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lunes, 19 de febrero de 2018

Planeando el regreso a Saturno. Parte IV


Volviendo a lo grande.

Anteriormente hemos hablado de las propuestas más 'realistas' para volver a Saturno. Pero ¿Y si queremos enviar una sonda más avanzada que la Cassini? Desde el punto de vista científico sería lo ideal. Aunque los presupuestos no son muy esperanzadores, aun así veamos a la más firme propuesta para regresar al reino de Saturno por todo lo alto.

Suponiendo que el dinero no fuera un problema, lastimosamente si lo es, lo mejor ería enviar una misión del tipo Flagship. Las misiones de este tipo, como la Cassini, son las más caras (por encima de 3000 millones de dólares) pero son las más rendidoras y seguras para explorar los planetas exteriores. La propuesta más prometedor es una misión conjunta de la NASA y la ESA, llamada Titan Saturn System Mission (TSSM).

TSSM usaría un enfoque similar a la misión Cassini-Huygens. Es decir, tendríamos una sonda principal para Titán y el sistema de Saturno (Titan Orbiter, una especie de Cassini II pero con tecnología del siglo XXI), construida por la NASA, junto a dos subsondas europeas. Una subsonda consistiría en un aterrizador destinado a investigar los “lagos titánicos” y otra sería un globo. El globo sería más concretamente una montgolfiera, pues usaría aire caliente para flotar.

El orbitador de la NASA tendría una masa total de 6203 kg e incorporaría un radar para cartografiar la superficie de Titán con una resolución de 50 m, frente a los 500 m de Cassini. Antes de entrar en órbita alrededor de Titán, el Titan Orbiter realizará 16 sobrevuelos de Titán y 7 de Encélado. La órbita final se lograría gracias al uso de aerofrenado.

El lander, de 190 kg, tardaría 6 horas en descender a través de la atmósfera y podría aguantar hasta 3-4 horas flotando en las frías aguas (¿o sería “metanaguas”?) de los lagos del hemisferio boreal (72º latitud norte) analizando sus características. El globo, de 10,5 m de diámetro y 571 kg, flotaría a una altura de 10 km y funcionaría de seis a doce meses (!!!). Estudiaría las zonas situadas a 20º N, obteniendo imágenes con una resolución de 10 m. Tanto el orbitador principal como el globo usarían RTGs (en este caso, el calor de los radioisótopos también servirá para calentar el aire), mientras que el lander haría uso de baterías (el uso de paneles solares a la distancia de Saturno no es una opción).

La sonda tardaría 9 años en llegar a Saturno (una de las desventajas de esta misión). La principal novedad consiste en el uso de una etapa SEP (Solar Electric Propulsion), que impulsará la sonda mediante propulsión iónica durante cinco años y evitará el uso de asistencias gravitatorias. La SEP usará dos paneles solares similares a los de la nave Orión. El Titan Orbiter tendría un coste de 3700 millones de dólares. El explorador de los lagos de la ESA no debe superar los 650 millones de euros y el globo correría a cargo del CNES francés.

El orbitador también llevaría instrumentos para estudiar el océano de encélado, al pasar varias veces a través de los chorros de agua de está luna. De esta manera la misión estudiaría a fondo los mundos oceánicos más accesibles del sistema solar exterior.

De momento esta misión no ha sido aprobada y nada indica que lo será en un futuro próximo.

viernes, 9 de febrero de 2018

Explorando los mares de Titán.


Mandar un submarino a Titán, la gran luna de Saturno, es una idea recurrente desde que se confirmó la existencia de lagos y mares en esta luna. Se han propuesto decenas de diseños de submarinos y barcos para surcar los mares de Titán, pero la más audaz viene de la mano del Instituto de Conceptos Avanzados (NIAC) de la NASA. A diferencia de proyectos anteriores que sugerían pequeñas naves, el NIAC propone con una sonda de gran tamaño, de casi una tonelada, que pueda recorrer en 90 días dos mil kilómetros.

