Urano y Neptuno son los únicos planetas del Sistema Solar que solo han sido visitados por una sonda espacial. Y además, los dos por la misma: la Voyager 2, que pasó en 1986 y 1989 por los gigantes de hielo para ofrecernos las únicas imágenes cercanas que tenemos de estos mundos y sus sistemas de lunas. Desde entonces, nadie ha vuelto. La NASA mantiene el proyecto de sonda UOP (Uranus Orbiter and Probe) para enviar un orbitador a Urano en la próxima década, mientras que la misión Tianwen 4 china despegará en 2029 con dos sondas, una de las cuales pasará por Urano en 2045. Pero, ¿y Neptuno? Después de largos debates, la NASA, al igual que China, ha priorizado Urano por su mayor cercanía, lo que reduce el tiempo de vuelo en, como mínimo dos años (aunque China planea una misión a Neptuno dotada de un reactor de fisión en la próxima década).
Pero, ¿por qué no podemos estudiar los dos planetas a la vez como hizo la Voyager 2? La razón es que las Voyager hicieron uso de una alineación excepcional de los planetas exteriores que solo se da cada 175 años. Actualmente Urano y Neptuno se encuentran en zonas diferentes del cielo y no es práctico sobrevolar Urano para ir a Neptuno. Otro motivo es que la prioridad para la comunidad científica quiere un orbitador alrededor de estos planetas que los pueda estudiar durante años, no una ‘simple’ misión de sobrevuelo. Esto también significa que, en principio, tampoco podemos lanzar dos sondas a ambos planetas en la misma misión. ¿O sí?
Pues, efectivamente, resulta que sí es posible enviar dos sondas al mismo tiempo hacia Urano y Neptuno con un único lanzamiento. El pasado junio pudimos ver una propuesta de Benjamin Donahue, de Boeing, y James Green para mandar dos naves espaciales de casi 7 toneladas cada una a los planetas exteriores en el mismo cohete. Lógicamente, al ser de Boeing, la propuesta haría uso del SLS Block 1B, capaz de lanzar 22 toneladas en una trayectoria de escape gracias a la etapa superior EUS (Exploration Upper Stage). A pesar de esta potencia, el SLS Block 1B no puede enviar las dos naves directamente hacia Júpiter, un requisito fundamental con el fin de realizar una maniobra de asistencia gravitatoria que sitúe a las dos sondas en la trayectoria correcta y con la velocidad adecuada.
El truco consiste en situar las dos naves en una órbita solar de tal forma que realicen una asistencia gravitatoria con la Tierra y una maniobra de empuje en el espacio profundo, una trayectoria denominada Delta-V EGA y que ya siguió en su momento la sonda Juno camino a Júpiter. Según el plan de Donahue y Green, las dos sondas despegarían en 2029. La nave con destino a Urano usaría su propio sistema de propulsión para llevar a cabo una maniobra propulsiva de espacio profundo con una Delta-V de 839 m/s para luego sobrevolar la Tierra en 2033 y Júpiter en 2035, llegando a Urano en 2045, donde realizaría un encendido de frenado de 1,2 km/s para colocarse en órbita. Por su parte, la sonda a Neptuno usaría una etapa de combustible sólido Orion 50XL desechable para la maniobra de espacio profundo que le proporcionaría una Delta-V de 1,8 km/s. La sonda pasaría por la Tierra en 2031 y por Júpiter en 2033, llegando a Neptuno en 2047, donde realizaría un encendido de frenado de 1,6 km/s.
La misión tiene varias pegas, siendo la más importante que la ventana de lanzamiento para esta arquitectura es 2029, o sea, a la vuelta de la esquina. Si la NASA no tiene presupuesto para una sonda a Urano, menos para una a cada planeta… y menos todavía para dentro de cinco años. La segunda pega es que esta arquitectura depende del SLS Block 1B, una versión del lanzador que es probable que nunca vea la luz por el escandaloso sobrecoste relacionado con la nueva torre de la plataforma de lanzamiento, entre otros problemas. Bueno, tal y como están las cosas es posible que ni siquiera el SLS Block 1 siga existiendo dentro de unos años. Pero lo importante es que este tipo de trayectorias Delta-V EGA podría hacer realidad lanzamientos múltiples de sondas a Júpiter con fechas de llegadas diferentes, permitiendo no solo alcanzar Urano o Neptuno, sino también otros objetos del Sistema Solar exterior, incluyendo cuerpos transneptunianos como Plutón, Eris, Haumea, etc. Y, si el SLS desaparece, siempre nos quedará la Starship…
Referencias:
que suerte tuvo la nasa con las voyager…
la alineacion planetaria…el lanzador no fallo en el lanzamiento… ser las ultimas en mucho tiempo en ir hasta alla… no tener fallos graves…
No es suerte. Es un trabajo muy bien hecho. Las misiones costaron 900mill$… de los años 70 del siglo pasado (unos 7300mill$ actuales). Un coste comparable al del James Webb (10000 mill.$)
La tecnología de antes era más fiable.
