Urano, Neptuno o el cinturón de Kuiper: ¿qué debemos explorar primero?

¿Cuáles son los dos planetas peor estudiados del sistema solar? Sin lugar a duda, Urano y Neptuno. Los dos gigantes solo fueron visitados brevemente por la sonda Voyager 2 en 1986 y 1989, respectivamente, mientras que el resto de planetas ha sido explorado por, como mínimo, dos misiones espaciales. No en vano, el sistema de lunas de Urano es con diferencia el peor conocido de todos. Por si fuera poco, Urano y Neptuno son gigantes de hielo, un tipo de planeta diferente de los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno que es extremadamente común en nuestra Galaxia. Para la NASA la exploración de Urano y Neptuno es una prioridad, pero a largo plazo. Todavía no se ha aprobado ninguna misión para el estudio de los gigantes de hielo, pero la agencia espacial está estudiando propuestas para mandar naves más allá de 2030. En un informe que se publicó el año pasado la NASA concluía que lo ideal era —obviamente— estudiar cada planeta con un orbitador independiente. Y, puesto que esta opción es demasiado cara, el estudio prioriza un orbitador para explorar Urano y su sistema de lunas antes que Neptuno. ¿Pero es esta la solución ideal para estudiar el sistema solar exterior?

Sondas para el estudio de los gigantes de hielo (http://www.bisbos.com/space_neptuneprobes.html).

Pues para algunos investigadores de la NASA, con Alan Stern —el investigador principal de la misión New Horizons— a la cabeza, la respuesta es un rotundo no. El sistema solar exterior no se limita a Urano y Neptuno: más allá hay una increíble colección de cuerpos de todos los tamaños que conocemos como el cinturón de Kuiper. La sonda New Horizons demostró precisamente que el mayor objeto del cinturón de Kuiper (KBO), el planeta enano Plutón, es un mundo fascinante e increíblemente complejo con glaciares, cordilleras, una atmósfera y cambios climáticos. La contrapropuesta de Stern y sus colegas es enviar dos sondas distintas: un orbitador de Neptuno y una sonda de sobrevuelo que pasaría por Urano y varios objetos del cinturón de Kuiper.

Neptuno visto por el telescopio VLT con óptica adaptativa (ESO/VLT).

Como vemos, esta propuesta contradice las conclusiones del estudio que antes citábamos, ya que prioriza un orbitador a Neptuno dotado de una subsonda atmosférica —el informe de la NASA concluyó que esta sonda atmosférica aumentaba significativamente el retorno científico de la misión— frente a uno alrededor de Urano. El objetivo detrás de esta decisión es poder estudiar en detalle Tritón, la mayor luna de Neptuno y que es al mismo tiempo un objeto del cinturón de Kuiper capturado por este gigante de hielo durante la formación del sistema solar. No obstante, también deja la puerta abierta a que el orbitador estudie Urano y que la sonda de sobrevuelo pase por Neptuno. Recordemos que el informe del año pasado concluía que ambos planetas y sus sistemas de lunas eran igualmente interesantes, pero favorecía Urano por estar más cerca, lo que se traduce en un menor tiempo de vuelo y, por lo tanto, menores costes.

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Las cuatro opciones principales para el estudio de Urano y Neptuno según la NASA. De izqda. a dcha.: orbitador de Neptuno con sonda atmosférica y etapa SEP, sonda de sobrevuelo de Urano con sonda atmosférica, orbitador de Urano con sonda atmosférica y orbitador de Urano sin sonda atmosférica (NASA).
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Resumen de las cuatro opciones de sondas elegidas por la NASA para el estudio de los gigantes de hielo (NASA).

Esta nueva propuesta incluye dos naves, una sonda de tipo Flagship —o sea, con un coste de unos 2.600 millones de dólares— que orbitaría Neptuno y otra de tipo New Frontiers —con un presupuesto de unos mil millones— encargada de sobrevolar Urano y varios objetos del cinturón de Kuiper. El orbitador de Neptuno observaría el gigante de hielo entre dos y cuatro años y realizaría al menos diez sobrevuelos de Tritón. Además incluiría una subsonda para medir las características y la composición —especialmente las proporciones de isótopos— de la atmósfera neptuniana. Para rematar el viaje la sonda podría realizar un sobrevuelo de algún centauro, un tipo de cuerpos menores del sistema solar que probablemente sean objetos del cinturón de Kuiper original que resultaron perturbados por el movimiento de los gigantes de hielo cuando estos migraron al exterior del sistema solar.

