¿Cómo podríamos traer muestras del océano de Encélado a la Tierra? La historia del proyecto LIFE.

Encélado, una pequeña luna de Saturno, posee un océano subterráneo con fuentes termales conectado con su superficie helada a través de los famosos chorros que tiene en su hemisferio sur. Estos chorros de agua nos dan una oportunidad única para estudiar el océano interno sin necesidad de aterrizar sobre este satélite e incluso podemos plantearnos traer muestras a la Tierra para buscar indicios de vida mediante una misión relativamente sencilla. Por el momento no hay planes para lanzar una misión a Encélado —aunque la NASA podría aprobar dentro de poco una sonda de tipo New Frontiers para estudiar esta luna y Titán—, pero a lo largo de estos últimos años han surgido varias propuestas. Una de ellas ha sido LIFE (Life Investigation For Enceladus), un ambicioso proyecto con el que podríamos haber estudiado la posible existencia de vida en Encélado.

Los chorros de Encélado nos ofrecen una oportunidad única para estudiar su océano interior (NASA).
Los chorros de Encélado nos ofrecen una oportunidad única para estudiar su océano interior (NASA).

LIFE era una sonda de bajo coste de tipo Discovery que nació a finales de la pasada década a raíz del descubrimiento de los chorros de Encélado por parte de la misión Cassini en 2005. LIFE tenía previsto sobrevolar en varias ocasiones Encélado para capturar volátiles y partículas de los chorros y del anillo E —formado por el material que expulsa esta luna— a distintas alturas durante dos encuentros como mínimo. Con el fin de recoger los materiales de Encélado y llevarlos a la Tierra se usaría un sistema de captura con aerogel, un material tremendamente ligero que ya se usó para recoger partículas del cometa Wild 2 por parte de la sonda Stardust.

Diseño de LIFE, sin los ASRG. En la parte superior se aprecia la cápsula para las muestras (NASA).
Diseño de LIFE, sin los ASRG. En la parte superior se aprecia la cápsula para las muestras y el escudo para proteger la sonda del material de los chorros de Encélado (NASA).
Los chorros del hemisferio sur de Encélado vistos por la Cassini (NASA).
Los chorros del hemisferio sur de Encélado vistos por la Cassini (NASA).

De haber sido aprobada LIFE hubiera despegado entre 2015 y 2021 —la primera fecha era poco realista incluso cuando se propuso originalmente— y ocho años y medio más tarde hubiera llegado a Saturno. Alcanzar el gigante anillado no es fácil y LIFE hubiera debido seguir una trayectoria VEEGA con dos asistencias gravitatorias con la Tierra y una con Venus, además de una maniobra propulsiva de espacio profundo como la que llevó a cabo la misión Juno (las ventanas de lanzamiento entre 2015 y 2019 hubieran permitido un sobrevuelo de Júpiter para aumentar la velocidad todavía más, reduciendo el tiempo de vuelo en más de seis meses). Una vez en órbita de Saturno la sonda usaría Titán, el mayor satélite del sistema, para modificar su órbita mediante maniobras de asistencia gravitatoria. Tras unos cinco sobrevuelos de Titán todo estaría listo para pasar entre dos y cuatro ocasiones por los chorros de Encélado y recoger partículas y gases presentes en los mismos.

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Ejemplo de trayectoria para llegar a Saturno que debía haber seguido LIFE (NASA).

Las muestras se capturarían exponiendo el aerogel al material de los chorros mientras la sonda pasaba por ellos a velocidades de entre 2 y 4 km/s (a menor velocidad, mejor sería el grado de conservación de las muestras. Como comparación, Stardust pasó por la coma del cometa Wild 2 a 6 km/s). Para identificar mejor las muestras a posteriori, en cada ocasión solo se expondría una parte de la superficie del aerogel, una ingeniosa técnica que no se usó con Stardust puesto que esta misión solo realizó un sobrevuelo de su objetivo. Aprovechando los numerosos sobrevuelos de Titán, LIFE también capturaría muestras de la alta atmósfera (a 750 kilómetros de altura) de este satélite, rica en sustancias orgánicas complejas. La parte más original de la misión sería el retorno a la Tierra de las muestras recogidas mediante aerogel. Para ello la sonda realizaría otros cinco sobrevuelos de Titán y, tras gastar casi todo su combustible, se situaría en una trayectoria directa hacia la Tierra, a donde llegaría cinco años después. Las muestras entrarían en la atmósfera terrestre dentro de una pequeña cápsula de 34 kg idéntica a la de la misión japonesa Hayabusa aprovechando la colaboración de la agencia espacial japonesa JAXA en el proyecto.

