Aterrizando en Europa

En estos tiempos turbulentos que vive la NASA, al menos una cosa está clara. Las probabilidades de que la futura misión JEO (Jupiter Europa Orbiter) salga adelante tal y como fue propuesta inicialmente son prácticamente nulas. JEO debía estudiar Europa durante la próxima década para 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. Pero la crisis azota con fuerza, y si ya está resultando difícil salvar el programa de exploración de Marte, Europa lo tiene mucho peor.

Aterrizar en Europa antes de 2030 va a estar complicado (NASA).

Por este motivo, la NASA está buscando una alternativa a JEO de forma desesperada antes de que esta misión sea definitivamente cancelada. Una alternativa que ya vimos en este blog sería dividir JEO en dos sondas distintas, formadas por un orbitador y una sonda de sobrevuelo, respectivamente. Esta opción es atractiva (y muy probablemente será lo que finalmente despegue con rumbo a Europa, si es que despega algo antes de diez años), pero existe el riesgo de que se cancele una de las sondas y nos tengamos que contentar con una misión bastante modesta (modesta comparada con JEO, se entiende) para explorar este fascinante mundo.

Diseño original de JEO (NASA).

Ante esta perspectiva, es normal que la NASA quiera aprovechar la que puede ser la última oportunidad de estudiar Europa de cerca en 20 años, así que está agudizando el ingenio para sacar adelante una una pequeña nave que pueda aterrizar en este satélite, y todo ello por menos de 1500 millones de dólares (de 2015). La agencia ha estudiado varias configuraciones, desde “penetradores” hasta “impactores”, pero el diseño más prometedor es el que hace uso de unas sondas de aterrizaje más convencionales.

Diseños de sondas de aterrizaje en Europa estudiados por la NASA (NASA).
Ventajas e inconvenientes de distintos tipos de aterrizaje en Europa (NASA).

La misión consistiría en dos pequeñas sondas de aterrizaje de 200-500 kg cada una que despegarían conjuntamente en marzo de 2019 mediante un Delta IV Heavy. La misión usaría una trayectoria VEEGA (Venus-Tierra-Tierra) para llegar al gigante joviano en febrero de 2026. Allí realizaría hasta 16 sobrevuelos de Calisto y Ganímedes antes de situarse en la órbita de Europa en octubre de 2027 (vamos, que podemos esperar sentados). Tras realizar un par de órbitas para determinar el lugar de aterrizaje óptimo, la nave se colocaría en una órbita de 5 x 140 km. Los aterrizadores se separarían a 5 km de altura y frenarían su velocidad orbital hasta alcanzar los 50 m/s mediante un motor de combustible sólido desechable (una etapa Star-27 modificada). La etapa de crucero podría elevar su órbita para seguir estudiando Europa desde la órbita con un pequeño conjunto de instrumentos. Las etapas Star-27 se separarían poco después y las sondas descenderían en caída libre hasta los 2 km, momento en el cual usarían su propio motor para posarse sobre Europa gracias a un tren de aterrizaje de seis patas.

Configuración de crucero de la sonda. Las dos sondas de aterrizaje están en la parte superior. La etapa de crucero lleva un motor para insertarse en órbita de Júpiter y al menos un RTG (ASRG o MMRG) (NASA).
Configuración de lanzamiento dentro de la cofia (NASA).
Detalle de la sonda de aterrizaje con el motor de combustible sólido (NASA).

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. Las sondas deberían estar equipadas por tanto con un avanzado sistema de inteligencia artificial para escanear el terreno con un LIDAR a un kilómetro de altura y decidir por sí mismas el mejor lugar para aterrizar. Huelga 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.

Arriesgada maniobra de descenso de la sonda (NASA).
Regiones de Europa con mayores dosis de radiación que podrían freír la aviónica de la sonda (NASA).

A ver quién es el guapo que aterriza una sonda ahí (NASA).

La velocidad de aterrizaje debería ser del orden de 0,5 m/s y cada sonda debería estar equipada con una antena de alta ganancia para comunicarse directamente con la Tierra. Lo ideal es que cada nave tuviese generador termoeléctrico de radioisótopos de tipo Stirling (ASRG), lo que le permitiría funcionar durante más de un mes. En caso de depender de una batería convencional, las sondas sólo podrían estudiar Europa durante unos pocos días a lo sumo. El objetivo en todo caso es una duración mínima de tres días europanos o eurosoles (me gusta como suena).

El objetivo principal de esta Europa Explorer sería decidir si la corteza de hielo de Europa es gruesa (o sea, con un océano pequeño, lo que implica malas noticias para las posibilidades de vida) o fina (buenas noticias para los amantes de bichejos alienígenas). En la última década, la evidencia acumulada apunta a que la corteza debe ser más bien gruesa, pero todavía existe lugar para la esperanza. Para aclarar este misterio, las sondas irían equipadas con cámaras (incluyendo microscopios), un radiómetro, un espectrómetro de masas, magnetómetros y, especialmente, sismómetros de baja y alta frecuencia para determinar la estructura interna del satélite.

Corteza fina o corteza gruesa. Océano o hielo. ¿Qué habrá en Europa? (NASA).

Francamente, creo que se trata de una misión apasionante, pero veo complicado -por decir algo- que se mantenga por debajo de los 1500 millones de dólares. Así que ahora el dilema que tiene la NASA a la hora de encontrar una alternativa a JEO es elegir entre sondas de aterrizaje u orbitadores. ¿Qué será lo mejor?


