Un submarino para el Kraken Mare de Titán

Mandar un submarino a Titán 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, aunque la última sugerencia viene de la mano del Instituto de Conceptos Avanzados (NIAC) de la NASA. A diferencia de proyectos anteriores que sugerían pequeñas naves, el NIAC nos sorprende con una sonda de gran tamaño, de casi una tonelada, que pueda recorrer en 90 días dos mil kilómetros.

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Un submarino en Titán. La posición de Saturno en el cielo es errónea e imposible (salvo que seamos capaces de ver en el infrarrojo cercano) (NASA/NIAC).

El objetivo del submarino sería lógicamente el Kraken Mare, el mayor mar de Titán, que en realidad se halla dividido en dos cuerpos distintos (Kraken-1 y Kraken-2) unidos por un estrecho canal. La sonda usaría lógicamente generadores radioisótopos de tipo Stirling (ASRG) 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. El otro escollo tiene que ver con las comunicaciones. Para garantizar el enlace el submarino llevaría una enorme antena en fase de forma plana que serviría al mismo tiempo como aleta dorsal para garantizar la estabilidad.

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Otra vista del submarino titánico (NASA/NIAC).
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Posible recorrido del submarino por el Kraken (NASA/NIAC).

El problema de un submarino en Titán es que la baja densidad de los mares de esta luna repercute negativamente en su flotabilidad. Curiosamente, nadie sabe la composición precisa de los lagos y mares del hemisferio norte. Si son de metano puro su densidad sería de 450 kg por metro cúbico, menos de la mitad de la del agua. Pero si, como algunos modelos sugieren, los lagos contienen gran cantidad de etano, su densidad podría alcanzar los 670 kg metros cúbicos, lo que favorecería la flotabilidad. Dicho de otra forma, el diseño preciso de un submarino deberá esperar a que conozcamos la composición de los lagos.

Por suerte, como la gravedad en Titán es apenas una sexta parte de la terrestre la presión a una determinada profundidad es menos de la décima parte de la que experimentaría un submarino terrestre, un factor fundamental a la hora de construir un submarino capaz de hundirse a profundidades superiores a los 300 metros (la profundidad máxima estimada del Kraken Mare). Pero hay un problema, y es que a esas presiones y temperaturas, no se puede usar el nitrógeno como gas para presurizar tanques de lastre con metano, ya que en este caso el nitrógeno se condensaría dentro del tanque. Por eso el submarino usaría un pistón para el control de la flotabilidad. Otro problema deriva del exceso de calor del ASRG, que sería capaz de hervir el metano alrededor del submarino (las condiciones meteorológicas en las superficie de Titán están muy cerca del punto de ebullición del metano) y causar complicaciones en la movilidad del vehículo por culpa de la cavitación.

Diseño original del submarino del NIAC (NASA/NIAC).
Diseño original del submarino del NIAC (NASA/NIAC).

El submarino se movería a una velocidad de 1 m/s aproximadamente durante unas 16 horas al día. Los instrumentos que llevaría este submarino serían un sonar lateral, diversos espectrómetros, una cámara de superficie, una cámara submarina y un sensor solar para determinar la posición aproximada de la Tierra (que siempre está en el cielo de Titán a un máximo de 6º del Sol). Ahora bien, ¿cómo trasladar esta enorme sonda hasta allí? Pues este es quizás el eslabón más débil de la cadena. Habría que introducir el submarino en una pequeña lanzadera espacial similar en dimensiones al X-37B del Pentágono. Es decir, estaríamos ante una sonda gigantesca para los parámetros actuales (¿alguien mencionó el SLS?). El transbordador amerizaría en el Kraken Mare de Titán y al hundirse liberaría el submarino. Una nave alada es un dispositivo más caro y complejo que una cápsula convencional, pero a cambio permitiría aumentar la precisión del aterrizaje, un requisito fundamental en esta misión.

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El submarino podría ser enviado dentro de una lanzadera tipo X-37B (NASA/NIAC).

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. De todas formas, que nadie aguante la respiración hasta entonces. Como otras misiones del NIAC, se trata de un simple concepto cuyas posibilidades de hacerse realidad son prácticamente nulas. Lo cual no quita que algún día -muy lejano, me temo- podamos ver un submarino por el Kraken Mare.

Vídeo del concepto:

PD: por cierto, y hablando del Kraken Mare, la NASA acaba de publicar unas imágenes de radar de los lagos del hemisferio norte tomadas por la Cassini a las que se ha aplicado una nueva técnica para que se vean mejor. Impresionantes.

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La costa este del Kraken Mare (NASA/JPL).

