SLUSH: un taladro nuclear para perforar la corteza helada de Europa

Uno de los conceptos de misiones espaciales más recurrente es una sonda capaz de perforar la corteza de hielo de Europa para estudiar directamente el probable océano interno de esta luna de Júpiter. Una misión de este tipo queda muy lejos en el futuro porque ni siquiera hemos estudiado Europa en detalle desde la órbita. Para ello habrá que esperar a la próxima década a que las misiones Europa Clipper de la NASA y, en menor medida, la sonda JUICE de la ESA, exploren este enigmático satélite. El siguiente paso sería una sonda de superficie similar a la propuesta Europa Lander —que no ha sido aprobada todavía— que analice la composición del hielo de Europa y, de forma indirecta, la del océano. O sea, tendremos que esperar varias décadas a ver una sonda equipada con un taladro en Europa.

Una sonda sobre Europa desplegando el taladro nuclear SLUSH (NASA).

En cualquier caso, esto no es inconveniente para que aparezcan nuevas propuestas de taladros con el objetivo de perforar la corteza de Europa. Una de las últimas es SLUSH (Search for Life Using Submersible Heated), desarrollado conjuntamente entre el JPL y Honeybee Robotics. SLUSH combina dos de las técnicas más populares para perforar el hielo europano: un taladro mecánico y un taladro térmico. El primero es fácil de entender y no requiere más explicación. El segundo hace uso de una fuente de calor para derretir el hielo y permitir el flujo de agua y fango —slush, en inglés— detrás de la sonda para que siga descendiendo hacia el océano. En las primeras etapas del descenso el taladro mecánico sería el protagonista debido a las muy bajas temperaturas del hielo, pero a una mayor profundidad el taladro térmico sería más eficiente.

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Interacción entre los distintos elementos de la corteza y el océano de Europa (NASA).

El calor lo generaría un reactor nuclear Kilopower, con una potencia eléctrica de al menos un kilovatio, que también se encargaría de generar la electricidad para el vehículo. Este reactor está siendo desarrollado actualmente por la NASA, aunque todavía está muy lejos de ser operativo. Dependiendo de las necesidades de movilidad el reactor Kilopower se puede encender o apagar, una ventaja frente a otros diseños anteriores. El taladro híbrido SLUSH tiene una longitud de 5 metros y 57 centímetros de diámetro. Está dividido en dos secciones. La superior incluye los instrumentos científicos y las baterías, mientras que la inferior incorpora el taladro y el reactor Kilopower. SLUSH sería desplegado mediante una sonda de aterrizaje, que se encargaría de retransmitir los datos a la Tierra.

Partes de SLUSH (NASA).

Precisamente, uno de los grandes problemas de los taladros en Europa es cómo garantizar las comunicaciones. No está nada claro que las ondas de radio sean capaces de atravesar eficientemente varios kilómetros de corteza de hielo salado a muy baja temperatura, una corteza que además está repleta de impurezas y defectos. Por este motivo SLUSH usará varios métodos de comunicación. Por un lado, desplegará un cable de fibra óptica a medida que se introduzca en la corteza. SLUSH llevará varios módulos con cerca de 2 kilómetros de cable cada uno que se irán quedando atrás una vez se haya agotado el cable. Al mismo tiempo, los datos serán retransmitidos desde la sonda hasta la superficie por ondas de radio usando estos módulos como repetidores. Como bola extra, el cable de fibra óptica puede ser usado como antena si se rompe. Cada módulo de cable incorporará un calefactor RHU a base de plutonio-238 que les permitirá mantener una temperatura adecuada para funcionar correctamente.

Desafíos a los que se enfrenta SLUSH (NASA).

El principal desafío al que se enfrenta SLUSH, y todas las misiones similares, es que nadie sabe el verdadero espesor de la corteza de Europa. Las estimaciones varían entre 3 y 30 kilómetros (aunque el rango favorecido por la mayor parte de expertos es de entre 5 y 15 kilómetros en las zonas de menor espesor). Y, obviamente, diseñar un taladro sin saber qué profundidad debe excavar no es muy buena idea. Pero, sobre todo, necesitamos saber cómo es la corteza. Es decir, si hay fallas, fisuras, grietas, rocas o lagos incrustados en el hielo, o incluso zonas con alto contenido en sal o ácidos. Cualquiera de estas características geológicas podrían frenar o bloquear un taladro mucho antes de llegar al océano. Bien es cierto que, incluso si SLUSH no llega al océano, muchos investigadores darían un riñón por disponer de datos directos de los primeros kilómetros de la corteza de Europa.

Referencias:

  • https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/2048.pdf


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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 20 mayo, 2019
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Júpiter • NASA • Sistema Solar