TPCC, una única sonda para estudiar las atmósferas de Venus y Marte

Por Daniel Marín, el 21 agosto, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Marte • NASA • Sistema Solar • Venus ✎ 103

El sistema solar quizás tuvo en el pasado hasta tres planetas habitables al mismo tiempo: Venus, la Tierra y Marte. Los tres han evolucionado de forma muy diferente. Marte, condicionado por su pequeño tamaño y menor actividad geológica, pronto perdió la mayor parte de su atmósfera y se convirtió en un desierto helado. Por contra, el destino de Venus vino determinado por su mayor cercanía al Sol, que provocó un efecto invernadero descontrolado al quedar el planeta fuera de la zona habitable. Actualmente hay muchas sondas que están estudiando Marte o que lo harán en los próximos años. En el caso de Venus, el número es vergonzosamente muy inferior, lo que impide que comprendamos mejor los procesos por los que los tres planetas han tenido una evolución tan diferente. Para intentar paliar esta falta de datos, un grupo de investigadores que incluye científicos del JPL (Jet Propulsion Laboratory) y de los centros Ames y Glenn de la NASA ha propuesto la misión TPCC (Terrestrial Planets Comparative Climatology) para estudiar en detalle las atmósferas de los dos mundos.

Concepto de sonda TPCC para el estudio de Marte y Venus (Leslie K. Tamppari et al.).

TPCC sería una sonda que viajaría a Venus y Marte con el fin de investigar los dos planetas mediante el mismo conjunto de instrumentos. Y es que uno de los grandes problemas de las ciencias planetarias es comparar distintos conjuntos de datos tomados por diferentes sondas, cada una con un conjunto diferente de instrumentos y, por tanto, con diferentes errores sistemáticos. La calibración de estos datos dista mucho de ser trivial y da lugar a verdaderos quebraderos de cabeza entre la comunidad científica, de ahí la propuesta de estudiar Marte y Venus con una única sonda.

Venus visto por la sonda japonesa Akatsuki (JAXA/ Kevin M. Gill).

TPCC podría medir la cantidad y proporción de isótopos de varios gases nobles en la atmósfera de Venus (especialmente xenón, pero también neón y argón). Los gases nobles son auténticos fósiles gaseosos que nos pueden ayudar a reconstruir la historia del clima de cada planeta. En el caso de Venus, su estudio es fundamental para saber hasta cuándo fue habitable este planeta y, por tanto, hasta cuándo tuvo océanos. Otro parámetro clave es la proporción entre deuterio e hidrógeno (hoy en día esta proporción es muy elevada, una prueba de que Venus tuvo más agua en la antigüedad, pero hay cierta discrepancia en los datos de las —pocas— misiones que han estudiado el planeta vecino). Para ello, TPCC usaría una subsonda atmosférica con paracaídas que se internaría en la atmósfera de Venus. También se estudiarían los patrones globales de vientos en ambos planetas y se mediría con precisión la presencia en la atmósfera de distintos aerosoles, gases y vapor de agua a distintas alturas, además de los procesos de interacción entre el viento solar y la atmósfera de Marte y Venus.

Marte visto por la sonda Mangalyaan de India (ISRO).

TPCC usaría propulsión eléctrica con motores iónicos —similares a los de la sonda Psyche— para poder viajar de la Tierra a Marte y situarse en órbita alrededor del planeta rojo. Una vez finalizada su misión, se dirigiría a Venus, donde también se colocaría en órbita. Alternativamente, se podrían lanzar dos sondas similares más o menos al mismo tiempo a Marte y Venus, aunque esta opción es más cara y, en cierto modo, menos atractiva porque, aunque la instrumentación sería idéntica, siempre hay diferencias de calibración entre un instrumento y otro, por lo que se perdería parte del espíritu de la misión. En cualquier caso, TPCC sería una misión de tipo New Frontiers, o sea, de las de tipo medio en cuestión de costes (unos 850 millones de dólares). Además de la sonda para estudiar la atmósfera de Venus, la nave incorporaría un espectrómetro ultravioleta, un espectrómetro en el ultravioleta extremo y un espectrómetro infrarrojo, entre otros instrumentos.