Referencias:


37 Comentarios

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VipondiuVipondiu

En definitiva el sueño húmedo de todo espaciotrastornado, un enorme submarino autonomo en Titán con propulsión nuclear, sonares, espectrómetros, una antena/aleta dorsal y que se mueve a 1m/s (!!!) y encima llega en X-37. Toma ya. No se le puede pedir ninguna virguería mas (bueno sí, enchufarle un cohete a lo ICBM para retorno de muestras :D)

Puestos a soñar ojalá los rusos para 2040 manden el suyo y tengamos una “caza del octubre rojo” en Titán, a mí que me encantan las pelis de submarinos XD

Por cierto Daniel me esperaba que el post de hoy haría referencia a la fotografía Pale Blue Dot que hoy cumple 25 años. Me he dado cuenta por casualidad viendo un pequeño reportaje de la vida de Carl Sagan…

U-95U-95

Eso o un equivalente de “Das Boot” allí -que gran película, redonda en todos los aspectos-, con una sonda eso sí.

Es realmente impresionante ese proyecto, aunque por coste desafortunadamente sea difícil verlo llevado a la práctica.

TxemaryTxemary

je! cuando ha comentado Vipondiu lo de los submarinos (por cierto GRANDE Octubre rojo, la película y el libro), he pensado, “este que suele comentar con nombre de submarino alemán ¿no comentará?” y efectivamente… lo has hecho. Por cierto, también es otro peliculón Das Boot.

PD: si tuviese que elegir nombre de U-boote, me quedo con el U-47, por chinchar más que nada 😉

IngenieroAnonimoIngenieroAnonimo

El u-47 fue el protagonista de scapa flow. Hundio un acorazado en las narices de la royal navy

U-95U-95

El “Royal Oak” para ser más exacto, colándose además en una de las principales bases de la Royal Navy al mando de Günther Prien burlando las defensas británicas.

Sobre la noticia en sí, añadir que a diferencia de la Huygens, que aterrizó en las regiones ecuatoriales de Titán, la “lanzadera” que enviara el submarino allí al estar destinado al polo N seguramente necesitaría de algún que otro sobrevuelo de Titán previo que la permitiera soltarlo allí -siempre y cuando no tuviera motores potentes que le permitieran ir donde quisiera, y no depender como Cassini de sobrevuelos de Titán para cambiar su órbita-.
También habría que pensar en como llevarla a Saturno -seguramente con sobrevuelos de Venus, la Tierra. y Júpiter como Cassini-, y en si esa lanzadera podía tener alguna utilidad más además de simple vehículo de transporte, con un módulo que sirviera de relé de comunicaciones además de estudiar Titán mientras lo orbita -soñar es gratis-.

Santiago BaleaSantiago Balea

Interesante artículo. Casi mejor no opinar sobre un proyecto ambicioso y valiente para el que habrá que esperar mucho…

Fuera de tema: Concuerdo en que ” Das boot” es una gran película en la que uno puede oler el sudor, sentir la tensión, la claustrofobia del interior de un submarino. Ayuda, y mucho, una banda sonora muy recomendable…

Pero no dejeis de ver “Das boot 2, la última misión”, es otro tipo de película pero, para los que nos gustan las pelis de submarinos, muy recomendable.

AgüimenseAgüimense

Pues yo le llamaría igual pero añadiendo una N y quitando una O, es decir, “un bote”. Saludos.

TxemaryTxemary

Una tonelada a Titán!!!??? y eso solo el sumbarino, ponle otras 5 t de la lanzadera que es lo que pesa el X37b. El día que podamos mandar a Titán una sonda de 6 toneladas en total, espero esta vivo… que proyectazo!!!

chuchaschuchas

Oye, la Voyager pesa 722kg y hace tiempo, mucho tiempo, que sobrepasó Titán, y sigue su camino!

AlfonAlfon

Por no hablar de que ese monstruo consiga amerizar controladamente en un líquido con tan poca densidad…
Para una peli está bien… 😀

AitorAitor

¿De verdad el mar de metano líquido es lo suficientemente transparente como para llevar cámaras submarinas? Siempre pensé que algo así tendría que ir a punta de sonar.

AlfonAlfon

Buena observación, no tengo ni idea de cómo de transparente será, pero las imágenes lo pintan bastante oscuro… A parte que la luz que llega al satélite es mucho más tenue por la distancia al sol.
Que alguien nos ilumine, pero no creo que una cámara submarina en el espectro visible pueda funcionar allí abajo.

AlcalinoAlcalino

Curioso, hace poco juogo un juego llamado dead space 2, el juego se desarrolla en titan, en el año 2511, en ese juego la humanidad ha logrado dominar a tal punto la fisica que básicamente ademas de hacer viajes interestelares usando métrica de Alcubierre y que una nave espacial de tamaño mas o menos de un barco crucero extraiga un trozo de un planeta como si de un corcho se trataze, bueno el punto es que titan esta basicamente destruido, por que la luna se le hizo mineria espacial a tal punto que solo queda un gran fragmento en forma de cono, mi duda es, si podríamos valorar lo que es titan desde el exterior o como en el juego, nuestros intereses y necesidades harían que utilizamos a la luna para nuestros beneficio fisicos.

