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Una pequeña nave espacial aterrizaría en Marte o Europa y se abriría camino a través del hielo, fundiéndolo, recogiendo datos y buscando pistas sobre la existencia de vida a medida que desciende. Es uno de los proyectos que está considerando la NASA.

Artículo traducido por Daniel García Furones

Resumen. Los científicos pueden decirnos cómo era el clima de la Tierra en el pasado a través del examen de núcleos de hielo extraídos de glaciares. Minúsculas burbujas de aire se encuentran atrapadas en el hielo, constituyendo un auténtico archivo histórico de las atmósferas existentes en la antigüedad. Los efectos de la vida también dejan su impronta en estas muestras de hielo. ¿Qué ocurriría si se examinaran los casquetes polares de Marte o las capas de hielo existentes en Europa? La NASA está considerando un proyecto basado en una pequeña nave espacial que aterrizaría en Marte o Europa y se abriría camino a través del hielo, fundiéndolo, recogiendo datos y buscando pistas sobre la existencia de vida a medida que desciende.

¿Hubo alguna vez vida en Marte? ¿Hay vida en el océano de Europa? Son éstas dos cuestiones que han fascinado profundamente a gente de todo el mundo, aunque todavía nadie ha presentado una propuesta realista que nos permita responderlas en los próximos veinte años… hasta ahora.

George Maite encabeza un equipo que recientemente ha recibido un premio NIAC (Instituto de la NASA para Conceptos Avanzados) Fase 1* para desarrollar una idea dirigida precisamente hacia ese objetivo.

“Una exploración profunda de los casquetes polares de Marte”, explica Maite et al.**, haciéndose eco de una opinión muy común entre los científicos planetarios, nos proporcionaría una oportunidad maravillosa para hallar “evidencias de la actividad biológica marciana en el pasado, incluyendo microfósiles, bacterias y residuos bioquímicos”.

“Empleando una fuente termal potente, ligera, compacta y práctica, dispositivos robotizados de pequeño tamaño podrían fundir el hielo y abrirse camino a través del casquete polar, recopilando datos como los descritos anteriormente, y transmitiéndolos en tiempo real a la Tierra. Los científicos que hagan el seguimiento de los resultados desde la Tierra podrían controlar el camino seguido por las unidades robóticas, dirigiéndolas por el interior de la capa de hielo hacia regiones cuya exploración sea particularmente prometedora”.

¿Podrían las capas de hielo de Europa esconder vestigios de vida pasada?Haga clic en la imagen para ampliarla. Crédito: NASA/JPL

Y lo que se haga para las capas de hielo polar de Marte también se podría aplicar en Europa, Ganímedes y Calisto, satélites todos ellos que pueden albergar océanos primigenios bajo gruesas cortezas de hielo; océanos en los que puede que naden peces extraterrestres cuya fuente de energía primordial sean formas de vida celulares similares a las procariotas, con un extraño parecido a algunos Archaea encontrados en la Tierra.

Una misión cuyo objetivo sea buscar indicios de vida pasada en las capas de hielo marcianas implicaría el aterrizaje de una nave en dichas capas y utilizar varios MICE (Martian Ice Cap Explorers, Exploradores de Casquetes de Hielo Marcianos), que son equipos fundidores de hielo alimentados con energía nuclear más un conjunto de instrumentos diseñados para la búsqueda de indicios de vida primitiva. Así, los MICE se abrirían paso a través de las capas de hielo por fusión, dejando atrás agua helada, según un patrón de búsqueda que podría extenderse durante muchos kilómetros, tanto horizontal como verticalmente. Cada sonda se comunicaría con sus vecinas más cercanas (y con la nodriza) a través de radios de elevada potencia, que fácilmente podrían penetrar varios kilómetros a través del hielo. El protocolo de red permitiría una gran elasticidad y un buen rendimiento en la adquisición de datos, además de posibilitar el control y el envío de órdenes desde la Tierra casi en tiempo real.

