Lo que llamamos de forma muy simplista como «sistema solar exterior» —o sea, todo lo que está más allá del cinturón de asteroides— es en realidad una enorme colección de planetas, planetas enanos, lunas y cuerpos menores terriblemente compleja que desafía cualquier intento de clasificación. ¿Qué debemos explorar primero? La NASA lo tiene claro: la prioridad son los gigantes de hielo, Urano y Neptuno, los planetas peor estudiados del sistema solar. Pero otros científicos planetarios consideran que centrarse en los gigantes de hielo supone dejar de lado el cinturón de Kuiper durante las próximas décadas, justo ahora que la misión New Horizons nos ha enseñado que Plutón es un mundo extremadamente interesante. Una reciente propuesta de varios investigadores liderados por Alan Stern abogaba por visitar los gigantes de hielo y varios objetos del cinturón de Kuiper en una misma misión. Pero, ¿qué hay de Plutón? En todas las variantes existentes el mayor objeto del cinturón de Kuiper —Eris es más masivo, pero también más pequeño— se queda fuera de los planes de exploración. ¿Por qué? Porque la siguiente misión a Plutón debería ser un orbitador o una nave de aterrizaje si lo que queremos es aprender más de este fascinante cuerpo. Y eso es un cul-de-sac en términos energéticos.
Es decir, una futura sonda a Plutón solo podría estudiar este planeta enano, pero, como hemos visto, en el sistema solar exterior hay demasiados objetivos esperando ser explorados. Incluso empleando propulsión iónica, una nave que alcance la órbita de Plutón lo tendría muy difícil para volver a salir del pozo gravitatorio del planeta enano y explorar otros objetos del cinturón de Kuiper. ¿O no?
Pues parece que no necesariamente. Un equipo de investigadores del SwRI (Southwest Research Institute) formado por Alan Stern, Mark Tapley, Amanda Zangari, John Scherrer y Tiffany Finley, ha demostrado que un futuro orbitador de Plutón podría escapar de la gravedad del planeta enano «gratis» para proseguir con el estudio del cinturón de Kuiper. La clave es realizar maniobras de asistencia gravitatoria entre Plutón y su luna más grande, Caronte. Eso sí, la sonda debe ir equipada con un sistema de propulsión eléctrica con motores iónicos. Este tipo de propulsión nunca se ha empleado en el sistema solar exterior y sería la primera vez que se emplease un RTG o reactor nuclear para alimentar los motores iónicos o de plasma en vez de paneles solares.
La sonda realizaría un estudio sistemático de Plutón y sus cinco lunas ayudándose de decenas de sobrevuelos de Caronte. Esto permitiría llevar a cabo un mínimo de cinco sobrevuelos de las otras cuatro lunas menores (Nix, Hidra, Cerbera y Estigia), así como observar las regiones polares de Plutón y Caronte. Después de unos cincuenta sobrevuelos de Caronte acompañados de unos quince encuentros cercanos con Plutón para estudiar su atmósfera y tomar imágenes en alta resolución, la sonda podría escapar del sistema y tomar rumbo a un objeto del cinturón de Kuiper. Dependiendo de la geometría del encuentro, la nave podría situarse en órbita del mismo usando su sistema de propulsión eléctrico. Por otro lado, Zangari, Finley y Stern han identificado en otro paper hasta 45 objetos del cinturón de Kuiper susceptibles de ser visitados por una sonda siempre y cuando se lance entre 2025 y 2040. En el mismo artículo se señala la posibilidad de realizar misiones a Eris o Sedna usando asistencias gravitatorias de Júpiter y Neptuno, o bien misiones a Quaoar, Makemake y Haumea pasando por Júpiter y Saturno (en este caso no se podría explorar un gigante de hielo). También existe la opción de viajar a Varuna tras un sobrevuelo de Júpiter y otro de Urano. Todas estas misiones durarían un máximo de 25 años (por supuesto, si en vez de visitar los objetos antes mencionados elegimos otros cuerpos del cinturón de Kuiper de menor importancia, el número de posibles misiones aumenta). Dicho con otras palabras, tenemos una oportunidad real de estudiar Urano y Neptuno junto con varios objetos del cinturón de Kuiper, una opción que podría incorporarse en una misión múltiple de dos sondas que incluya un orbitador a Plutón y otro cuerpo menor.
