XXVI. LOS TROPIEZOS DE HIPERION

DESDE tiempos inmemoriales los hombres se dieron cuenta de que la Luna completa una vuelta alrededor de su eje en el mismo tiempo que le lleva dar una vuelta alrededor de la Tierra. Por este motivo siempre vemos su misma cara; la cara oculta de la Luna fue conocida cuando naves espaciales, alrededor de 1975, la fotografiaron. De hecho, todos los sat�lites de los planetas de nuestro sistema giran sobre su eje al mismo tiempo en que giran alrededor de su planeta. Hay una excepci�n: el sat�lite Hiperi�n de Saturno, que da una vuelta alrededor de su eje en 13 d�as mientras que gira alrededor de Saturno en 21 d�as.

Nuestra Luna siempre nos presenta la misma cara debido a que la Tierra ejerce una fuerza gravitacional de atracci�n sobre el sat�lite que hace que �ste se deforme, generando tensiones internas. De esta manera, el giro del sat�lite se modifica hasta adquirir el mismo ritmo que el que tiene para dar una vuelta alrededor del planeta. Lo que se dijo acerca de la Luna es v�lido para los sat�lites de los dem�s planetas, y as� ocurre. Entonces surge la pregunta: �por qu� Hiperi�n no ha sincronizado su rotaci�n? Hay dos factores que lo han impedido: su forma elongada y la influencia del sat�lite Tit�n de Saturno. Consider�moslas.

Hiperi�n no tiene la forma casi esf�rica de los dem�s sat�lites planetarios. Su forma es muy especial, con dimensiones de 380 km por 290 km por 230 km. Adem�s, su superficie muestra muchos cr�teres. De todos los sat�lites conocidos, Hiperi�n es el m�s irregular.

Su orientaci�n es poco com�n, pues un sat�lite as� de elongado deber�a girar alrededor de su eje m�s corto. El mayor, AB, deber�a estar situado en el plano de su �rbita (figura 51). De esta manera el eje de giro deber�a hallarse en posici�n perpendicular al plano de la �rbita; sin embargo, se halla inclinado.

La �rbita de Hiperi�n est� situada lejos de los famosos anillos de Saturno y muy cercana a la �rbita del gigantesco sat�lite Tit�n. La distancia de Hiperi�n a Saturno es de aproximadamente 1 500 000 km. Tit�n, por sus dimensiones y su cercan�a a Hiperi�n ejerce sobre �ste una fuerza considerable y experimenta, por tanto, dos fuerzas de gran magnitud: la ejercida por el planeta y la de Tit�n. Como resultado, por cada cuatro vueltas que Tit�n da alrededor de Saturno, Hiperi�n da s�lo tres, es decir, hay una resonancia 4:3. La fuerza ejercida por Tit�n ha forzado a Hiperi�n a seguir y permanecer en una �rbita estable y, como resultado de estas influencias, la orientaci�n del eje de giro de Hiperi�n va cambiando, dando tumbos.

Figura 51. Orientaci�n que el eje de giro de Hiperi�n deber�a tener.

Figura 52. Eje de giro que, efectivamente, tiene Hiperi�n.

Al resolver, con ayuda de una computadora, las ecuaciones de Newton del sistema de tres cuerpos: Hiperi�n, Tit�n y Saturno, se ha encontrado que hay zonas ca�ticas, an�logas a las descritas en el cap�tulo VIII. Las caracter�sticas del movimiento ca�tico se refieren a la orientaci�n del eje de giro. La m�s peque�a desviaci�n de �ste, con respecto de una posici�n perpendicular al plano de su �rbita, puede crecer tan r�pidamente que, en muy poco tiempo, puede quedar paralelo al plano de la �rbita (figura 52) y de �sta, pasar a una nueva orientacion. En el momento presente, Hiperi�n se halla en una regi�n ca�tica como la descrita.

