La NASA quiere lanzar una misión de bajo coste a Europa… pero, ¿cómo?

Europa, la luna de Júpiter, está pidiendo a gritos una misión espacial. Este pequeño mundo es, junto a Marte, uno de los lugares del Sistema Solar más fascinantes gracias a que posee un hipotético océano bajo la corteza exterior de hielo. La NASA quiere ahora aprobar una misión de bajo coste a Europa con un precio inferior a los mil millones de dólares. ¿Puede hacerse? Nadie lo sabe. El caso es que la agencia espacial lleva tres décadas proponiendo misiones a Europa, pero ninguna ha salido adelante. ¿Por qué? Pues principalmente por falta de presupuesto y visión política, pero también por culpa de diversos motivos técnicos.

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Los recientemente géiseres de agua en Europa podrían, de confirmarse, permitir una misión de bajo coste (NASA).

Y es que viajar a Europa es difícil. Primero tenemos que alcanzar Júpiter, lo que en sí mismo no es moco de pavo con la flota de lanzadores que tenemos hoy en día. Si la sonda tiene una masa muy elevada, necesitaremos maniobras de asistencia gravitatoria para llegar al gigante gaseoso, maniobras que pueden alargar el viaje hasta casi cinco años. Segundo deberemos entrar en órbita de Júpiter, obviamente, lo que implica que parte de la masa útil de la sonda deberá consistir en combustible para esta maniobra sí o sí (en teoría se podría usar una maniobra de aerocaptura como la nave Alexéi Leónov de la novela 2010, pero la tecnología no está madura).

Tercero, tenemos el espinoso asunto de radiación. Aunque las dosis de radiación en las inmediaciones de Europa son muy inferiores a las que existen cerca de Ío, los niveles siguen siendo mortales de necesidad para la electrónica de una nave. Podemos blindar la sonda, pero claro, volvemos a encontrarnos con el problema de la masa. Por lo tanto, una misión a Europa solamente podría funcionar durante unos pocos meses cerca de este satélite antes de fallar irremisiblemente. Y, por último, si lo que queremos es estudiar en detalle Europa necesitamos entrar en órbita alrededor de esta luna, sacrificando más masa útil en forma de combustible.

Como resultado de todos estos impedimentos, una sonda a Europa como Carl Sagan manda debería tener un precio cercano a los tres mil millones de dólares. O sea, una misión de tipo Flagship -las más caras- según la clasificación de la NASA. De hecho, la propuesta JEO (Jupiter Europa Orbiter) de hace un lustro se acercaba a los cuatro mil millones (!). Pero el caso es que no hay dinero. Las sucesivas administraciones en la Casa Blanca se han pasado la pelota unas a otras para evitar tener que tomar una decisión sobre esta misión, pero la comunidad científica internacional ha sido tajante: Europa debe ser explorada.

Como fruto del consenso entre la NASA y la comunidad científica hace dos años se propuso la misión Europa Clipper. Con un coste estimado de 2100 millones de dólares, Europa Clipper estudiaría esta enigmática luna realizando 45 sobrevuelos cercanos. Efectivamente, para rebajar el precio de la factura, Europa Clipper no se pondrá en órbita alrededor de Europa, un sacrificio que la comunidad científica está dispuesta a hacer para ver esta misión hecha realidad. Y no, las reservas de plutonio 238 no son un problema para una misión a Europa. Hace tiempo que la NASA guarda Pu-238 de sobra para una misión de este tipo e incluso se ha estudiado la posibilidad de dotar a Europa Clipper con paneles solares por si hiciera falta.

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Diseño actual de Europa Clipper. Este cacharro no se puede lanzar con mil millones de dólares (NASA/JPL).

Y aquí estábamos esperando que la NASA aprobase de una vez por todas la misión Europa Clipper cuando, de repente, el administrador de la NASA Charlie Bolden ha dado el campanazo. En una reciente discusión pública sobre el presupuesto de la NASA de 2015, Bolden ha asegurado que una misión a Europa no debería superar los mil millones de dólares. Las caras de incredulidad entre los científicos han sido la constante desde entonces. De confirmarse, esta cifra tira por la borda el diseño de Europa Clipper. Una misión de mil millones de dólares debería ser por fuerza una sonda de tipo New Frontiers, más simple y barata. Estas recientes declaraciones de Bolden confirman los peores rumores que surgieron en diciembre del año pasado cuando anunció con la boca pequeña que la NASA no contemplaba la aprobación de ninguna misión Flagshio adicional en los próximos años.

