Capturar un trozo del infierno: cómo traer una muestra de Venus a la Tierra

La superficie de Venus es un de los los lugares más hostiles conocidos por el hombre. Una temperatura de 450º C, una presión atmosférica de 92 bares y la presencia de nubes de ácido sulfúrico forman una combinación terrible. Y no obstante Venus es uno de los mundos más interesantes que existen. Pese a ser junto con Marte el planeta más cercano al nuestro, lo cierto es que sabemos muy poco sobre el “gemelo de la Tierra”. Son muchos los misterios que encierra este mundo. Por ejemplo, ¿posee Venus volcanes activos?¿Por qué no desarrolló tectónica de placas como la Tierra?¿Es el interior de Venus similar al de nuestro planeta?¿Qué es la “nieve” que podemos ver en la cima de las montañas en las imágenes de radar? Y el misterio más grande de todos: ¿qué proceso alteró casi toda la superficie de Venus en el pasado reciente?

Planetas “hermanos” (NASA).

Es por esto que la comunidad científica internacional considera que una misión compleja a Venus debería ser una prioridad en el estudio del Sistema Solar después de Marte, Europa y Titán, y quizá al mismo nivel que el estudio de los gigantes de hielo (Urano y Neptuno). Por ahora no hay planeada ninguna misión ambiciosa para explorar Venus, pero lo ideal sería lanzar una o varias naves que cartografiasen la superficie en alta resolución mediante radar -desde la misión Magallanes, hace ya más de veinte años, no ha habido nada nuevo bajo el Sol en este tema-, complementadas por sondas de superficies -quizá móviles- y globos. No es una tarea fácil, como bien demostraron las misiones soviéticas Venera, pero se puede hacer.

Imagen de la superficie de Venus de la Venera 14 procesada por Don P. Mitchell (NASA/Don P. Mirchell).
Propuesta de rover venusino con un ASRG como fuente interna (NASA).
Un avión venusino podría aprovechar las suaves temperaturas de la alta atmósfera y la mayor radiación solar (NASA).

En una fase posterior, una vez identificadas las zonas de Venus más interesantes desde el punto de vista geológico, lo ideal sería poder traer algunas muestras de la superficie hasta la Tierra. Aunque no se trata de una misión tan prioritaria como el retorno de muestras de Marte, no deja de ser un objetivo fascinante. El problema es que el desafío tecnológico es inmenso. Venus tiene una gravedad igual al 90% de la terrestre, así que situar un objeto en órbita requiere un cohete casi tan grande como en la Tierra. Para que nos hagamos una idea, los lanzadores más pequeños con capacidad orbital en nuestro planeta tienen las dimensiones de un misil intercontinental pequeño, como por ejemplo el cohete Start (un ICBM RT-2PM Tópol modificado), capaz de situar unos 500 kg en órbita baja.

Para complicar las cosas, la densa atmósfera de Venus obliga a que el cohete sea aún mayor con el fin de contrarrestar el enorme frenado atmosférico. Entonces, ¿es imposible superar el pozo gravitatorio de Venus usando una nave espacial de un tamaño razonable? Pues es difícil, pero no imposible. De hecho, el concepto de una misión de retorno de muestras de Venus de tamaño normal fue desarrollado a finales de los años 90 en el JPL de la NASA, como veremos a continuación (la ESA llevó a cabo en 1998 un estudio similar con conclusiones muy parecidas).

Una sonda de tamaño normal (3000-4000 kg) despegaría desde la Tierra a bordo de un Atlas V o un cohete de prestaciones similares y se dirigiría hacia Venus, tardando unos cuatro meses. Para ahorrar combustible y masa, la nave usaría aerocaptura para insertarse en órbita alrededor de Venus (quizá usando un escudo térmico inflable de tipo ballute). Durante unos 200 días la nave realizaría maniobras de aerofrenado para circularizar su órbita. La sonda estaría dividida en una sección orbital y una sonda de superficie de 1800-2000 kg.

Concepto de misión de retorno de muestras de Venus (JPL/NASA).
Presupuesto Delta V de la misión (JPL/NASA).
Diferentes configuraciones para una misión de este tipo (JPL/NASA).
Aerocaptura y aerofrenado en la atmósfera de Venus (JPL/NASA).

