Una sonda nuclear china a Neptuno

Por Daniel Marín, el 29 mayo, 2021. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • China • Sistema Solar ✎ 140

Con la misión Tianwen 1, China ha dado su primer paso más allá de la órbita de la Luna —o el segundo si contamos el sobrevuelo del asteroide Toutatis por la sonda Chang’e 2—. Pero, ¿qué hay del sistema solar exterior? Formalmente, China solo tiene prevista una misión a los planetas gigantes en los próximos años. Se trata de una sonda que debe despegar en 2029 y llegar a Júpiter en 2036. Pocos datos se conocen de esta sonda, más allá de que se trata de una propuesta que sigue adelante. Recientemente hemos podido saber que esta sonda —o parte de ella— continuará el viaje y en 2049 llegará a Neptuno. Además de esta sonda, sabemos que China está estudiando varias propuestas de misiones al sistema solar exterior, aunque nada garantiza que sean aprobadas. Por ejemplo, hace un par de años pudimos ver una propuesta para lanzar dos sondas para estudiar el medio interestelar.

Propuesta de sonda nuclear china para estudiar Neptuno que pasaría por Júpiter (www.guancha.cn).

Lo interesante de esta misión es que las sondas llevarían un reactor nuclear capaz de generar 10 kilovatios de potencia que serviría para alimentar un sistema de propulsión eléctrico con motores iónicos o de plasma. Pero la cosa no ha quedado ahí. Recientemente hemos podido ver una nueva propuesta de sonda que también hace uso de un reactor nuclear de 10 kilovatios de potencia eléctrica, aunque en esta ocasión su objetivo sería Neptuno. La sonda tendría una masa de tres toneladas y despegaría alrededor de 2030 mediante un cohete Larga Marcha CZ-5, el vector chino más potente en servicio. Realizaría varios sobrevuelos de la Tierra y uno de Júpiter como maniobras de asistencia gravitatoria para llegar a Neptuno. La sonda usaría su sistema de propulsión iónico para desacelerar durante un año y se situaría en órbita alrededor de Neptuno. La propuesta nos habla de que la sonda tendría una vida útil de 15 años.

Sondas planetarias chinas en los próximos años: misión Tanwen 1, misión de retorno de muestras de Marte (dos sondas), misión Zheng He de retorno de muestras de un asteroide cercano y visita a un cometa y la misión a Júpiter y Neptuno (https://mp.weixin.qq.com/s/6kScmnP29EEMY9iqvfdrgw).

Estos datos hacen sospechar que esta sonda es en realidad la misma que vimos más arriba y que debe despegar en 2029 y llegar a Neptuno en 2046. Una vez alrededor del planeta más lejano del sistema solar, la sonda se dedicaría a estudiar la atmósfera y la magnetosfera de Neptuno, además de sus lunas, con especial énfasis en Tritón, un objeto del cinturón de Kuiper capturado candidato a mundo océano. Posiblemente la sonda llevará algún tipo de subsonda —¿penetrador? ¿orbitador?— para estudiar Tritón en detalle. Con el fin de poder garantizar las comunicaciones, la sonda necesitaría una antena de gran tamaño, aunque la potencia de emisión no sería un problema gracias al reactor nuclear. Esta propuesta no es la primera de una sonda nuclear para estudiar Neptuno. A principios de este siglo la NASA sugirió enviar una sonda con un reactor nuclear a Neptuno como parte del Proyecto Prometeo, que sería cancelado en 2005.

Elementos del reactor nuclear de la sonda (el cono es el radiador) (www.guancha.cn).