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Secuencia de sobrevuelos en órbita de Saturno (NASA).
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Órbitas de LIFE alrededor de Saturno durante su misión (NASA).

Al ser una misión de bajo coste, LIFE llevaría pocos instrumentos científicos, ya que el objetivo sería el análisis de las muestras en la Tierra, no in situ. Pese a todo incluiría un espectrómetro de masas denominado CHIMS que sería una versión del instrumento ROSINA de la misión Rosetta desarrollada para la sonda CHopper que aportaría información muy valiosa sobre la composición de la atmósfera de Titán y los chorros de Encélado. Además de CHIMS, LIFE llevaría un espectrómetro infrarrojo idéntico al VIRTIS de Rosetta, un sensor de polvo y una cámara de media resolución.

Propuesta de sistema de recogida de muestras con aerogel de forma circular. El sistema solo expondría una parte de la superficie en cada sobrevuelo para permitir mejor identificar las muestras (NASA).
Propuesta de sistema de recogida de muestras con aerogel de forma circular. El sistema solo expondría una parte de la superficie en cada sobrevuelo para permitir mejor identificar las muestras (NASA).
Aterrizaje en Australia de la cápsula de la sonda Hayabusa con las muestras del asteroide Itokawa (JAXA).
Aterrizaje en Australia de la cápsula de la sonda Hayabusa con las muestras del asteroide Itokawa (JAXA).
Sistema de recogida de muestras con aerogel de la sonda Stardust (http://historicspacecraft.com/).
Sistema de recogida de muestras con aerogel de la sonda Stardust (http://historicspacecraft.com/).

La masa de la sonda sería de apenas 1600 kg, incluyendo 900 kg de combustible, lo que permitiría que despegase usando un lanzador relativamente pequeño como el Atlas V 401. La electricidad se generaría mediante generadores de radioisótopos de tipo Stirling (ASRG, es decir, RTG con partes móviles) capaces de producir un mínimo 245 vatios de potencia. Además, la sonda debería ser parcialmente esterilizada con el fin de evitar una posible contaminación de Encélado por parte de microorganismos terrestres en caso de que chocase por accidente contra su superficie.

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Configuración de lanzamiento de LIFE (NASA).

Desgraciadamente LIFE nunca tuvo una oportunidad real de ser aprobada. La sonda era simplemente demasiado ambiciosa y compleja para una misión de tipo Discovery cuyo precio no puede superar los quinientos millones de dólares. El uso de generadores de radioisótopos a base de plutonio tampoco ayudaba demasiado a la viabilidad de la misión, especialmente después de que la NASA cancelase el desarrollo de los ASRG (que debían emplear menor cantidad de plutonio). Por otro lado, la misión era muy arriesgada: ¿y si las muestras no se recogían adecuadamente o la sonda no lograba llegar hasta la Tierra? En ese caso todo el esfuerzo y los cerca de catorce años de vuelo no habrían servido para nada. Desde un punto de vista más político, muchos altos cargos de la NASA no veían con buenos ojos que el foco de la misión estuviese centrado en la búsqueda de la vida. Básicamente porque si finalmente no se hubiera encontrado ningún microorganismo entre las muestras la opinión pública podría pensar que en Encélado no hay vida o que es un mundo sin interés.

Diseño final de LIFE de 2015 con un MMRTG (NASA).
Diseño final de LIFE de 2015 con un MMRTG (NASA).