¿Tuvieron Venus y Marte océanos durante el comienzo del sistema solar? (NASA).

TPCC tiene pocas oportunidades de salir adelante porque ya hay varias misiones dedicadas íntegramente al estudio de la atmósfera de Marte —principalmente MAVEN y, dentro de poco, Al Amal, aunque también ExoMars TGO y Mangalyaan cuentan con numerosos instrumentos dedicados a la atmósfera marciana—, mientras que Venus es el gran olvidado del sistema solar interior y pide a gritos una o varias misiones completamente centradas en este planeta. Sin embargo, el que una única nave viaje de la Tierra a Marte y luego a Venus no deja de ser un concepto muy original y ciertamente atractivo.

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/2007.03049.pdf


103 Comentarios

        1. La sonda ERO, la que traería las muestras marcianas, tardaría unos 14 meses en regresar desde Marte, aunque sin contar la fase de escape desde la órbita marciana. Lo digo como referencia. Luego faltaría el trayecto Tierra-Venus (no lo dicen, puede que no sea necesario un paso por nuestro planeta, pero puede ser un requisito del perfil de vuelo de la misión, ni idea)
          https://danielmarin.naukas.com/files/2019/12/Captura-de-pantalla-24.png
          Si pretenden observar en conjunto toda la atmósfera marciana, no creo que escojan una órbita baja, así que puede que la fase de escape de Marte fuese mucho más corta que en ERO. Aunque con propulsión iónica les puede dar para hacer cambios de altitud orbital, entiendo yo.

  1. Seria una desventaja llevar todo el camino, una sonda atmosferica para venus, llendo a marte primero.

    Queria escribir que cuidaramos los comentarios, que este blog es una raresa, no hagan caso de los trols, jeiters, fanboys
    … pero no viene al caso ya.

  2. Es un excelente experimento, pero ¿no debería medir primero la atmósfera de la Tierra para calibración de sus instrumentos?, arrancar y seguir a Marte hacer marcas comparativas y seguidamente a Venus. También creo que debería observar los planetas desde muy muy lejos, tal vez los datos en escasa resolución sirva de guía para cuando se puedan analizar exoplanetas en el futuro.

      1. Si es la mirada del adiós, la imagen de lo que se deja atrás es la sensación mas fuerte del alma y profundamente hermosa. Que se preparen bien para esta, los futuros exploradores de Marte.

        1. Siempre puedes quitar las ventanillas, jejeje.
          Pues sí, tienes razón.
          Aunque no faltarán voluntarios para esa sensación, me parece a mí.
          —-
          Idea de turismo espacial extremo: misión para ver desde unos pocos millones de kilómetros de distancia la pareja Tierra-Luna, así en conjunto.

  3. Me parece increíble que la NASA no sea capaz de interpretar y calibrar los datos que llegan de las sondas y tenga que enviar un satélite pàra hacerlo. Es que soy duro de mollera, pero no puedo aceptarlo. Entonces ¿De qué nos podemos fiar de toda la información que se ha recopilado hasta ahora?

    1. Que me corrija Daniel, pero lo datos de calibración erróneos que estamos hablando son de décimas, en porcentaje menores que un 1%…los instrumentos lanzados son muy fiables…

    2. A lo que se refiere con los errores cometidos, es que cada instrumento tiene una cantidad de error propio ya sea por su diseño o por la precision que pueda tener, por tanto 2 sondas por muy iguales que sean, nunca tendran el mismo error relativo especifico de cada sonda, por eso esta mision puede ser tan interesante porque las mediciones en los 2 planetas estarian sujetas al mismo error, por tanto no habria discrepancias en los datos al comparar las mediciones de los datos de ambos planetas porque estarian sujetos al mismo error cometido por una sola sonda… si fueran dos sondas se sumaria el error reltivo de cada una a la compracion de los datos entre ellos y este error es acumulativo, por tanto los resultados son menos precisos, de ahi que unas decimas sean importantes, aunque parezca que no… a mi me ha tocado aprenderlo por las malas en los laboratorios de quimica fisica este año 😅 unas decimas hacen que unos datos valgan o que tengas que repetir los calculos de varios dias.
      En general me parece una mision muy interesante a ver si tiene suerte y sale adelante.