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Versión de Europa Clipper con paneles solares (NASA/JPL).

La pregunta del millón (o de los mil millones en este caso) es si puede hacerse. La misión Juno a Júpiter ha salido por unos 1100 millones de dólares, así que uno podría pensar que sí, que es posible. Evidentemente, técnicamente es factible, pero no basta con enviar un cacharro cualquiera a Europa. La sonda debe poseer instrumentos avanzados para explorarla, lo que aumenta su masa útil y su precio. Juno es una sonda tan barata gracias a que su instrumentación es increíblemente escasa y simple y porque además evita las mayores dosis de radiación gracias al empleo de órbitas polares, características que no pueden aplicarse a una misión a Europa.

Una opción sería mandar una sonda que se limite a explorar de primera mano los géiseres de agua recientemente descubiertos en Europa. Si se confirma su existencia, estos chorros serían un atajo para analizar el océano interior de la Luna de forma similar a la propuesta JET para la exploración de Encélado. Puesto que JET es una misión de tipo Discovery -aún más barata- está claro que se podría adaptar sin problemas para Europa. Naturalmente, el problema es que debemos confirmar la presencia de estos géiseres antes de diseñar nada.

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Propuesta de sonda JET de bajo coste para el estudio de los géiseres de Encélado (NASA/JPL).

De aprobarse la propuesta de Bolden, el presupuesto de la NASA para 2015 reservará 15 millones de dólares para iniciar los estudios de esta nueva misión, que despegaría a mediados de la próxima década. Puede parecer poco y tarde, y lo es, pero no olvidemos que sería la primera vez que la administración Obama aprobase formalmente una sonda a Europa (Europa Clipper sólo se ha financiado a nivel de estudio conceptual).

Otra cuestión más profunda es si estamos seguros de que queremos hacer esto. ¿De verdad queremos malgastar la única oportunidad que va a tener nuestra generación de explorar detalladamente Europa en una sonda de bajo coste que dejará muchas preguntas sin responder? Al menos siempre nos quedará JUICE.

Referencias:

 



47 Comentarios

  1. y digo yo, cada cuerpo celestial tiene sus caracteristicas especiales, pero y creo que es quizas estoy siendo un poco inocente en mi planteamiento, pero ¿no seria mas economico fabricar una sonda modular “en masa” con suites de instrumentos estandard, y espacio modular para instrumentacion especifica?
    algo tipo “bus Voyager” pero en moderno

  2. Lo que no me queda claro es el porque de gastar combustible para entrar en órbita de Júpiter. ¿No se podría utilizar una órbita de trasferencia con el afelio en Júpiter, y que la própia gravedad del palneta capturara la nave?

        1. Es un organismo gubernamental, ***no*** puede. Si quisieras hacer con él un trapo, bastaría orquestar “donaciones” falsas (ya ves que no es nada difícil) y dirigir la política de cualquier agencia gubernamental por este procedimiento. Es de política elemental. La solución es bien simple:

          a) el propio Gates puede pagarla él, y contratarlo todo. No necesita donar nada.

          b) mejor aún, subimos los impuestos de toda esta clase parásita que está hundiendo a Occidente, y con las arcas llenas la NASA ya no tiene ningún problema para financiar lo que le dé la gana al Congreso de los EEUU.

    1. Bueno, una donación pura y dura sería imposible, pero algo del estilo de lo que quería hacer Denis Tito con Inspiration Mars supongo que no sería un problema (aunque siendo menos rácano que Tito, que sólo quería poner el 20 % o así).

  3. Ey Daniel, otro artículo para hoy. Madre mía, eres una máquina.

    Una misión a Europa es apasionante, aunque haya poco dinero, la necesitamos sí o sí; prefiero tener esta misión y prescindir de un póster de las orillas de los lagos de Titán jajaja -y es que Júpiter son palabras mayores, lo siento por Saturno-. De todas formas, espero que recapaciten y pueda ver ambas misiones.