por que antes era mas fiable? en general la NASA hace misiones interplanetarias excelentes y casi sin errores, en especial las misiones grandes, en esas si que la NASA no falla
Habrá que ver si a futuro se sigue cumpliendo eso. Con los ingentes sobrecostes inflacionarios la NASA ha tenido que atajar por lo sano y obligarse a cumplir con el calendario previsto a rajatabla. Véase el problema de los componentes menos resistentes a la radiación de la Europa Clipper. Simplemente la han lanzado tal cual.
Esto ha evitado sobrecostes en el presente pero no sabemos si estamos pagando ya, en diferido, por problemas potenciales que sólo se manifestarán en el futuro.
En realidad la misión de la Voyager2 estuvo a punto de cancelarse una vez en órbita, porque no se desplegó la antena y no se puso enviar los siguientes pasos de la telemetría orbital. Tuvieron desde Tierra que reorientar la nave para que se recibiese la señal de telemetría y desplegaron la antena manualmente. Y eso es uno de los muchos problemas que consiguieron solucionar. Hoy en día no sé si en la misma situación con naves modernas podríamos solucionarlos.
Si el ser humano depusiera sus diferencias, seríamos mucho más avanzados en el aspecto aeroespacial, ya que se requiere mucha cooperacion para estos fascinantes proyectos que nos llevarán a conocer a las generaciones futuras nuevos mundos. Dentro de todo hay una mano invisible que guía al hombre en sus proyectos..
Interesante idea, pero imposible desde el punto de vista programatico. Entiendo que al ser de boeing, quieren meter todos sus productos. El SLS es carisimo, y por eso tratan de justificarlo con dos sondas a la vez.
En una misión mas razonable, se lanzaria una sola. Pongamos el ejemplo de la de Urano y asumiendo que se encuentra otra fecha en la cual el DV es como el que reporta Daniel arriba (1200+839=2039 m/s). Encima de ese hay que contar DV para navegacion, AOCS, contingencias, etc. Seria razonable asumir 2500 m/s en caso de que no se quiera añadir ademas un moon tour, y que los flybys a las lunas sean oportunisticos (esto subiria el Dv considerablemente). Asumiendo un sistema bipopellant, con un Isp realista de 319 s, nos daria una fraccion de una fracción de 0.45. es decir, el 55% del peso de la nave al despegue es propulsante.
La cuestión es: cuanto de ligera se podria hacer la nave para que quepa en un falcon heavy? depende de sus objetivos, instrumentos etc. Si se va tan lejos, se va a querer estudiar todo los posible: camaras, spectrometers, plasma, electric field, particle analizer. Además hay que poner los RTGs. Como referencia, Cassini pesaba en seco 2,5 tons.
Eso implicará una masa al lanzamiento de unas 5,6 tons. No tengo los datos de falcon heavy, ya no lo publican en el manual por desgracia, ni he optimizado una trayectoria. Obviando muchisimo detalles, y asumiendo todo lo que dije arriba, no parece completamente imposible que el heavy pudiese hacerlo.
Sin embargo, no creo que una agencia renunciase a hacer un moon tour por urano, lo que aumentaria el DV considerablemente, y todo se empieza a complicar mas.
O sea, que al final no parece tan descabellado usar un SLS y poder meter todos los instrumentos posibles y, de paso, asegurarse un moon tour. Encuentro mucho más razonable gastarse los 4.000 millones de un lanzamiento del Block 1B en una misión de este tipo que no em darse un paseo de dos semanas por el polo sur lunar, la verdad.