Urano (arriba) y Neptuno (abajo) (NASA/ESA/STScI/ESO).

La sonda a Urano también podría sobrevolar algún centauro, aunque su objetivo principal es, además del gigante de hielo, explorar  un objeto del cinturón de Kuiper de pequeño tamaño y algún planeta enano. La nave emplearía una maniobra de asistencia gravitatoria con Urano para poder dirigirse hacia el planeta enano y otros KBOs. Gracias al empleo de esta asistencia la sonda sería capaz de visitar Orcus o Varuna sin necesidad de ninguna maniobra propulsiva. Si, además, efectuase alguna maniobra, tendría a su alcance más planetas enanos, algunos tan famosos como Haumea, Makemake o Sedna. Lo ideal es que esta nave también contase con una subsonda atmosférica para comparar la composición de Urano con la de Neptuno y averiguar de este modo cuál es el origen de las extrañas diferencias entre los dos gigantes de hielo. Como esta subsonda se sale del presupuesto su inclusión solo sería posible si otra agencia espacial —¿ESA?— colaborase en el proyecto. Las dos sondas se lanzarían mediante cohetes pesados convencionales —Falcon Heavy, Atlas V, Vulcan, etc.— o bien con un único lanzamiento del SLS.

Objetos transneptunianos y KBOs más grandes (NASA).

El objetivo de esta propuesta es eliminar la competencia interna entre la comunidad de investigadores planetarios que consideran que el estudio de los gigantes de hielo es la máxima prioridad en el sistema solar exterior y aquellos que son partidarios de la exploración de los KBOs. En teoría estas dos misiones deberían salir por solo 3.600 millones de dólares —al final seguro que es más—, una ganga si lo comparamos con el precio de otras sondas espaciales. Estamos hablando, ni más ni menos, de explorar la región más grande y peor conocida del sistema solar. ¿Acaso no vale la pena?

Algunos planetas enanos del cinturón de Kuiper (NASA).

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/1807.08769.pdf


70 Comentarios

  1. Orden de prioridad:
    1.. Misión FlagShip, orbitador de la NASA para estudiar NEPTUNO-TRITÓN lanzado con Falcón Heavy o SLS.
    2.. Misión Cosmic Vision tipo L, orbitador de la ESA para estudiar URANO lanzado con Ariane.
    3.. Misión New Frontiers de la NASA para estudiar objeto(s) del Cinturón de Kuiper.

    1. A mi entender lo ideal serían sondas gemelas para los gigantes de hielo (orbitador + sonda atmosferica) con participación conjunta. De esta forma se optimizaría los costos y equipo de seguimiento. La mayor parte de los gastos de diseño y testeo deberían compartirse.

      Para la expoloración del cinturón de Kuiper, la receta New Horizon ha resultado ser muy eficiente. Con el presupuesto de una mision New Frontiers se pueden explorar un par de KBO.

      1. Soy de la misma opinión. Una misión a Urano y una a Neptuno compartirían gran parte del diseño y así optimizarían costes. Y, por mucho que duela, los dos planetas (con todas sus lunas) tienen mucho más interés que uno o dos objetos del Cinturón de Kuiper.

        La gran pega es el coste. Solo lo veo factible si se suma alguna otra agencia y si optan por sondas modestas.

  2. “Si, además, efectuase alguna maniobra, tendría a su alcance más planetas enanos, algunos tan famosos como Haumea, Makemake o Sedna”.

    Madre mía.

  3. Alan Stern me cae mal, no lo conozco obviamente, pero esas cosas de hacerse la imagen de alguien por lo q se lee o escucha.. De todas formas, lo contrario me pasa cuando leo o escucho de sus iniciativas y de como está manejando la misión NH, ahí ya me empieza a agradar de vuelta….

  4. los tres! LOS TRES!!! y que dos sonda hermanas con un disco interplanetario visiten esos lugares, tomen muestras, las regresen a tierra, y luego salgan del sistema solar… PERO YA!!!

