Estudiando la habitabilidad de Europa desde su superficie

Después del retorno de muestras de Marte, la prioridad de la comunidad científica es el estudio de Europa, la luna de Júpiter. La NASA tenía previsto lanzar la sonda JEO (Jupiter Europa Orbiter) para investigar este fascinante satélite, pero fue cancelada hace unos años por su alto coste. La comunidad científica no se rindió y en los últimos años ha ideado toda una batería de proyectos más baratos. Por el momento, la propuesta ganadora es Europa Clipper, una versión simplificada de JEO. Lamentablemente, Europa Clipper no ha sido aprobada por la NASA y nada indica que vaya a serlo en un futuro cercano.

¿Vale la pena mandar una sonda a la superficie de Europa? (NASA).

Sin embargo, una de las propuestas que quedó aparcada fue la Europa Lander Mission (ELM), que -como su nombre indica- era una pequeña sonda que tenía previsto aterrizar en la superficie de este satélite. La pregunta es, ¿qué podríamos aprender con esta sonda?¿Sería mucho mejor que un orbitador? En un reciente estudio que ha logrado bastante difusión en la red, la respuesta es afirmativa, aunque con matices. Una misión de superficie podría estudiar de primera mano los tres ingredientes que influyen en la habitabilidad de un mundo: agua, energía y química. En el caso de Europa, una nave de este tipo sería capaz de determinar si de verdad existe un océano de agua líquida bajo la corteza de hielo (al menos bajo la zona de aterrizaje) y estudiar los efectos del calor interno en el manto de agua y la corteza, además de analizar directamente la superficie en busca de sustancias químicas.

Europa Lander Mission (NASA).
Configuración de vuelo de la ELM (NASA).
Agua, energía y química: los tres elementos para estudiar la habitabilidad de Europa (NASA).

Ya sé que muchos se estarán imaginando una sonda dotada de un taladro para perforar la corteza de hielo e investigar el hipotético océano europano con una especie de minisubmarino, pero no, desgraciadamente eso no va a ocurrir. Europa Lander Mission es una sonda con una masa al lanzamiento de apenas siete toneladas y que solamente podrá transportar un puñado de instrumentos. Entonces, ¿cómo saber si existe un océano bajo la corteza? Pues mediante varias técnicas indirectas. Una de ellas consiste en medir la cantidad de sales contenidas en el hielo superficial. Esto puede parecer poco impresionante si lo comparamos con un minisubmarino -y lo es, no nos vamos a engañar-, pero lo cierto es que, junto con las imágenes de alta resolución de la sonda Galileo, esta técnica es la que ha aportado la evidencia más contundente sobre la existencia del océano europano. Además, también resulta de crucial importancia el análisis en profundidad de la cantidad de compuestos de azufre y cloruro de magnesio. Una sonda de superficie permitiría discriminar si las sales ya detectadas provienen del interior de Europa o, por el contrario, son resultado de la contaminación por parte de los volcanes de la vecina luna Ío. Por supuesto, un orbitador también podría analizar la composición desde la órbita, pero una sonda de aterrizaje tendría una resolución muchísimo mayor. Eso sí, a costa de cubrir una fracción infinitesimal de la superficie.

El estudio de las sales en el hielo europano es la prioridad de la misión (Pappalardo et al.).

El estudio de sustancias orgánicas, de existir, sería la siguiente prioridad a la hora de analizar la composición química de la superficie. Lo ideal sería estudiar la composición de la corteza en al menos dos rangos de profundidad diferentes: 0,5-2 cm y 5-10 cm. Un análisis más profundo sería recomendable, pero recordemos que la sonda ELM no puede llevar instrumentos demasiado pesados y complejos. Para analizar el hielo superficial la sonda llevaría un espectrómetro de masas y un espectrómetro de Raman. La nave tendría además una cámara de superficie estereoscópica (de 1024 x 1024 píxeles y con 8 filtros), similar a la Pancam de los rovers marcianos MER, y un microscopio.
Con el fin de complementar los resultados de los espectrómetros, la sonda incorporaría un sismómetro y un magnetómetro. El sismómetro sería capaz de caracterizar el grosor de la corteza estudiando las ondas sísmicas producidas por la actividad interna del satélite, que a su vez es consecuencia directa de las potentes fuerzas de marea a las que está sometida esta luna y que son la fuente de su calor interno (la pega es que no sabemos si la actividad sísmica de Europa es lo suficientemente intensa como para llevar a cabo estas mediciones con la resolución suficiente). Por su parte, el magnetómetro tiene por objetivo estudiar el campo magnético que pueda existir en la superficie del satélite. La intensidad de este campo variará en función del grosor de la corteza y de la conductividad eléctrica del océano (parámetro este último que depende de la composición del mismo).

