DAVINCI, una cápsula en Venus

Por Daniel Marín, el 8 febrero, 2017. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar • Venus ✎ 35

En la última selección de sondas del programa Discovery dos de las propuestas perdedoras eran sondas para estudiar Venus, DAVINCI y VERITAS. Sobre VERITAS, una sonda dotada de radar para analizar la superficie de Venus, ya hablamos un poco en su momento, pero no así de DAVINCI, porque no había muchos detalles disponibles. A pesar de que la misión ha sido rechazada, es interesante saber en qué consistía exactamente. Quién sabe, a lo mejor algún día resucita.

La cápsula DAVINCI desciende por la atmósfera de Venus (NASA).
La cápsula DAVINCI desciende por la atmósfera de Venus (NASA).

DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging)  era una propuesta del Centro Goddard de la NASA para enviar una cápsula que descendiese a través de la atmósfera de Venus durante una hora. Lo primero que se nos pasa por la cabeza es qué puede aportar una sonda de este tipo que no hayan hecho en su momento las numerosas sondas soviéticas Venera o las cuatro sondas atmosféricas que llevaba la sonda Pioneer Venus de la NASA lanzada en 1978. La respuesta es que DAVINCI debía analizar la atmósfera venusiana con una precisión sin precedentes, poniendo énfasis especialmente en los gases nobles y en los distintos isótopos de la atmósfera.

¿Por qué? Pues porque la cantidad de xenón y kriptón, así como la abundancia relativa de argón y oxígeno nos permitiría saber de dónde viene la atmósfera de Venus, esto es, si se formó a partir de la misma mezcla de ingredientes en la nebulosa protoplanetaria que la Tierra y hasta qué punto los cometas y asteroides aportaron materiales volátiles al Venus primigenio. Aunque el kriptón ha sido previamente medido por otras misiones, DAVINCI debía ser la primera en detectar xenón en Venus. El análisis de este gas, junto a la proporción de deuterio con respecto al hidrógeno y la del nitrógeno-15 con respecto al nitrógeno-14 serían de gran ayuda para refinar los modelos que explican cómo Venus perdió la mayor parte del agua que tenía en su origen (¿fue Venus un mundo habitable al principio del sistema solar?). DAVINCI también hubiera sido la primera sonda en medir los gases traza a menos de doce kilómetros de altura.

Diseño de la sonda DAVINCI (NASA).
Diseño de la sonda DAVINCI (NASA).

Para ello DAVINCI debía contar con cuatro instrumentos. Los principales serían dos espectrómetros, VMS (Venus Mass Spectrometer, del Centro Goddard) y VTLS (Venus Tunable Laser Spectrometer, del JPL), que usarían la tecnología del instrumento SAM a bordo del rover marciano Curiosity para determinar la composición atmosférica. El siguiente sería VASI (Venus Atmospheric Structure Investigation), encargado de determinar las condiciones meteorológicas durante el descenso para dotar de contexto a los datos de los espectrómetros. Pero sin duda el instrumento más llamativo hubiera sido la cámara VenDI (Venus Descent Imager), desarrollada por Malin Space Science Systems a partir de la tecnología de las cámaras MARDI y Mastcam de Curiosity. VenDI tenía que grabar por primera vez el descenso de una sonda a través de la atmósfera de Venus de forma similar a la de la misión Huygens en Titán. Aunque la sonda no fue diseñada para sobrevivir largo tiempo en la superficie, habría obtenido bellas imágenes de la zona de aterrizaje durante el descenso. Las vistas de la superficie de Venus por encima y por debajo de su capa nubosa permanente habrían sido simplemente espectaculares.

Captura de pantalla 2014-07-22 a la(s) 23.49.17
La superficie de Venus vista por la Venera 9 en 1975 (procesada por Ted Stryk).
Etapas del descenso de DAVINCI (NASA).
Etapas del descenso de DAVINCI (NASA).

