Urano y Neptuno son los planetas menos conocidos de nuestro sistema solar. Solo los hemos visitado una vez a finales de los 80 gracias a la sonda Voyager 2. Para la comunidad científica el estudio de los gigantes de hielo es una prioridad, pero la NASA no tiene dinero para lanzar una misión tan ambiciosa. Por el momento el objetivo de la agencia es enviar una o dos sondas en la década de los 30 que no llegarían a su objetivo antes de 2040. Lo que no está tan claro es si se debe mandar una sonda a cada mundo o, por el contrario, lo mejor sería concentrarse en uno de ellos. Tampoco se ha alcanzado un consenso en el diseño de la sonda y si debería incluir una cápsula atmosférica —uno de los requisitos de la comunidad científica— o no. Por eso de vez en cuando aparecen conceptos que estudian la posibilidad de construir una sonda de «bajo presupuesto» a los gigantes de hielo. Claro que bajo presupuesto significa en este contexto cualquier cosa que esté por debajo del coste de una misión Flagship, es decir, menos de tres mil millones de dólares.
Lo ideal sería diseñar una sonda a los gigantes de hielo que fuese del tipo New Frontiers, o sea, que no costase más de mil millones de dólares. Pero, ¿es posible? Parece que sí. En los últimos años hemos visto propuestas de sondas «baratas» centradas en Urano. La razón de escoger Urano en vez de Neptuno es que está mucho más cerca y, por lo tanto, se puede reducir significativamente el tiempo de vuelo y, de paso, el coste de la misión. Desde el punto de vista científico la comunidad internacional considera que Urano y su sistema de lunas es igual de interesante —y poco conocido— que Neptuno, así que por este lado no hay objeción alguna.
En 2016 se presentó la propuesta OCEANUS (Origins and Composition of the Exoplanet Analog Uranus System), cuyo nombre hacía referencia a que uno de los principales objetivos para estudiar Urano y Neptuno es que ambos mundos forman parte del tipo de planeta más común en la Galaxia y, sin embargo, apenas los conocemos. OCEANUS incluiría tres generadores de radioisótopos del tipo eMMRTG y llevaría solamente tres instrumentos científicos. Uno de ellos, UnoCam, estaría basado en la modesta cámara JunoCam a bordo de la sonda Juno que actualmente está alrededor de Júpiter. La nave incluiría además la subsonda atmosférica URSULA (Understanding Real Structure of the Uranian Laboratory of Atmosphere), que se soltaría antes de la inserción en órbita. OCEANUS despegaría en 2030 con un Atlas V 511 (aunque por entonces ya no existirá este lanzador y se deberá emplear otro vector) y llevaría a cabo dos sobrevuelos de Venus y uno de la Tierra para alcanzar Urano en 2041. También usaría una etapa propulsiva SEP con motores iónicos para acortar el viaje. La órbita inicial tendría un periodo de 120 días, que se reduciría posteriormente a 30 días.
Otro concepto más reciente y aún más sencillo es QUEST. Al igual que OCEANUS se trata de otro orbitador simple de Urano, pero no llevaría sonda atmosférica y solamente dispondría de dos eMMRTG. La carga científica sería ligeramente mayor, con cinco instrumentos. QUEST se lanzaría en 2032 y realizaría dos sobrevuelos de la Tierra y uno de Júpiter para llegar a Urano en 2045. La asistencia gravitatoria con Júpiter permitiría prescindir de la etapa propulsiva SEP, aunque el tiempo de vuelo seguiría siendo elevado (13 años). QUEST también estaría situado en una órbita científica de 30 días alrededor de Urano.
Tanto OCEANUS como QUEST son simples propuestas no oficiales planteadas más como un ejercicio para profesionales y estudiantes del sector que proyectos reales, pero demuestran que es posible concebir una sonda relativamente sencilla y barata para el estudio de Urano. La pregunta es, ¿merece la pena mandar un vehículo tan simple o es mejor esperar a la segunda mitad de este siglo para explorar estos planetas de forma adecuada? Si elegimos la segunda opción debemos sopesar la posibilidad de que ya no estemos aquí para verlo.