El uso de Caronte para moverse por el sistema de Plutón recuerda a las órbitas que realizó la sonda Cassini alrededor de Saturno, usando la gravedad de Titán para moverse por el conjunto de lunas, y será parecida a la que usaría un hipotético orbitador de Neptuno, que también tendría que usar la gravedad de la mayor luna del planeta, en este caso Tritón (Júpiter y Urano son casos distintos, y más favorables, porque hay varios satélites de gran tamaño que se pueden emplear para maniobras de asistencia gravitatoria). La idea de jugar con la gravedad de Plutón y Caronte para moverse por el sistema no es nueva y ya se habían propuesto arquitecturas parecidas, pero la diferencia es que antes del encuentro de la New Horizons en 2015 no se sabía la masa y el tamaño exacto de ambos cuerpos y, por lo tanto, las trayectorias tenían una incertidumbre muy alta. Además, tampoco se conocía el número exacto de lunas menores de Plutón o sus órbitas, un requisito indispensable para planificar cuidadosamente un tour exhaustivo por el sistema plutoniano.
¿Cómo sería una sonda de este tipo? Todavía es muy pronto para saberlo, pero se podría usar una especie de New Horizons más grande con sistema de propulsión eléctrico o un diseño completamente distinto, como la propuesta PROSERPINE de un grupo de estudiantes de la Universidad de Kansas. PROSERPINE (Pluto Research Orbiter Studying Experimental Rocket Propulsion for Improving trans-Neptunian Exploration) sería un orbitador de Plutón de 4,4 toneladas dotado de propulsión nuclear eléctrica (NEP) que llevaría motores iónicos a base de xenón para moverse por el sistema plutoniano. Despegaría alrededor de 2031 mediante un cohete similar al Atlas V y, tras realizar un sobrevuelo de Júpiter, llegaría a Plutón en 2048.
La sonda dispondría de tres motores iónicos de tipo NEXT (NASA Evolutionary Xenon Thruster) y transportaría 1.350 kg de xenón, suficiente para lograr una Delta-V total de 17 km/s. La principal novedad de la misión es que no haría uso de RTG, sino que se alimentaría mediante un reactor nuclear Kilopower de 8,5 kilovatios de potencia eléctrica (vamos, una especie de Proyecto Prometeo 2.0). PROSERPINE es una simple propuesta sin carácter oficial, pero evidentemente se podría adaptar algo así de cara a una misión que estudiase Plutón y otro cuerpo del cinturón de Kuiper. Como vemos, no será por ideas. El problema es que el número de objetivos interesantes del sistema solar exterior no para de aumentar, pero el porcentaje de los mismos que pueden ser visitados tras sobrevuelos de planetas gigantes es muy pequeño. Y, por si fuera poco, los tiempos de vuelo son extremadamente largos. ¿Tendremos paciencia y salud para aguantar hasta 2050?
Referencias:
- https://www.swri.org/press-release/swri-pluto-orbiter-kuiper-belt-charon-gravity-assist
- https://arxiv.org/pdf/1810.07811.pdf
- https://www.aiaa.org/1st-Place-Univ-Kansas/
La pregunta del millón. Disponiendo de dinero, tecnología suficiente y ganas de explorar. Aprovechando la tecnología escalable Kilopower, ¿por qué no construyen una sonda de gran tamaño tamaño, con un depósito de agua o masa de reacción adecuada y se proyecta una misión robótica como Newton manada? Es decir una misión verdaderamente audaz que permita una exploración continuada de varios objetivos a gran velocidad, aprovechando también las asistencias gravitacionales de los objetos visitados? De esa forma se probarían tecnologías a mejorar en el futuro para ser usadas en misiones más ambiciosas… Básicamente lo que se hace hoy pero con más chicha.
Incluso proyectar una misión robótica que traiga un pequeño asteroide a la orbita de la tierra para ver si es factible minarlos. Ya hay un poco de experiencia con las misiones japonesas en el asteroide Ryugu.
Ya los sé, suena a ciencia ficción pero creo que ya deberían empezar a proyectar en serio y ponerle un plazo y un dinero concreto. Ahí hay minerales, agua y otras materias primas esperando a ser explotadas. Imaginaos que encuentran «cerca» un asteroide pequeño cuya composición sea más del 50% agua. Ese agua podría usarse para reabastecer esas sondas o para adjuntarla a misiones tripuladas. Eso que ahorraríamos de subirlo desde la Tierra… De paso se posibilitará estudiar todos esos cuerpos celestes.
En lugar de gastar tanta pasta en poner satélites de espionaje que lo gasten en el desarrollo de sondas mineras pesadas.