A pesar de todo LIFE no desapareció y sus creadores volvieron a presentarla como candidata a la misión Discovery número 13 tras realizar varios cambios, incluyendo la sustitución de los ASRG por un generador MMRTG convencional. El año pasado la NASA seleccionó cinco propuestas finalistas para esta misión y, una vez más, LIFE fue rechazada. No sabemos si este ha sido el fin definitivo de la historia de LIFE, pero está claro es que si alguna vez se lleva a cabo una misión de retorno de muestras de Encélado no será muy distinta a este proyecto pionero para buscar vida dentro de nuestro sistema solar.

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Emblema de la misión (NASA).

Referencias:

  • http://www.anbarlab.org/wp-content/uploads/2013/12/12TsouetalAstrobiology.pdf
  • http://lcpm10.caltech.edu/pdf/session-5/10_LIFE_LCPM_FINAL.pdf
  • https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/bitstream/a-is/6803/1/SA6000008025.pdf

33 Comentarios

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Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

Aunque debo ser pesimista en que se logre encontrar indicios de vida con esta técnica, y optimista en que si se lograría mucha ciencia, pero bueno, hay que ir, de todas formas no se logra nada mirando a Encelado desde las lejanías

Pedro

Creo que has dado en el clavo. No veo la misión muy complicada tecnológicamente ni con un presupuesto disparatado. Pero sí que es cierto que te la juegas a una única carta: lo que haya en el interior de Encélado. Si sólo se detectara agua y poca cosa más todo el mundo argumentaría que ha sido un fracaso.

Jorge M.G.Jorge M.G.

Con obama y bolden dudo mucho que se vaya a realizar. Ellos han trabajado unidos en recortar las misiones de exploración espacial y por mucho discursito que de ahora obama sobre marte, él siempre ha estado en contra del cohete SLS, si no fuera por el congreso no habria posibilidad de hacer el viaje. Que se deje de tonterías y suba el dinero a la nasa. Dice que se acuerda de pequeño cuando vio la llegada a hawai del Apollo 11,

JxJx

dudo mucho que una misión tripulada a marte se leve a cabo en la década de los treinta, así sea de sobrevuelo,
por el nivel de tecnología y complejidad que ello implica, ademas del asunto dinero,
sino porque investigaciones medicas han arrojado que las partículas de alta energía causan estragos en el cerebro humano como por ejemplo perdida de la memoria (así como en una memoria de computador), lo que puede producir ansiedad.
Aunque si esta confirmado una misión tripulada de sobrevuelo a la Luna en la siguiente década, pero estamos hablando de días, y no de muchos meses como en el caso de marte.
Desde que era pequeño por allá en los ochentas he escuchado lo mismo: llevar al hombre a Marte.

JxJx

después de varios recortes presupuestarios a cargo de la misma Administración que hoy se ufana en rescatar el espíritu emprendedor espacial, fue el congreso y no el ejecutivo quien tuvo que rescatar parte del programa cancelado Constelación y en lo que hoy es el SLS y la Capsula Orion entre otras cosas
pruebas pendientes, retrasos y el hecho de que EEUU tenga la mayor deuda de sus historia (19 Trillones) dejan escépticos a muchos sobre el anuncio de Obama
década de los 30, pisar marte, no lo creo, con voluntad política y un gran esfuerzo tal vez sobrevolara marte con una nave tripulada, y aun así lo veo muy dificil

CharlieCharlie

Aclarar que ese estudio de los rayos cósmicos en el cerebro ha sido realizado sobre ratas! No nos adelantemos.

No podemos comparar la situación de humanos en una nave con cierto blindaje con la de ratas inmunodeprimidas en un laboratorio y a pecho descubierto.

Tampoco es fácil simular la radiación cósmica en laboratorio. Hay mucho que investigar aun sobre el tema de la radiación.

Jorge M.G.Jorge M.G.

Que poco se le ha pegado de ver el programa Apolo. Es mas falso que judas. Con la cantidad de cosas interesantes que hay en el sistema solar y cada vez menos dinero. Fuera Mentiroso ¡¡¡

saludos jorge m.g.

apalankatorapalankator

¿Y no se podrían utilizar paneles solares para abaratar la sonda?
Me parece muy importante saber la complejidad de las moléculas orgánicas de Encélado, aunque no se encuentre vida. Creo que por fuerza se tienen que encontrar moléculas más pesadas que en Chury, al ser Encélado un “laboratorio” más grande, lo que siempre será una gran noticia

Blue_hypergiantBlue_hypergiant

Saturno está demasiado lejos para el empleo de paneles solares, al menos con la tecnología actual.