De lo anterior, podemos decir que Hiperi�n sigue un comportamiento que constituye una mezcla de movimientos ordenados y ca�ticos. La parte ordenada es su trayectoria alrededor de Saturno, mientras que la ca�tica es la relacionada con el giro alrededor de su eje. De hecho ha sido posible predecir la posici�n de Hiperi�n en su �rbita por per�odos grandes de tiempo. Esto es debido al movimiento ordenado. Sin embargo, la predicci�n de la direcci�n del eje de giro no se ha podido hacer con precisi�n, a causa de lo ca�tico del movimiento. Las observaciones de la orientaci�n del sat�lite indican, efectivamente, un movimiento ca�tico.

Con base en un an�lisis matem�tico muy detallado, se ha encontrado que la regi�n de caoticidad en la que se encuentra Hiperi�n es muy grande, lo cual significa que, aunque se den variaciones en su orientaci�n, lo m�s probable es que termine en otro punto de la misma regi�n ca�tica. Sin embargo, Hiperi�n no siempre estuvo en esta regi�n. Es poco probable que cuando el sat�lite se form� se haya encontrado en una regi�n ca�tica. En el pasado distante, el tiempo que tardaba Hiperi�n en rotar sobre su eje era mucho menor que el que tardaba en dar una vuelta alrededor de Saturno. Es decir, la duraci�n de su d�a era mucho m�s corta que la de su a�o. A medida que las fuerzas de tensi�n internas fueron acumulando su influencia a lo largo de millones de a�os, la velocidad de rotaci�n de Hiperi�n alrededor de su eje iba disminuyendo, es decir, su d�a iba siendo cada vez m�s y m�s grande. De esta forma, lleg� un momento en que adquiri� una velocidad de giro que correspond�a a la zona ca�tica. En este caso, la velocidad de giro desempe�a el papel de la cantidad q del cap�tulo VIII. Antes de adquirir la velocidad que lo envi� al caos, el eje de giro era perpendicular a su �rbita, como se ve en la figura 51. Sin embargo, una vez que Hiperi�n entr� a la zona ca�tica, la estabilidad de su giro se perdi� e Hiperi�n empez� a dar tumbos.

Es posible que otros sat�lites de formas irregulares hayan estado alguna vez en zonas ca�ticas. Sin embargo, en cierto momento adquirieron velocidades rotacionales tales que los sacaron de aqu�llas y entraron en una zona ordenada en la cual se encuentran hasta el d�a de hoy.

El estudio de la caoticidad en los sat�lites es de gran importancia para el desempe�o de los sat�lites artificiales. Como nuestro planeta no constituye una esfera perfecta ni tiene su masa distribuida uniformemente, las �rbitas de los sat�lites artificiales pueden ser afectadas de manera notable, en particular si entran en una zona ca�tica. Para evitar que den tropiezos en su eje de giro o se desv�en de la �rbita planeada, los ingenieros deben estar controlando y ajustando constantemente la posici�n y la orientaci�n del sat�lite. De otra forma, los efectos gravitacionales no equilibrados har�n que la �rbita del sat�lite se desv�e o que se produzca un movimiento irregular de tal magnitud que impida que cumpla su misi�n. Para evitar movimientos no deseados se utilizan cohetes peque�os o r�fagas de gases que corrigen las velocidades del sat�lite. Sin embargo estos dispositivos necesitan combustible y, una vez que se agota, ya no hay manera de hacer las correcciones y la vida �til del sat�lite llega a su fin.

Despu�s de hacer c�lculos muy largos y complicados se han encontrado las �rbitas m�s adecuadas para los sat�lites artificiales. Se sabe cu�les de ellas son ordenadas y cu�les se hallan en zonas ca�ticas. Una vez escogida la �rbita adecuada es problema de los ingenieros determinar las condiciones de lanzamiento del sat�lite para que entre, efectivamente, en la �rbita con las condiciones previstas. Por supuesto, en este caso se toman en cuenta las perturbaciones que producen al sat�lite el Sol y la Luna.

Hemos considerado hasta este momento tipos de movimientos irregulares de los sat�lites debidos a que sus condiciones los colocan en zonas ca�ticas, pero �qu� pasa con los planetas?