    (espuma en la boca)

  5. Dudo que se aprueben las dos misiones. Y quien mucho abarca poco aprieta.
    Preferible pues una sola cosa BIEN hecha, que sería combinar las opciones 3 y 4 :

    Orbitador a Urano + sonda atmósferica
    150 kg de carga científica (15 instrumentos) o más
    3 o más años en órbita

  6. Ambas misiones merecen la pena como para hacer un esfuerzo y poner ambas en marcha, visto el coste el plazo de desarrollo parecen más que asumibles. Ahora ya no es un problema de tener lanzadores para ello, sino de quien pone el dinero para desarrollar y construir las sondas, (además de los RTG, claro).
    Entiendo las cortapisas políticas, pero ¿por qué nos olvidamos de China?. ¿No podría participar diseñando y fabricando alguna de las subsondas?. No creo que la integración de una sonda atmosférica china, por ejemplo, crease problemas insolubles con las restricciones de transferencia tecnológica que tiene la NASA con China. Me gustaría saber tu opinión, Daniel. Un saludo.

  7. Ola, la única fórmula viable para misiones tan ambiciosas como necesarias es, se quiera o no, la colaboración internacional razonando como una colectividad mundial: “Tú pones esto que tienes capacidad para hacerlo, yo pongo esto otro que tengo medios y práctica…”. Sería la forma de poder “llegar”a donde los individualismos uninacionalistas no alcanzan y una manera de que el retorno científico sea patrimonio del ser humano como especie y no de tal o cual estado…

  8. Pero y todo esto ¿y?…..dejarnos ver todo eso haber si podemos ir a estudiarlo y esas cosillas que decis que hay en el espacio y alo mejor veo como funciona todo eso y os lo digo jajajja tanto estudian para solo sacar suposiciones?

  9. Lo más probable es que solo tengamos una misión, por su coste y similitud aparente y porque hay otras prioridades que compiten. Gracias por estos artículos tan interesantes sobre el futuro de las misiones

  10. Si el presupuesto no da para más Neptuno es con diferencia el planeta más interesante. Un orbitador mataría dos pájaros de un tiro, el estudio de un gigante de hielo y el estudio de un cuerpo del cinturón de Kuiper porque eso es lo que es Tritón, o lo fue hace millones de años.
    Algo que me llama la atención de los gigantes de hielo es lo mucho que aparecen en la planetología extrasolar con el nombre de minineptunos. Conociendo la Neptuno y nuestro propio planeta podemos crear modelos de como deben de ser los planetas intermedios que deben existir en otros sistemas solares, o quizás la palabra sea estelares.

  11. Aunque me gustaría ver dos orbitadores en Urano y Neptuno, al final me conformaría con un par de sondas de sobrevuelo tipo New Horizons que tras visitar los dos planetas gigantes de hielo y echar una nueva ojeada a sus lunas, se dirijan a otros objetivos en el cinturón de Kuiper. Y si pudiesen llevar un par de minisondas atmosféricas, mejor. Esta opción entraría en el presupuesto sin grandes problemas.

    Cambiando de tercio, este fin de semana, además de disfrutar con mi hijo de nuestro telescopio contemplando Saturno (siempre espectacular) y Marte (lamentablemente, su altura sobre el horizonte y la dichosa tormenta de polvo no dejan ver gran cosa), me he entretenido lanzado al espacio al Ariane 6, el Falcon y el PSLV indio. Son las nuevas incorporaciones del juego “Space Agency” para Android e iOS, que también añade propulsores iónicos y nuevos módulos para estaciones espaciales. Falta un poco de pulido en lo que respecta a las segundas y terceras fases, pero sigue siendo muy entretenido.

    1. Bueno, a ver si pillamos un motor Epstein y nos plantamos allí en lo que canta un gallo 😉

      Cualquiera de las misiones me parecería bien, sinceramente me conformo con poco, que sea un fly-by o un orbitador, pues no hay color, pero soy realista y el dinero es lo que importa por desgracia, si sacan adelante la configuración más ambiciosa, estupendo, si es la más modesta, estaré igualmente contento.

    2. perdona, era una respuesta general, te respondí sin querer. Aprovecho y te agradezco la pista sobre el “Space Agency”, habrá que retomarlo 😉

      1. Cuidado con los motores Epstein que ya sabes lo que le pasó a su inventor… Al final fue su viuda la que se puso las botas y él todavía debe de andar viajando por el cinturón de Kuiper o por la nube de Oort…

        “Space Agency” se me actualizó hace un par de días y me llevé la sorpresa… 😉

        1. Épico lo de Epstein.

          Solomonstruoso Epic Failstein ! ! !

          ¿Cómo alguien TAN insólitamente “distraído” puede inventar un revolucionario motor de fusión sin desintegrar medio Marte en el intento? Bueno, vale, dejémoslo pasar. Lo inventa. Lo construye. Y llega la hora de probarlo.