«que pasó en 1986 y 1989 por los gigantes de hielo»
Es alucinante el hecho que una nave (bastante rápida por cierto) tome 3 años «solo» para ir desde Urano a Neptuno… el espacio es enoooooooooooooooooooooorme
Interesante propuesta! Me temo que el SLS block B jamás volará, pero siempre estará Starship (o el CZ-9 😉 que seguro los chinos toman lo han pensado )
Neptuno es mi planeta favorito y tritón mi luna favorita. Soy consciente de que puedo morir antes de ver completada una misión así pero merecerá la pena verla despegar
Que se cumpla mi deseo sueño de ver misiones df orbitadores aprobadas a Urano y Neptuno.
Boeing quiere extraer jugosas ganancias con su propuesta -gana por lado y lado-: pues sigue ordeñando la vaca lechera llamada SLS (Block 1B).
Mi pregunta es..
sí dos propuestas diferentes (que no sean de Boeing) para orbitar Urano y Neptuno
¿se pueden lanzar por separeado en dos Falcon Heavy? ¿no saldria mas barato?
Eso mismo estaba pensando yo…
Comparándolo con el lanzamiento de la Europa Clipper me da la impresión de que el Falcon Heavy se quedaría corto para lanzar la sonda de Urano de esta propuesta y ni en broma podría con la de Neptuno. La Clipper eran 5.8 Tm y la sonda a Neptuno algo más de 11 Tm.
Hay que ser realistas, Neptuno está muy lejos.
Con el FH se queda muy corto, lo logico seria usar una starship, el problema que veo es si la NASA permite que una de sus sondas mas importantes realicen el proceso de repostajes en orbita
La alternativa es una etapa remolcadora, que vaya en la bodega de la Starship. Creo que discutimos esta arquitectura a fondo hace bien poco.
https://danielmarin.naukas.com/2024/10/23/arcanum-un-concepto-de-sonda-europea-para-estudiar-urano-y-triton-lanzada-por-la-starship/
Opción A: Repostar en órbita y usar la segunda etapa
Opción B: Una 3a etapa: 90t de Metano, oxígeno, tanques y un ráptor para vacío
Opción C: Una etapa de hidrógeno (complicarse la vida)
Déjalo la planeta Urano en su órbita porfa
Opción D) Naves nucleares NTP y NEP…
Las naves actuales son muy lentas para distancias tan largas. Es preciso aumentar la velocidad o, lo que es lo mismo, acortar el tiempo de llegada
Jx, la respuesta la tienes en el enlace que proporciona Daniel al principio del post a la misión UOP. Un Falcon Heavy puede mandar entre 3 y 6 toneladas a Urano, dependiendo de la ventana de lanzamiento, como la masa del orbitador de Urano propuesta por Boeing son 6,5 toneladas, entonces no seria posible lanzarlo con un Falcon Heavy. Pero en el articulo enlazado se describen formas de reducir la masa del orbitador usando aerocaptura.
La sonda con destino a Neptuno no se puede lanzar con el Falcon Heavy, es demasiado masiva y al Falcon Heavy le penaliza una segunda etapa poco energética.
Excelente Contenido! Gracias Por Compartir! 👍🏼
Una entrada muy interesante.
¡Vaya ritmo de publicaciones!
A este proyecto, excepto por el buen propósito,no le veo más que problemas a gran escala:
– Un único lanzamiento con un cohete gigante que tiene un futuro muy dudoso.
– Depende de propulsión química, que tiene poco impulso específico y dura poquísimo.
– Depende de asistencias gravitatorias espaciadas por muchos años.
¿Se podría hacer en menos tiempo con lanzamientos separados, usando desde la órbita terrestre remolcadores con propulsión solar eléctrica a base de paneles solares gigantes y livianos, al menos hasta pasar la órbita de Júpiter, donde la radiación solar aún es eficaz?
Esta bien como ejercicio matemático, pero con la reducción de costes de lanzamiento que se avecina no lo veo muy práctico.
Soy de la misma opinión. Si SpaceX cumple aunque sea solo una parte de sus promesas, la Starship será considerablemente más barata y todas estas carambolas serán menos prácticas.
Por otro lado, echo de menos una combinación reactor nuclear & motores iónicos que acorte el tiempo de viaje. A ver si la competencia entre EEUU y China estimula la innovación en este campo en EEUU, dado que China ya tiene una misión anunciada.
Saludos
No va a ser fácil eliminar las carambolas. Te proporcionan delta v gratuita y eso no hay cohete que compita en precio.
