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. Sobre la exploración de Venus:

    El diseño preliminar de la estación de aterrizaje Venera-D comenzará en 2021.

    Recibirá un «equipamiento interno» completamente diferente, pero su sistema de enfriamiento puede ser similar a las estaciones automáticas interplanetarias soviéticas en este planeta.

    MOSCÚ, 17 de agosto. / TASS /. El Instituto de Investigación Espacial (IKI) de la Academia de Ciencias de Rusia comenzará el diseño preliminar de la estación de aterrizaje Venera-D en 2021. Lev Zeleny, director científico de IKI RAS, se lo contó a TASS. «Comenzaremos a diseñar bocetos el próximo año», dijo.

    Según el científico, Venera-D recibirá un «llenado» completamente diferente, pero el sistema de enfriamiento puede ser similar a las estaciones automáticas interplanetarias soviéticas en este planeta (según el principio de Vaso Dewar, en la que se enfrió el equipo de medición), aunque también se están considerando nuevos sistemas de enfriamiento.

    «Estoy mirando con gran esperanza el nuevo equipo fotográfico que se instalará en Venera-D. Además, los instrumentos que harán análisis de masa de materia, medirán los componentes gaseosos de la atmósfera, por supuesto, harán mediciones mucho más informativas y precisas». añadió Green.

    También para «Venus-D», especificó el científico, es necesario crear un sistema para transmitir información, ya que se recibirán muchos más datos por unidad de vida útil de un módulo de aterrizaje moderno. «En cualquier caso, el dispositivo no podrá vivir en Venus durante mucho tiempo, pero el complejo de información acumulado debe ser transferido a la Tierra a tiempo», enfatizó Zeleny.

    A mediados de mayo, informó que se desarrollará un nuevo programa para la exploración de Venus en la Federación de Rusia, incluido el envío de al menos tres vehículos científicos. Según el científico, la primera expedición bajo el programa será Venera-D, cuyo lanzamiento está previsto para finales de la década de 2020. El proyecto se incluirá en el próximo Programa del Espacio Unificado, agregó. El anterior programa integral de exploración de Venus se implementó en la URSS.

    https://tass.ru/kosmos/9222067

    Ademas:

    Los científicos planean realizar pruebas de vida en Venus

    Venus puede tener elementos formadores de vida que difieren de la Tierra, sugirió Lev Zeleny, director científico del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia.

    MOSCÚ, 17 de agosto. / TASS /. Los científicos planean probar la teoría del astrofísico ruso Leonid Ksanfomality sobre la existencia de vida en Venus con la ayuda de nuevas fotografías durante futuras misiones a este planeta. Lev Zeleny, director científico del Instituto de Investigación Espacial (IKI) de la Academia de Ciencias de Rusia, le dijo a TASS sobre esto.

    «Esperamos en nuestras futuras expediciones verificar esto [la presencia de movimiento]. Pero no se necesita nada especial para esto, solo se necesita una televisión de muy buena calidad y la transmisión de sus resultados», dijo Zeleny, enfatizando que la teoría es una idea completamente natural que «la vida puede tomar formas completamente diferentes en diferentes condiciones».

    Según el científico, el astrofísico ruso Leonid Ksanfomality, fallecido en 2019, examinó fotografías tomadas de los vehículos Venera-9, Venera-10, Venera-13 y Venera-14 y detectó el movimiento de objetos. Basado en la investigación, presentó una hipótesis sobre la existencia de vida en este planeta.

    El director científico de IKI agregó que el Instituto de Catálisis de Novosibirsk de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia estaba interesado en estos datos. Durante experimentos a temperaturas y presiones extremadamente altas (pero más bajas que en Venus), los científicos descubrieron una auto-organización diferente de las moléculas. «¿Qué es la vida? Es simplemente la auto-organización de la materia. Venus puede tener elementos formadores de vida que son diferentes de la Tierra», sugirió el científico.

