ELF: una sonda para buscar vida en Encélado

Por Daniel Marín, el 29 junio, 2017. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • NASA • Saturno • Sistema Solar ✎ 71

Encélado es uno de los objetivos más importantes del sistema solar desde el punto de vista astrobiológico gracias a su océano subterráneo global y sus fuentes hidrotermales. Pero lo realmente impresionante es que, gracias a los casi cien géiseres que salen del polo sur, teóricamente seremos capaces de analizar la composición de este océano sin necesidad de posarnos en la superficie. La sonda Cassini pronto dejará de funcionar cuando se ‘suicide’ el próximo septiembre, pero en cualquier caso nunca fue diseñada para analizar en detalle los chorros —no se conocían cuando se lanzó— y menos aún buscar vida en ellos. Sin duda, es necesario volver a Encélado.

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Sonda ELF para el estudio de Encélado. Se aprecia la órbita científica de 62 días y la trayectoria de los 8-10 sobrevuelos de la luna a través de los géiseres (NASA).

En 2019 la NASA decidirá si la próxima misión de tipo New Frontiers irá a Saturno, pero mientras tanto se siguen madurando diversas propuestas para explorar Encélado. Quizás la más llamativa sea ELF (Enceladus Life Finder), una sonda que, como su nombre nos deja claro, debe buscar vida en esta luna de Saturno. ELF fue propuesta hace un par de años para la siguiente misión de tipo Discovery de la agencia espacial estadounidense, pero no fue seleccionada, algo previsible debido a las dificultades de mantener una misión de este tipo por debajo del precio máximo de una sonda Discovery. Y, como el que la sigue la consigue, el equipo de ELF continúa promocionando su criatura esperando que se convierta en la siguiente misión New Frontiers (aunque de ser así también debería estudiar Titán).

Encélado (NASA).
Encélado y su océano (NASA).
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Los géiseres de Encélado conectan el océano interior a través de una corteza de hielo unos 35 km de espesor (NASA).
Distribución de partículas de polvo y hielo en Encélado (NASA).
Distribución de partículas de polvo y hielo en Encélado (NASA).
Distribución de la densidad del gas de los chorros del polo sur de Encélado (NASA).
Distribución de la densidad del gas de los chorros del polo sur de Encélado (NASA).

El concepto de ELF es más simple que el de otras misiones más complejas que preveían el retorno de muestras a la Tierra, como LIFE. ELF usará espectrómetros de masa de alta resolución para analizar el gas y las partículas de los géiseres de Encélado y averiguar su composición. Los dos instrumentos principales serán MASPEX (Mass Spectrometer for Planetary Exploration) y ENIJA (Enceladus Icy Jet Analyzer). MASPEX tiene como objetivo estudiar el gas de los chorros, mientras que ENIJA se centrará en las partículas de polvo y hielo. Ahora bien, ¿cómo saber que las sustancias orgánicas detectadas por estos instrumentos proceden de formas de vida? Mediante tres pasos. El primero es buscar una distribución de determinados aminoácidos que todas las formas de vida conocidas deben poseer. El segundo paso es analizar los lípidos y comprobar si siguen una determinada regla según su composición. Por último, el tercer paso consiste en comparar las proporciones de los isótopos del carbono y del hidrógeno con la proporción de metano y otros alcanos más complejos. Estas tres pruebas son muy genéricas y deberían detectar cualquier microorganismo basado en el agua que incorpore aminoácidos y lípidos en sus procesos biológicos.

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Los instrumentos principales de ELF: MASPEX y ENIJA (NASA).
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Resolución espectral de MASPEX comparado con el espectrómetro de masas INMS de Cassini (NASA).
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Detalle del espectrómetro de masas ENIJA (NASA).

Para ahorrar costes, ELF emplearía paneles solares en vez de RTGs, siendo la primera sonda que haga uso de la energía solar a semejante distancia del Sol. Los paneles serían de gran tamaño y altamente eficientes —de tipo ROSA—, por lo que generarían un mínimo de 325 vatios. La trayectoria para llegar al gigante anillado dependería del vehículo de lanzamiento. Una vez en Saturno ELF usaría la gravedad de Titán en tres sobrevuelos para alcanzar la órbita científica definitiva imitando las maniobras de Cassini (al no haber otras lunas de gran tamaño en el sistema de Saturno una sonda solo puede usar Titán para llevar a cabo maniobras de asistencia gravitatoria). La misión primaria incluiría entre ocho y diez sobrevuelos de Encélado a través de los géiseres en un periodo de dos años. La nave atravesaría los chorros a una altura de 50 kilómetros con una velocidad de unos 5 km/s, así que habría que orientar los paneles solares para evitar que resultasen dañados. No obstante, la densidad de los géiseres es bastante baja. La sonda interceptaría apenas 0,00005 gramos de material por centímetro cuadrado en un recorrido de 50 kilómetros a través de los chorros. En realidad, la elevada velocidad de los sobrevuelos ha sido elegida para ionizar pero no fragmentar las moléculas orgánicas complejas que pudieran existir, facilitando su detección.

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Órbita científica de ELF y sus fases (NASA).
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ELF atravesaría los géiseres para estudiar su composición (NASA).

La órbita científica de ELF tendría un periodo de 62 días para dar tiempo a recargar las baterías de la sonda y transmitir los datos a la Tierra. Además de detectar sustancias orgánicas, ELF también será capaz de determinar la temperatura del océano y sus fuentes hidrotermales con un error de 100º C (que no está mal para una nave que no se bañará en el océano directamente), así como calcular el pH del océano con una precisión de una unidad. Además podrá averiguar la cantidad de energía disponible debida a las reacciones de reducción-oxidación, un dato clave para saber hasta qué punto es atractivo el océano de Encélado para posibles microorganismos. También interesa saber la evolución química de esta luna, ya que algunas teorías sugieren que podría ser muy joven y/o que su actividad geológica sea intermitente. De ser esto cierto su interés biológico disminuiría considerablemente. Para ello ELF medirá las abundancias de varias especies químicas neutras (por ejemplo, acetileno) para saber si han sido modificadas por la temperatura. Otro punto de interés es saber si el nitrógeno de los chorros procede del amoniaco o de la molécula de nitrógeno, así que por eso se medirá la proporción de nitrógeno con respecto al argón.

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Órbita científica de ELF y fases de medición de cada instrumento en un sobrevuelo (NASA).

Personalmente, me sigue maravillando que exista la posibilidad de detectar formas vida en el sistema solar ‘a distancia’ sin tener que posarnos en la superficie de esta pequeña y fascinante luna situada a casi 1500 millones de kilómetros del Sol. ¿Alguien duda de que tenemos que mandar una sonda a Encélado cuanto antes?

 

 



71 Comentarios

  1. Me parece que antes de que la NASA pueda cumplir con sus planes exploratorios Musk realizara una gira por el Sistema Solar con su ITS en persona jajaja

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