Para ir más allá de Júpiter es inevitable asistirte con el gordo planeta. Y para ir a Júpiter ya hay que valorar el coste cohete vs. asistencia con la Tierra. Evidentemente, a medida que se abaratan los lanzamientos, asistencias más complicadas tienen menos sentido.
Todo esto hay que sopesarlo contra cada año de retraso de la misión que implica un año de duración extra manteniendo al equipo de expertos de la sonda y a los investigadores, amén del coste de operaciones. Pero a mí esto siempre me ha parecido que se trata más de hacer una eficiente gestión del personal, destinando cuidadosamente sus tiempos entre las sucesivas sondas, y que en el fondo es un coste que vas a tener sí o sí porque interesa la estabilidad de plantilla experta de los distintos centros de investigación NASA y de científicos ocupados en las diferentes temáticas planetarias.
Es increíble que sepamos tan poco sobre Neptuno y Urano.
¿Qué grandes misterios podríamos encontrar cuando los tengamos a tiro de piedra con una sonda lista para descubrir los más emocionantes enigmas?
> ¿Será que encontremos vastas capas de agua de hasta 8.000 km de espesor (océanos) en estado supercrítico (propiedad entre las de un gas y las de un líquido) bajo sus atmósferas como indican estudios recientes?
> ¿El agua supercrítica al tener propiedades únicas que podrían permitir reacciones químicas complejas necesarias para la vida, ante la enorme presión y temperatura de estos planetas, podría proporcionar un ambiente propicio para formas de vida microbiana?
> ¿Podría la sonda revelar procesos geológicos únicos por los que Urano por ejemplo es más frío que Neptuno?
> ¿Y sus estructuras internas?
> ¿Por qué Neptuno tiene tormentas gigantes y Urano en cambio es más homogéneo?
> ¿Por qué Urano y Neptuno tienen campos magnéticos inclinados y asimétricos a diferencia de los dipolares de Júpiter y Saturno?
> ¿Habrá una nueva lucha entre gigantes?, ¿gigantes helados (Urano y Neptuno) versus gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno)?
> ¿Será que la Tierra perderá la exclusividad de ser un punto azulado para todo espaciotrastornado que esté mirando nuestro Sistema Solar desde otro lugar de nuestra Galaxia?
Desde mi ignorancia en este tema entiendo que Boeing prestará mejor servicio a la sociedad fabricando aviones, que es lo que siempre hizo, y desinvertir en lo relacionado con la cohetería. Lo digo desde mi ignorancia en este tema.
Yo diría que deje de fabricar aviones también…
Suponiendo -que ya es mucho decir- que ambas sondas estuviesen listas para ser lanzadas en 2029, llegarían respectivamente a Urano en 2045 y a Neptuno en 2047.
Ya sé que según las leyes orbitales esto es lo previsible, pero seguro que comparto con todos los espaciotrastornados que dichos lapsos de tiempo son desesperadamente largos. Es un tema que se ha repetido muchas veces en multitud de comentarios.
Sin duda, el gran avance en la futura exploración espacial pasará por hallar sistemas de propulsión mucho más rápidos y eficaces. A este objetivo básico hay que dirigir las nuevas ideas, los esfuerzos creativos y todas las propuestas disruptivas que puedan propiciarlo.
Por intentarlo, que no quede.
Coincido, quizá habría que hacer un paréntesis en las misiones de retorno científico para dar tiempo y sobretodo recursos a misiones de tipo técnico que permitan obtener lo antes posible nuevos sistemas que después derivarían en más ciencia. Si se siguen proponiendo misiones de retorno científico a largo plazo sin parar, estas se comen todo el presupuesto. Si se quiere dar un paso adelante en ciencia, es necesario dar un paso adelante en lanzadores. Para hacer ciencia sensiblemente mejor y más rápido que ahora se necesitan sistemas con mayor volumen y con mayores velocidades.
Completamente de acuerdo.
ya que se comenta aca, como estan las misiones chinas? la tianwen 2 sigue a tiempo para lanzarce a principios de año? me gusta mucho en particular la tianwen, semejante mision parece de niveles NASAianos por asi decirlo, aunque se me hace muy dificil que se falla a lanzar en menos de 5 años
me gusta mucho en particular la tianwen 4*
Al margen de las consideraciones de “mejor lanzar cada una por separado” que suenan como bastante lógicas , el lanzamiento conjunto abre la posibilidad a la realización de una misión conjunta o compartida entre NASA/ESA, NASA/CNSA. , NASA/ESA JAXA / CNSA / ?……roscosmos?
