión marciana Nozomi, lanzada en 1998, cuyo fracaso al no lograr la inserción orbital alrededor de Marte puso de relieve las dificultades técnicas asociadas a las misiones interplanetarias. La experiencia adquirida en Nozomi influyó de forma directa en el diseño de Akatsuki, tanto en la planificación de la navegación interplanetaria como en la definición de una carga científica centrada en observaciones remotas continuas.

Desarrollo de la misión Akatsuki

Lanzamiento y primer intento de inserción orbital en Venus

Akatsuki fue lanzada exitosamente el 20 de mayo de 2010 y realizó una corrección de trayectoria a mitad de camino el 21 de mayo de 2010. Este evento marcó la primera vez que un propulsor de cerámica de nitruro de silicio fue utilizado en condiciones espaciales​​. La nave se acercó a Venus y debía entrar en órbita alrededor del planeta el 6 de diciembre de 2010. Sin embargo, el motor de maniobra orbital se apagó prematuramente, y Akatsuki no pudo lograr la inserción orbital prevista. Al día siguiente la JAXA anunció que daba la misión por perdida.

Plan de rescate e inserción orbital exitosa

A pesar del fracaso inicial, JAXA formuló un plan de respaldo para intentar una segunda inserción orbital en noviembre de 2015 utilizando los propulsores de control de reacción (RCS). Este plan implicó descartar todo el oxidante no utilizado, reduciendo el peso de la nave y realizando múltiples encendidos de los propulsores RCS. Tres encendidos en noviembre de 2011 alteraron la trayectoria de Akatsuki para un nuevo intento de inserción orbital. Durante los siguientes años, la nave sobrevivió a exposiciones extremas a altas temperaturas mientras se acercaba al perihelio seis veces para abril de 2014​​. Finalmente, el 7 de diciembre de 2015, Akatsuki logró entrar en órbita alrededor de Venus utilizando sus propulsores de control de actitud durante 20 minutos. Los parámetros iniciales de la órbita fueron aproximadamente 440.000 × 400 km con una inclinación de 3° y un período orbital de 13 días y 14 horas​​.

Campaña científica en órbita de Venus

Akatsuki está equipada con cinco cámaras: cámaras de infrarrojo de 1 micrón (IR1) y 2 micrones (IR2), el imager ultravioleta (UVI), la cámara infrarroja de onda larga (LIR) y la cámara de relámpagos y luminiscencia (LAC)​​​​. Estas cámaras permitieron un estudio detallado de la atmósfera de Venus en diferentes longitudes de onda, proporcionando datos importantes sobre la dinámica atmosférica, la distribución de aerosoles y la búsqueda de actividad volcánica.

El 28 de abril de 2016, la misión científica estándar de Akatsuki comenzó oficialmente. En diciembre de 2015, Akatsuki detectó una característica en forma de arco en la atmósfera venusina que se extendía aproximadamente 9.600 km desde casi polo a polo, parecida a una onda de gravedad. Un estudio publicado en enero de 2017 en Nature GeoScience sugirió que este arco era el resultado de una onda de gravedad, un tipo de perturbación en los vientos venusinos que se propaga hacia arriba debido a la topografía en la superficie​​.

En marzo de 2017, JAXA anunció la pausa en las observaciones científicas de dos de las cámaras (IR1 y IR2) debido a un problema eléctrico, pero las otras cámaras continuaron operando, enviando imágenes impresionantes del planeta. En septiembre de 2017, científicos japoneses anunciaron, basándose en los datos de Akatsuki, el descubrimiento de una corriente de chorro ecuatorial que soplaba a velocidades extremas alrededor del ecuador de Venus en las capas inferiores de nubes, lo que podría explicar algunas de las extrañas formas y vórtices que se han observado allí, aunque la corriente en chorro en sí aún no ha sido explicada. Sin embargo, el equipo ha producido mapas en 3D de la atmósfera, que incluyen la temperatura y la presión del aire y algunos de sus componentes y cómo cambian con el tiempo.