    3. Nos podemos fiar de mucho, Policarpo. Imagínate que me quiero pesar, y que mi báscula acierta en general, pero está sesgada hacia abajo, y me dice que peso medio quilo menos. Imagínate también que un amigo mío tiene una báscula que está sesgada hacia arriba medio quilo. En nuestras respectivas medidas, habrá medio kilo de error, y cuando nos comparemos, habrá un kilo de error.

      Si mi amigo y yo nos pesamos con la misma báscula (la suya o la mía), tendremos en cada medida individual medio kilo de error, pero cuando nos comparemos entre nosotros el error será 0kg.

      No es para tirarse de los pelos, en cualquier combinación posible sabemos si estamos delgados, normales o gordos; pero de cara a comparar, el tercer método (usar la misma báscula ambos) es el mejor.

      ¿Justifica eso una sonda a ambos planetas? Solamente cuando el margen de error que tenemos es muy grande para lo que podemos medir. Medio kilo, para pesar a un adulto, está genial. Para pesar a un recién nacido, pues va a ser que no. Y para pesar a un camión, es de una precisión para sacarse el sombrero. Si nuestra medida vale dos o tres veces lo que el error, y tenemos además instrumentos distintos (en los que quizás se estén sumando los errores de cada instrumento…), la cagamos. Mi opinión es de estudiar a conciencia cada planeta, con sondas específicas para sacarles la mayor cantidad de datos posible, y confiar que una futura de los instrumentos y su precisión nos resuelva el problema.

  4. Por el momento
    me inclino a enviar una sola sonda muy completa que orbite al planeta Venus,
    con su radar, y sonda atmosférica, y todo el instrumental necesario,
    de pronto hasta con un globo aerostático.

  5. No creo que veamos está sonda, y más con lo que viene de las misiones a Venus, de India, China y Rusia con su Venera-D…que ya está recibiendo fondos…además de las misiones Discovery de la NASA que hay dos misiones a Venus como candidatas…

    Creo que la próxima década será de una gran contribución de conocimiento de Venus gracias a estas sondas…solo toca esperar…

    Veremos…

  6. Todavia tengo esperanzas en que la ingenieria genetica se las arregle para modificar microorganismos que vivan felices en la atmosfera venusina y devuelvan oxigeno jeje
    Eso funcionaria a velocidad exponencial.
    Los microorganismos serian lanzados en la alta atmosfera.
    A medida que la consumieran su habitat iria bajando.

        1. Bueno, la vida venusiana aún no nos ha sido presentada y tal vez no se la espere aunque será muy interesante buscarla. Por otro lado igual no se produce hasta que la infectemos en el sentido amplio. Como no está para unas prisas parece lógico estudiarla primero y adaptarla luego como toda especie ha hecho siempre, para beneficio propio o de su progenie. Ni siquiera suele trascender el entorno cercano la filantropía de la evolución. Toda conquista conlleva esos cambios. Y si, se puede hacer daño por acción y también por inacción. 🙂

    1. Yo también creo que el planeta a terraformar es Venus y no Marte. Cualquier sistema teórico se piensa en miles de años, por lo que tiene más sentido hacerlo con Venus. Los problemas de la poca gravedad están subestimados, debe tener consecuencias que ni imaginamos aún.