NASA ESA / JAXA ISRO / CNSA Rkk?
Como declaración de una paz duradera aquí abajo y una mayor dedicación de presupuestos militares a la investigación y conquista del espacio como nación espacial única, (primero acabamos con las razas y toca acabar con los países más allá de la línea de Kármán).
Utopía Uranologia
Uranológica utopía.
Unir otros proyectos
https://danielmarin.naukas.com/2024/02/02/perseus-una-sonda-para-estudiar-la-fisica-solar-desde-urano/
Tren con destino Urano. Próxima estación Neptuno. Reserven con tiempo.
Estaba yo jugueteando con ésto:
https://www.tutiempo.net/astronomia/visor-astronomico/sistema-solar/
… y, trampeando con las fechas… ¿no se podría diseñar la misión para aprovechar asistencias con Júpiter Y Saturno?
Es decir: se envían las dos sondas juntas a Júpiter. Una sigue una trayectoria que deflecte su órbita directamente hacia Neptuno (están en mejor posición durante 5 años que con Urano) y la otra deflecta su órbita hacia Saturno y, desde éste, alcanza Urano (que ambos también están en buena posición entre sí durante varios años).
¿No sería más útil así?
«siempre nos quedará…» ¿París? ¿Quién hará el papel de Ingrid Bergman? XD
Muy interesante entrada. Sólo que… al SLS, en el post anterior, lo quieren enviar al Smithsoniano… En fin, ¿habrán decidido los de Boeing tratar de irse arriba sacando un powerpoint con fabulosas ideas para generar expectativas? Lo triste es que estos cálculos muestran lo lejos que estamos de eso.
Pongamonos en el caso de que la Starship funciona bien y ya son capaces de traspasar combustible de una nave a otra…
¿En cuanto tiempo se podrian acortar las misiones hacia los planetas exteriores?
¿Se daria el paso de hacerlo, aunque esto supusiese un mayor coste de la mision pero reduciendo el tiempo de llegada posiblemente en años?
No se como valorais el resto esta posibilidad, pero seria magnifico que esto pueda suceder en pocos años.
Como se comentaba en una entrada anterior, se choca de lleno con el fenómeno Starship -> mejor esperar que liarse con arquitecturas más caras…
– El SLS Block 2 es un sistema tremendamente caro, si ya se ha sufrido para sacar el JWST, Europa Clipper, Perseverance… añadir el precio de semejante cohete es matar a las sondas.
Para este tipo de proyectos, se pude seguir trabajando en las sondas, pero como no se van a lanzar mañana, vale la pena mirar las posibilidades que hay con la arquitectura de la Starship.
Los depots orbitales van a estar allí, porque lo dicta Artemisa, se puede empezar por evaluar un repostaje parcial como tercera etapa del cohete. No hace falta llenar hasta los topes, lo suficiente para un DV razonable, por ejemplo: 400T de comburente en 4 lanzamientos.
Luego el cohete se puede subir con unas conservadoras 100T de carga a LEO. Se puede montar una 4ª etapa en la cofia que pese 90T y se guardan las 10T restantes para la carga.
Me debería poner con el Kerbal, pero me da la impresión que hay una buena cantidad de opciones razonablemente interesantes.
No sé si se comentó por aquí, pero el dron Dragonfly va a ser lanzado con un Falcon Heavy: https://www.astrobitacora.com/dragonfly-viajara-en-un-falcon-heavy-a-saturno/
Por lo demás, cuesta saber desafortunadamente que es más ciencia ficción, si lo de las dos sondas o si el uso del SLS y eso antes de entrar en unos tiempos de viaje cómo es usual tan dilatados, que entre eso, la duración de las misiones, extensiones a ellas, etc. serían algo ya multigeneracional.
Daniel, perdona, cuando el sol se convierta en gigante roja, y crezca tanto como para llegar a la órbita de Venus incluso más…la temperatura del sol será más fría, sobre los 3000C. Sería posible que en esa circunstancia las lunas heladas de Júpiter se calienten a tal punto de formar algunos mares en la superficie? Supongo que no podrán mantener atmósfera ni esos mares mucho tiempo…