JxJx

A esa distancia (~1429 millones de kilometros) los Paneles Solares no son suficientes, necesariamente se requiere un RTG.

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, se ha comentado por aquí más veces: la búsqueda de vida en nuestro Sistema Solar sería un magnífico motivo para diseñar un programa de colaboración internacional abaratando costes y haciéndolo más ambicioso en cuanto a instrumentación abordo, por ejemplo.

Da mucha rabia que la capacidad tecnológica a la que hemos llegado no se aproveche al máximo en este tipo de cuestiones cruciales. Estamos enfangados en nuestras rencillas planetarias, desviando recursos para armamento y espionaje mutuo fomentando guerras frías soterradas y “calientes”en una desgracia constante que da que pensar a dónde se dirige el Ser Humano…

MoonwatcherMoonwatcher

Una duda sobre ésta misión. Esos chorros en Encélado deben ser permanente ¿no? Porque sin son tipo géiser intermitentes…. Sería una putada pasar justo cuando no hay agua
Además de que estarían seguros que en 2022 sigan funcionando, claro.

pochimaxpochimax

Precisamente ese era uno de los argumentos de la misión. Y si los géiseres no son permanentes? Habríamos perdido una ventana de exploración fundamental. No nos lo perdonariamos.

U-95U-95

Otra misión más que se ha quedado en el tintero. Entre esto, el tiempo que se tarda en desarrollar una, y lo que se tarda en llegar al objetivo me parece que nos vamos a ir sin ver ni proyectos que se considerarían en comparación con otros más poco ambiciosos.

pochimaxpochimax

Para mí está misión es prioritaria, solo por detrás de Theo. Creo que entra en el presupuesto de una misión New frontiers y no necesita desarrollos tecnológicos relevantes.

Sencillamente, puede hacerse sin mayores problemas, así que debe hacerse.

Jorge M.G.Jorge M.G.

Hola NADIE, no estoy de acuerdo, bolden ha sido siempre muy conservador al pedir dinero y se ha conformado con lo que la casa blanca decía. Ademas en el caso de la misión a Europa siempre se ha mostrado muy laxo y no ha sido decidió y encima cuando el congreso le da mas dinero para la misión el no pone en marcha el proyecto para que sea lanzada en el 2022, que mas pruebas quieres.
Tampoco lucho por el cohete SLS, fue el congreso el que le dio vida al proyecto y el como si nada.

saludos

ErickErick

Se ha descubierto que el grosor de la capa de hielo en algunas zonas de Encelado es de unos 5km ..
¿Se podría enviar un penetrador como el que se estuvo investigando para Europa?

Sin duda una misión vital para todos , ojalá la podamos ver pronto

AstrofanAstrofan

Hola, cuando se habla de sondas ( o de naves tripuladas) siempre salen las cifras de su coste, es lógico, o de su coste previsto, y si se desarrollan, de los sobrecostes y el coste final. Jamás he encontrado el despiece pormenorizado de en que se gastan en esos dolares. Dado que las cantidades son altisimas siempre sentí curiosidad por saber a que va cada dolar de una misión completa a Marte tipo Curiosity o de una mision tripulada de una Orion a la luna y vuelta por poner dos ejemplos. Desde el estudio previo a la declaración de final de misión, por ejemplo. ¿Es posible encontrar esa información? De la misma manera que un estado de partidas para construir un edificio. Imagino que habrá muchas cosas que serán orientativas al principio, pero al final tendrá que saberse a que ha ido cada dolar gastado. Cada dolar de 2000 millones, por ejemplo. :)

DanielDaniel

Estaba pensando lo mismo. ¿Es seguro traer directamente a la Tierra material de Encélado? ¿No podría contener algún organismo potencialmente letal? Creo que sería mucho más sensato analizar las muestras en órbita.

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