Resumen (9 de diciembre de 2004): Más allá de los gigantes de gas Júpiter y Saturno, la NASA concibe planes para explorar los gigantes de hielo, como Neptuno. Mientras que Titán acapara la atención de los que exploran lunas cerca de Saturno, Tritón intriga a aquellos que miran hacia Neptuno.





Basado en un informe del Tecnológico de Georgia

Crédito: NASA/JPL"> Gigante de hielo. Crédito: NASA/JPL

En 30 años, una misión espacial propulsada por energía nuclear a Neptuno y sus lunas podría empezar a revelar algunos de los secretos más esquivos sobre la formación de los planetas del sistema solar (y de los recientemente descubiertos, formados alrededor de otras estrellas). Esta visión del futuro es el centro de un estudio de planificación de 12 meses llevado a cabo por un equipo variado de expertos dirigidos por Boeing Satellite Systems y patrocinado por la NASA. Es uno de los 15 estudios “Visión de misión” que pretenden desarrollar conceptos para los planes de exploración espacial a largo plazo de los Estados Unidos. El profesor Paul Steffes de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Computacional del Instituto de Tecnología de Georgia, miembro del equipo de Neptuno y radiocientífico, dice de la misión que es “lo último en exploración del espacio profundo”.

La NASA ha enviado ambiciosas misiones a Júpiter y Saturno, a los que se suele denominar “gigantes de gas” debido a que están constituidos predominantemente por hidrógeno y helio. Para 2012 estas investigaciones habrán proporcionado información significativa sobre las propiedades químicas y físicas de estos planetas. Se conoce menos de Neptuno y Urano, los “gigantes de hielo”.

“Debido a que están más lejos, Neptuno y Urano contienen más 'material solar' (por utilizar un 'Carl Saganismo') original, de la nebulosa que se condensó para formar los planetas”, dice Steffes. “Neptuno es un planeta más intacto. Está menos influenciado por la materia cercana al Sol y ha tenido menos colisiones con cometas y asteroides. Es más representativo del sistema solar primordial que Júpiter ó Saturno”.

Además, debido a que Neptuno es tan frío, su estructura es diferente de la de Júpiter y Saturno. Una misión para estudiar el origen y estructura de Neptuno (posiblemente lanzada entre 2016 y 2018, llegando alrededor de 2035) aumentaría la comprensión de los científicos sobre la diversidad de la formación planetaria en nuestro sistema solar y en otros, resalta Steffes.

Neptuno: bola de hielo gigante. Pulsa aquí para una animación de 6 años. Crédito: NASA/JPL

El equipo de la misión también está interesado en la exploración de las lunas de Neptuno, especialmente Tritón, que los científicos planetarios creen que es un objeto del cinturón de Kuiper. Tales bolas de hielo son microplanetas que pueden tener hasta 1000 kilómetros de diámetro y generalmente se encuentran en las regiones más exteriores de nuestro sistema solar. Basándose en los estudios realizados hasta la fecha, los científicos creen que Tritón no se formó a partir de los materiales de Neptuno, como la mayoría de las lunas que orbitan planetas en nuestro sistema solar. En cambio, Tritón es posiblemente un objeto del cinturón de Kuiper que fue accidentalmente empujado hacia la órbita de Neptuno. “Tritón se formó en el espacio profundo”, dice Steffes. “Ni siquiera es un pariente cercano de Neptuno. Es un niño adoptado. Creemos que los objetos del cinturón de Kuiper como Tritón fueron clave en el desarrollo de nuestro sistema solar, por eso hay tanto interés en visitarlo”.

Aunque afrontan cierto número de desafíos técnicos (incluyendo el diseño de la sonda de entrada y el desarrollo de las telecomunicaciones y la instrumentación científica) el equipo de la Visión de Misión a Neptuno ha desarrollado un plan inicial. Los miembros del equipo, incluyendo a Steffes, lo han estado presentando este otoño en varios congresos científicos para recoger comentarios y animar a participar a otros expertos. El 17 de diciembre lo presentarán de nuevo en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana. Las recomendaciones finales se enviarán a la NASA en julio de 2005.

El plan está basado en la disponibilidad de la tecnología de propulsión nuclear eléctrica en desarrollo bajo el Proyecto Prometeo de la NASA. Un cohete químico tradicional lanzaría la nave en una órbita terrestre. Entonces un sistema de propulsión eléctrica alimentado por un pequeño reactor nuclear de fisión (una modificación de una tecnología utilizada en submarinos) propulsaría la nave a su objetivo en el espacio profundo. El sistema de propulsión generaría impulso emitiendo partículas cargadas eléctricamente, llamadas iones, de sus motores.

Debido a la gran carga científica que una nave propulsada por energía nuclear puede llevar y alimentar, la misión a Neptuno promete grandes descubrimientos científicos, dice Steffes.

Panorama del sistema solar, no a escala. Crédito: NASA

La misión emplearía sensores ópticos y eléctricos a bordo del orbitador y tres sondas para estudiar la naturaleza de la atmósfera de Neptuno, dice Steffes, que es experto en el estudio remoto por radio de atmósferas planetarias. Específicamente, la misión recogería datos sobre las proporciones relativas de isótopos relacionados con el hidrógeno y otras proporciones isotópicas clave de los elementos de la atmósfera de Neptuno, así como de los campos magnético y gravitatorio del planeta. Investigaría la dinámica de la circulación atmosférica global, su meteorología y su química. En Tritón, dos aterrizadores recogerían información atmosférica y geoquímica cerca de los géiseres de la superficie.

Las tres sondas de entrada de la misión serían lanzadas a la atmósfera de Neptuno en tres latitudes diferentes: en la zona ecuatorial, a una latitud media y en la región polar. Los diseñadores de la misión afrontan el reto de transmitir información desde las sondas a través de la atmósfera de Neptuno, que absorbe las radioondas. El laboratorio de Steffes en el Tecnológico de Georgia ha llevado a cabo una investigación exhaustiva y obtenido una valiosa experiencia para afrontar el problema, señala.

El equipo de misión está todavía discutiendo a qué profundidad deberían desplegarse las sondas en la atmósfera de Neptuno para obtener datos científicos significativos. “Si elegimos una frecuencia suficientemente baja para las señales de radio, podemos llegar hasta entre 500 a 1000 atmósferas terrestres, que son unos 500 kilogramos de presión por centímetro cuadrado (7500 libras de presión por pulgada cuadrada, PSI)”, explica Steffes. “Esa presión es similar a la que un submarino experimenta en el océano profundo”.

Sin embargo, no sería necesario llegar a esa profundidad, de acuerdo con los modeladores atmosféricos del equipo de la misión, dice Steffes. Las sondas serían capaces de obtener la mayor parte de la información a sólo 100 atmósferas terrestres, ó unos 100 kilogramos por centímetro cuadrado (1500 PSI).