      1. ¿Terraformar Venus? ¿Para qué? ¿Cómo hobby o para que existan colonos/habitantes humanos? ¿Alguien ha visto lo que dura el día en Venus? Sería un infierno la gestión térmica, no solo por la duración sino por la densidad de la atmósfera; incluso sería más sencillo crear una estación de O’Neill con gravedad artificial

    1. «“Cada vez que doy una conferencia digo que el principal problema de nuestra civilización no es la guerra contra el terrorismo o el desempleo. Es enseñar a leer y a escribir”. »

      Que grande Bradbury…ahora estaba viendo un tweet de una chica China, que vive en Madrid, y enseña muchas cosas de su cultura…por ejemplo como cuentan hasta 100 con los dedos de la mano en China…etc…pues bien, siempre he defendido que gracias a Internet tenemos la mayor biblioteca de Alejandría abierta ante nosotros…las redes sociales no tienen porque ser solo para compartir idioteces, sino que el conocimiento puede estar muy bien filtrado…y llegar a nosotros desde todas las partes del mundo…

      Y a donde voy con esto…que creo que si logramos que cada persona tenga acceso al conocimiento básico, a la enseñanza, a disponer de Internet, el mundo será infinitamente mejor, habremos roto muchos muros, que nos siguen dividiendo…habremos avanzando y logrado la primera aldea global…habremos evolucionado como especie otro escalón más…y estaremos más cerca de por fin explotar y expandirnos por esta gigante frontera que tenemos ante nosotros, el espacio, y en la que necesitaremos cada cerebro humano trabajando al unisono cual colmena de abejas, para poder afrontar los enormes desafíos de este medio tan hostil…

      Siempre digo que el próximo Einstein puede ser un niño de Vietnam o China, o África, que ahora está cultivando arroz, y mientras informándose de este maravilloso mundo que es la ciencia…a través de un simple móvil…la tecnología colectiva nos hará avanzar como nunca imaginamos…

        1. Es cierto … puede usar cuatro de vez en cuando.A mi me encanta el recurso de los 3 puntos. Creo que tiene más sentido que poner un punto y seguido, porque creo que corta el mensaje demasiado. Y poner una coma, lo dejaría demasiado unido y le quitaría sentido a la frase. Yo es que soy adicto a los 3 puntos.

      1. No sólo tenemos que aprender a leer y escribir, luego hay que leer y escribir.
        Creo que leer y escribir, no nos convierte en una colmena de abejas, sino en universos independientes y dispares, con un final mayormente libre e indeterminado. Leer y escribir, nos desvincula de las mareas ideológicas que nos barren. Incrementa nuestra identidad, nuestra libertad de opinión.
        Pero tengo muchas dudas de la conveniencia de que el pueblo sea un ser libre y culto. Sería una amenaza para su existencia. Creo que al Estado le conviene un pueblo adicto a drogas, fútbol, alcohol, noticias superficiales sobre personajes famosos, discusiones sin lógica y sin búsqueda de soluciones, espectáculos de cine visuales sin contenido. El Estado necesita tener al pueblo dormido, para que acepte las injusticias, para provocar la inacción. Y estar dormido es mucho más agradable que enfrentarse a los problemas, así que todo encaja.
        La libertad del conocimiento, provocaría caos. Pero usando la lógica, la comunicación, leer y escribir, se podría llegar eventualmente a puntos concordantes y avanzar como personas en nuestras opiniones y a la sociedad en su conjunto.

    2. https://es.wikipedia.org/wiki/Ray_Bradbury#Obra
      «Si bien a Bradbury se le conoce como escritor de ciencia ficción, él mismo declaró que no era escritor de ciencia ficción sino de fantasía y que su única novela de ciencia ficción es Fahrenheit 451

      Suscribo totalmente. Fahrenheit 451 me parece una obra maestra. Todo lo demás suyo que he leído reconozco que está muy bien escrito pero requiere de una «sensibilidad» de la que carezco. No tengo nada en contra de la fantasía, ni el romanticismo, ni la poesía. Simplemente no puedo evitar que la «ciencia ficción» de Bradbury me caiga tonta y cursi cuando no lloriqueante.

      Por ejemplo, en diferentes etapas de mi vida intenté entrarle a Crónicas Marcianas… y nunca pude llegar ni a la mitad. No hay modo, es más fuerte que yo. Evidentemente no es para mí, qué le vamos a hacer 🙂

  7. A ver, situemonos. Si resulta que los planetas giran en el mismo plano, la eclíptica, la pérdida en el espacio del agua por acción del viento solar no supondrá regar el planeta siguiente? Porque mucho se habla de los cometas y nunca he oído nada respecto a ello. Saludos

    1. Los planetas son muy pequeños en comparación con el tamaño del Sistema Solar. Lo que un planeta pierda difícilmente caerá sobre el siguiente.