En fin, no tenemos el teclado que escribe las órdenes pero si que podemos sugerir.
Saludos desde los anillos de Saturno!
Offtopic:
Telescopio Espacial Kepler acaba de fallecer.
Su misión ha terminado.
(RIP)
Es una pena. Algunas noticias de los diarios hablan de la búsqueda de una nueva física. Quizás pensando en las naves espaciales donde la energía es ilimitada y se pueden hacer piruetas en el espacio como si fueran aviones en la tierra, o se pueden alcanzar velocidades cercanas a la luz sin tener que convertir la bodega en una bomba de combustibles. Qué pasará si tras décadas, no aparece la solución milagrosa para obviar los combustibles y poder subir al espacio fácilmente? Y además sin contaminar, o calentar el medio ambiente. Yo asumo que es una circunstancia muy probable. Pero, qué pasará con la gente? Perderá la fe en la ciencia? Nos volveremos más atraídos por los dioses? más aficionados al fútbol? Dejarán de ser noticia los avances y serían sustituidos por otras noticias con intereses implícitos? Yo creo que sí. No se puede pasar del átomo en computación y llevamos años estancados en la velocidad de los procesadores (aunque se añaden más núcleos de computación), y no podemos hacer más pequeños los transistores que de un par de átomos. Las ciencias de los materiales no las conozco y puede que haya muchos avances y gracias a ello podemos enviar sondas al sol, o confinar el plasma en un reactor de fusión o tener materiales para soportar la reentrada en la tierra de un cohete . No obstante los elementos que disponemos son los de la tabla periódica. Posiblemente no encontraremos superconductores a temperatura ambiente a estas alturas. Porque sí, porque la naturaleza no está hecha para nuestras necesidades con sus leyes físicas. Y eso es algo que la gente se olvida. La naturaleza es un ser frío. Le damos igual, a todos y cada uno de nosotros, y si fuera por ella, podríamos desaparecer en un infierno helado en el fin de los tiempos. No es algo con conciencia dispuesta a ayudarnos y a relajar sus leyes para que podamos llegar a la galaxia más lejana, o que nos permita dividir los átomos para hacer computadoras más rápidas, o materiales que nos permitieran llegar a la superficie del sol. Pero la gente tiene fe … de momento, porque la ciencia se ha sabido vender y porque hemos vivido muchos cambios. Lo que diría que tiene más visos de desarrollarse es el entendimiento de la vida, la secuenciación y posterior entendimiento del ADN y su manipulación, ya que no dependen de leyes físicas sino de comprender. Esto es … medicina y con tiempo. El impacto de la IA tiene buenas perspectivas. Ahora mismo mejora, por ejemplo, la búsqueda de fármacos más rápidamente y se emplean también en el diseño de motores para cohetes. Pero insisto en que la naturaleza del universo no está hecho para nuestra diversión o protección : le da igual si sufrimos el mundo entero o qué sentimos o necesitamos. Por eso iría con cuidado con la fe en la ciencia a partir de lo que imaginamos, porque no todo se puede hacer realidad.
fin de la flipada.
La última vez que visité el zoo los monos se estaban partiendo de risa de los monos que vestían los funcionarios del zoo. El buen humor obra maravillas y como quien no quiere la cosa me encontré charlando animadamente con gorilas, chimpancés y orangutanes.
Empezamos hablando de banalidades, como la temperatura espectral de la amarillez de las bananas, la curvatura geodésica de las bananas, la fractalidad de los racimos de bananas… y así llegamos a la curvatura del espacio-tiempo y las dimensiones compactificadas en teoría de cuerdas.
En ese punto, un gorila que hasta entonces no había abierto la boca excepto para comerse las pulgas que le estaba sacando a otro gorila, me dice:
— Mira, primo, esas chorradas sobrepasan nuestra capacidad intelectual. ¿Seguro que la vuestra está a la altura del reto de desentrañar la naturaleza última de la realidad?
A lo que el gorila de las pulgas, Winston creo que se llamaba, agrega:
— Disculpa al hermano de poca Fe aquí presente, primo. No obstante he de confesar que a mí también se me hace difícil conciliar ciertos hechos. Por ejemplo, a Dios todopoderoso no le habría costado nada, pero nada nadita, haber hecho copias idénticas de sí mismo. Sin embargo os hizo a su imagen y semejanza… que vaya si NO es lo mismo…
Tras un breve silencio para bajar esas dos tazas de puré de banana, la conversación derivó hacia otros derroteros, como lo monas que estaban las monas y cosas así.