La sonda de superficie aterrizaría usando un escudo térmico y paracaídas y no permanecería más de 90 minutos en la superficie -las Venera aguantaron dos horas antes de sucumbir al calor y la presión-, disminuyendo así los requisitos de la misión. Las muestras de la superficie -unos 100 gramos- serían situadas en el extremo del cohete de combustible sólido, denominado VAV (Venus Ascent Vehicle), compuesto por dos o tres etapas con una masa total de 500 kg. Las fases de este cohete podrían estar basadas en las etapas superiores de la serie comercial Star. Con el fin de minimizar el tamaño del VAV, el cohete no despegaría desde la superficie, sino desde un globo a 60-70 kilómetros de altura y estaría encerrado en un contáiner, protegido de las duras condiciones de la superficie. El material del globo tendría que soportar la corrosión de las nubes de ácido sulfúrico y la enorme diferencia de temperaturas que existe entre la superficie y la atmósfera superior. El VAV situaría el contenedor con las muestras en una órbita de 300 km de altura. Una vez en órbita, el orbitador capturaría el contenedor empleando las mismas técnicas propuestas para la misión de retorno de muestras de Marte y emplearía una etapa SEP (Solar Electric Propulsion) con motores iónicos para salir de la órbita de Venus y dirigirse hacia la Tierra. La cápsula aterrizaría unos pocos meses después en nuestro planeta.

La sonda de superficie con el VAV (JPL/NASA).
Fases del despegue del VAV en un globo con las muestras de la superficie (JPL/NASA).

Ni que decir tiene, con esta masa útil, esta propuesta está en el límite de lo tecnológicamente posible. Sin embargo, usando un cohete mayor, y por lo tanto una sonda más pesada, sería totalmente factible. Como vemos, no es necesario construir una nave gigantesca para traer muestras de Venus, el lugar más parecido al infierno que conocemos. Desgraciadamente, pasarán muchas décadas antes de que veamos una misión de este tipo.

La exploración de Venus en el futuro (NASA).

Referencias:Venus sample return mission design team, Virginia Polytechnic and State University.Venus surface sample return, Robert Gershman et al. (JPL/NASA, 2000).Venus sample return, a hot topic, David Rodgers et al. (JPL/NASA, 2000).Venus surface sample return: a weighty high-pressure challenge, Ted Seetser et al (JPL/NASA, 1999).Venus sample return missions: a range of science, a range of costs:, Ted Sweetser et al. (JPL, 1999).


15 Comentarios

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AnonymousAnonymous

Buenas tardes Daniel, tal como bien has dicho se trata de un planeta gemelo. Si no fuera por las condiciones hostiles sería el planeta de más fácil la colonización, en muchos aspectos en comparación con otros destinos posibles…

La gravedad de Marte es 0,38 veces menor que la de la Tierra, sería insuficiente para evitar la descalcificación de los huesos y la pérdida de tono muscular que experimentan los astronautas que viven en un ambiente de microgravedad.
En contraste, Venus es casi idéntico en tamaño y masa a la tierra, lo que resulta en una superficie similar gravedad (0,904 g ).

Los seres humanos nacidos en Venus probablemente tendrían poca dificultad en adaptarse a la gravedad de la Tierra debe haber una razón para visitarla o volver, en contraste con viajes de regreso desde Marte, donde los seres humanos es probable que necesitarían el uso de un exoesqueleto como los que aparecen en la película MATRIX.

Para poder realizar la exploración de Venus creo que sería necesario primero colonizar la atmósfera de Venus (la zona más habitable de todos los planetas conocidos fuera de la Tierra). Esto se debe a una altitud de aproximadamente 50 kilómetros, la presión y la temperatura son similares a la Tierra (1 bar y 0-50 grados centígrados)… Allí si instalamos un globo aerostático estaríamos como en casa y podríamos manejar los robots que explorasen la superficie del planeta cómodamente…

Charliem

Ya me gustaría ver el diseño de ese rover venusiano. No soy capaz de imaginar como piensan refrigerarlo para que dure más de un par de horas. Si todavía la temperatura ambiente fueran unos “frequitos” 200 grados centígrados, pero por encima de 400 me parece casi imposible.

En cuanto a lo de colonizar la estratosfera venusiana, la presión y la temperatura serían más soportables que en superficie pero aún quedan otros problemas.

Por lo poco que aún sabemos al menos son de esperar vientos de cientos de kilómetros por hora y nubes de ácido sulfúrico. No sería exactamente Dineylandia.