    He recordado, por cierto, lo de los geiseres de Europa y he mirado la altura del sobrevuelo de JUNO. Era de perogrullo que no fuera tan cercano (400 km frente a los 200 de altura de los geiseres), que encima a esas velocidades poco se podría estudiar incluso cruzando el mismo geiser.
    Pero merecerá la pena esperar 15 años, no me cabe la menor duda.

    La verdad es que la comunidad científica internacional lo tendría más claro para hacer algo conjunto entre la NASA y la ESA; ya les vale que no haya cierta complementación de misiones. Pero yo soy de tu oponión, algo es algo, mejor esto que nada.

    Un saludo, nos vemos en Europa Low Cost.

  4. ¿No podría organizaciones como la Sociedad Planetaria costear parte de la misión poniendo ellos los instrumentos científicos? Tengo entendido que el malogrado Mars Polar Lander llevaba un micrófono el cual pensaban grabar los sonidos de Marte.

      1. Es que 15 millones de dólares… joder con el estudio preliminar. Que lo único que van a hacer es nada, cobrar empresitas por hacer power-points.
        Así va todo.

  5. Presiento que lo que quiere aplicar Bolden es el mantra de NASA en los años 90: Rapido, Barato, y Mejor. Dicho Mantra por poco termina con NASA. No creo que ha estas alturas se puedan tener las tres palabras al mismo tiempo.

    1. Hombre, Bolden ni pincha ni corta en temas de dinero (o muy poco), los que mandan son la Casa Blanca y sobre todo el Congreso. La financiación de la NASA es una locura, por su inestabilidad. Cambia cada año de forma bastante imprevisible. En mi opinión, se debería pasar de un sistema anual a uno quinquenal o cuatrianual.

  6. Yo pienso que si está la posibilidad, se aproveche. Lo perfecto es enemigo de lo bueno. Afortunadamente, ya tenemos JUICE y si esta sonda de bajo costo es complementaria a los estudios que haga la ESA bienvenida sea. Ya nuestros hijos o nietos tendrán la oportunidad de ver lo que nosotros no.
    Creo que una buena forma de incentivar proyectos mas complejos a Europa, es continuar su estudio al menos con sondas mas baratas.
    Excelente post! Saludos!!!

  7. Una duda relacionada con el Hardware de las sondas:
    ¿Cuánto blindaje tendríamos que añadir para poder usar electrónica común, potente y barata, en vez de componentes resistentes a radiación como los de Curiosity? ¿Demasiado?

    1. BUFF, pues la electrónica común, que tampoco serviría para este caso, porque se diseñageneralmente con una osolescencia programada de entre 2 y 4 años, tiempo insuficiente para llegar, salvo que usemos mucha más masa y si ya la vamos a aumentar con el blindaje, nos podemos olvidar directamente.

      Pero, volviendo a tu pregunta. Bien, la electrónica común, si la construimos sin obsolescencia programada (que se puede y además saldría por el mismo precio o menos, es una paradoja de nuestros días…) no tiene ningúna resistencia a la radiación. Ninguna, ergo la sonda, debería proveer a la electrónica las mismas condiciones que esta tendría en la tierra. No he encontrado el dato de cuanta radiación tendría que aguantar, lo más cerca que he estado es este dato “más de 100 millones de radiografías dentales de rayos X.” de nuestros amigos de “sondas espaciales”. Así que haciendo un montón de cálculos, me ha salido que necesitaríamos aproximadamente, una centésima parte de las protecciones de un reactor nuclear, que son miles de toneladas, así que NO, mejor no usar electrónica común.

      He hecho cálculos muy de servilleta y además no he tenido en cuenta los diferentes tipos de radiaciones que hay y que son peores en cuanto a penetración que la supuesta. Aun así, la verdad es que el resultado me ha sorprendido bastante… hacían falta decenas de toneladas solo para el blindaje, luego combustible y electrónica, igual el SLS podría, pero no creo.