          Decide NO probarlo sólidamente anclado al suelo en algún paraje desolado de los que tanto abundan en Marte. Un lugar apartado donde, si algo va mal, la petada de 50 megatones no despeinaría a ningún paisano.

          No. Lo monta en su yate privado. Y ya al todo por el todo, decide pilotar su yate él mismo en persona de carne y hueso… por aquello de que el control remoto es sólo para los vagos que pierden el tiempo mirando TV.

          Tampoco se molesta en tomarse los 2 segundos que le llevaría programar en la consola de mandos un apagado temporizado del motor… porque, ¿para qué? ¿Qué podría ir mal en un motor experimental nunca antes jamás probado previamente con anterioridad ninguna en toda la historia del pasado humano conocida por el Homo Sapiens Sapiens?

          Venga, no perdamos el tiempo en tonterías. Nada mejor que el factor humano para resolver emergencias en el remotísimo caso de que se presenten. ¡Que por algo él va sentado a los mandos, jolín!

          Los mandos. Una VIEJA pantalla táctil… SÓLO táctil en el libro… táctil + comando de voz en la serie… pero el software de voz acepta SÓLO comandos orales EN CHINO… y él NO habla chino, por supuesto.

          ¡Por Confucio bendito! ¿Cuánto le puede llevar a un ingeniero de su calibre, por no decir a un mocoso cualquiera del siglo XXIII, cambiar el software chino y/o su database oral por una versión marsenglish? ¿Dos clicks? ¿Tres?

          Oh… ¿que ya no hay service packs para esa vieja consola XP china? ¡Condenada obsolescencia programada! Hummm… ¿y nos hemos patinado hasta el último duro construyendo el motor? ¡Pestes! ¡Sapos y culebras! La propina que costaría una pantalla nueva está fuera de discusión, pues. Es la pantalla nueva o las palomitas para amenizar el vuelo. No hay color. Las palomitas. ¡Obvio!

          Además, la vieja pantalla china todavía funciona perfectamente. Y a los experimentados pilotos de yates particulares les encanta usar ese viejo modelo de pantalla porque se ahorran el gimnasio. En las harto habituales maniobras a 2g o 3g sacan bíceps gratis con esa maravilla táctil china. ¡Lo que es la experiencia! ¡El que sabe, sabe!

          ¡Sabe prevenir! Sabe que la fórmula para el desastre está servida en bandeja de diamante de protomolécula. El resultado previsible está en la dedicatoria de la etiqueta del envoltorio de regalo, que luego también en la tapa, el pie de imprenta, la introducción, y el correspondiente capítulo del libro.

          Y después pretenden que la protomolécula nos tome en serio. ¡Ten piedad, Proty, que somos inteligentes, somos!

          Ahora bien, todo hay que decirlo… en verdad yo desconfiaría de la viuda 😉

          1. Lo de Epstein es en el protectorado de Naciones Unidas en Marte año 2080, el siglo XXI. En 60 años, que es la vuelta de la esquina.

          2. Mientras que solo volver a Urano puede no ocurrir hasta 2070, cuando se cumpla un año de Urano, 84 terrestres, de la misma posición orbital en la que se encontraba con respecto al Sol cuando se lo visitó en 1986.

    3. si vamos a conocer a fondo a Neptuno o Urano lo que se necesitan son orbitadores que lleven todos los instrumentos científicos y que se estén ahí en esos planetas por largo rato
      para hacer un simple sobrevuelo, mejor no mandar nada, para lo único que serviría el sobrevuelo seria para impulsar las naves espaciales hacia lo profundo del espacio, y tomar algunas fotos,
      de los dos mundos, Urano y Neptuno, mas interesante Neptuno, aunque mas lejos,
      la ventaja de Urano es que esta a la mitad mas cerca y se puede enviar con mas carga útil,

  12. Sería ideal que se visitaran los dos planetas, pero ya que se hace un viaje tan largo, al menos que cuando se llegue se aproveche al máximo con muchos instrumentos. Eligiría el orbitador de Urano sin sonda atmosférica.

    Es triste que haya tan poco presupuesto que obligue a deshechar tantas misiones interesantes.
    Si con el dinero que se ahorrara en estas misiones de viajes largos se explorara un cráter con hielo de la Luna, creo que saldríamos ganando, al menos en tiempo de viaje. Quizá ahí se podrían simular las condidiones de la superficie de Plutón o de Tritón, con una gravedad y temperatura parecidas.
    ¿Hay mucha diferencia en las condiciones en el sistema solar exterior respecto a un cráter en sombra permanente de la Luna? Después de todo están en el mismo vacío y baja temperatura, viajando por la misma galáxia.