  8. Ahora que se hacen con facilidad tantos lanzamientos comerciales y militares, me parece injustificado que no se aprueben misiones ingeniosas como esta para aumentar nuestro escaso conocimiento de nuestros planetas vecinos, especialmente escaso el de Venus.
    El conocimiento de nuestro entorno es una necesidad para nuestra supervivencia. Es mucho más necesario que competir comercialmente o militarmente por el uso de la órbita terrestre.

  9. Es lo que se llama una misión en oposición.
    Cuando se lanza a Marte se puede hacer la de toda la vida con una órbita tipo Hohmann, una misión en conjunción. O con sobrevuelo de Venus que tiene la ventaja de requerir menos energía, y el tiempo de estada en Marte, en caso de una misión tripulada, se reduce muchísimo. Además tenemos una oposición cada 19 meses en vez de los 26 meses que pasan entre conjunciones.

    1. El paso por Venus, camino de Marte, es raro que no haya sido mencionado en la propuesta. Y quizá se podría aprovechar para lanzar entonces la subsonda atmosférica (si les diera el dinero para llevarla, claro) y así aligerar la masa de la sonda en los trayectos (como bien apuntaba más arriba Daniel E).

      1. Que yo sepa pasar por Venus para ir a Marte es útil si puedes usar Venus como asistencia gravitatoria, pero si debes quedarte en órbita de Venus, luego ese pozo gravitatorio hasta Marte es muy profundo.

        1. Si. Mi idea era pasar por Venus para soltar la subsonda y aligerar / acortar el viaje a Marte. Pero luego de orbitar Marte un tiempo, se seguiría cumpliendo el plan y la sonda viajaría a Venus para terminar allí sus días, estudiando el planeta.

          1. O sea, qué mal me explico, el primer paso por Venus es un sobrevuelo, no entras en órbita.
            Y la idea era de Daniel E, que me la he apropiado… 😉

          2. Lo que argumentaba Daniel E era que no tenía mucho sentido cargar en Marte con la sonda atmosférica que vas a dejar en Venus.
            Otra opción sería hacer primero Venus y luego Marte, como parece has dejado caer, David U. Ni idea de por qué la propuesta es primero Marte y luego Venus.

          3. Llegar a Marte usando Venus como asistencia gravitacional es más caro en cuando a combustible y más lento en cuanto a tiempo. Hay una idea incorrecta sobre eso por una propuesta mal divulgada de hace un tiempo. La ventana de lanzamiento es más frecuente con ese tipo de trayectoria pero necesitas más tiempo y puedes llevar menos masa si pasas por Venus para llegar a Marte.

  10. Todas estas propuestas de misiones tan interesantes que estamos viendo últimamente… son por el próximo Decadal Survey no? Da la impresión de que los científicos se han vuelto como locos, haciendo propuestas.

  11. No me llama mucho la idea de una sonda de sobrevuelo para unicamente analizar la atmósfera de Venus (la de Marte ya mucho menos, además de que hay varias sondas por el lugar).

    Sigo prefiriendo algo que llegue a su superficie y aguante más tiempo que tan solo un par de horas. Aunque solo sea por las tecnologías a desarrollar, el coste se acabaría disparando y la cancelación sería fulminante.

    1. Creo yo que aterrizadores en venís esta década no los veremos.
      No por nada si no porque con una sonda atmosférica vas a conseguir quizá los mismos datos por una fracción del coste del aterrizador, quedando únicamente «ciegos» en la capa más baja de la atmósfera.
      Y estamos muy carentes de datos en general de venus así que vamos a ir con muchas sondas pero no creo que ninguna muy cara, a no ser que Daniel en su infinito conocimiento del pasado, presente y futuro de todos los programas espaciales sepa de algún plan chino o ruso me parece que no veremos ningún artefacto humano más hasta mediados la década de los 30

      1. Ya, si ya tengo asumido que hasta dentro de muuuuchos años no habrá una sonda que llegue hasta la superficie. Tan solo digo que me gustaría más una sonda de ese estilo, que un simple globo atmosférico.