      1. …si la electrónica común tiene un período de duración máximo establecido tan breve, pues no sé que clase de suerte tuve con mi pc, que tiene unos doce años y sigue tirando como un barreiros… lento, pero seguro. 😉
        Según tengo entendido, toda la electrónica tiene cierto grado de protección a las radiaciones (si no fuese así, no podríamos tener ni el más humilde de los teléfonos móviles).

        1. A ver, yo también tengo un sobremesa que dura ya 11 años, no toda la electrónica y no todos los componentes electrónicos de un mismo aparato se construyen con obsolescencia programada, en general los dispositivos tienen componentes con una vida útil determinada para promover el consumo de nuevos dispositivos… y si no, se actualiza el SW para aumentar la probabilidad de que determinado componente del dispositivo falle. Esto es un poco sibilino (excepto en el caso de los fabricantes de impresoras que ponen un chip para limitar la vida útil). Pero gracias a dios no tenemos por qué llevar una impresora a Europa.

          Vipondiu había hablado de electrónica “común, potente y barata“. Por qué crees que te piden apagar los terminales cuando pasas por el lector de rayos x de los aeropuertos. La gente no lo hace y unos cuantos se han llevado la sorpresa de que “UY! mi móvil hace cosas raras desde que me fui a nose donde”. Ese es más o menos el humbral en que nos movemos…

    2. Los chips antirradiación no son tan caros. Valen mucho menos que el blindaje y el combustible necesarios para un chip normal. Daniel tiene por ahí un post sobre los modelos más usados.

      1. Si, lo leí en su día pero no he podido encontrarlo.
        De todas formas gracias, duda resuelta. 😉

        PD: Por cierto si la electrónica común solo sobreviviría con niveles de radiación similares a la de la superfície de la Tierra; las toneladas de blindaje que deberíamos poner a una nave tripulada serían del mismo nivel, no? (sin contar que una nave tripulada contaría de por sí con toneladas de agua y seguramente combustible que pueden usarse además como blindaje, si bien también se tendría que proteger muchísimo más volumen que en el caso de la sonda)

  8. En mi humilde opinión con la flota de lanzadores actual, de 25 toneladas máximo, habría que replantearse el enfoque EOR (Earth Orbit Rendez-vous) de los años 60 para el programa Apollo, en que se lanzaba la carga en un cohete y una etapa superior en otro, para encajarse en LEO y montar un cohete cuya “rampa” ya viaja a 8Km/s. Si no tienes un cohete lo suficientemente grande, en vez de hacer más ligera la sonda, lanza otro cohete cuya etapa superior la impulsará.
    Para misiones Flagship, donde se invierten millones y millones para bajar los pesos unos pocos gramos, el coste de otro lanzamiento adicional sería insignificante y las sondas tendrían un coste más…mundano.
    En este caso; entiendo que ponerse en órbita en Europa cuesta 25 Km/s de Delta-v (http://i.imgur.com/SqdzxzF.png, corregidme si me equivoco). Impulsando la carga desde LEO, le quitas el 40% de Delta-V al viaje, y eso es casi la mitad…
    O eso o un Saturno 5/Energia, y de esa clase no vamos a ver uno en muchos años….

    1. no sera mas caro 2 cohetes? o al menos que lo lanzen en el Zenit, que es lo mas barato que hay por aquí, o el Falcon en algunos años más cuando cumpla su promesa de bajar costes.

      1. ¿Que % representa el coste del lanzador para una sonda tipo flagship? el 10% a lo sumo, el principal coste es el desarrollo del proyecto, que es un desafío tecnológico de 1er orden por las tremendas restricciones de peso. Otro lanzador adicional para cada misión Flagship (por ejemplo el Webb ya va a por los 10.000.000.000$) no es nada en comparación

    2. El ensamblaje en órbita añade complejidad a la misión y por tanto posibilidades de fallo. Los ingenieros siempre prefieren mandarlo todo de una pieza.

  9. Pues respuesta rápida: si quieren rápido, barato y chachi, que se la encarguen a los chinos.

    (selensio. Se oye volar a una mosca).

    Bueno, me temo que este señor está a defender la NASA y no tiene margen para mucho más. No se pueden pedir peras al olmo.