16 Comentarios

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Yuriy Istochnikov

Sugiero cambiar el Delta 4H por un Protón DM3, un Ariane 5 o mejor aún, arriesgarse con el Falcon 9H y fusionar el proyecto con la “Sokol Laplace” rusa (instrumentos y quizá parte del aterrizador… de las compus no me fio :P)

A propósito: Russia Today liberó un anumcio acerca que se recuperó contacto con una (ya inútil) Fobos-Grunt… que se sabe?

Celsog1

Con estos tiempos tan difíciles para todas las agencias espaciales por igual, sería genial que para sacar esta misión a delante la NASA invitara a Roscosmos y la ESA, así podrían compartir los costos y la información que generara la misión.

O si semejante unión no se puede… entonces que se sacrifique el SLS ;), total no le veo mucho futuro para el desperdicio de $$$ que se va a hacer, prefiero ese dinero invertido en esta misión.

ΑτοΜ

@Yuriy Esto es lo que comenta la web de la ESA:

“On Tuesday, 22 November at 20:25 GMT, ESA’s tracking station at Perth, Australia, established contact with Russia’s Phobos-Grunt spacecraft.
.
.
Additional communication slots are available on 23 November at 20:21–20:28 GMT and 21:53–22:03 GMT, and ESA teams are working closely with Russian controller”
http://www.esa.int/esaCP/SEM4NEZW5VG_index_0.html

upnews.es

Valora en upnews.es: En estos tiempos turbulentos que vive la NASA, al menos una cosa está clara. Las probabilidades de que la futura misión JEO (Jupiter Europa Orbiter) salga adelante tal y como fue propuesta inicialmente son prácticamente nu…

ForestalxForestalx

Parafraseando a G.R.R. Martin, en la exploración espacial “se acerca el invierno”. Y por desgracia creo que no lo pasaremos en Europa.

AnonymousAnonymous

Aunque JEO es una de las misiones mas apasionates que pudiera haber en el futuro, su costo es enorme: 4,700 millones de dolares (!!!), es mas, ni Cassini, y menos Curiosity, se asercaron a ese costo. Nadie (ni siquiera la NASA) pudiera permitirse el desarrollo de el SLS, la Orion, las misiones de los anteriores mas haya de la tierra , el ExoMars, el JWST, dos Discovery’s, dos New Frontiers, la hipotetica Mars Sample Return y de paso JEO, en el plazo de solo 15 años, en medio de la peor crisis economica en los ultimos 80 años (solo hagan cuentas). Es por eso que no vendria mal las dos sondas (obitador y sobrevuelo) con participacion europea, japonesa y rusa que solo tuviera un unico aterrizador. Todo por solo 2000 millones de dolares y con una fecha de lanzamiento (no lejana a la de JEO) en 2021-2022, para andar aterrizando en Europa en 2028.

Daniel Camacho

PD 1. Precisamente hace unos dias la nasa probo un prototipo de aterrizador, el cual esta diseñado para posarse en superficies de cuerpos sin atmosfera, en este caso podrian estar pensando en utilizarlo para alguna mision a Europa en los ’20s

PD 2. En el peor de los casos, pues obviamente elegiria un simphe aterrizador

AnonymousAnonymous

En mi opinion, lo mejor seria una mision en la que participaran Europa, Japon y Rusia, con una fecha de lanzamiento en 2021-2022, con dos sondas, el orbitador y la de sobrevuelo, con un unico aterrizador, que despues de una trayectoria VEGGA tal y como se plantea en la mision de bajo costo alternativa a JEO, y en la cual se aterrizaria en 2028, (fecha no lejana a la prevista para la llegada de JEO) el precio andaria rondando los 2000 millones de dolares (ya sabes a la mayoria de los presupuestos de la NASA le tienes que agregar algunos millones mas) pero repartidos en las diferentes agencias sin necesidad de construir dos naves como en EJSM.

Daniel Camacho

PD. Precisamente hace unos dias la NASA probo un prototipo de aterrizador para superficies de cuerpos sin atmosfera, que serviria perfectamente para esta mision.

ferores

Daniel, muchas gracias, porque esto de visitar de una vez tal satélite…. ¡ya estamos tardando en ir! En fin, esta vez además de tus detalladas explicaciones, has añadido un tono de hunor que me ha hecho reís bastante… ¡ lo de “A ver quién es el guapo que aterriza una sonda ahí” no tiene precio! Un saludo.

Perfect Ardamax

Yo sugiero que terminen los proyectos que ya tienen avanzados y que después se pongan con los siguientes en la lista:
La nasa esta en demasiados proyectos a la vez lo cual causa que no haya dinero asi pues lo mejor seria establecer una financiación anual mínima en el congreso de EEUU para la nasa.
Y con esta financiación mínima asegurada que la nasa termine sus proyectos sean del tipo que sean para después seguir con los siguientes y así no se cancelara ninguna misión.

PD: Mi anterior comentario salio en blanco no se porque

AnonymousAnonymous

Hola, yo prefiero una sonda que se pose y analice todo lo que pueda y fotografie tambien, ¿los paneles solares no funcionan en Titan? si funcionan seria interesante dotarla de esos paneles para poder estar mas tiempo operativa, es un decir ya me direis algo, saludos.

AnonymousAnonymous

al anonimo anterior: los paneles solares no funcionarian en Titan, por el simple hecho que esta demasiado lejos del sol como para que pudieran los paneles aprovechar algun rayo de luz del sol.

Daniel Camacho

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