Este concepto de sonda a Neptuno ha sido desarrollado por varios autores procedentes de diversas universidades chinas, CAST (Academia China de Tecnología Espacial), SAST (Academia de Tecnología de Vuelos Espaciales de Shanghai), CIAE (Instituto Chino de Energía Atómica) o la Academia China de las Ciencias. En definitiva, estamos hablando de los principales actores del programa espacial chino, así que, por si alguien se lo pregunta, no, no se trata de un powerpoint más. Todo lo contrario. El hecho de que este proyecto se haya hecho público significa que, como mínimo, goza de la bendición de las autoridades políticas y ya está en una fase de diseño preliminar. Las imágenes de la sonda que hemos visto se asemejan al diseño de la propuesta de sondas interestelares, aunque no sabemos si es porque han «reutilizado» el diseño para fines estéticos o hay una relación real.

Propuesta de sonda interestelar china con un reactor nuclear. Su diseño es muy parecido al de la sonda a Neptuno (Weiren Wu et al.).

Estas propuestas de sondas chinas sugieren que el programa chino para construir un reactor nuclear espacial debe estar en un estado relativamente avanzado. Teniendo en cuenta que no hemos visto propuestas de sondas dotadas de generadores de radioisótopos (RTG), es posible que China haya priorizado la construcción de reactores nucleares espaciales frente a la de RTG (los generadores de este tipo que China ha usado en sus sondas lunares han sido suministrados por Rusia). Evidentemente, los reactores nucleares de fisión son más potentes, pero también llevan asociadas un número mayor de dificultades técnicas. Quizá China haya decidido aprovechar su experiencia en la tecnología de reactores de fisión y haya renunciado al costoso proceso de sintetizar plutonio-238 para RTG, un isótopo que solo se puede emplear en generadores y que no tiene interés militar (se pueden fabricar RTG a partir de otros isótopos, como el polonio-210 o el americio-241, pero el Pu-238 tiene varias ventajas sobre estos competidores). O quizá estamos viendo estas propuestas porque la fabricación de reactores de fisión a base de uranio es relativamente rápida, mientras que la síntesis de grandes cantidades de Pu-238 es un proceso que requiere de muchos años. Por ahora no lo sabemos.

Dimensiones de la antena para las comunicaciones (www.guancha.cn).

Dejando a un lado China, Rusia y Estados Unidos también tienen programas activos para desarrollar reactores nucleares espaciales. En el caso de Rusia, busca emplear esta tecnología en un remolcador nuclear y misiones militares, mientras que EE.UU. quiere disponer de ella de cara a misiones a la Luna, Marte o más allá. Por otro lado, si esta misión china se confirma, y teniendo en cuenta que la NASA todavía no ha aprobado una sonda a Neptuno, será la primera que pase por el gigante helado desde que la Voyager 2 lo sobrevoló en 1989. Ya va siendo hora de regresar.

Referencias:

  • https://www.guancha.cn/industry-science/2021_05_28_592322.shtml


140 Comentarios

  1. Buenos días a todo el mundo.

    Cómo bien dice Daniel, está propuesta no es un mero PowerPoint, sino el anuncio de una misión que sí o sí los chinos llevarán a cabo. Ni hace tanto que contemplábamos con una sonrisa condescendiente los planes para aterrizadores chinos en la cara oculta de la Luna y en Marte.

    La NASA-ESA ya puede ponerse las pilas o el himno «El Oriente es Rojo» resonará por todo el Sistema Solar.

    1. La NASA que haga lo que quiera … espero que en la ESA no caigan en la trampa de gastar dinero en este tipo de cosas (más allá de los habituales estudios y pruebas tecnológicas para no perder mucha comba) que al final sólo les interesa a los militares y ni siquiera saben muy bien para qué….
      Bueno, aquí también podría decir que allá los franceses sí se quieren gastar el dinero en esto, espero que no nos arrastren a los demás…

      No sé… opino que Europa tiene muchas cosas pendientes por hacer en LEO, Luna, NEOs, Marte (y más que va a tener que hacer para no quedarse demasiado lejos de China/ USA en esos cuatro entornos) y con los recursos que tenemos pensar también en igualar lo que los líderes vayan a hacer en Urano y/o Neptuno… (que comparado con el sistema solar interior son irrelevantes) me parece un error, francamente.