¿El ingrediente secreto? ¡El agua! El hielo fundido podría utilizarse para obtener agua caliente e hidrógeno; el agua caliente se emplearía en forma de chorros dirigidos para fundir el hielo y después se haría circular de nuevo a través de la cavidad abierta en el hielo y llena de agua, moviendo la sonda en la dirección del chorro. El agua serviría también como escudo protector de los instrumentos, atenuando la radiación procedente del reactor en un factor de un millón, mil millones o más, lo que sea necesario. El hidrógeno, producido por electrolisis, proporcionaría la sustentación hidráulica necesaria a la sonda. Finalmente, el agua constituiría el refrigerante primario del reactor nuclear y vaporizaría el fluido de trabajo del generador.

¡Todo reunido en un paquete con reactor, generador de energía y chorro de agua de 100 kg de peso o menos!

La belleza de la idea de Maite et al. radica en el empleo de tecnología asentada y ya comprobada; los reactores utilizarían barras de combustible cerámicas de óxido de uranio y zirconio, de gran fiabilidad, y un sistema de control autónomo basado en diseños industriales sólidos. En cuanto al tamaño, la sección completa de reactor/equipo de propulsión/agua caliente de una unidad MICE no supondría más de 50 cm de diámetro y 1,2 m de largo. “La puesta en marcha y la parada del reactor se llevaría a cabo con barras controladas dirigidas por el sistema de control autónomo. Esto no supone ninguna diferencia con respecto a cualquier otro reactor nuclear”. Además, cada unidad tendría también sistemas autónomos de seguridad redundante; en caso de catástrofe, el reactor mismo se apagaría lo suficientemente rápido como para evitar daños.

¿Pero qué hay con respecto a la búsqueda de signos de vida pasada? El diseño modular constituye la clave según el enfoque de Maite et al.; el paquete instrumental –unido al conjunto reactor/equipo de propulsión/agua caliente por un tubo rígido de 2 m de longitud– constaría de diferentes instrumentos, de los chorros de agua caliente y de la unidad de comunicaciones por radio. La modularidad permite considerar un amplio abanico de posibles instrumentos, haciéndose la selección final muy cerca del lanzamiento. Como el agua procedente de la fusión del hielo circula a través del paquete instrumental, la recolección de muestras es directa. Al igual que en la Tierra, los ojos nos proporcionarán probablemente los mejores indicios de vida marciana en el pasado, por lo que el instrumento principal es el microscopio. Como complemento está el “analizador de laboratorio en un chip”, capaz de detectar una amplia variedad de “firmas biológicas”, incluida la presencia de ácidos nucleicos. Puede que lo más excitante, ya que puede revelar vida actual en Marte, similar a las proteobacterias y actinomicetos hallados en 1999 a 3,6 kilómetros bajo el hielo antártico, sea el “instrumento de detección de vida basada en la cámara de crecimiento”, un “[instrumento] extremadamente sensible para la detección de vida con suposiciones mínimas”.

Además, se podrían diseñar instrumentos orientados al estudio de la glaciología, el paleoclima, la geología y la geofísica, e incluirlos en cada sonda MICE o sólo en sondas seleccionadas.

¿Cuántos MICE? Una misión sobre el casquete polar de Marte podría implicar entre una y varias docenas de MICE; la principal limitación es la masa total y el tamaño de la nave. Con los cohetes existentes hoy día, una misión formada por doce MICE debería ser factible; con los cohetes proyectados para el futuro, como los basados en la tecnología MITEE (MIniature reacTor EnginE, motor reactor en miniatura), el límite superior podría ser de alrededor de 60.

¿Y qué hay de Europa? La mayor diferencia entre una misión a las capas de hielo polar de Europa y otra a las de Marte sería la necesidad de adaptar las MICE al nado una vez que hayan penetrado los cerca de 10 km de hielo que cubre el océano de Europa. Ah, y quizás sea esta una oportunidad mucho más apropiada para encontrar vida actual que unos meros vestigios de vida pasada.

El resultado final: ¡los MICE encuentra vida en Marte (fecha: 31 de junio de 2015)!.

*Multi-MICE:
Red de Criosondas Nucleares Interactivas para la Exploración de Capas de Hielo en Marte y Europa.

**J. Powell, G. Maise and J. Paniagua, Plus Ultra Technologies, Shoreham, NY, AIAA-2004-6049. Space 2004 Conference and Exhibit, San Diego, California, Sep. 28-30, 2004.