Una sonda nuclear china a Neptuno

Por Daniel Marín

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).

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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.

Fuente: danielmarin.naukas.com