AlfonAlfon

¿Dónde hay que firmar? ¿Qué son un par de meses en la cama por 18k?
Estos de la NASA… luego dicen que no tienen dinero… podían haber preguntado directamente a mucha gente que por desgracia pasa temporadas incluso más largas en los hospitales…

VIMARAVIMARA

Pregunta:

Si va tan encajado dentro del transporte, ¿no costaría un huevo que se soltase?, además en que condiciones llegaría después de ese viaje y de la entrada a la luna. (¿era una luna,no?).

——————

Por otra parte el problemilla del calor me parece bastante complicadillo de resolver, aunque para 2040 …. queda tiempo más retrasos.

TxemaryTxemary

supongo que la idea es que el “transbordador” americe, abra compuertas y mientras el primero se hunda, el segundo flote…

AgüimenseAgüimense

Ya que estamos, le ponemos un RTG y unas camaritas al transbordador, que va a quedar pa siempre en el fondo.

carloscarlos

Bueno el asunto es que ni los Rusos ni los Alemanes van atener el pedazo de vestía de cohete que se nesecita para mandar asta Titan 6 toneladas de submarino. Y tampoco la experiencia en sondas interplanetarias.

HavelockHavelock

Se me ocurre que el problema del calor podria ser resuelto en parte usando el propio RTG como “motor”. Vamos el mismo concepto que con los motores nucleares térmicos: entrada de metano/etano frio por una tobera de admisión, se evapora con las aletas del RTG (que de paso se refrigera) y ya tenemos propulsión por escape de gases…

Miguel Rodríguez

Al menos, como la ventana de oportunidad está tan alejada en el tiempo, el concepto aún puede refinarse. No obstante, por su tamaño es una misión muy difícil de sacar adelante. Yo creo que antes veremos una sonda que simplemente navegue los lagos de Titán, que tampoco es moco de pavo.

AlfonAlfon

Yo lo veo muy titánico… Y la lista de cosas que pueden salir mal es “astronómica” 😀
Veo más probable el concepto Swarm, una legión de pequeñas sonditas, submarinas o no, cuya redundancia aseguraría cierto éxito, y se pueden cubrir diferentes regiones.

FERNANDO GENERALEFERNANDO GENERALE

Esto es lo que yo llamo soñar a lo grande ,no me párese que el problema sea el peso
el problema seria desarrollar la IA para que este armatoste navegue sin encallar.
por cierto eso de usar un mini trasvordadoer me hace acordar la documental fitisio
DARVUIN IV en que se usa uno de esto para delegar los robot dirigibles

AlfonAlfon

El peso es el mayor de una larga lista de problemas, en los que no se incluye la “IA”.
La automatización de hoy dia es suficientemente fiable y avanzada para cubrir estos objetivos… pero para la de dentro de 2décadas será un mero trámite.

Juan ManuelJuan Manuel

Hay un video en Internet, donde el astrobiólogo Chris McKay habla sobre los mares de metano. Según este señor, el metano liquido no disuelve sólidos como lo hace el agua, de forma que no habrá particulas en suspensión, siendo un medio perfectamente transparente.
Doctores tiene la iglesia.
Saludos.

alfredo satrianoalfredo satriano

no seria posible enviarlo a los mares de europa y usar el submarino para ver si hay vida en sus aguas??

AlfonAlfon

Definitivamente no.
Europa tiene una capa de hielo cubriendo sus “mares” de kilómetros de espesor, y digo kilómetros en general porque no sabemos exactamente cuantos y estos varian de una región a otra.
Antes de enviarlo habría que ver por donde “meterlo” jejeje.
A parte que las condiciones son muy distintas, un diseño para Titán no funcionaría bien en Europa y viceversa, debe ser específico para el medio en el que se va a desenvolver.

José LuisJosé Luis

Qué tendrán estos proyectos que elevan nuestra curiosidad y deseos a cotas astronómicas.
Lo estaba pensando hasta que he visto que lo habías puesto, Daniel, ¿no herviría el ASeReGé el metano circundante? Está claro que en una cosa de estas hay que pensar en todas las posibilidades y ésta precisamente no es baladí. Quizás para el 2040 se podría diseñar un motor de combustión a base de metano ;-P y tener un submarino ISRU en toda su gloria funcionando durante años, sólo tendría que abrir los tanques cada vez que se quede sin combustible.
Quién sabe…

Daniel LópezDaniel López

Tendrías todo el combustible que puedas necesitar y más, pero tendrías que llevar encima el comburente (O2) así que…

José LuisJosé Luis

Es verdad, se trata de un motor de combustión… Pues saquemos el oxígeno del hielo jajaja. El problema es que ya no estará tan a mano.

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