  2. Excelente Artículo!! 👍 y me alegra que China (sus instituciones científicas) se fije metas en la exploración de sistema solar exterior. Es interesante las puertas que les abrió el CZ-5 (ya están en Marte, con una estación espacial en progreso y con planes a los gigantes de hielo) wow

    La masa inercial del progreso tecnológico chino es arrolladora!! Vamos China

  3. Buenas noticias para todos los espacios trastornados ojalá que salga adelante aunque me genera dudas lo de la poca potencia de ese reactor nuclear no sería más práctico varios RTG ?
    Además ya me imagino la bronca de EEUU y sus medios afines en todo el mundo solo basta ver el escándalo que hicieron por la rentrada del cz5 b
    Si china saca algo así adelante se va a armar un kilombo mayúsculo 😸

  4. Una noticia importante

    A las 8:55 pm del sábado, el cohete portador Long March-7 Y3 que transportaba la nave espacial de carga Tianzhou-2 despegó del Centro de Lanzamiento de Satélites de Wenchang. Después de un tiempo de vuelo de alrededor de 604 segundos, la nave espacial se separó del cohete y entró en órbita preestablecida. A las 9:17 pm, los paneles solares a bordo de la nave espacial se desplegaron sin problemas, con todas las funciones en condiciones normales de funcionamiento, marcando el éxito del primer lanzamiento de una nave espacial al modulo central de la estación espacial, según la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA. )

    1. A ver cuándo es el acoplamiento, de momento las informaciones son confusas, aunque parece que será hoy mismo (vamos, que no es un viaje de 48 horas ni nada de eso)

      1. —En comparación con el Tianzhou-1, la nueva versión intentará acelerar el proceso de encuentro y acoplamiento con la cabina del módulo central Tianhe, acortándolo de aproximadamente dos días a solo unas pocas horas—
        Esto es lo que informan

    2. Y se supone que va a traspasar combustible ala estación china o solo lleva suministro para la siguiente misión tripulada de china no lo tengo claro 🤔

      1. –Llevará a cabo el encuentro y el acoplamiento con la cabina del módulo central de Tianhe, repostará su propulsor y luego comenzará el vuelo combinado–
        –Otra función importante de la nave espacial de carga es repostar otros componentes en órbita de la estación espacial con los propulsores que ha llevado al espacio. Después de acoplarse con la cabina central, conectará e inyectará de forma autónoma los propulsores, lo que garantizará una operación estable y a largo plazo de la estación espacial–

      2. –Hay 6,8 toneladas de suministros a bordo del Tianzhou-2, incluidos consumibles que están diseñados para apoyar a tres astronautas en sus misiones espaciales durante tres meses, trajes espaciales para misiones fuera de la cabina, otros suministros, y dos toneladas de propulsores, según el CAST. «La relación de carga a masa total es superior al 50 por ciento, lo que indica su capacidad líder en el mundo».–

  5. OT (Oof Topic, como dice Fernando). Hoy es sábado, toca actualización de Brendan.

    Status de los prototipos SSH de Starbase a 29 de Mayo:

    https://twitter.com/_brendan_lewis/status/1398564449183690754?s=20

    Podemos ver:
    – los 5 tanques GSE (soporte de tierra) de los 7 necesarios.
    – 2 prototipos Starship, el SN16 y SN20.
    – 2 prototipos SuperHeavy, el SN2.1 de pruebas y el SN3 (que, debido a un malentendido, creo, está etiquetado como SN2 en el gráfico).