    Ideas: obviamente, una misión así, pagada entre todos (Europa, USA, Rusia, India, los chinos, Brasil, etc.) sale a calderilla para cada uno. Todos meten la cuchara y todos felices. ¿Por qué no se hace así? Porque a la actual política USA no le da la gana. Punto pelota. Truck gardener’s dog.

    Más ideas: estaría bien si se le pudiera ocurrir a alguien algún sistema para obtener electricidad de esos formidables campos EM, aprovechando que la nave atravesándolos puede generar corrientes que te cagas en conductores.

  10. El culpable de todo esto es el dichoso Telescopio James Webb, que ya ha costado 9.000 millones. Imaginad lo que se podría haber hecho con ese dinero:

    A.- Aterrizador a Europa: 3.000 millones.
    B.- Navegador de Titán: 3.000 millones.
    C.- Nuevo Rover a Marte: 3000 millones

    1. El JWT hará maravillas. Es una buena noticia y agradezcamos que dentro de un par de años nomas ya va a estar funcionando. Me parece que hecharle la culpa a otros proyectos por la falta de financiación no tiene sentido. Creo que el dilema es conseguir otros 9.000 millones y no llorar por los bien gastados en el JWT (si, tengo claro que el presupuesto inicial era alrededor de 1.000).
      En definitiva, creo que para buscar culpables del déficit de la NASA antes me fijaría en que la gastan los militares y sus proyectos secretos de destrucción masiva, no al pobre JWT.
      Saludos!

    2. El Telescopio James Webb, como bién dicen, es una maravilla que promete grandes y emocionantes descubrimientos. Pero por encima de todo no seamos inocentes y creamos que todo ese dinero gastado en el TJW, de no existir, habría acabado en el presupuesto de exploración planeta.

      Es más, creo que no habría olido ni un centavo, y a la historia, con el anuncio del final de los transbordadores, presentado como el inicio de una era llena de misiones exploradoras gracias al dinero ahorrado me remito

      1. Respondiendo a los dos (Tokaidin y a Jose P.), creo que es cuestión de gustos. A mi me gusta más la astronomía que me ayude a construir una idea lo más real posible del universo. Para mi es mucho más interesante una foto de los mares de Titán o de una grieta en Europa, que una triste foto en infrarrojos del nucleo activo de una galaxia en formación, por muy significativa y reveladora que sea esta última.

        Tampoco es que odie el James Webb, pero creo que debieron ser menos ambiciosos en su diseño, y dejar presupuesto para misiones como la de Europa.

        Aun así, ojalá tenga que tragarme mis palabras, y el James Webb haga descubrimientos realmente excitantes. Quizá el primer objeto de estudio para el James Webb podría ser el agujero negro que el propio telescopio ha dejado en las arcas de la NASA….. en infrarrojooo !!! 😉

  11. Enhorabuena por el post. El estudio de esos Geiseres de agua debería ser una prioridad. Hablando de 2010 odisea 2, en la que el planeta Júpiter acaba convertido en un nuevo sol, siempre he tenido la curiosidad de saber si, al igual que ocurre con las bombas H convencionales, una explosión de una bomba nuclear de plutonio en el interior de un gigante gaseoso provocaría una reacción en cadena (Supongo que si). ¿Hasta dónde llegaría la reacción?. ¿Sería capaz de encender un sol o por el contrario, al carecer de suficiente gravedad, provocaría una expansión de gas incandescente?. Por si acaso, aclaro que es únicamente una curiosidad científica. Su realización me parecería una atrocidad

    1. Pues no, una explosión nuclear dentro de un gigante gaseoso no haría nada… por suerte para nosotros 🙂 Las reacciones de fusión en el interior de un astro deben ser sostenidas y no son ‘encendidas’ por una chispa, como si dijéramos. Además en el interior de Júpiter se supone que hay un núcleo de roca y hielos con muy poco hidrógeno. O al menos eso se cree. Veremos qué nos dice Juno.

  12. Pues esa misión debería de ser prioritaria. Nos podríamos ahorrar las misiones marcianas que sólo buscan rocas y no vida. Lanzan 1 cada dos años. Marte está muerto, mientras que puede haber vida en Europa.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 6 marzo, 2014
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Europa Clipper • Júpiter • NASA • Sistema Solar • Sondasespaciales