Modelo teórico del campo magnético en la superficie de Europa en función del espesor de la corteza de hielo y la conductividad del océano (NASA).
El sismómetro permitiría determinar el espesor de la corteza de hielo. Arriba, detección de ondas sísmicas en una corteza de 20 km de espesor. Abajo, para una corteza de 5 km (NASA).

Las zonas de aterrizaje de la sonda ELM estarían fuera del hemisferio opuesto al avance de la dirección orbital, que recibe las dosis más altas de radiación. Y es que Europa, aunque no sufre las dosis letales de radiación de su vecina Ío, también es un ambiente increíblemente hostil para una nave espacial. La misión ELM fue diseñada en su momento para no superar una dosis de 125 krads, algo muy complicado de implementar si tenemos en cuenta que la masa del blindaje debe restarse a la masa útil del vehículo. La región más interesante para un eventual aterrizaje sería Thera Macula, una zona que muestra indicios de actividad geológica reciente y que, de acuerdo con los modelos de ‘corteza fina’, es una de las zonas donde el agua del océano se mezcla con el hielo de la superficie. Si fuese aprobada, ELM despegaría como muy pronto en 2021 y, tras sobrevolar dos veces la Tierra y una vez Venus llegaría a Júpiter en 2026.

Trayectoria de ELM (NASA).
Secuencia de aterrizaje de ELM (NASA).
Zonas potenciales de aterrizaje (NASA).
Thera Macula (NASA).

El análisis del potencial científico de esta sonda es ciertamente interesante, pero la verdad es que no logro comprender la popularidad que ha alcanzado este estudio en los últimos días. Una vez más debemos recalcar que la Europa Lander Mission no cuenta con el apoyo de la mayoría de la comunidad científica, que ha decidido optar por la Europa Clipper. Y, en mi modesta opinión, con buen criterio. Personalmente creo que no tiene sentido mandar una sonda a la superficie a Europa sin antes estudiar en detalle este satélite desde la órbita (bien sea la órbita de Júpiter o, idealmente, la de la propia Europa). Y eso por no hablar del riesgo: una misión de este tipo tendría muchas más papeletas para fracasar comparada con un orbitador, que resulta una opción bastante más segura. La triste realidad es que, a día de hoy, la NASA no tiene planeada ninguna misión para el estudio de Europa y todo indica que no se tomará una decisión en firme hasta 2018, lo que implica que -salvo que ocurra un milagro- no veremos una sonda de la NASA en Europa antes de 2030. Una pena, aunque siempre nos quedará JUICE.

Referencias:



34 Comentarios

    1. No exactamente. Por supuesto que la comunidad científica norteamericana tiene un peso mayor que la de, pongamos por caso, Zimbabwe, pero en las decisiones del Decadal Survey y de la próxima misión a Europa han participado científicos de todos los países, especialmente de Europa -el continente, no la luna 😉 -, que con la sonda JUICE en marcha tienen mucho que decir al respecto.

  1. En principio, soy totalmente contrario a aterrizar en Europa. En Marte ya da igual, porque llevamos enviando allá cachivaches durante 40 años. Pero la probabilidad de que acabemos por contaminar Europa con vida terrestre son demasiado altas como para pasarlas por alto. No sabemos si la esterlización de las sondas es suficiente, hemos comprobado varias veces que muchos “bichitos” sobreviven perfectamente meses de exposición al vacío (y la durísima radiación) del espacio, y dado que a fin de cuentas estamos buscando entornos que vienen a ser habitables para los organismos que conocemos, los terrestres, sería desastroso y horroroso para nuestra florida historia contaminar un planeta y cargarnos la vida local. Dicho sea de paso, el día que vayan a revisar los restos de las sondas y naves sobre la superficie lunar, yo creo que va a haber serias sorpresas.

    1. Miguel, ninguna sonda de todas las que se han enviado podría detectar absolutamente nada. A no ser que se encuentren con un bicho bastante grande, y se mueva lo bastante despacio. A eso me refería, a que estoy seguro que microorganismos terrestres deben estar sobreviviendo aún en los restos de las sondas lunares (no creo que sea probable ese escenario tan querido de la Sci-Fi donde cambian y se vuelven peligrosos). No van a colonizar la Luna, porque no pueden, simplemente se comerán lo que puedan de las sondas y cuando eso acabe se extinguirán. Pero harina de otro costal sería que encontrasen un hábitat donde prosperar. Cosas tan aparentemente inocuas como el canal de Suez han supuesto serios desastres ecológicos (y francamente, Lesseps tenía que saber que conectar dos mares con ecosistemas tan diferentes iba a ser un desastre), que no se hable de ellos no significa que no existan. La experiencia nos indica que incluso cuando intentamos ser cuidadosos somos muy irresponsables, así que el mejor riesgo es el riesgo nulo.