    Aparte de esto, estoy emocionado (siento una sensación de placer en el estómago) por lo que está pasando en Starbase, Texas. El sueño descabellado de varias generaciones de aficionados se está haciendo realidad:

    – Han montado el tercer segmento de la torre en un plis-plas. Aún faltan 5 segmentos más, pero el ritmo es asombroso.
    – El primer tanque aislante de 12 m de diámetro para aislar térmalmente los tanques GSE (9 m) de oxígeno líquido, metano líquido y nitrógeno líquido ya está en la granja de propelente.
    – Dicen que se usará la grúa Frankenscrane en su configuración actual para colocar la Launch Table (muy pesada) en su sitio sobre las 6 columnas de la rampa de lanzamiento.
    Para apilar las últimas secciones de la Torre de Integración, se ampliará la grúa. Valdrá la pena verla.

    SpX ha desguazado los prototipos SN12, SN13, SN14, SN17, SN18, SN19, y es posible que acabe desguazando el SN16.
    Algunos de estos prototipos estaban terminados y a punto para volar y, sin embargo, han sido apartados de un manotazo y enviados al desguace. Los hitos conseguidos por otros modelos han hecho innecesaria su existencia. Y gracias al bajo coste de cada prototipo, el coste financiero por desecharlos es mínimo.

    Si esos 7 prototipos hubieran volado, a 20 días entre cada lanzamiento, hubieran ocupado casi 5 meses y nos iríamos a finales de octubre.
    Renunciando a volver a lanzar el SN15, y con el salto directo al SN20/BN3, SpX ahorra casi medio año.

    El permiso de lanzamiento es válido durante 6 meses, desde el 20 de junio hasta el 20 de diciembre, por lo que parece bastante seguro que habrá lanzamiento orbital en 2021.

    Alea iacta est.

      1. Tweets del 24 de febrero.

        Everyday Astronaut:
        «Will the they have sabatier reactors on them and produce their own propellant or will it be shipped out?»

        Elon:
        «Short-term, CH4 delivered & O2 produced. Propellant is ~78% O2.
        Long-term, Sabatier reaction to convert CO2 + H2O -> CH4 + O2 using wind & solar power.»

        Toby:
        «How long until you think the Deimos and Phobos rigs will be operational?»

        Elon:
        «One of them may be in limited operation by end of year»

        Kentarou:
        «How will Starships be transported to the floating platform? Will these launch platforms be stationed permanently in the gulf?»

        Elon:
        «They will fly there from our launch site.

        Stationed around the world.»

        https://twitter.com/elonmusk/status/1364488368994848769?s=20

        – Las plataformas producirán su propio oxígeno líquido.
        Más adelante, también producirán su propio metano, usando energía solar y eólica (energía limpia).
        Así, las instalaciones de lanzamiento de Starship serán neutras en emisiones de carbono, y las instalaciones de tierra se ahorrarán cientos de viajes de camiones-cisterna (y sus emisiones) para llenar la granja de propelente en cada lanzamiento.
        Además, el cohete es 100% reutilizable. El resultado: 100% ecológico.

        – Una de ellas puede tener operatividad limitada a finales de año. Podría servir para que aterricen los primeros boosters SH.

        – En la visión de futuro de Elon, SpX tendrá espaciopuertos flotantes por todo el mundo, posiblemente para transporte P2P.

        *****

        Elon superstar. Hoy: El Loop de Las Vegas

        Elon es un innovador nato. Sigue terraformando el planeta para convertirlo en Elonworld y ha creado la última revolución del transporte urbano: el Loop.

        El Loop que Boring Co. ha instalado en Las Vegas es un primer ejemplo. Transporte a gran velocidad mediante vehículos Tesla con piloto automático en un túnel de chocolate y algodón de azúcar que parece sacado de El mago de Oz.

        Elon sigue creando sinergias entre sus empresas. En este caso, Boring Co. se ocupa de todo, perforar el túnel y acondicionarlo, y para el transporte utiliza vehículos Tesla y aprovecha su capacidad de Autopiloto. (Win+Win)².

        «Congratulations @boringcompany, Loop capacity testing exceeded 4400 passengers per hour on Tuesday, confirmed today after reviewing results.»