Referencias:
- https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2017/pdf/1583.pdf
- https://www.lpi.usra.edu/opag/meetings/sep2018/posters/Jarmak.pdf
Y digo yo… si buena parte del precio de construir estas sondas es porque son «cacharros únicos»… ¿Por qué no construir DOS iguales, que saldría mucho más barato que construir dos diferentes para misiones diferentes, y lanzarlas A LA VEZ con el SLS, para visitar Urano y Neptuno? Creo que podría salir mucho más barato que dos misiones separadas…
no creo que salga mas barato mira el caso de los MER que original mente eran una misión tipo Discovery (400 millones de dólares ) y terminaron costando el doble cuando se decidió lanzar dos Rover en ves de uno aunque en ese caso si resulto beneficioso desde el punto de vista científico pero no se como podría ser igual en el caso de los gigantes de hielo
Los MER no me suenan que fueran del programa Discovery. Por otro lado la duplicidad de sondas siempre es más barata. Haces dos con los costes de desarrollo de 1 + materiales de otra.
Con la de satélites sin descubrir que hay en ambos planetas, da mucha rabia ni haber empezado a diseñar dichas sondas. Coincido con la opinión de otros participantes que opinan que dada la experiencia en sondas, un coste alto, sería injustificable. El coste debe ser barato.
Encima estamos hablando de fechas que se alargan a 2045 como muy pronto. No me preocupa tanto la fecha final, como que no haya un planteamiento actual existente de diseñar y empezar a construir las sondas para ir para allá.
Gracias por esta entrada Daniel
https://danielmarin.naukas.com/2017/06/19/la-proxima-gran-mision-de-la-nasa-las-sondas-para-estudiar-urano-y-neptuno/
«Lo malo es que añadir una sonda atmosférica acarrea el incremento de la complejidad de la misión, especialmente por culpa del escudo térmico. Efectivamente, la tecnología empleada en el escudo térmico de la sonda atmosférica de la misión Galileo que estudió Júpiter se ha perdido —sí, como lo oyen— y habría que diseñar el escudo desde cero»
Houston tenemos un problema con la tecnología : la perdemos. Entiendo que se cambie de maquinaria y computadoras, pero … la documentación sobre lo que se hace y teniendo en cuenta los costes de los mismos … es como perder miles de millones de $. Se está gestionando mal la documentación sobre la tecnología desarrollada y creo que habría que ahondar en las causas y formas de erradicar estas situaciones. Si fuera algo inevitable, estaríamos hablando de que no somos capaces de avanzar tecnológicamente. En fin … qué desastre.
Si cada vez que dejamos de hacer una cosa unos años tenemos que aprender a hacerlo desde 0, de nuevo, tenemos un problema muy grande con la comunicación. Esta herramienta que nos distingue del resto de seres vivos ha dejado de funcionar.
Quiero creer que es un problema de que se ha gestionado mal la documentación de las tecnologías.
¿Se imaginan tener que volver a desarrollar las proezas para construir un James Webb? Acaso después de gastarnos 10.000 millones de $, la proeza tecnológica con la que nos quedaremos es la idea de que construir paneles plegables es muy malo?
Sabríamos hacer un James Webb otra vez sin gastarnos 10.000 millones de $? O tenemos memoria de pez y organización de locos? Quiero pensar que no. Pero algo me dice que se gestiona mal la documentación tecnológica.
Como ya he escuchado en varios programas de Radio skylab es que el problema no es de los documentos o como se hace, sino de que muchos de los procesos o empresas que hacían ese tipo de cosas ya no existen, o dejaron de existir por no seguir utilizándolas.
Entonces no sería partir de 0
Puede ser que la compañía que creó dicho escudo fuese propietaria del mismo, de su construcción y todo lo que conlleva, y no liberase toda la documentación para no dar pistas o facilidades a empresas rivales.
Pero al desaparecer dicha compañía, también desapareció con ella toda la documentación. Es algo muy común, y no solo en el ámbito empresarial.
Los escudos térmicos eran tecnología sensible (cabezas de bombas nucleares).