    2. Solo una cosa, bien o mal, si la vida terrestre consigue hacerse de Europa, Marte o cualquier otro lugar allí fuera… pues que prueba más contudente de lo increiblemente fuerte que es la vida!!!. Creo que no hay mal que por bien no venga. Si se contamina otro planeta con vida de aqui por mi esta bien. Si los “europeanos” o los marcianos quieren defender su planeta.. pues que evolucionen!! como lo hicimos nosotros. No podemos quedarnos atras por unos bichitos. SAludos

    3. @Anónimo. La vida -terrestre o extraterrestre- puede colonizar, adaptarse, evolucionar, extinguirse… Pero ¿”contaminar”? Usar ese término, con el sentido que parece que le das tú, suena a juicio moral pseudoecológico, que tiene el mismo rigor científico que los de la Santa Inquisición.

    4. La vida por sí misma, sí. Es decir, siguiendo las leyes ciegas y contingentes de la naturaleza. Pero si responde a una consecuencia de un acto de seres como nosotros, para nada cae en esa categoría, y estamos hablando, exactamente, de juicios morales. Nosotros no tenemos la culpa de que se rompa el Bósforo y el agua salada inunde un mar lacustre. Como es un acto de seres morales, por supuesto que les cabe un juicio moral, y de pseudoecológico nada: contaminar es “degradar el medio ambiente con sustancias perjudiciales”, para la vida de Europa serían sin duda sustancias (o autosistemas organizados) más que perjudiciales. No me explico cómo una persona puede sostener semejante argumento de pata de banco como el tuyo, poco menos que me justificas que matar a una persona de un tiro es lo mismo que que se muera de forma natural.

  2. Estudiar y más estudios a este ritmo nos podemos tirar toda la eternidad estudiando. Daniel sino recuerdo mal Europa fue estudiada en su dia por la Galileo y creo que a parte de esas bellas imagenes que proporciono tambien suministro importantes datos del satelite. ¿Mas datos para que? Ya los tenemos “en mi modesta opinión”. Creo que ley aqui hace tiempo que un orbitador en Europa duraria como mucho entre 6 meses o 1 año un suspiro desde luego, por cierto me imagino que la vida de una sonda en superficie debe ser incluso menor. Para quien quiera verlo en la pagina web del TMT de 30 metros hablan de que podran hacer estudios detallados de la superficie de Europa hasta ponen imagenes de lo que se vera “aunque obviamente más detallados que una sonda en orbita de Europa ni de coña”.

    1. No se puede comparar el tener una sonda orbitando Europa con lo que fueron nada más que una serie de sobrevuelos de esta Luna por parte de la Gaileo, encima con la antena principal inservible, ¿y así ya hemos estudiado Europa todo lo que se puede estudiar? pues estamos apañados…

    2. @Anónimo. Creo que no eres consciente de lo mucho que ignoramos de Europa y del Sistema Solar en general (por no ir más allá). Ni siquiera lo sabemos todo del nuestro propio planeta y llevamos investigándolo desde hace tiempo, “in situ”, y con mejores instrumentos disponibles…

      Cuantos más datos tengamos, mejor será nuestra comprensión de lo que nos rodea, incluso de lo que somos.

  3. Vaya pues que pocas esperanzas. Yo creo que un paseito por Europa no vendría nada mal. Creo que el principal objetivo de la astronomia en el sistema solar debe ser la búsqueda de vida extraterrestre y creo que Europa jnto con Marte son los principales candidatos.

  4. Creo que pasaran entre 30 y 40 años para que una sonda descienda a la superficie de Europa, perfore su carcasa de hielo hasta el oceano liquido(de haberlo), y podamos lanzar un submarino robot para explorarlo. Una parte es por los retos tecnologicos, segundo, la distancia que toma llegar de la Tierra a Júpiter, y tercero, el interes que haya de financiar una misión de gran envergadura.

  5. Ola, pues bien contentos q quedamos con el aterrizaje en Titan y las fotos de aquel entorno… Parece lógico que se intente tambien en Europa porque no se si quedan muchos sitios en nuestro Sistema Solar donde buscar vida…

    1. Como muchas veces se discutio en este blog, los recursos no se transfieren si cancelan el SLS, ese dinero o se asigna al SLS o nada, esta mal pero en la NASA mandan los politicos.