El objetivo del submarino sería lógicamente el Kraken Mare, el mayor mar de Titán. La sonda usaría generadores termoelectricos de radioisótopos (RTG) para proporcionar hasta 1 kW de electricidad a los sistemas de la nave, pero los mayores desafíos tecnológicos son aquellos derivados de las comunicaciones y el control de la misión. Obviamente, es imposible dirigir en tiempo real desde la Tierra una sonda situada a 1500 millones de kilómetros, así que es necesario incluir avanzados sistemas de navegación autónoma así como garantizar una comunicación estable con la tierra, preferentemente a través de un orbitador.

El problema de un submarino en Titán es que la baja densidad de los mares de esta luna repercute negativamente en su flotabilidad. Si, por ejemplo, los mares son de metano puro su densidad sería de 450 kg por metro cúbico, menos de la mitad de la del agua. Otro problema sería el aislamiento del submarino y la evacuación del calor extra producido por los generadores nucleares.

Ahora bien, ¿cómo trasladar esta enorme sonda hasta allí? Habría que introducir el submarino en un pequeño transbordador espacial similar en dimensiones al X-37B del Pentágono, para garantizar la suavidad y precisión del aterrizaje. Es decir, estaríamos ante una sonda gigantesca para los parámetros actuales.

Una misión de este tipo solo sería posible durante el verano del hemisferio norte de Titán. Por lo tanto, y teniendo en cuenta que las estaciones en este satélite duran 29,5 años, no podría llevarse a cabo hasta 2040 aproximadamente.

domingo, 4 de febrero de 2018

Buscando vida en Europa.


Una de las principales propuestas de exploración para el futuro consiste en hacer aterrizar una sonda en la luna Europa de Júpiter. Dicha sonda debe determinar de una vez por todas si existe un océano (o lagos) bajo la corteza de hielo y, con suerte, aclarar si puede existir o no alguna forma de vida. 

El problema es que aterrizar en Europa resulta fácil sobre el papel, pero en la realidad su superficie (especialmente las zonas más llamativas para los científicos) está repleta de surcos, zanjas, desniveles y demás topografía enemiga de vehículos espaciales provenientes de otro planeta. La sonda deberían estar equipada con un avanzado sistema de inteligencia artificial para escanear el terreno mediante radar para decidir por sí mismas el mejor lugar para aterrizar. 

No hace falta decir que esto es muy complicado, especialmente si tenemos en cuenta que determinadas zonas de Europa son impracticables para esta misión por culpa de las altas dosis de radiación.

martes, 23 de enero de 2018

Planeando el regreso a Saturno. Parte III




La misión 'Ocean Worlds'.

Esta es la gran esperanza entre todas las sondas candidatas para regresar a saturno y probablemente se convierta desde ya en la misión favorita de muchos de los aficionados a la exploración del espacio. La misión Ocean Worlds debe estudiar dos de los mundos más fascinantes del sistema solar: Titán y Encélado.

Cómo hacerlo no está muy claro, así que es de esperar que en los próximos meses y años veamos diseños más depurados. Pero básicamente consistiría en una capsula de descenso para Titán transportando posiblemente un 'barco'. de esa manera podrá investigar la atmósfera y los mares de metano de Titán.

Lastimosamente al ser necesaria una cápsula de descenso se complica y encarece la misión, pero, por fortuna, para analizar la composición del océano global que posee Encélado en su interior solo es necesario atravesar los famosos chorros que salen del polo sur de esta luna. La sonda determinaría la habitabilidad del océano analizando su composición y su ph, así como la proporción de los isótopos del hidrógeno. Además intentaría averiguar si existe vida en el océano mediante la búsqueda de aminoácidos y otras biomoléculas.