Gracias por este comentario tan entretenido y currado :-). Me gustaría responder con algo más o mejor, pero el dolor de cabeza me roba la concentración.
Pienso que podría ser el hermano de poca Fe. En fin, me cuesta un poco entender la moraleja, más allá de sugerirme una mayor humildad por mi parte a la hora de opinar sobre temas que no comprendo. Agradezco tu sinceridad y decirlo de una manera tan desenfadada. Es lo malo de Internet, se cuela mucho opinador gratuito como yo. En fin … gracias amigo.
No, Rafa, no busques alusiones personales porque no las hay. Al contrario, mi comentario es solidario con el tuyo.
Me dio la leve impresión de que estabas un poco bajoneado y se me ocurrió escribir esa fábula/alegoría/parábola que expresa las mismas incertidumbres desde otro punto de vista, uno algo menos depresivo 🙂
Una forma rebuscada de decirte que no estás solo en estas cuestiones existenciales 😉
Saludos.
Por cierto, HAY una alusión:
https://playoverwatch.com/es-es/heroes/winston/
Winston es un gorila modificado, coeficiente de genio, científico, inventor, filósofo, y de maneras muy educadas incluso cuando está rostizándote con su cañón tesla 🙂
Valga como ejemplo del «contacto con la realidad» que tiene la humorada de arriba 😉
Gracias por aclararlo, aunque no me lo hubiera tomado a mal.
No he jugado a Overwatch, pero conocía ese personaje.
Ya veo que para la próxima flipada se impone la inclusión de algún que otro disclaimer 🙂
«Todos los personajes, lugares y eventos mencionados en este comentario son totalmente ficticios, mero fruto de la imaginación del autor. Cualquier coincidencia con personas, lugares y eventos reales es puramente fortuita.»
«El término primo alude al cercano parentesco, en términos de evolución y genoma, dentro de la familia de los primates.»
«Ningún gorila, orangután o chimpancé ha sido maltratado durante la realización de este comentario.»
Pero no sé, sospecho que de todas maneras habrá interpretaciones para todos los gustos 😉
Saludos.
Señore/s los que tal vez sea/n perfecto/s
tan evolucionado/s que seguro que son extraterrestres 😁, supongo creo que seran capaces de llevar a cabo proyectos así sin errores por qué para escribir ofendiendo tienen capacidad de sobra.
Ah me confundí en la edición de mi comentario creo que tonto y chimpancé soy.
Que tu ego no te consuma si es que ya no quedan cenisas.
Bueno yo ya no tengo remedio. 😂
Errare humanum est 🙂
Quizás si primero pulsas este botón…
https://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1bola_(literatura)
Véase también:
– Fábula
– Alegoría
– Analogía
– Metáfora
Saludos.
Game over, Kepler. DEP.
https://www.elespectador.com/noticias/ciencia/adios-kepler-el-telescopio-espacial-de-la-nasa-se-queda-sin-combustible-articulo-821088
Y Dawn puede acompañarlo de un momento a otro.
Tema aparte:
¡Bennu a la vista!
https://www.asteroidmission.org/20181029t1019ut_bennu/
En sólo 100 píxeles, le veo mucho parecido con el asteroide Ryugu.
Haciendo una reflexión de todo ello , lo que mas jode hablando pronto y claro es los reparos que se pone a la hora de utilizar la energía nuclear para estos fines . Todavía no entiendo el empeño de mucha gente(sobre todo la clase política ) que por supuesto no tienen ni pajolera idea , de no utilizar tecnología nuclear en el espacio que combinado con motores ionicos a estas horas contariamos con sondas exploradoras increíbles como fue Cassini , remolcadores , etc . Entiendo que Chernóbil y Fukushima fueron accidentes nucleares graves y se aspira a energias renovables en nuestro entorno , pero para explorar los planetas exteriores y el cinturón de kuiper o simplificando nuestro sistema solar hace falta algo mas que paneles o velas solares , combustibles y asistencias gravitatorias interminables . A riesgo de equivocarme , creo que el futuro de la exploración espacial pasa necesariamente por desarrollar la tecnología nuclear ( de fision o de fusión da igual ) indepedientemente del uso que hagamos de ella aquí abajo .Sino , estamos condenados a quemar palos y aceite como hasta ahora sin salir de LEO . P.D : que conste que es una reflexion .
No sé si nos hemos enterado de que para mover buques tales como portaviones, submarinos, rompehielos y otros se están usando reactores nucleares. En muchos casos se teata de buques de militares o de gran interés estratégico.