        Aunque solo fuese por desarrollar las técnicas de construcción que permitan sobrevivir en el infierno venusiano.

  12. La propuesta comenta que esta sonda intentaría dar respuesta a 7 objetivos MEPAG y a 12 objetivos VEXAG.
    Todo esto está bastante organizado y no surge de cualquier manera. MEPAG es la gente que se encarga de definir qué aspectos nos faltan de conocer sobre Marte, cómo podríamos dar respuesta a esas preguntas sin resolver… VEXAG lo mismo, pero sobre Venus.
    mepag.jpl.nasa.gov/
    lpi.usra.edu/vexag/
    Creo que los del VEXAG están hartos de que los ignoren, jeje, se lo están currando más para vender Venus.
    https://www.youtube.com/watch?v=X57ebvnkwxQ

    1. Me extraña que en el vídeo no mencionen la lentísima rotación de Venus (243 días terrestres). Yo creo que este es el dato crucial que explica por qué Venus perdió su hidrosfera, ya que el viento solar destruye las hidrosferas que no están protegidas por magnetosferas y un planeta con una rotación tan lenta como Venus no logra generar ninguna magnetosfera. Dicho de otra forma, si la Tierra rotara una vez cada 243 días, entonces nuestro planeta sería ahora igual de infernal que Venus.

      1. Si, siempre me olvido de eso. Ademas Venus es geologicamente muy activo y esta dele que dale con erupciones que remodelan su superficie continuamente ademas de agregar mas gases sulfurosos a la atmosfera.

        1. En resumen, la lista de las calamidades principales de Venus que impiden su terraformacioin:
          1-Geologia hiperactiva, baños continuos de lava con produccion masiva de gases sulfurosos. Como se vera Venus debajo de las nubes? Se parecera a Io, el satelite de Jupiter? (Suponiendo que la atmosfera supercomprimida deje mirar lejos).
          2-Lentisima rotacion que cocina la superficie mirando al Sol.
          3-Ausencia de campo magnetico protector.

    1. 1) Calibrar exactamente igual dos sets distintos de instrumentos… imposible.

      Ahhh, pero… 2) Mantener a raya el estrés de los rigores del espacio y todo eso… para que la dichosa calibración de los instrumentos se mantenga exactamente igual en Marte y luego en Venus… ¿qué podría salir mal? 😉

  13. Lo primero que he pensado es que era una idea extravagante, hasta que Daniel ha explicado los motivos. Siempre me han gustado los motores iónicos y esta es una buena prueba de lo que son capaces de hacer. No obstante, coincido con lo que otros han dicho ya: hay bastantes sondas estudiando Marte así que una más es difícil de justificar. Venus es el gran olvidado, esperemos que esta década podamos desentrañar sus misterios. Saludos.

  14. Yo el problema que le veo a esta sonda es que necesita el presupuesto de una misión New Frontiers. Si fueran capaces de encajarla en el coste de una Discovery supongo tendría más posibilidades.

  15. Yo soy pesimista -como siempre- sobre todo por qué Venus es visto como un mundo infernal y aburrido creo que sería mejor una misión como la de china es decir sonda amoferica más orvitador y radar para saber si este mundo sigue geología mente activo y sobre marte ya a estado muy sobre estudiado y no creo que con la brutal depreciació económica que se viene se apueste por misiones espaciales tan complejas

        1. Mira no soy económista pero parece que la recuperación económica será más larga de lo que parece además de la gran cantidad de deuda y dinero emitido no será nada inocuo para la económica mundial

      1. Todavia extraño el Venus de la epoca de oro de la CF: cubierto de agua con pocas tierras emergidas, tropical, lluvia constante =D
        Al final resulto ser una porqueria jaja

Deja un comentario