Una misión fascinante, que antes del final de la próxima década podría estar mandando datos desde saturno. El único problema que tiene para salir adelante es que la misión, al ser tan compleja, probablemente exceda el presupuesto de una sonda de tipo New Frontier (Aprox. 800 millones de dólares) por lo que podría ser cancelada. 

lunes, 22 de enero de 2018

Planeando el regreso a Saturno. Parte II


Una de las opciones más sencillas con la que podríamos regresar en breve a Saturno es con una sonda para el estudio de su atmósfera. 

Aunque conocemos la composición de las atmósfera de Saturno, no sabemos a ciencia cierta cuáles son las abundancias relativas de los gases que la forman ni las proporciones isotópicas de los mismos. Tampoco está muy clara su estructura vertical. Una sonda que descienda a través de la atmósfera de Saturno podría aclarar todos estos misterios y nos proporcionaría datos fundamentales del origen del sistema solar. La sonda consistiría en una cápsula de descenso y una nave principal que sobrevolaría Saturno y retransmitiría los datos de la cápsula a la Tierra.

Esta misión permitiría complementar los hallazgos de la misión Cassini en Saturno y de la sonda Galileo en la atmósfera de Júpiter. Además la vista de los cielos azules de Saturno con sus anillos sería memorable. Pero esta sonda lo tiene bastante complicado para salir adelante ya que se hace difícil justificar el alto costo de la misión y el largo tiempo de vuelo (varios años) para una vida útil operativa de solo unas pocas horas. La entrada atmosférica y el descenso son maniobras arriesgadas.

Continuará...

domingo, 21 de enero de 2018

Castalia: explorando el origen del agua en la tierra.


Castalia es una misión propuesta para explorar un cometa del cinturón de asteroides (MBC) llamado 133P/Elst-Pizarro. Los MBCs son una reciente población descubierta que habita la región comprendida entre el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter y que se consideran remanentes del período en el cual cuerpos ricos en agua bombardearon la Tierra. Castalia pretende realizar el primer estudio insitu de un cuerpo de este tipo analizando por primera vez las características concretas de la composición del agua originaria de esa región.

Será la sucesora de la exitosa misión Rosetta de la ESA a otro cometa con la que se podrá comparar el ratio en los isotopos de diferentes elementos clave como también medir el plasma y el polvo despedido.

La misión una vez alcanzado el objetivo se divide en cuatro fases a distancias específicas del cuerpo. La primera a 1000 km para una visualización general del objeto; la segunda será una órbita a 100 km para un detallado a escalas medias del terreno; la tercera a 20km y la ultima a ¡5km! de la superficie para estimar detalles del núcleo del NBC y presenciar insitu la actividad cometaria de Pizarro respectivamente; por supuesto debidamente realizada durante el periodo activo previsto. Añadimos también una posible excursión a la cola de plasma de Pizarro a unos 10000km y ¡un posible aterrizaje suave en su superficie!

Castalia es una propuesta de clase M (media) de la agencia espacial europea (ESA), si es aprobada despegaría en 2024 y llegaría a su objetivo hacia el 2030.

Planeando el regreso a plutón.


Se han dado los primeros pasos para convertir en realidad una sonda orbital a Plutón.

Plutón ha demostrado ser un mundo fascinante, a pesar de su reducido tamaño. La sonda New Horizons, que estudió el planeta enano en 2015, ha descubierto numerosas características de este planeta enano pero su fugaz visita ha dejado muchas preguntas sin responder. Por ello se ha empezado a planificar lo que, en el futuro, se convertiría en una misión de regreso a plutón, esta vez con un orbitador.

La nueva sonda, que sería similar a la Dawn que ha estado explorando el cinturón de asteroides, estudiaría a plutón y su principal luna caronte con un detalle sin precedentes (la cercanía de ambos cuerpos permitiría compartir el tiempo de observación). Al igual que Dawn, el orbitador a plutón utilizaría propulsión iónica para alcanzar su destino.


Pero a tan grandes distancias la energía solar no es una opción por lo que probablemente necesite de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) o un pequeño reactor nuclear para alimentar el sistema de propulsión.