El diseño de DAVINCI consistía en una esfera con los instrumentos que debía descender mediante paracaídas por la atmósfera de Venus. Tanto la forma de la sonda como la del escudo térmico recuerdan a la de las sondas Pioneer Venus. Obviamente, no es casualidad, ya que se trataba de una forma de reducir el coste y el tiempo de desarrollo de la misión. Otra ventaja de esta propuesta habría sido su corto tiempo de vuelo, cortesía de la cercanía de Venus. Efectivamente, DAVINCI habría despegado en noviembre de 2021 y habría llegado a su destino en noviembre de 2023 (la relativa larga duración del vuelo es debido al empleo de una trayectoria óptima). Los datos se enviarían a la Tierra a través de la sonda portadora de la cápsula, que no necesitaría entrar en órbita de Venus debido a la corta duración de la misión. El resto de detalles técnicos de la misión no son públicos (la NASA, como la ESA, no ofrece muchos datos detallados de las propuestas no elegidas), así que no sabemos hasta qué punto DAVINCI era una misión arriesgada tecnológicamente.

La cápsula DAVINCI en su escudo térmico (NASA).
La cápsula DAVINCI en su escudo térmico (NASA).
Cápsula DAVINCI (NASA).
Cápsula DAVINCI (NASA).
Sonda Pioneer Venus principal (NASA).
Sonda Pioneer Venus principal de 1978 (NASA).

Es difícil justificar una misión que analice la atmósfera de Venus durante solo una hora, pero lo cierto es que incluso con esta modesta sonda nuestro conocimiento del planeta vecino habría aumentado enormemente. Para aquellos que pensamos que Venus debe ser una prioridad, nos toca consolarnos con los futuros planes chinos, la propuesta VISE de la NASA o la sonda rusa Venera D. Confiemos en que alguna salga adelante.

Captura de pantalla 2014-07-22 a la(s) 23.48.56
La superficie vista por la Venera 10 (Ted Stryk).

Referencias:

  • http://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/1560.pdf
  • http://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/2566.pdf


35 Comentarios

    1. Los chicos del NIAC (NASA) también. Están en eso…

      Venus Interior Probe Using In-situ Power and Propulsion
      https://www.nasa.gov/feature/venus-interior-probe-using-in-situ-power-and-propulsion-vip-inspr

      Atmospheric Breathing Electric Thruster for Planetary Exploration
      https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/hohman_atmospheric_breathing.html

      Solid State Aircraft
      http://www.niac.usra.edu/studies/836Colozza.html
      https://www.youtube.com/watch?v=4g3JqUG_u30

  1. Pues yo sigo empeñado que hasta que no vayamos a Encelado, Titan con submarino, o Europa, todas las otras misiones a sitios relativamente “conocidos” son secundarios…sigo pensando que debemos buscar la vida donde más opciones hay….si encontráramos algo revolucionaría nuestra forma de ver el cosmos…

    s2

    1. Qué tal Erick? Hoy no coincidimos. Creo que Venus y su atmósfera requieren más atención. Es el planeta más parecido en tamaño al nuestro y hay quien dice que su presente es nuestro futuro. A parte, esa atmósfera puede contener algunas respuestas a preguntas importantes como saber si llegó a haber oceános o si queda vida en forma de extremófilos. Y está relativamente cerca. Creo que no se hace justicia con sus potencialidades científicas y es una pena que la misión DAVINCI vaya a parar al cubo de la basura. Lástima que para que salgan adelante unos proyectos (como los que nombras que son muy interesantes) tengamos que descartar otros cuando vemos que se siguen gastando ingentes cantidades de dinero en esfuerzo militar de “unos contra otros” en vez de colaborar entre todos, sobre todo teniendo ya tecnología para conseguir grandes logros.

      PD. Personalmente, agradezco que Daniel no se olvide de Venus en sus artículos.

      Un saludo!

      1. Estoy de acuerdo. Entender un poco más a Venus puede cambiar radicalmente nuestras nociones de “habitabilidad”.

        Por ejemplo, esto…
        https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/nasa-climate-modeling-suggests-venus-may-have-been-habitable

        …más esto otro…
        https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/electric-wind-can-strip-earth-like-planets-of-oceans-atmospheres

        …significan pésimas noticias para muchos candidatos a exoplaneta potencialmente habitable… incluido Próxima b:
        https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-finds-planets-of-red-dwarf-stars-may-face-oxygen-loss-in-habitable-zones

        ¿A que la ya de por sí “controversial” iniciativa Breakthrough Starshot ahora luce más pirada que nunca? 🙂

    2. Estoy casi de acuerdo contigo. Primero analicemos bien in situ los géiseres de Encélado y a la próxima New Frontiers que la manden a Venus. Venus puede esperar 3 ó 4 años más, Encélado no.