    Como explicó Zeleny, en el futuro está previsto «realizar experimentos de laboratorio: qué tipo de química orgánica surge a temperaturas tan extremas».

    https://tass.ru/kosmos/9222015

    Por ultimo, ya que se esta hablando de al menos tres misiones a venus, es preciso recordar que durante la entrevista que dio Rogozin sobre el aniversario de Roscosmos, entre muchas cosas informo sobre los planes de una misión para recoger y enviar a la tierra muestras del suelo de venus. Se comenta que podría basarse en un esquema similar al de la NASA para marte compuesto de un cohete que despegaría de la superficie de venus con las muestra para colocarlas en órbita venusina y ser interceptado por otra nave que seria la encargada de transferirlo a la tierra…

  2. Sobre la exploración de Venus:

    El diseño preliminar de la estación de aterrizaje Venera-D comenzará en 2021.

    Recibirá un «equipamiento interno» completamente diferente, pero su sistema de enfriamiento puede ser similar a las estaciones automáticas interplanetarias soviéticas en este planeta.

    MOSCÚ, 17 de agosto. / TASS /. El Instituto de Investigación Espacial (IKI) de la Academia de Ciencias de Rusia comenzará el diseño preliminar de la estación de aterrizaje Venera-D en 2021. Lev Zeleny, director científico de IKI RAS, se lo contó a TASS. «Comenzaremos a diseñar bocetos el próximo año», dijo.

    Según el científico, Venera-D recibirá un «llenado» completamente diferente, pero el sistema de enfriamiento puede ser similar a las estaciones automáticas interplanetarias soviéticas en este planeta (según el principio de Vaso Dewar, en la que se enfrió el equipo de medición), aunque también se están considerando nuevos sistemas de enfriamiento.

    «Estoy mirando con gran esperanza el nuevo equipo fotográfico que se instalará en Venera-D. Además, los instrumentos que harán análisis de masa de materia, medirán los componentes gaseosos de la atmósfera, por supuesto, harán mediciones mucho más informativas y precisas». añadió Green.

    También para «Venus-D», especificó el científico, es necesario crear un sistema para transmitir información, ya que se recibirán muchos más datos por unidad de vida útil de un módulo de aterrizaje moderno. «En cualquier caso, el dispositivo no podrá vivir en Venus durante mucho tiempo, pero el complejo de información acumulado debe ser transferido a la Tierra a tiempo», enfatizó Zeleny.

    A mediados de mayo, informó que se desarrollará un nuevo programa para la exploración de Venus en la Federación de Rusia, incluido el envío de al menos tres vehículos científicos. Según el científico, la primera expedición bajo el programa será Venera-D, cuyo lanzamiento está previsto para finales de la década de 2020. El proyecto se incluirá en el próximo Programa del Espacio Unificado, agregó. El anterior programa integral de exploración de Venus se implementó en la URSS.

    tass.ru/kosmos/9222067

    Ademas:

    Los científicos planean realizar pruebas de vida en Venus

    Venus puede tener elementos formadores de vida que difieren de la Tierra, sugirió Lev Zeleny, director científico del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia.

    MOSCÚ, 17 de agosto. / TASS /. Los científicos planean probar la teoría del astrofísico ruso Leonid Ksanfomality sobre la existencia de vida en Venus con la ayuda de nuevas fotografías durante futuras misiones a este planeta. Lev Zeleny, director científico del Instituto de Investigación Espacial (IKI) de la Academia de Ciencias de Rusia, le dijo a TASS sobre esto.

    «Esperamos en nuestras futuras expediciones verificar esto [la presencia de movimiento]. Pero no se necesita nada especial para esto, solo se necesita una televisión de muy buena calidad y la transmisión de sus resultados», dijo Zeleny, enfatizando que la teoría es una idea completamente natural que «la vida puede tomar formas completamente diferentes en diferentes condiciones».

    Según el científico, el astrofísico ruso Leonid Ksanfomality, fallecido en 2019, examinó fotografías tomadas de los vehículos Venera-9, Venera-10, Venera-13 y Venera-14 y detectó el movimiento de objetos. Basado en la investigación, presentó una hipótesis sobre la existencia de vida en este planeta.

    El director científico de IKI agregó que el Instituto de Catálisis de Novosibirsk de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia estaba interesado en estos datos. Durante experimentos a temperaturas y presiones extremadamente altas (pero más bajas que en Venus), los científicos descubrieron una auto-organización diferente de las moléculas. «¿Qué es la vida? Es simplemente la auto-organización de la materia. Venus puede tener elementos formadores de vida que son diferentes de la Tierra», sugirió el científico.

    Como explicó Zeleny, en el futuro está previsto «realizar experimentos de laboratorio: qué tipo de química orgánica surge a temperaturas tan extremas».

    tass.ru/kosmos/9222015

    Por ultimo, ya que se esta hablando de al menos tres misiones a venus, es preciso recordar que durante la entrevista que dio Rogozin sobre el aniversario de Roscosmos, entre muchas cosas informo sobre los planes de una misión para recoger y enviar a la tierra muestras del suelo de venus. Se comenta que podría basarse en un esquema similar al de la NASA para marte compuesto de un cohete que despegaría de la superficie de venus con las muestra para colocarlas en órbita venusina y ser interceptado por otra nave que seria la encargada de transferirlo a la tierra…

  3. 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

  4. Pues disiento de algún comentario que se ha hecho. Ahora mismo, para la Humanidad, lo prioritario es saber si hay vida en otro lugar. Y Marte es primer sitio dónde mirar. Si tenemos un euro, hay que gastarlo en ir a Marte. Si tenemos dos, también. Y si tenemos tres, pues lo mismo.

    Si pudiera tomar la decisión, sondas a porrillo a Marte, a las zonas más probables de encontrar vida (ahora evitamos zonas más prometedoras para «no molestar, si acaso»). Como no espabilemos, serán los chinos quien lo haga (no les importa dejar caer las primeras fases sobre su población, se van a andar con miramientos en Marte)

    Tengo muchas esperanzas en lo que encuentre Perseverance en las arcillas de Jezero,

    Venus y los demás lugares del sistema solar, vale, pero sin retrasar nada de Marte. De hecho, debería haber dinero para ir a todos los planetas, pero somos mu tontos…

    1. Aulig, no veo dónde por qué ahora la prioridad para la Humanidad va a ser saber si hay vida en otro lugar. Personalmente creo que la Humanidad tiene otras prioridades.

      Por otra parte, la superficie de Marte es un erial esterilizado por la radiación cósmica y solar, así que las posibilidades de encontrar vida allí son estadísticamente insignificantes, mucho menores que las de encontrarla en los mares subterráneos de Europa o Encélado. A lo sumo, en Marte podríamos encontrar rastros de vida fósil de hace cientos de millones de años, quizás huellas de la existencia arcaica de bacterias primigenias impresas en esas arcillas o en capas subterráneas. Pero no creo que encontremos nada mas y por eso da lo mismo que lleguen primero los estadounidenses, los chinos o los malayos.

      Si queremos buscar vida a día de hoy, si tan importantísimo es para la Humanidad toda (ya me dirás por qué, y dudo que sea una prioridad para buena parte de género humano) entonces hay que mirar a las lunas de Júpiter y de Saturno y mas allá de nuestro sistema solar, no a Marte. Su oportunidad para sustentar vida pasó hace eones y si seguimos empeñados en buscarla allí es por un factor cultural y por las ideas erróneas que sobre Marte se tuvieron durante tanto tiempo durante el siglo XIX y parte del XX. El Marte imaginado poco tiene que ver con el Marte real.

      1. Marte es un erial… ahora. Y ahora sabemos que tuvo océanos salados durante cientos de millones de años, y ríos y lagos… Si las cosas fueron como en la Tierra, que no tenemos ningún motivo para pensar otra cosa, se desarrollaría la vida igual que aquí.

        No entiendo porqué se dice que en Encélado o Europa hay más posibilidades estadísticas de encontrar vida si son mundos totalmente extraños a lo que conocemos, es todo pura especulación pensar que se pudo iniciar la vida en esas condiciones. En Marte se dieron las circunstancias que en la Tierra sí dieron lugar a una explosión de vida. Luego hemos visto que la vida se adapta a circunstancias muy extremas, pero partiendo de un estado de gran abundancia. Seguramente la vida en los lagos profundos de la Antártida pueda vivir en océanos de Encelado, pero no se creó allí, evolucionó desde un entorno más favorable que permitió «probar» miles de mutaciones alguna de las cuales funcionó bajo el hielo.

        En Marte sabemos las condiciones favorables hace millones de años y podría ser perfectamente probable que persista algún tipo de vida en el subsuelo adaptada a las condiciones extremas. Y si no, es posible encontrar restos de vida en el pasado. Bueno, de hecho, se están mandando sondas y robots por eso. No buscamos vida en Marte por un factor cultural, sino porque es muy probable que la haya o haya habido, los científicos saben bien lo que hacen…

        Entender el fenómeno de la vida es importante para la Humanidad, y descubrirla fuera sería un hito histórico. ¿es importante? yo solo digo eso de que a Faraday le preguntaron para que servía eso de la «electricidad»….

        1. Es importante, Aulig, como toda investigación en exobiología… Pero no es ni mucho menos una prioridad para la Humanidad como especie.

  5. Hoy por hoy, no veo ninguna posibilidad a medio plazo (como 100 años) de que ni una pequeña «copia de seguridad» de la humanidad sea capaz de vivir fuera de la Tierra, ni siquiera en Marte. Así que lo prioritario es cuidar la Tierra y conocer lo que le puede hacer daño desde dentro y fuera. Desde fuera, lo que más nos afecta viene desde el Sol.
    Por eso lo prioritario, para mi, son las sondas solares y a Venus, por ejemplo para estudiar como afectaría el viento solar y la radiación solar a la atmósfera terrestre en caso de debilitarse el campo magnético terrestre, que últimamente demuestra ser muy variable.

    1. Estoy de acuerdo en general con lo que dices: eso de ver en Marte una suerte de «refugio» de la Humanidad me parece una fantasía infantil derivada (como he dicho más arriba) de un «Marte imaginado» heredero de concepciones erróneas del siglo XIX y primeras décadas del XX. Pero la realidad es que Marte es un sitio MUCHO PEOR que la Antártida y cualquier supuesta «colonización» pasaría por vivir enterrados en galerías subterráneas un medio ambiente absolutamente artificial en el que no habría mucha diferencia con un hábitat espacial.

      Lo de terraformar Marte es un completo disparate pues no sólo sería un plan que tardaría miles de años en ofrecer resultados que ni están en absoluto garantizados (ni siquiera sabemos con absoluta certeza cómo funcionan los ciclos atmosféricos terrestres y sus interrelaciones con la biología y la geología como para ponernos a hacer experimentos en Marte) sino que su coste sería inmenso y para nada aseguraría una supervivencia a largo plazo a no ser que estuvieras «terraformando» una y otra vez. Por ni hablar de que la baja gravedad marciana daría lugar a una nueva especie humana que estaría completamente aislada de su planeta de origen. Puestos a ponernos a construir «santuarios» fuera de la Tierra para asegurar la supervivencia de la Humanidad, mejor invertir en ciudades espaciales como las concebidas por Gerard O’Neill en los 70, que saldrían más baratas, estarían listas en solo unos pocos años o décadas (una vez puestos a ello) y podrías ponerlas en dónde se te antojase, recreando diversos ambientes y con una gravedad como la terrestre.

      No le deis más vueltas: en Marte es dudoso que alguna vez haya algo más que lo que hay ahora en la Antártida: unas cuántas bases científicas y militares con unos pocos miles de ocupantes que no pasaran allí más que una breve temporada antes de que su fisiología se resienta.

      1. Adiero.
        Pero no descarto algún tipo de explotación económica (básicamente minería) si el acceso a los materiales fueran lo suficientemente accesibles, permitieran un beneficio justificable, y donde la automatización tuviera un rol muy significativo con mínima presencia humana esporádica.