Por este y otros motivos el precio de esta sonda a plutón se acercaría a unos 2.000 millones de dolares (como mínimo) y le tomaría como una década de viaje llegar al planeta enano.

La sonda podría despegar como muy pronto a finales de la 
próxima década. Un lanzamiento en 2030 tendría una carga simbólica significativa, ya que se cumplirían 100 años del descubrimiento de Plutón.

Sin embargo, una misión orbital a Plutón está, todavía, muy lejos de convertirse en realidad. Los bajos presupuestos y la gran cantidad de proyectos compitiendo por esos escasos recursos hacen que sea muy difícil que un proyecto como este sea aprobado en un futuro próximo. Solo nos queda esperar que en lo que nos reste de vida podamos ver a la humanidad regresar al reino de plutón.

sábado, 13 de enero de 2018

Volviendo a Saturno mediante el poder del átomo.


Recientemente se ha presentado una propuesta de sonda para el estudio de Saturno, Encélado y Titán con un reactor de 1 kW de potencia eléctrica. Los paneles solares de la parte inferior alimentan una etapa desechable de propulsión solar eléctrica (SEP) con motores iónicos o de plasma.

El reactor permanecería inactivo hasta después del último sobrevuelo de la Tierra, eliminando así cualquier riesgo de contaminación de nuestro planeta. Una vez en Saturno la sonda estudiaría el sistema durante quince años, realizando numerosos sobrevuelos de Titán y Encélado, durante los cuales se soltaría una sonda de aterrizaje y un globo en Titán.

El uso del reactor permitiría usar todos los instrumentos de la nave al mismo tiempo, aumentando enormemente la recolección de datos. Ahora, el principal obstáculo para que este u otros bonitos proyectos similares vean la luz es económico. Y es que ninguna tecnología se consigue gratis.

viernes, 12 de enero de 2018

¿Cómo viajar a Oumuamua, el asteroide interestelar?



A/2017 U1, también conocido como 'Oumuamua', se está alejando del sistema solar a la sorprendente velocidad de 35 km/s. En mayo de 2018 ya habrá superado la órbita de Júpiter, aunque su velocidad se irá reduciendo paulatinamente hasta alcanzar una velocidad de exceso hiperbólica de 26 km/s que sería algo así como su velocidad final. No existe todavía la tecnología ni la infraestructura como para tener lista una sonda espacial en 'espera' para enviarla en una órbita de intercepción (y pasarán muchas décadas antes de que esto sea posible) por lo que si queremos estudiar a este interesante asteroide, debemos alcanzarlo superando su velocidad.



Antes de nada, conviene aclarar a qué nos enfrentamos. Se trata de viajar más rápido de lo que ha llegado viajado cualquier artefacto humano. La Voyager 1 es la nave más veloz jamás lanzada (17,4 kilómetros por segundo en una trayectoria de exceso hiperbólica) gracias a las cuatro maniobras de asistencia gravitatoria con planetas gigantes realizadas durante su misión.

Pero no podemos esperar a que los planetas estén alineados para realizar el viaje (por no mencionar que tendríamos que acercarnos bastante a cada uno de ellos para alcanzar altas velocidades) por lo que tendremos que viajar por nuestra cuenta. Ahora es cuando podríamos hablar de sistemas de propulsión exóticos como la antimateria o velas láser, pero lo cierto es que reconocer que tenemos que recurrir a estas tecnologías todavía inexistentes es lo mismo que decir que no vamos a ver una sonda de este tipo en muchas décadas, quizás ni siquiera en este siglo. Afortunadamente, no hace falta invocar tecnologías de ciencia ficción.

En los años 70 surgieron los primeros proyectos de sondas para estudiar la heliopausa, el límite entre la heliosfera solar y el medio interestelar considerado como la ‘frontera del sistema solar’. este tipo de sondas sería ideal para dar 'caza' a este tipo de asteroides. El concepto más avanzado fue el proyecto TAU (Thousand Astronomical Units).