        «The naysayers can suck it. Elon’s holes are amazing and being in them was exhilarating. Kudos, @LVCVA. Bonus: Gull wings.»

        twitter.com/VitalVegas/status/1397793272915927041?s=20

        1. No entiendo en qué consiste o tiene de especial los túneles de Musk. Aquí en Madrid el Gallardón usó un porrón de tuneladoras para hacer en tiempo récord el metro sur y otras ampliaciones y luego los túneles de la M30…
          Algo no entendí…

          1. Es fácil de imaginar:

            Sus tuneladoras perforan más rápido y a una décima parte del coste de la competencia, y seguirán mejorando en modelos posteriores.

            ¿Es que no conoces a Elon?

          2. Otra diferencia es que Boring Co ofrece, aparte de túneles tradicionales, un sistema integrado de transporte urbano, el Loop, con los túneles más los vehículos eléctricos autónomos de transporte, los cargadores y la operación del conjunto.
            Es ideal para conectar centros urbanos con aeropuertos, por ejemplo. Los taxistas lo van a odiar.

            Recuerdo haber leído que Boring Co ofreció perforar un túnel gratis a cambio de poder explotar el transporte a través del túnel, pero no sé si se trata de este túnel.

  6. Gracias Martínez por el OT…
    he leído que la 15 va al «desarmadero» (eso creo que entendí )

    Con respecto a la misión del articulo: me parece excelente.
    ( Lo único que no confió en los «gerentes» del país; pero si en su gente y su talento )

  7. …mientras tanto la ultima actualización del TEM Zeus:

    https://zavtra.ru/upl/20960/alarge/pic_4339390c68b.jpg

    …se trata de una «estación orbital interplanetaria» propulsada por motores de magneto-plasma dinámicos rotatorios…

    Para lo que se pregunten que quiere decir rotatorio, en palabras muy simples, podríamos hacer una analogía con la propela de un buque con sistema de tobera, donde la tobera es el estator y la propela el rotor de un generador eléctrico y al comenzar a rotar el eje, entonces se produce los campos electromagneticos que confinan (aislan tambien) el plasma (siguiendo la analogía el plasma seria el agua de mar que la propale hace pasar a través de la tobera…) y lo disecciona expulsándolo por la tobera o boquilla del motor…

    …ya no estamos en presencia de un ciclo Rankine, sino de un ciclo Brayton, donde el eje de la turbina acciona directamente al generador que se encuentra dentro de la cámara del motor…acuérdense que a diferencia de los motores ionicos, en los de plasma todo el material del gas es expulsado para producir el empuje, mientras que en los de iones es solo las partículas ionizadas, por lo tanto se consigue mayores densidades y por consiguiente un impulso significativamente mayor…

    …con este sistema se consigue un motor mucho mas simple y liviano y sobre todo mas eficiente que un magneto-plasma dinámico ordinario…

    Es muy bueno saber que cada ves mas es evidente que para alcanzar y colonizar el sistema solar exterior la única salida es a través de estos remolcadores nucleares…

    1. la ubicación de los motores es donde dice «MDУ / РМПД» en la imagen…

      РМПД son las siglas en ruso de motor de Magneto-Plasma Dinámico Rotatorio…

  8. Sengún contactados, hay una especie de policía de control extraterrestre que vigilan los artefactos que lanzamos al espacio.Si van con elementos contaminantes, según estos contactados, la policía de control extraterrestre se encargaría de neutralizarlos y sabotearlos con el fin de que no contaminemos el Cosmos.

  9. China ya ha derrocado a Rusia, y a memoria de la URSS, como segunda potencia espacial. China ya tiene una estación espacial comparable a la MIR y demostrado su capacidad para explorar el Sistema Solar interior. Es que su rover ha funcionado mucho mejor que el escacharreli europeo. Si China desarrolla un programa tripulado a la Luna o empieza a explorar el Sistema Solar exterior vacuestionar el liderato de EEUU como primera potencia espacial.

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