Europa Lander: ¿aterrizando en una luna de Júpiter en 2035?

Por Daniel Marín

Europa, la luna de Júpiter, es uno de los mundos con mayor potencial de habitabilidad del sistema solar. En 2023, con suerte, despegará la sonda Europa Clipper de la NASA para explorar este satélite. Pero la agencia espacial estadounidense también lleva años estudiando una misión con el objetivo de aterrizar en la superficie de este mundo helado. La sonda, denominada Europa Lander, comenzó su desarrollo a finales de 2015 a raíz de una rocambolesca historia con trasfondo político. John Culberson, político republicano y miembro de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos por el estado de Texas, decidió organizar un lobby en el Congreso para presionar a la NASA con el fin de que aprobase una sonda capaz de aterrizar en Europa. Culberson logró puentear a la mayoría de la comunidad científica y, contra todo pronóstico, impuso su criterio: la NASA se vería obligada a desarrollar una misión para aterrizar en el satélite más famoso de Júpiter.

La sonda Europa Lander en Europa (NASA).

Inicialmente, y siguiendo las órdenes de Culberson, la NASA intentó añadir una sonda de aterrizaje de pequeño tamaño a la misión Europa Clipper, pero fue imposible. Europa requería una misión mucho más ambiciosa. En 2016 la agencia espacial concluyó que la única forma de cumplir con el mandato del Congreso era desarrollar una misión separada de tipo Flagship, las más caras que contempla la NASA. Y, en consecuencia, comenzó a destinar fondos para esta misión a partir de 2017. Pronto el coste y la complejidad del proyecto se dispararon. Sin embargo, en 2018 la comunidad científica le dio un duro varapalo a la misión cuando se publicó un informe en el que básicamente venía a decir «¿quién ha pedido esto?». La explicación es que la NASA planifica sus misiones planetarias siguiendo las recomendaciones —más o menos— de la comunidad científica a través del Decadal Survey, un informe redactado cada diez años —de ahí su nombre— por las Academias de Ciencias de Estados Unidos. El documento de 2018 era un trabajo parcial destinado a verificar si la NASA estaba cumpliendo las recomendaciones del anterior informe. Y, evidentemente, Europa Lander era la oveja negra: una misión de tipo Flagship que había sido aprobada a pesar de no aparecer en el Decadal Survey. Para colmo, ese mismo año Culberson perdió las elecciones y, por tanto, su influencia política. Como consecuencia, el grifo de la financiación se secó.

Zona caótica de Europa. Este hielo puede haber salido del interior del océano interno. Los colores del hielo revelan la presencia de sales y otros compuestos que podrían aportar información sobre el océano (NASA).

Pese a todo, el proyecto ha seguido vivo en estado aletargado y, de hecho, estos días se ha celebrado un congreso —virtual, por culpa de la covid-19— sobre la misión. Eso sí, la misión Europa Lander actual es mucho más realista y no prevé que pueda ser lanzada antes de 2030. El Congreso, a través de Culberson, había obligado a la NASA a lanzar la sonda en 2025 —originalmente era en 2024—, solo dos años después de Europa Clipper. El calendario era casi imposible de cumplir por varios motivos. Primero, por razones presupuestarias: estamos hablando de dos misiones Flagship al mismo objetivo que debían despegar en el plazo de pocos años. El segundo motivo, relacionado con el primero, era que ambas misiones debían usar el cohete gigante SLS Block 1B de la NASA. Y, tercero, porque no tenía sentido mandar la sonda a Europa sin disponer de los nuevos datos de Europa Clipper, sobre todo a la hora de escoger un lugar de aterrizaje. Por tanto, Europa Lander deberá esperar ahora a la publicación del próximo Decadal Survey en 2022 para ver si la comunidad científica considera esta misión como una prioridad o no.

Partes de la misión Europa Lander (NASA).

Fases de la misión (NASA).