      En cambio el submarino de Titan o Europa ya no lo veo con un presupuesto de mil millones; ese tipo de sondas juegan en la Champions League, no en la liga regular.

    3. No parece importarles a los responsables de asignar presupuesto cuan prioritario sea tal o cual misión. Así que habrá que renunciar a muchas. La cuestión es a cuáles sí y cuáles no.
      Mi opinión es concentrar los menguantes recursos disponibles en MENOS misiones, pero más completas. ¿Por qué? Porque es más fácil interesar al gran público por una misión si es la primera vez que se hace. (Recordemos lo que pasó con las misiones tripuladas a la luna o ahora con la nave Juno). Y si al público le interesa los políticos son más propensos a otorgar presupuesto. Soy pues de la idea de no “quemar” destinos como Europa o Titán con misiones tipo Discovery .

  2. Aunque es una propuesta arriesgada, yo echo de menos un estudio de la posibilidad (remota) de existencia de vida en la atmósfera venusiana.

    Eso y globos de larga duración. A unos 20 km de altura las condiciones de temperatura no son muy extremas (300 K, 22 atm) y, al estar por debajo de la capa de nubes, las imágenes que obtendrían de la superficie serían espectaculares.

    En fin, otro día será. Saludos.

  3. Buenas tardes,

    Hace poco tiempo, en un post de Daniel en este blog puso que ir a Venus era muy costoso energéticamente, así como a Mercurio o al Sol. Este concepto me cuesta mucho de asimilar sin más explicación. Quiero decir, si el Sol tiene tal fuerza de atracción, ir hacia él debería ser más fácil, ¿no? Sé que tiene que tener una fácil explicación, pero no se la encuentro.

    Y por otro lado, ¿dónde se pueden consultar las fechas de las misiones de SpaceX? En su web encuentro las misisones hechas y las por hacer, pero no las fechas. Y creo que en breve tienen un par de despegues (es que estoy esperando a que reutilicen una etapa, y creo que era con algún satélite SES pronto, no?)

    Gracias y un saludo

    1. Antes de nada agradecer este magnífico blog, de verdad Daniel, muchas gracias.
      Intentaré responder a tu pregunta Jesús. Ir a Venus es muy costoso energéticamente no por el hecho de ir allí, sino porque lo que realmente cuesta es frenar esa atracción del Sol para entrar en órbita venusiana y no pasar de largo.
      Espero haber ayudado. Un saludo.

    2. Hace poco tiempo, en un post de Daniel en este blog puso que ir a Venus era muy costoso energéticamente, así como a Mercurio o al Sol. Este concepto me cuesta mucho de asimilar sin más explicación. Quiero decir, si el Sol tiene tal fuerza de atracción, ir hacia él debería ser más fácil, ¿no? Sé que tiene que tener una fácil explicación, pero no se la encuentro.

      La respuesta se llama Delta-V.

      En resumen, para ir hacia el Sol tienes que frenar. Al contrario que en la Tierra, donde tienes frenos, en el espacio tienes que frenar con motores y estos gastan combustible. Da igual si “subes” o si “bajas”, el coste energético para ir de una órbita A a una B es el mismo que el ir de B a A.

      De igual modo que te costaría “subir” desde el Sol cuanto más cerca te encuentres de este, también te costará “bajar” hacia el Sol, más cuanto más cerca te encuentres de él.

      Este gráfico tal vez te sea de utilidad. Saludos

      http://physics.stackexchange.com/questions/31948/is-there-a-map-of-the-interplanetary-transport-network

      1. No lo acabo de entender. La velocidad orbital de Venus (35 km/s) y de La Tierra (30 Km/s) suponen un Delta-V pequeño y fácil de salvar una vez lejos de la gravedad terrestre y “dejádose caer” hacia el Sol.

        Las sondas Venera soviéticas lo hacían en poco más de 4 meses con la órbita de transferencia correcta. Sin embargo Daniel habla que en esta ocasión tardaría 2 años!! ¿Cómo es posible? Si a eso añadimos que hemos mejorado el aerofrenado desde los años ’70 una barbaridad, hay algo que no me cuadra…

        En todo caso me parece necesario saber todo lo posible de nuestro planeta gemelo.