  6. Visto que después de la bonita sonda Ladee la Nasa se olvida “again” de la Luna, o se dedican en exclusiva a Marte… o Europa es lo que les queda.
    Los planetas interiores va a ser que no, y mas allá de Júpiter se les encoge la cartera, por lo tanto ¿ Un pedrusco dando tumbos en el cinturón de asteroides ? Mmm… lo dudo.
    Podrían hacer con las sondas lo propio que SpaceX , es decir esconder a la Nasa detrás de una empresa privada que es lo mas trendy y supercool de ahora.
    Le pasan la pasta a las universidades a cambio de que estas perjuren que son ellas las van a hacerlo (con una ayudita claro…) y ya duermen tranquilos los ultraliberales…

  7. Pregunta de un ignorante ¿con el orbitador se puede ver (via radar o algo así) si algo se mueve bajo la corteza de hielo? quiero decir… ¡que bueno! sería “ver” una familia de euroballenas nadando en el oséano europano”
    ¿Estoy fantaciando mucho?… pero que bueno sería… 🙂

  8. Daniel, una preguntas. ¿Con que frecuencia se dan las ventanas de lanzamiento a Jupiter? Las de Marte son bien conocidas, cada 2.2 años aproximadamente, pero las de Jupiter no lo son tanto, bueno no para mi. Y una pregunta mas relacionada con el tema. ¿Cuanto duran estas ventanas? De antemano, gracias.

  9. Saludos Daniel, coml siempre magnífica entrada. Me gustaría preguntar una cosa…. Podéis tacharme de tonto todo lo que querais pero es una seria duda: Si un cuerpo mas o menos como Júpiter colisionara contra este… ¿La masa combinada de ambos podría desencadenar la temperatura y presión necesaria para comenzar una fusión? Si no es así… ¿Habría alguna forma de inducir reacciones de fusión en Júpiter? Por descabelladas que sean? Estoy escribiendo un libro y me gustaría tener una opción asi para terraformar un sistema solar entero.

    1. No señor, Jupiter necesita aproximadamente 800 veces su propia masa como para que se desencadene la fusión y se convierta en estrella. Así que otro Jupiter no lo ocasionaria. Le recuerdo que existe exo-planetas 10 o 13 veces más grandes que Jupiter y no son estrella. Saludos

    2. Gracias por responder a la que ahora veo que es una pregunta estúpida… Pero… ¿Si en vez de añadir masa a Júpiter se compactara de manera artificial no desencadenaria una fusión? Esa tecnología estaría a años luz de nosotros, pero… ¿Es teóricamente posible? Saludos

  10. Obviamente que mandar una sonda a la superficie de Europa tiene sus riesgos de contaminación terrestre , pero para que mandar más orbitador si ya se obtuvo bastante información desde arriba , ya es hora con sus pro y contras mandar una sonda a la superficie de Europa y in suti de primera mano saber mejor de Europa , los obvia si ésto se concreta no va a ser antes del 2020 ….

  11. Amo tus post, me encantan y leo todo todo lo que publicas, pero tenes el sindrome de desacreditar la fuerza la vida, desde cuando la radiación es un problema para la vida??? La bacteria Thermococcus gammatolerans puede resistir una dosis instantánea de hasta 5000 Gy sin pérdida de viabilidad, y dosis de hasta 30000 Gy .

  12. Coincido totalmente con las prioridades del Decadal Survey. Y creo que la NASA -si pudiera- las iría siguiendo. Pero a la NASA la financia un gobierno que tiene unas prioridades completamente alejadadas de la exploración espacial con fines científicos.

  13. Contaminación bacteriana…un bombazo nuclear le soltaría yo desde un orbitador a Europa para ver que tiene dentro ese huevo cósmico cuando el polvo y los gases se fueran disipando por la bomba. Lo siento por lo que hay debajo, pero necesito saber ya lo que hay dentro del kinder sorpresa.

  14. El problema según mi punto de vista es enfocar la conversasión sobre supuestos que no pasarán en muchos años. Explorar Europa no es una prioridad, dado que USA ya recortó la inversión en los proyectos de NASA. Aparte de eso está MAVEN para identificar el porqué de la desaparición de la atmósfera de marte, está el proyecto de un nuevo rover a Marte para el 2020 y la meta de enviar humanos para el 2030. como ven, hay proyectos para rato.http://wp.me/p3Offz-MU

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 9 agosto, 2013
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar • sondasesp