Hola, un dia podrias explicar por qué no es posible, o sí lo es, construir una plataforma para sondas modular, no idénticas, que creo que ya se intentó con la Cassini y CRAF, no? , y que se le añadan los instrumentos requeridos para cada misión, sino modular, como si fuera de Lego. Para esta misión un módulo y los instrumentos, para esta otra, dos módulos, para esta pesada, tres, etc. Se podrian construir en cadena e ir añadiendo los instrumentos. Igual es peor, no sé. Pero ¿no se ahorraria tiempo en desarrollo y construcción? Sólo habria que adosarle lo ultimo en instrumentación.
En satélites comerciales se les llama bus y se suelen repetir. Pero es como la carcasa de un ordenador, lo verdaderamente caro y complicado son los instrumentos. En misiones interplanetarias el ambiente cambia demasiado y el bus se va cambiando para adaptarlo mejor. Pero es una parte informa del coste.
Daniel, cómo de complicado sería tener depósitos de combustible en LEO o MEO para que reposten antes de cambiar a la órbita de escape? (En vez de la estación gateway) O ahora que parece que los Falcon 9 no tienen problemas para volver a tierra, lanzar la sonda y la etapa por separado, acoplar en LEO y luego irse? Acortaría sensiblemente los tiempos de viaje y la carga útil o no compensa en cuanto a coste?
No sería un ahorro significativo repostar o utilizar combustibles químicos en LEO o MER. el problema es que hay que subirlos y ahí ya prácticamente pierdes todo loq ue ganas, otra cosa sería obtnerlos fuera de la atmósfera (una quimera) o un remolcador de enrgía nuclear, que de eso ya hay planes.
No te creas del todo, ej. Falcon 9.
La etapa 1 la devuelves, como siempre. La etapa 2 quema combustible para circularizar, que es carete en coste de deltaV. Repostas la etapa 2. Haces el inyection burn con la nueva etapa 2, y te sobra todo el deltaV para etapa 3 para seguir acelerando frenar..
De hecho si tuvieramos el sistema, daría mucho juego por lo que comento, da bastante flexibilidad… aaaaaaaaaains si la vida real fuera como el KSP (así diseño las misiones de más coste de deltaV xD)
Eso pienso yo muchas veces. Subir etapas propulsoras a LEO y dejarlas «aparcadas» (más pequeñas cargadas de combustible, o más grandes y de cada 3, completar el llenado de una). Luego se lanza la sonda deseada a la misma órbita de aparcamiento. Se hacen acoplar las dos (o tres, depende las necesidades) piezas en serie, y se lanzan hacia su objetivo, ya sea directamente o tras un par de asistencias Tierra-Luna o Venus, o lo que mejor proceda.
En lugar de un gran cohete (que será necesario para otras cosas más pesadas o para necesidades puntuales de alta velocidad) para una sonda, lo suyo sería un sistema de lanzamiento modular ya en órbita.
Es muy parecido al sistema ACES (Advanced Cryogenic Evolved Stage) propuesto por ULA para la segunda etapa del Vulcan.
Después de liberar la carga, la segunda etapa se acopla a otra etapa similar (en órbita tras un lanzamiento anterior) y le transfiere el combustible sobrante. La etapa repostada puede actuar como remolcador espacial para satélites, sondas y naves tripuladas.
Problema: se necesitan varios lanzamientos para llenar de fuel el remolcador. Con el ritmo de lanzamientos de ULA, podría tardarse mucho en llenarlo. Y si los lanzamientos son a órbitas y planos orbitales distintos, se perderá mucho fuel en reunir físicamente las etapas con el remolcador (a no ser que hayan varios, distribuidos por distintas órbitas).
No soy Dani, pero seguro que carete por varios factores:
– Tecnología de transvase de combustible automática.
– Tecnología de almacenamiento de larga estancia de combustible.
– Ojo con el coste de cambio de plano orbital después de repostar, que entiendo que para misiones fuera de orbita baja no sería tanto handicap…
Si usas etapas eficientes (hidrogeno y oxigeno líquido) son super dificiles de mantener. Si usas keroseno, que sería más fácil, son menos eficientes, y así. Con la hidracina seguro que alguien se podría quejar… Quizás algún día con el xenon….
Yo la verdad es que para meterse en esos fregaos, saldría más a cuenta un remolcador nuclear completo en plan fantasía rusa.. xD
Saludos!