        Saludos de un usuario torpe del Orbiter desde casi sus comienzos.

        1. Desde mi limitado conocimiento, son dos cosas distintas. El artículo habla de trayectoria óptima (para el menor uso posible de combustible, mayor carga útil, menor coste de la misión…) De ahí tanto tiempo en llegar. Puedes bajar directamente al pozo o encontrarte con Venus después de una larga espiral. Sobre el aerofrenado, me da que cuanto mayor es el planeta, más acusado es el gradiente de presión atmosférica respecto a la altura y más difícil se hace practicar el aerofrenado, más en atmósferas tan densas (solo vaga suposición).

          1. Si, conozco los problemas de ir a Mercurio, pero estamos hablando de Venus. En primer lugar Mercurio tiene una atmósfera muy pequeña (la tiene) pero insuficiente para técnicas de aerofrenado. Además se complica con los efectos marea-gravitatorios del propio Sol, lo que hace muy difícil la “caida” incluso usando propulsores químicos como es el caso de la sonda Messenger que lo logró después de varias asistencias orbitales. (gravitacionales)

            Pero estamos hablando de Venus, con otras características. Por lo que mi pregunta sigue en pie ¿Los soviéticos lo hicieron con los Venera en poco más de 4 meses, en 1975? ¿Y ahora no somos capaces? No puede ser, y en mi opinión Venus tiene muchas cosas que explicar, quizás tantas como Marte, y aparentemente más sencillas económicamente. lo mismo me da un globo, un dron, una cápsula de aterrizaje… es de lejos el lugar más cercano y fácil de llegar en múltiples maneras e imaginando misiones donde haya experimentos en superficie, flotando en la atmósfera, orbitando…. todo en uno y a muy poco precio.

            Saludos.

          2. Detecto varios errores de concepto en toda este intercambio de comentarios.
            Primero: para ir a Venus hay que frenar, las sondas en orbita terrestren suman/restan a la velocidad orbital terrestre sus 8,8 Km/s propios y como tienen que disminuir su velocidad para caer hacia Venus la maniobra es retrógrada nada tiene que ver la diferencia de 5 Km/s entre ambos planetas.
            Segundo: una atmósfera densa es mejor para el descenso, las naves rusas Venera-9 en adelante solo llevaban un disco de franado, no paracaidas.
            Tercero:ahora se prefiere apurar la masa de las sondas usando cohetes menos potentes que antes (Proton , Titan-3) sin problemas de tiempo de llegada-la electrónica es mucho mas fiable ahora- por lo que se lanzan en trayectorias en que la asistencia por gravedad ahorre peso de combustible.

          3. En cuanto a las Venera, no es así. Todas las Venera y VeGa usaron paracaídas. Eso sí, las últimas empleaban solamente dos paracaídas en vez de cinco como las iniciales. El disco de frenado/estabilizador se usaba solo en el descenso final.

      1. El paracaidas al que me referia uno de uso “clásico” es decir de frenado final, es cierto que llevaban un paracaidas de frenado y descenso, hasta unos 50 Km de altura pero a esa altura se separaba.Sin ellos no hubiera soportado una carga dinámica de frenado a esa altura.
        La sonda pequeña “Day Probe” del Pioneer Venus no llevaba paracaidas de ningun tipo, aterrizó en Venus y transmitió datos durante algo mas de una hora.

  4. El diseño de la sonda recuerda bastante al de la Huygens. Por otro lado, las vistas serían impresionantes si es verdad que la atmósfera de Venus es tan densa que refracta la luz de tal manera que el horizonte parece levantarse alrededor del observador, como si se estuviera en una cuenca, aunque no se aprecie en las fotos de las Venera.

  5. Yo propongo que se vaya a Venus con la estación espacial internacional hacia 2024, perdonad la aberración, pero seria tecnicamente posible empujarla hasta la orbita de Venus?

    1. Michael Bay (Armageddon) y Christopher Nolan (Interstellar) te dirían que… si es posible acoplarse a una estación Mir que gira como loca, o a una nave/estación ídem en plena entrada atmosférica… entonces TODO es posible 🙂

      PD: y Alfonso Cuarón (Gravity) no les discutiría…

  6. ¿Cual era la motivación de usar un paracaídas en vez de un globo? La pieza que no me encaja en DAVINCI es el escaso tiempo para realizar su misión, 1 hora. Creo que sustituyendo el paracaídas por un globo que resistiese al menos 1 día se hubiesen multiplicado sus posibilidades de salir adelante por un coste en masa similar.

    Otros globos mas avanzados que servirían para cualquier misión al planeta-infierno (incluso con breves períodos en la superfície):
    http://www.gaerospace.com/space-exploration/planetary-balloons/venus-high-altitude-balloon/

    1. La razón de no usar globos es que se quería analizar la composición de todo el perfil de la atmósfera en un punto del planeta, no solo de las capas superiores. En propuestas más complejas como VISE sí que se contempla el uso de globos.

    1. Bueno, no lo digo yo solo, lo dice la comunidad científica. Básicamente porque para entender cómo se formó la Tierra y, de paso, si los mundos como el nuestro son comunes en la Galaxia, hay que saber qué le pasó a Venus para que sea tan distinto en la actualidad.

  7. Me da la impresión, que ahora los comentarios son muy flojos y cuestionan lo que se divulga, a mi me parece superinteresante porque aprendo algo. Pero veo que de los 1ºs artículos hsta los de ahora hay muchas rivalidades…….espero que pase pronto porque esto no se paga con dinero sino con voluntad y sabiduría y si se pierde nos quedamos solos en el espacio interior como Podemos..

    1. No es rivalidad, es espíritu crítico. En ciencia no hay certezas definitivas, la última palabra jamás está dicha, todo es susceptible de ser cuestionado. Eso por un lado.

      Y por otro lado, no menor, es entusiasmo incontenible, es ganas de explorar las diferentes facetas e implicaciones de una noticia, es que… ¡somos espaciotrastornados! 🙂

      Eureka es un faro de divulgación y libre opinión. No te dejes engañar por el aparente caos de algunas conversaciones, siempre hay un hilo aunque a veces sea difícil seguirlo.

      Incluso cuando los ánimos se caldean debido un choque de opiniones irreconciliables verás muy pocos insultos por aquí. Esta comunidad puede sentirse orgullosa de mantener un nivel de discusión muy civilizado.

      Las preguntas, las respuestas, las opiniones, las bromas, los debates… todo es parte de la diversión, o sea, del aprendizaje.

      NAUKAS: ciencia, escepticismo y humor.
      😉

  8. Bueno, es que me parece muy serio tanto trabajo para que nos interesemos por noticias divulgativas que de otra forma tendría que resultarme muy dificil y no me gusta si parecen fltas de respeto. O de reconocimiento en este Blog que leo y no suelo comentar, Es bueno el buenhumor y es bueno tener opiniones contrarias pero faltas de respeto, no, Interesante tu opinión sobre que un debate es parte de una diversión para aprender más pero cuidadin con la fina linea roja que se puede pasar. Y a estas alturas no se debe poner en duda y contradición querer ser Errejón, que como diría Boris es una monada o entre Iglesias que toma otra actitud y les irá mal a los dos. Ah y no soy Susanita con ese flequillo ondulado que se deja querer por Zapatero contra Pedro , eso ya…….Pues eso caro amigo Ciencia, escepticismo y responsabilidad todo si es posible con humor….:)

    1. Sí, no todo el mundo tiene claro el límite entre libertad y libertinaje. A veces hay comentarios subidos de tono o totalmente desubicados, es inevitable. Pero son los menos.

      Inevitable también es que a veces los comentarios derivan hacia la politiquería (que no política), y éstos ya son más numerosos que los anteriores. Con no leerlos asunto solucionado, bien fácil, a mí siempre me funciona 🙂

      Por contra, los comentarios mayormente coherentes con el espíritu de este blog son legión. Y eso de por sí constituye un reconocimiento implícito a la monumental tarea divulgativa de Daniel. Los agradecimientos explícitos tampoco son pocos, y si no hay más es porque llega un punto en que a uno le parece que ya está siendo latoso con tanta alabanza 🙂

      Saludos.

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Por Daniel Marín, publicado el 8 febrero, 2017
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