Para alcanzar la impresionante velocidad de 106 km/s (o 20 UA/año) requerida para la misión, TAU recurriría a un reactor nuclear destinado a alimentar un sistema de propulsión eléctrico (NEP) con una docena de motores iónicos a base de xenón de alto impulso específico. La sonda TAU debía tener una masa de 60 toneladas y una longitud de 25 metros.

Entonces, quiere decir que podremos viajar al asteroide interestelar A/2017 U1 en un futuro próximo. No tan rápido, el problema de TAU es que se trataba de un proyecto tremendamente caro para una sonda destinada a estudiar el exterior del sistema solar. Y desde entonces no ha habido ningún cambio significativo en la tecnología asociada que permita abaratar la misión. Y hasta que no ocurra una revolución en los sistemas de propulsión, un viaje de este tipo será bastante difícil de realizar.

Explorando el origen del agua en la tierra.



La misión Castalia.

Castalia es una misión propuesta para explorar un cometa del cinturón de asteroides (MBC) llamado 133P/Elst-Pizarro. Los MBCs son una reciente población descubierta que habita la región comprendida entre el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter y que se consideran remanentes del período en el cual cuerpos ricos en agua bombardearon la Tierra. Castalia pretende realizar el primer estudio insitu de un cuerpo de este tipo analizando por primera vez las características concretas de la composición del agua originaria de esa región.

Será la sucesora de la exitosa misión Rosetta de la ESA a otro cometa con la que se podrá comparar el ratio en los isotopos de diferentes elementos clave como también medir el plasma y el polvo despedido.



La misión una vez alcanzado el objetivo se divide en cuatro fases a distancias específicas del cuerpo. La primera a 1000 km para una visualización general del objeto; la segunda será una órbita a 100 km para un detallado a escalas medias del terreno; la tercera a 20km y la ultima a ¡5km! de la superficie para estimar detalles del núcleo del NBC y presenciar insitu la actividad cometaria de Pizarro respectivamente; por supuesto debidamente realizada durante el periodo activo previsto. Añadimos también una posible excursión a la cola de plasma de Pizarro a unos 10000km y ¡un posible aterrizaje suave en su superficie!

Castalia es una propuesta de clase M (media) de la agencia espacial europea (ESA), si es aprobada despegaría en 2024 y llegaría a su objetivo hacia el 2030.

Corea del Sur en la luna.



En la imagen podemos apreciar un modelo de lo que será la KOREA PATHFINDER LUNAR ORBITER (KPLO),una sonda lunar surcoreana que entrará en orbita de nuestro satélite para estudiarlo. De concretarse el proyecto se trataría de la primera sonda espacial propiamente dicha construida y operada por el país asiático. El lanzamiento se prevé para diciembre de 2020.

Una libélula en Titán.



Desde que fue anunciada como finalista para ser la próxima misión New Frontier de la NASA, el pasado 20 de diciembre, la DragonFly (Libélula) se ha ganado el corazón de todos los espaciotrastornados y se ha vuelto la favorita de todo el mundo.

Sin lugar a dudas lo que más llama la atención es presentar algo nunca visto hasta la fecha, un helicóptero diseñado para surcar los anaranjados cielos Titán, la mayor luna de Saturno.

Básicamente consiste en un módulo de superficie equipado con ocho rotores que le permitirían, una vez concluidos los análisis, despegar de una zona para desplazarse a otra.


Sacando partido de su densa atmósfera, Dragonfly, equipado con un generador termoeléctrico de radioisótopos o RTG, podría recorrer Titán durante años, cubriendo decenas o centenares de kilómetros, examinando hasta donde llegó la química biótica en este mundo gélido, e incluso asomándose a sus lagos y mares si aterrizara lo suficientemente cerca.

Si fuera finalmente la elegida despegaría a mediados de la próxima década, y llegaría a la anaranjada luna de Saturno en 2034.