O pisa mucho el acelerador China en misiones a los planetas exteriores, o me parece que poco veremos de estas sondas…
Es una pena el escaso presupuesto para estas misiones…
¿Me sumo a la pregunta del SLS-1 con dos «Cassini» para Urano y Neptuno y además con los motores iónicos X3 cuanto tiempo de viaje necesitarían para alcanzar estos gigantes helados?
Off Topic:
Mañana 19 de octubre se cumple el primer aniversario del descubrimiento de Oumuamua el primer objeto interestelar conocido!!
https://danielmarin.naukas.com/2017/11/21/estudiando-a-ʻoumuamua-el-primer-objeto-interestelar-conocido/
Que tan lejos estara ahora?? 🙂
Prefiero que tenga lugar en la segunda mitad del siglo , deben ser misiones de tipo Flagship, o se hace bien y se ponen las energías tanto políticas, como el dinero , etc o no se hace nada. Deben ser una para Urano y otra para Neptuno, nosotros ya no estaremos más para verlo, pero que puedan disfrutar las futuras generaciones.
El presupuesto de la nasa no ha parado de descender en relación al PIB americano desde el Apolo.
Ahora apuestan por lo privado.
Si no hay retorno económico, no hay inversiones.
¿Qué retorno económico puede tener una misión a Urano o Neptuno?.
¿Por qué habría de haber prisa?.
Si no le puedo vender a alguien algo mientras yo como inversor viva, ¿para que voy a meter la pasta?.
Viva el dólar, show me the money.
Bueno, como alguna propuesta pretenda ir mas lejos, entonces es la primera en desestimarse.
Lo primero la pasta, después (o nunca) los sueños de los humanos.
Retorno económico ya lo hay (en forma de «contribución a campaña política de senadores y congresistas»). Y que dure no vaya a ser que nos quedemos sin nada.
Estoy en total desacuerdo en esta política de siempre más barato. Si se quiere progreso científico, se tiene pagar por él. Buenos descubrimientos requieren buena instrumentación y una buena estrategia de observación.
Orbitador + sonda atmosferica SÍ o SÍ. Los gigantes de hielo merecen su Cassini. Costó cerca de 3 mil millones incluyendo los 20 años de operaciones. Supongo que por el mismo costo se puede hacer una sonda igual de capaz.
Tambien es excelente oportunidad para hacer una sonda gemela a Neptuno achicando los costos de diseño. Imaginense que por 4 mil millones tengamos 2 sondas completas viajando hacia los confines del sistema solar
Hay que empezar a imprimir cube-sondas en serie. Lanzamos varias a un mismo lugar, con redundancia para promediar los datos.
¿Alguien sabe algo de esto?
Enlace 1: https://www.europapress.es/ciencia/habitat-y-clima/noticia-ciudad-china-planea-iluminarse-luna-artificial-2020-20181018133850.html
Enlace 2: https://mundo.sputniknews.com/espacio/201810181082799809-luna-artificial-china-iluminacion-calles-chengdu/
Enlace 3: http://spanish.people.com.cn/n3/2018/1017/c92121-9509272.html
Enlace 4: https://www.bbc.com/mundo/noticias-45914806
¿Es falso opura propaganda no?¿No quieren continuar con proyecto ruso Znamya de verdad? ¿Sería posible que usen cargueros Tianzhou guiados desde la Tiangong, del mismo modo que las Progress (M-15) desde la Mir?
Enlace 5: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/krcutcliffe/physics521/17reflection/articles/Znamya%20Space%20Mirror_files/ZMir.jpe
Enlace 6: https://www.telesurtv.net/__export/1485193920755/sites/telesur/img/multimedia/2017/01/23/16142349.jpg_1718483347.jpg
Enlace 7: https://danielmarin.naukas.com/files/2012/12/IM20121222alas14.png
Enlace 8: http://www.triz-journal.com/wp-content/uploads/2002/06/Image26.jpg
O incluso siguiendo la esencia del proyecto estadounidense Able con el CZ-9 (en vez del Saturno V) y el proyecto de despliegue de Goodyear, el de Grumman (con derivados de las Chang’e o con derivados de satélites operativos chinos); o inalmente, manteniendo el esquema inicial del Znamya ruso con la Tianzhou.
Enlace: https://danielmarin.naukas.com/2013/04/23/proyecto-able-usando-espejos-espaciales-en-la-guerra-de-vietnam/