Utilizando datos de radioocultación tanto de la misión europea Venus Express y Akatsuki, se logró obtener una distribución global de la temperatura en Venus desde 40 km hasta 85 km de altitud. Los resultados del estudio de un equipo de investigación dirigido por Hiroki Ando (Universidad Sangyo de Kyoto) publicado en febrero de 2020, muestra que por debajo de 60 km, la temperatura disminuye con la latitud, mientras que por encima de 60 km, aumenta con la latitud. Además, se detectó una región fría alrededor de los 65 grados de latitud. En cuanto a la estabilidad atmosférica, se observó baja estabilidad a altitudes de 50-55 km en latitudes menores a 70 grados, lo que indica corrientes ascendentes y descendentes que forman nubes desarrolladas verticalmente. Por otro lado, en latitudes superiores a 70 grados, la baja estabilidad se extiende hasta 40 km de altitud, sugiriendo movimientos verticales intensos que facilitan la formación de nubes espesas en las regiones polares. Estos hallazgos destacan diferencias significativas entre la atmósfera de Venus y la de la Tierra.

En abril de 2020, un equipo internacional formado por investigadores de la Universidad de Hokkaidō utilizando datos de observación obtenidos por la sonda Akatsuki para determinar cómo funciona la rotación de alta velocidad de la atmósfera de Venus, fenómeno conocido como «superrotación», reveló que es mantenida por ondas de marea térmicas, generadas por el calentamiento y enfriamiento diario de la atmósfera. Estas mareas aceleran la atmósfera a latitudes bajas y el calor solar se distribuiría equilibradamente mediante una combinación de circulación vertical lenta por un lado y rápida circulación este-oeste por otro.

En agosto del mismo año un grupo de investigadores dirigidos por Javier Peralta, investigador de la Agencia Espacial Japonesa JAXA, describió una gran perturbación de larga duración en las nubes inferiores de Venus, Esta impresionante «muralla de nubes» oculta en la baja atmósfera de Venus, tiene hasta 7.500 km de largo y gira alrededor del planeta a una velocidad de 328 km/h barriendo la totalidad del planeta en 5 días y modificando las nubes a su paso a una altura de 50 km, dejando enormes rayas en latitudes bajas en ambos hemisferios. Según el estudio, publicado en la revista Geophysical Research Letters, esta enorme muralla de nubes que circula de este a oeste se trataría de una onda Kelvin, y habría pasado inadvertida durante 30 años desde su formación.

En julio de 2020 en un estudio publicado por Takeshi Imamura y varios estudiantes de postgrado de la Universidad de Tokio en la revista Nature, revelan que la superrotación de la atmósfera de Venus es mantenida por ondas atmosféricas generadas por el calentamiento solar diurno y el enfriamiento nocturno. Según los datos obtenidos por la misión Akatsuki y los autores del estudio, estas ondas atmosféricas aceleran la atmósfera en latitudes bajas, mientras que otras ondas y turbulencias contribuyen menos de lo esperado.

En septiembre de 2022, un equipo de investigadores liderados por Yukiko Fujisawa del Centro de Educación e Investigación de Ciencias Naturales de la Universidad de Keio, presentó en la web de Scientific Reports un artículo con un análisis de datos recientes obtenidos con la sonda Akatsuki, revelando que la atmósfera de Venus contiene varias ondas a escala planetaria en el espacio y el tiempo, como las ondas de Rossby y las ondas Kelvin, además de ondas de marea térmicas. Además según diferentes modelos generados por ordenador, cada vez está más claro que las estructuras persistentes exclusivas de Venus, como la superrotación, fluctúa en el espacio y el tiempo, aunque este fenómenos aún no se comprende del todo y se considera uno de los mayores misterios de la meteorología venusina.

El 29 de mayo de 2024 el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronaúticas ISAS de la JAXA emitió un breve comunicado en su web declarando la pérdida de contacto del orbitador Akatsuki. El 18 de septiembre de 2025, la JAXA comunicó oficialmente el final de la misión.

Cronología de la misión Akatsuki

Lanzamiento	20 de mayo de 2010
Intento fallido de inserción orbital alrededor de Venus	6 de diciembre de 2010
Segunda inserción orbital exitosa	7 de diciembre de 2015
Comienzo de la misión científica	4 de abril de 2016
Última transmisión con la nave	Abril de 2024
Final oficial de la misión	18 de septiembre de 2025

Galería de imágenes de la misión Akatsuki

Referencias y más información:

• Web oficial de la sonda Akatsuki
• Web del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS) de la JAXA
• The first assimilation of Akatsuki single-layer winds and its validation with Venusian atmospheric waves excited by solar heating. Nature, Scientific Reports. Yukiko Fujisawa
• The nightside cloud-top circulation of the atmosphere of Venus. Nature. Kiichi Fukuya, Takeshi Imamura
• Akatsuki, el orbitador climático de Venus. The Planetary Society
• Científicos descubren un nuevo fenómeno en las nubes de Venus. NASA Science

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