Por cierto, respecto a Marte algo se ha hablado de posibilidades de terraformación, pero no he oído nada parecido acerca de Venus.

¿Alguna idea plausible de como acabar con su efecto invernadero?

jose manuel celemin

la verdad que venus es un lugar en el cual no hay tecnologia factible para llevar sondas
Es el peor infierno conocido y sin embargo es el unico lugar del sitema solar que a 60 km de altura una persona podria estar sin traje de astronauta solo con carta de respiracion

Antonio Sánchez

Por no mencionar que debería de todas formas llevar un traje de protección, por la alta acidez y la nula humedad.
Está mal que yo lo diga (o no) pero hay un relato corto por ahí que va sobre una ciudad flotante a esa altura en la atmósfera de Venus (la densidad es tan alta que tan solo el aire respirable del interior basta para mantenerla flotando). Espero que les guste –o al menos que no les disguste:

http://antoniomsanchezperez.com/?sto...en-el-cielo

jose manuel celemin

la verdad que venus es un lugar en el cual no hay tecnologia factible para llevar sondas
Es el peor infierno conocido y sin embargo es el unico lugar del sitema solar que a 60 km de altura una persona podria estar sin traje de astronauta solo con carta de respiracion

sergei

A mi me sigue encantando la idea del avión con paneles solares. Debido a la larga duración del dia en Venus, un avion impulsado por paneles solares puede durar años sobrevolando los cielos venusinos. También ayuda el tener una atmósfera superdensa y la radiación solar disponible en la estratosfera. Puede ser como tener un Spirit-Opportunity pero a vista de pájaro.

Para acabar con el efecto invernadero, sería necesario un sistema que apartase las nubes en la cara nocturna, para que la radiación infrarroja pudiera escapar al espacio sin que la “tapa” de nubes (Que es donde se produce el equilibrio termodinámico en Venus) se lo impidiese.

Excelente post.

Antonio Sánchez

Bastaría con eliminar de la atmósfera el CO2. Por ahí se habla de una reacción Sabatier o una reacción Bosch, que sería

CO2(g) + 2 H2(g) → C(s) + 2 H2O(g)

(omitiendo los pasos intermedios), que de paso nos da agua. El problema es más complejo que esto, porque el vapor de agua también es un gas de efecto invernadero y habría que bajar la temperatura para que se licuara… Además estaría el problema de traer el hidrógeno por ejemplo desde Júpiter.

AnonymousAnonymous

SI queréis “””ver””” roberts venusianos os recomiendo el primer libro de la serie “Venus Prime” de Paul Preus y Arthur C. Clarke.

Saludos.

PD: “ver” con la imaginación … aunque hay diagramas de ingeniería.

Haridas Mederos

Tengo entendido que por la enorme presion en la superficie de venus resulta muy complicado despegar desde el suelo.

¿que necesita un cohete para despegar desde la superficie de venus?

Para que un cohete despegue desde venus creo que solo tienen que reducir la velocidad para evitar la elevada presión aerodinámica.

¿Que químico se puede verter en la atmósfera que disuelva esa mortífera atmósfera?

Charliem

Hombre, tecnología para llevar sondas a la superficie de Venus sí que tenemos. De hecho ya hemos llegado.

La que aún está por desarrollar es la que les permita sobrevivir más de unas pocas horas.

Por cierto que la atmósfera de Venus, incluso a gran altura, tampoco es un ambiente precisamente benigno. Ya nos podemos ir olvidando de vivir en un globo con sólo una máscara de oxígeno.

Y para despegar de su superficie un cohete necesita lo mismo que para despegar desde la terrestre, más la capacidad de aguantar por tiempo suficiente las temperaturas, la presión (equivalente en un oceano terrestre a una profundidad de unos 1.000 metros) y el ambiente corrosivo, y no se si se me olvida alguna cosilla más. Vamos, algo facilito… 😉

Manuel

Creo que resultaría mas fácil intentar enfriar Venus, así se mataría muchos pájaros de un tiro, nunca mejor dicho, de hecho, si Venus esta mas cerca de la tierra…¿Por que esa obsesión por Marte?, con casi la misma gravedad que la Tierra… mas cerca… y a la vez nos es tan desconocida o mas que los planetas exteriores…
Lo interesante seria saber por que Venus es así y que lo provoco, un planeta con las mismas características de la Tierra que tesoros sobre su historia guardara debajo de su densa capa de nubes.

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