Para producir electricidad también se utilizan combustible nuclear. Los desechos se entierran o depósitan en almacenes más o menos seguros cuando no se tiran directamente al mar…
En este contexto, por qué no se utilizan esos mismos medios de producción energética en el espacio. Se trata de un problema político, económico, técnico o qué???
Hablando del rey de Roma…
Interesante y esperada noticia, esperemos más detalles de esta nave pronto:
https://www.rt.com/news/442521-nuclear-propulsion-system-russia/
Si es que ve la luz, porque no veo qué necesidad tiene Rusia de desarrollar un remolcador nuclear cuando a duras penas es capaz de sacar adelante proyectos mucho más sencillos (Federatsia, los nuevos cohetes y nuevas sondas). Saludos
Pero podría ser el componente clave de una colaboración ESA-Roskosmos para una futura sonda al sistema solar exterior, por imaginar sólo un ejemplo. Eso asumiendo que el reactor no es «tecnología sensible» desde el punto de vista militar, claro está.
Aclaremos, por las dudas, que no se trata de un «cohete nuclear» (propulsión nuclear térmica) sino de un generador eléctrico para alimentar motores iónicos/plasma (propulsión nuclear eléctrica).
El reactorcillo…
danielmarin.naukas.com/2012/10/28/rusia-y-su-remolcador-espacial-nuclear/
en.wikipedia.org/wiki/Brayton_cycle
energy.sandia.gov/sandias-brayton-cycle-turbine-boosts-small-nuclear-reactor-efficiency/
…grosso modo viene siendo la contrapartida «Megapower» rusa (1 MW) al Kilopower yanqui (1-10 kW)
nasa.gov/directorates/spacetech/kilopower
en.wikipedia.org/wiki/Kilopower
en.wikipedia.org/wiki/Stirling_engine
Saludos.
Off topic : parese ser que los rusos descubrieron la causa del fallo de la nave soyus MS 10 fue un error del montaje probablemente por la incompetente de los nuevos empleados de rokosmos lamentablemente causa de la crisis generacional que sufre el programa espacial ruso
Video:
https://twitter.com/roscosmos/status/1057941246390472709
WOW !!!
Una cosa es ver el «sacudón» desde adentro de la cápsula… y otra muy distinta es verlo desde afuera… no fue moco de pavo.
Estimados amigos de la Exploración Espacial…
Propongo humildemente elaborar un plan colectivo para sugerir a la NASA
que acuda a la Lista Forbes de los archimillonarios del mundo.
Jeff Bezos, fundador de amazon y con más de 100.000 millones de Dólares
y Bill Gates, fundador de Microsoft y con más de 70.000 millones de Dólares,
podrían con tan sólo el 5% de sus fortunas financiar misiones a Urano, Neptuno
y Plutón y el cinturón de Kuiper !!! En justa correspondencia, dichas misiones
serían bautizadas con el nombre de estos supermillonarios, así como algunas
características geológicas (cráteres, llanuras, montañas, valles y cañones…)
de los mundos visitados.
¿ Nos animamos a seguir la propuesta ?
exacto lo que nos falta es presupuesto,la NASA solo recibe el 1% del presupuesto federal….mientras que el departamente de defensa se lleva el 50%, el gobierno estadounidense deberia incrementar el presupuesto ..lo de los multimillonarios podrian financiar las misiones y los sus nombre llevarian las caracteristicas geologicas encontradas, mas fama no podrian tener…
Es muy importante explorar los objetos transneptunianos, pero creo que primero se deberia de explorar los gigantes de hielo, que poco conocemos y son mundos muy fascinantes, solo los hemos sobrevolado, URANO es un gigante que tiene muchas cosas muy interesantes como la exoplicacion de su inclinacion axial, su rara magnetosfera, sus anillos y sus satelites (lunas), NEPTUNO tiene las tormentas mas rapidas del sistema solar, su calentamiento del nucleo y esfecificamente TRITON la mayor de las lunas es un mundo geologicamente activo uno de los pocos con su criovulcanismo; ….claro esta queel cinturon de KUIPER es muy lugar muy fascinante empezando de Pluton y su sistema; ERIS el cuerpo mas masivo del los obajetos transneptunianos, este planeta enano es uno de los cuerpos con mayor albelo del sistema solar, solo por detras de Encelado, la luna de Saturno; esta cubieta de nieve..Sedna, Makemake, Haumea y sus anillos seria tambien muy interesante….