    En cuanto a la cooperación internacional, me parece imprescindible; más que por aumentar el presupuesto, o por aportar tecnología, es por reconocer que la exploración espacial no puede ser patrimonio de una parte de la humanidad.

    1. La luna se formó por un impacto. Los objetos transneptunianos por la agregación de rocas y hielos de agua, amoniaco, etc. Estos compuestos volátiles no existen en la luna pues en el impacto se evaporaron. No puedes compararlos.

      1. De acuerdo en que la Luna se formó en condiciones muy distintas y no es comparable con los objetos transneptunianos.
        Me refería a estudiar los hielos dentro de los cráteres en los que no da el sol. Creo que aún no se sabe su procedencia ni se han tomado muestras.
        ¿Podrían venir esos hielos de cometas de más allá de Neptuno?

        La exploración de esos hielos, además de conocimiento, podría traer grandes consecuencias económicas si se pudieran usar como propelentes, porque no necesitaríamos sacar tanta masa del pozo gravitatorio terrestre para explorar el sistema solar. Quizá se podrían propulsar sondas desde LEO con tanto combustible traido de la Luna como para alcanzar Urano en mucho menos tiempo que los 15 años que tardarían las sondas del artículo. Elevar tanto combustible desde la Tierra, en cambio, precisaría de muchos lanzamientos o de cohetes monstruosos e inseguros.
        En el tiempo que se ahorrara de viajar con los medios actuales, quizá ya hubiéramos conseguido explotar los hielos de la Luna.

  13. ¿Alguien tiene el contacto de Amancio Ortega para que financie una sonda de esas? Va, sonda Zara a Urano o sonda Ortega a Neptuno, da igual. Lo importante es que ponga pasta.
    Hay que explorar esta vía !

      1. Es a nosotros que se supone que nos interesa el espacio y somos totalmente incapaces de hacer una colecta y donar un solo euro para explorar el espacio. Imáginate a Amancio Ortega que no le interesa el espacio.

        1. Igual sí que le interesaría que una sonda llamada Ortega, Zara o algo parecido fuera la que descubriera vida en Encelado. Si tienes 70000 millones, ¿no pondrías 5000 o 10000 en el empeño? Es un gran gasto en publicidad, pero igual se lo puede deducir…

          1. Veo que Ortega pasa de los 80 años y Slim está cerca. ¿Qué mejor que dejar una huella para la historia de la humanidad?

  14. Interesante artículo, gracias.

    En mi opición lo más prioritario debería ser visitar Sedna: no es un KBO sino un objeto de la nube de Oort con lo que saber su composición isotópica sería muy interesante, su periodo es de 11000 años y ahora lo tenemos casi en el perihelio: si perdemos la oportunidad será cada vez más costoso enviar una sonda. En cambio Urano y Neptuno no se van a mover de donde están.

    Un articulo de Ethan Siegel donde lo explica con más detalle:
    https://medium.com/starts-with-a-bang/is-humanity-ignoring-our-first-chance-for-a-mission-to-an-oort-cloud-object-51205de499b5

    1. Estoy de acuerdo que tenemos una oportunidad única de explorar Sedna, deberíamos aprovecharla…además tienen toda la pinta de ser un mundo fascinante…

  15. La propuesta de Stern es una pasada y mucho más ilusionante y ambiciosa que lo que propone la NASA. Eso sí, para visitar Sedna – a 90 UAs de distancia – habría que armarse de paciencia. ¡Ojalá que prospere la idea!

  16. Es muy tentador lo del cinturón de Kuiper porque con la experiencia de Plutón parece que sería más fácil examinar esos objetos que, en teoría, lo tienen casi todo a la vista.
    Igual que se han “radiografiado” los dos gigantes gaseosos habría que intentar hacer lo mismo (nivel premium, nada de pasar de largo) con al menos uno de los planetas helados; Urano, por ejemplo, que está más cerca.

  17. El dinero disponible por las agencias espaciales es finito; pero los asuntos a investigar crecen de manera exponencial. El inevitable resultado va a ser una gran decepción para mucha gente involucrada.
    En mi opinión lo prioritario es la exploración de hábitats en el sistema solar (el punto 6 de la tabla de la página 2 del artículo original). Ninguna misión a Urano, Neptuno o el cinturón de Kuiper es tan importante.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 30 julio, 2018
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar