Neptune-Odyssey, otra propuesta de sonda para estudiar Neptuno y Tritón

Por Daniel Marín, el 9 octubre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • NASA • Sistema Solar ✎ 156

Los lectores de Eureka saben perfectamente que los planetas menos estudiados del sistema solar son Urano y Neptuno. Antes de aprobar una misión a los gigantes de hielo, la NASA lleva años intentando averiguar cuál es la mejor estrategia. ¿Estudiar Urano, que está más cerca y se tarda menos en llegar? ¿Ir a Neptuno, más lejos, pero que tiene alrededor a Tritón, un candidato a mundo océano? ¿Los dos? ¿Unir el estudio de Urano y Neptuno con el de objetos del cinturón de Kuiper? Claramente, la opción favorita de cualquier investigador planetario es enviar dos sondas diferentes para cada planeta, pero todo el mundo es consciente de lo carísimo que saldría una misión de tipo Flagship con dos naves. Uno de los «bandos» en esta guerra de opciones que más fuerte se ha hecho recientemente es el que está formado por los partidarios de enviar una única sonda a Neptuno. La razón es Tritón, la mayor luna de este planeta. Gracias a Tritón, una sonda a Neptuno podría estudiar de cerca un gigante de hielo, un —candidato a— mundo océano y un objeto del cinturón de Kuiper, todo en la misma misión. La última de estas propuestas es Neptune-Odyssey, un concepto del APL (Applied Physics Laboratory) de la Universidad Johns Hopkins, con Abigail Rymer como investigadora principal.

Neptune-Odyssey, un Odiseo automático del siglo XXI (Johns Hopkins APL).

Neptune-Odyssey es una propuesta de sonda de tipo Flagship sin complejos, aunque su coste no debe superar los 3500 millones de dólares. Con una masa de 3816 kg al lanzamiento y un diseño muy parecido al de la sonda Cassini, Neptune-Odyssey necesitaría un cohete gigante SLS Block 2 de la NASA —que llevaría una etapa Centaur adicional— para alcanzar Neptuno en una trayectoria directa, eliminando las restricciones temporales derivadas de un sobrevuelo de Júpiter. Y aún usando un SLS Block 2, tardaría 16 años en alcanzar su objetivo. O sea, que si despegase en 2033, no llegaría a Neptuno hasta 2049. Una vez allí, la misión primaria se extendería hasta 2053. Como vemos, las misiones a los planetas exteriores se han convertido en iniciativas multigeneracionales, como las catedrales, y, de hecho, todas las propuestas cuentan con un plan para renovar al personal a medida que los más mayores se jubilen o fallezcan.

Trayectoria directa a Neptuno usando un SLS (Johns Hopkins APL).
Tour del sistema de Neptuno durante la misión primaria de cuatro años. En negro la órbita de Tritón (Johns Hopkins APL).

En todo caso, si lograse despegar en 2031, se podría realizar una maniobra de asistencia gravitatoria en Júpiter y no se necesitaría una etapa Centaur. En este caso, la sonda podría llegar a Neptuno en 2042. A diferencia de otras propuestas anteriores, Neptune-Odyssey no emplearía una etapa de propulsión solar eléctrica con motores iónicos para reducir el tiempo de vuelo. Los creadores de la propuesta consideran que una etapa SEP aumenta el riesgo de la misión y crea la necesidad de emplear un encendido de inserción orbital en Neptuno más largo o con motores más potentes, una apuesta también arriesgada. De todas formas, si se usase una etapa SEP se podría prescindir del SLS y emplear en su lugar un Falcon Heavy o equivalente, aunque también habría que añadir dos asistencias gravitatorias con la Tierra para lograr una trayectoria directa a Neptuno.

Detalle de la sonda (Johns Hopkins APL).
Matriz de objetivos científicos de la misión (Johns Hopkins APL).

Neptune-Odyssey usaría tres generadores de radioisótopos (RTG) de nueva generación para generar 1087 vatios de potencia eléctrica que alimentarían los sistemas de la nave y la friolera de quince (!) instrumentos científicos de todo tipo. La cantidad de plutonio que usaría es tan elevada que no está claro que haya suficiente disponible y todo dependerá de qué misiones seleccione la NASA en esta década. La mayoría de los instrumentos científicos están basados en experimentos que ya se han lanzado, o se van a lanzar, en los próximos años a bordo de alguna otra misión. La sonda llevaría además una cápsula de entrada para estudiar directamente la composición de la atmósfera de Neptuno, una de las prioridades de la comunidad científica. Esta cápsula llevaría ocho instrumentos científicos, incluyendo una cámara que promete obtener unas imágenes alucinantes. La cápsula atmosférica, de 273 kg, usaría calefactores a base plutonio-238 (RHU) para mantener su temperatura durante su corta misión. Se separaría de la nave 30 días antes de la entrada en la atmósfera de Neptuno. Su principal objetivo sería medir las proporciones de varios isótopos de distintos elementos, especialmente gases nobles, lo que permitiría restringir los modelos sobre el interior de Neptuno —actualmente no tenemos ni idea cómo es el planeta por dentro y solo hay modelos muy genéricos con un enorme margen de error— y su evolución (¿dónde se formó? ¿cómo y cuándo emigró al exterior del sistema solar?). La sonda alcanzaría una profundidad mínima de diez bares de presión.

Detalle de la cápsula atmosférica (Johns Hopkins APL).
Perfil de entrada en la atmósfera de Neptuno de la cápsula (Johns Hopkins APL).

Durante su misión primaria Neptune-Odyssey efectuará 46 sobrevuelos de Tritón, algunos de ellos a una distancia mínima de 250 kilómetros. Además de permitir el estudio de esta luna de cerca, estos sobrevuelos servirán como maniobras de asistencia gravitatoria para moverse por el sistema de Neptuno. Junto a Tritón y Neptuno, la sonda exploraría los oscuros anillos neptunianos, la magnetosfera del planeta y el resto de satélites del sistema, la mayoría de ellos muy pequeños. La cuestión es saber si son cuerpos primordiales o se formaron a partir de los restos de otras lunas que se destruyeron cuando Tritón entró en el sistema como un elefante en una cacharrería. Neptune-Odyssey es una propuesta ciertamente fascinante, pero, como todas las destinadas a los planetas exteriores, maneja unos plazos temporales que abruman a cualquier mortal. Ciertamente necesitaremos la bendición de algún dios olímpico para ver durante nuestras vidas la llegada de este Odiseo del siglo XXI a su Ítaca particular.

Resumen de la propuesta Neptune-Odyssey (Johns Hopkins APL).

Referencias:

  • https://science.nasa.gov/science-pink/s3fs-public/atoms/files/Neptune%20Odyssey.pdf


156 Comentarios

  1. ¡¡¡Que buena noticia!!!

    Nos tendremos que ir acostumbrando a un nuevo jugador: ALCE.
    Argentina y México dan el primer paso para la creación de la Agencia Latinoamericana y Caribeña del Espacio (ALCE).

    Muchos son los latinoamericanos que participan en el Blog. Un motivo para descorchar (alguna bebida efervescente se entiende) y que a muchos va a poner muy contentos.
    Igual, siendo latinoamericano y por su idiosincracia, vamos a ver en que queda todo, pero por los paises fundadores le tengo bastante fe.

    P.D: ando un poco perdido del Blog por temas personales, pero los sigo leyendo y participando desde la distancia. ¡Un cordial saludo para todos!

    https://www.nodal.am/2020/10/argentina-y-mexico-dan-el-primer-paso-para-la-creacion-de-la-agencia-latinoamericana-y-caribena-del-espacio-alce/

  2. Es una lástima lo de Brasil y no se los entiende mucho más ayá de una histórica rivalidad con Argentina que es más del pasado ya que en esto andan un poco mas rezagados (que Argentina) y se supone que es mucho más lo que tendrían para ganar si se unieran para colaborar. A la ausencia de Brasil como pivote con Argentina, me parece que México es un gran candidato a ocupar su lugar y habría una buena complementacion por su buena espalda financiera, su declarado interés en crecer en el área espacial partiendo prácticamente desde cero y el Know how muy importante adquirido por Argentina en este último tiempo. Los dos tienen lo que el otro necesita y si «se ponen las pilas», con el agregado de otros países, seguro que podrían llegar a hacer cosas muy interesantes.

  3. OT
    Maldicion, problema nuevo con la SN8.
    Parece que las aletas no responden bien y que la temperatura que se alcanzara a su alrrededor derretiria los sellos que dejan pasar los mecanismos actuadores. O eso es lo que entendi. ¿Alguien sabe algo mas?

    1. «Tiles will be on hot side of flaps too. A very tough problem is sealing the moving flap to body joint without melting or shredding the seal.»

      «Las baldosas también estarán en el lado caliente de las aletas. Un problema muy difícil es sellar la aleta móvil a la junta del cuerpo sin derretir o triturar el sello.»

      https://twitter.com/elonmusk/status/1314689966870425605

      Julio, debes mejorar tu inglés o buscar un traductor decente. No me des esos sustos.

        1. Una basura de vídeo, está claro. Clickbait, ni caso. Según ese genio de voz artificial, las pruebas criogenicas se hacen con lox. El resto que tanto te preocupa, se lo inventa directamente.

          Limítate a los clásicos si quieres algo con un mínimo de calidad, nasaspaceflight, whataboutit, Scott manley, spacexcentric, spacexstorm, Marcus House, everydayastronaut, y tal vez el canal del alemán y la china, no recuerdo el nombre

  4. Jo, nos hemos olvidado de hablar ce un OT con miga.

    Christopher Ferguson se ha rajado de volar en la Starliner. 😅😅 ¿Por que será?

    https://www.youtube.com/watch?v=BjZn9fHQMg0
    Former NASA Christopher Ferguson had left NASA and gone to work on Boeing’s Starliner development program, he was scheduled to fly on the first crewed test flight until earlier this year when he announced he was stepping down from the flight because he didn’t want the flight to interfere with important family events.

    1. «no quería que (el vuelo) interfiriera con importantes eventos familiares», como por ejemplo, seguir viendo a su esposa e hijos y conocer a sus nietos jaja

  5. Si Space-X ha conseguido resaltar la ineficiencia del sector espacial por el old-space, habría que preguntarse hasta qué punto ha sido el causante de sobrecostes y retrasos del James Webb entre otros proyectos

    1. El JWST lleva dando vueltas desde finales de los 90, SpaceX no ha sido una verdadera amenaza para nadie hasta ¿2015? ¿2016?¿2017 incluso?
      Conclusion: No creo que SpaceX sea culpable de los retrasos del JWST ni ningún otro, solo la jeta de unos y otros. Han tenido tiempo de sobra para dejar un poco la jeta y aplastar a SpaceX y si no lo han hecho fue que hasta que no puso todas las cartas sobre la mesa nadie la tomaba en serio.

      1. «Han tenido tiempo de sobra para dejar un poco la jeta y aplastar a SpaceX y si no lo han hecho fue que hasta que no puso todas las cartas sobre la mesa nadie la tomaba en serio.»

        No, si no lo han hecho es porque no han podido.
        Han hecho números y han visto que SpX y sus bajos precios estaban fuera de su alcance.
        Si hubieran podido aplastar a SpX de una forma u otra, lo habrían hecho al instante, porque desde el principio temían que SpX les pusiera en evidencia, y les impidiese seguir saqueando los fondos públicos, como así ha sido.

        Por ejemplo, en los primeros años de la empresa, ULA & cía hicieron lo posible para evitar que SpX pudiera lanzar cohetes desde Vandenberg, en California, y confinarlo a la remota isla de Kjawalein.
        De igual manera, han puesto palos en las ruedas de SpX siempre que han podido (obstáculos para certificar el F9, etc).

        Esta gente no juega con sus fuentes de ingresos y no dejan nada al azar. Si hubieran podido acabar con SpX, lo hubieran hecho. Sencillamente, no han podido. Elon es mucho Elon.

    2. No había entendido tu comentario, Poli. Pero sigo sin entenderlo ¿por qué iba a ser SpaceX responsable en absoluto de nada que tenga que ver con el Webb? no logro entender la lógica…

      1. Creo que poli quiere decir que Spacex
        al comerse el mercado ha provocado que las viejas compañías intenten recuperar por otro lado aumentando los sobrecostos en cosas como el JWST

        1. Nah, no creo. Northrop ni siquiera participaba en el mercado de lanzamientos de cohetes hasta que adquirió recientemente Orbital ATK.

          Que SpX dominase el mercado de lanzadores no afecta al desarrollo del JWST.
          El Jamn Weep, sus retrasos y sobrecostes son muy anteriores a la compra de Orbital ATK por Northrop.

  6. Como vemos, las misiones a los planetas exteriores se han convertido en iniciativas multigeneracionales, como las catedrales, y, de hecho, todas las propuestas cuentan con un plan para renovar al personal a medida que los más mayores se jubilen o fallezcan.

    Vivimos en una sociedad que se ha encaminado a la inmediatez, no solo los políticos que quieren que las cosas se hagan durante su tiempo en el cargo, sino la propia sociedad, el 99% de la humanidad (seguro una fracción más cerca al total) no le interesan los esfuerzos espaciales y mucho menos la investigación científica. La proliferación de los terraplanistas, los fanáticos de Nikola Tesla (que lo alaban sin realmente saber quién es y solo dicen «Edison le robo las patentes») y la nueva generación que desprecia la historia (he escuchado cosas al extremo de que incluso dudan de que muchos eventos históricos sucedieron, que los logros del pasado son imposibles porque no se han vuelto a hacer con la tecnología actual y que prácticamente creen que la tecnología nació espontáneamente). Estoy seguro que a muchos de los seguidores de la exploración espacial les parece algo perfectamente lógico el desarrollo y lanzamiento de misiones, pero el resto de la población no lo considera asi.

  7. Neptuno y Urano deberian estar en el radar de exploracion planetaria de la NASA, son los peor estudiados del sistema solar, solo simples sobrevuelo y peor aun con una tecnologia de los 70. Enves de seguir enviando misiones a Marte como InSight o Perseverance, sobre todo el ultimo que tiene un costo que ronda los $. 2,500 mll, con el cantidad de presupuesto se hubiera invertido en desarrollar una mision a neptuno tipo Cassini.

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