        1. En Marte hay bastantes meteoritos y es fácil encontrarlos. Como para los humanos antiguos, encontrar cerca un resto de un meteorito metálico de tamaño importante puede ser un primer paso en la minería marciana.

  6. Tema al margen y consultan.
    Cuando los motores Raptor salen de fábrica, ¿saben si antes se le efectúa un encedido de prueba para verificar todos los componentes y el comportamiento en general?
    Esta duda me viene a raíz de las llamas que se vieron en el test de 150m. del SN5.
    En un test previo a la salida del motor de fábrica esto debería haber sido evidente. O puede que tengan implementados otros controles pero que no involucren un encendido, los cuales ya habrán verificado y mejorado.
    Tambien es cierto que en el momento del montaje en el vehículo algún desajuste involuntario se puede producir.

    1. Bueno, lancé la cosulta en el chat de Live LabPadre mientras aguardo el test estático que se está llevando a cabo en SN6 y recibí esta respuesta: SuperS05 ​@Roberto H yes. they are all test fired

    1. Me gusto como el territorio de Bocachica queda convertido en un cuadradito «abajo», cuando la SS llega a los 20 km de altura. El dibujante no se molesto en extender el mapa jaja

    1. Sí, lo ví. Parece que todo funcionó.
      Ahora, (24/08, 9:47hs. en Boca Chica) hay una grua de gran porte junto a SN6. Creo que deben estar por instalar el simulador de masa.

  7. Un nuevo estudio astrobiológico concluye que los microbios podrían tener un «ciclo de vida» sostenido en la atmósfera de Venus, que les permitiría sobrevivir durante quizás millones de años:

    La neblina de la baja atmósfera venusina como depósito de vida microbiana disecada: Un ciclo de vida propuesto para la persistencia de la biosfera aérea venusina
    https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2020.2244

    1. Traducción de la introducción:

      Volvemos a la hipótesis de que hay vida en las nubes venusinas para proponer un ciclo de vida que resuelva el enigma de cómo la vida puede persistir en lo alto durante cientos de millones a miles de millones de años. La mayoría de las discusiones sobre una biosfera aérea en las capas templadas de la atmósfera de Venus nunca abordan si las pequeñas partículas de tipo microbiano de la vida están flotando libremente o confinadas al ambiente líquido dentro de las gotas de las nubes. Sostenemos que la vida debe residir dentro de las gotas líquidas de tal manera que esté protegida de una fatal pérdida neta de líquido a la atmósfera, un problema inevitable para cualquier forma de vida microbiana de flotación libre. Sin embargo, el hábitat de las gotas plantea una limitación de por vida: Las gotitas crecen inexorablemente (durante unos pocos meses) hasta alcanzar tamaños lo suficientemente grandes que son forzadas por la gravedad a asentarse en capas más calientes e inhabitables de la atmósfera venusina. (La fragmentación de las gotas, que reduciría el tamaño de las partículas, no ocurre en las condiciones de la atmósfera venusina). Proponemos por primera vez que la única forma en que la vida puede sobrevivir indefinidamente es con un ciclo de vida que implique la desecación de la vida microbiana a medida que las gotitas líquidas se evaporan durante el asentamiento, con las pequeñas «esporas» desecadas deteniéndose en, y poblando parcialmente, la capa de niebla inferior estancada de la atmósfera de Venus (33-48 km de altitud). Por lo tanto, llamamos a la capa de neblina inferior venusina un «depósito» para la vida microbiana desecada. Las esporas eventualmente regresan a la capa de nubes por difusión ascendente causada por la mezcla inducida por las ondas de gravedad, actúan como núcleos de condensación de nubes, y se rehidratan para un ciclo de vida continuo. También revisamos los desafíos para la vida en las condiciones extremadamente duras de la atmósfera venusina, refutando la noción de que la capa de nubes «habitable» tiene una analogía en cualquier entorno terrestre.

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