En la última iteración de su diseño de 2019, Europa Lander es una sonda enorme de 15 o 16 toneladas. Deberá usar un SLS Block 1B, pero, pese a la potencia de este lanzador, no será capaz de alcanzar Júpiter directamente, sino que se verá obligada a realizar una maniobra de asistencia gravitatoria con la Tierra unos dos años después del lanzamiento, por lo que el viaje hasta el planeta gigante durará unos cinco años. Una vez alrededor de Júpiter, la sonda tardará unos dos años en aterrizar mientras ajusta su órbita y evita la radiación de los cinturones internos del planeta joviano. Europa Lander está dividida en la etapa de transferencia o Carrier Stage, con la propulsión y paneles solares, y la sonda de aterrizaje propiamente dicha, denominada DOV (De-Orbit Vehicle), que viajará dentro de una bio-barrera que la mantendrá estrilizada antes del lanzamiento con el objetivo de evitar la contaminación de Europa por parte de microorganismos terrestres. La etapa de transferencia CS se encargará de llevar la nave hasta Júpiter, realizar la inserción orbital y las maniobras propulsivas adecuadas. Como Europa no tiene atmósfera, las sonda frenará su velocidad usando un cohete de combustible sólido desechable llamado DOS (DeOrbit Stage). El descenso final y el aterrizaje se llevará a cabo usando la tecnología sky crane (Descent Stage) empleada en las sondas marcianas Curiosity y Perseverance. De esta forma, la sonda estará en contacto directo con el suelo y, además, no lo contaminará con el escape del motor.

Secuencia de aterrizaje usando la técnica sky crane (NASA).

Para reducir el presupuesto y complejidad de la misión, la sonda no llevará un generador de radioisótopos (RTG) y dependerá de baterías. Se trata de una decisión aparentemente absurda —¿de verdad vamos a gastarnos miles de millones en una sonda que no pueda sobrevivir varios meses en la superficie de Europa?—, pero lo cierto es que no tiene sentido dotarla de un RTG porque la intensa radiación de la superficie de la luna joviana impide una misión de larga duración (salvo que se aumente el blindaje de la nave y, por tanto, su masa y su coste). Por eso, Europa Lander será diseñada para soportar una dosis de radiación hasta 2,3 megarads y deberá analizar la superficie de la luna durante unos 22 días (la misión primaria durará una semana). En ese tiempo los más de 40 kg de instrumentos se dedicarán a analizar la composición de las sales y posibles sustancias orgánicas presentes en el hielo de la superficie, además de medir la proporción de distintos isótopos —especialmente entre el carbono-13 y carbono-14— y comprobar si existen enantiómeros más abundantes que otros (recordemos que, por ejemplo, los aminoácidos biológicos en la Tierra son levógiros). La sonda usará un brazo robot y taladro para excavar en hielo a temperaturas criogénicas —duro como la roca— a una profundidad de, como mínimo, 10 centímetros, mientras que el microscopio buscará posibles bacterias procedentes del océano interno que hayan podido acabar en la superficie. La nave debe enviar 1,5 gigabits de datos a la Tierra directamente o, si es posible, a través de Europa Clipper.

Diseño de la sonda de 2019 (NASA).

Fases de la misión en la superficie de Europa (hasta 22 días) (NASA).

Cuando se habla de Europa, mucha gente imagina sondas con taladros para perforar la corteza de hielo, como la propuesta SLUSH, pero esto queda directamente fuera del alcance de nuestra tecnología y conocimientos —¿cuál es el espesor real de la corteza? ¿hay «lagos» con agua líquida en medio de la corteza?, etc.—, de ahí que no se tenga en cuenta en un proyecto como Europa Lander. Si despega a partir de 2030, Europa Lander podrá usar los datos de Europa Clipper para planificar mejor su misión, suponiendo que el Decadal Survey siga considerando que se trata de una misión prioritaria. Lamentablemente, todavía hay muchas incógnitas con respecto a las condiciones de la superficie de esta luna helada para planificar una misión de aterrizaje. Pero, dejando a un lado este inconveniente, no me negarán que no sería maravilloso poder contemplar la superficie de Europa de cerca para averiguar si ese hielo proviene de un océano interno y si las condiciones de dicho océano son compatibles con la vida.

Fuente:  danielmarin.naukas.com