CAESAR y Dragonfly: las sorprendentes finalistas para la próxima misión New Frontiers de la NASA

por Daniel Marín

¿A qué objetivo del sistema solar enviarías una sonda espacial?¿Te interesan los cometas y Titán? Esperemos que sea así, porque uno de ellos será el destino de la próxima misión de la NASA. La agencia espacial debe seleccionar en 2019 la cuarta misión New Frontiers, es decir, una misión de tipo medio con un coste máximo de unos 850 millones de dólares (más cara que las de tipo Discovery, pero menos que las Flagship). La NASA, basándose en los criterios de la comunidad científica, había identificado cinco posibles objetivos para esta misión: traer muestras de un cometa, estudiar los asteroides troyanos, traer muestras de la cara oculta de la Luna, estudiar Venus o investigar la atmósfera de Saturno directamente mediante una cápsula. El cuartel general de la NASA decidió añadir un sexto objetivo de forma unilateral: los «mundos océano» Encélado y Titán para continuar de alguna forma la labor de la recientemente desaparecida Cassini. La comunidad científica ha enviado en los últimos meses doce propuestas de misiones y la NASA ya tiene dos finalistas. Las ganadoras son CAESAR, una misión de retorno de muestras del famoso cometa 67P, y Dragonfly, un dron para estudiar Titán.

La sonda Dragonfly podría estudiar Titán a partir de 2034 (NASA).

La elección ha sido una auténtica sorpresa y ha dejado a muchos expertos patidifusos. Aunque el análisis presupuestario y técnico de cada misión es confidencial, la mayoría de apuestas apuntaban a que al menos una de las misiones finalistas tendría a Venus como objetivo, un planeta que lleva esperando una visita de la NASA desde los años 90 y es considerado una prioridad por la comunidad científica internacional. La NASA no aprobó ninguna sonda a Venus en la última selección de misiones Discovery, probablemente por ser demasiado ambiciosas para el coste de este tipo de sonda, pero en esta ocasión las propuestas se ajustaban muy bien a lo que se supone que debe ser una misión New Frontiers. Además, la NASA tenía tres posibilidades donde elegir: VOX (Venus Origins eXplorer), un orbitador con radar y una pequeña cápsula, y las misiones para explorar la atmósfera y la superficie VISAGE (Venus In Situ Atmospheric and Geochemical Explorer) o VICI (Venus In situ Composition Investigations). Se ve que ninguna ha logrado convencer a la agencia espacial.

El diseño de CAESAR recuerda a OSIRIS-Rex (NASA).

En el lugar más bajo de las apuestas estaban la sonda Moonrise de retorno de muestras de la Luna y la cápsula SPRITE (Saturn PRobe Interior and aTmosphere Explorer) para estudiar la atmósfera de Saturno, así que el que no hayan sido seleccionadas no llama la atención. En lo tocante a los asteroides troyanos, la NASA no recibió ninguna propuesta para este objetivo debido sin duda a la reciente selección de la sonda Lucy, de tipo Discovery, que precisamente se dedicará a explorar estos cuerpos. En cuanto a la categoría de «mundos océano» todo el mundo daba por sentado que habría una propuesta entre los finalistas e incluso que la ganadora sería ELF (Life Investigation For Enceladus) o ELSAH (Enceladus Life Signatures and Habitability), dos sondas destinadas a buscar vida en Encélado (¿es posible imaginar un objetivo más fascinante?). ELF y ELSAH eran misiones ambiciosas y, hasta cierto punto arriesgadas (empleo de paneles solares a la distancia de Saturno, dificultades a la hora de enviar gran cantidad de datos o regular la temperatura, etc.), pero Dragonfly era vista a priori como una opción mucho menos segura. Hacer volar cualquier cosa en otro mundo es terriblemente complicado y si encima hablamos de una misión que incluye entrada atmosférica, vuelo activo con rotores, necesidad de comunicación directa con la Tierra y generadores de radioisótopos (RTG) como fuente de energía, mejor ni hablamos.

Dragonfly y su escudo térmico (NASA).

Descenso de Dragonfly en Titán (NASA).

Si es finalmente elegida Dragonfly despegará en 2025 y llegará a Titán alrededor de 2034. La sonda entrará en la atmósfera de Titán (4,4 veces más densa que la terrestre) usando un escudo térmico de 3,7 metros de diámetro. Usará un paracaídas para descender y finalmente volará por Titán usando cuatro parejas de rotores de un metro de diámetro alimentados por un RTG. La ventaja de Dragonfly es que podrá analizar múltiples zonas de Titán usando un conjunto de espectrómetros, cámaras y taladros, así que más que un dron o un helicóptero se trata de una sonda estática que realizará saltos esporádicos. Durante cada viaje podrá desplazarse hasta cien kilómetros y durante la noche titánica (ocho días terrestres) se recargarían las baterías. La transmisión de datos a nuestro planeta será directa usando una antena de alta ganancia, pero durante el vuelo no podrá comunicarse con la Tierra, así que los saltos habrá que programarlos previamente, una estrategia que entraña obvios riesgos. Lamentablemente, Dragonfly no estudiará los mares del hemisferio norte, pero sí los enormes campos de dunas de hidrocarburos de Titán, los más grandes del sistema solar. Dragonfly es un proyecto del Applied Physics Laboratory (APL) de la Johns Hopkins University dirigido por Elizabeth Turtle.

Dragonfly (NASA).

Estrategia de exploración de Dragonfly (NASA).

Estrategia de exploración a lo largo de un día de Titán (16 días terrestres) (NASA).

La otra misión elegida es CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return), una propuesta que estaba muy arriba en las apuestas debido a que el retorno de muestras cometarias es una prioridad de la comunidad científica, aunque ciertamente se trata de una misión tecnológicamente bastante ambiciosa (recoger muestras de un asteroide o cometa es complejo, pero más todavía si se trata de un cuerpo activo como un núcleo cometario). CAESAR es la última evolución de la propuesta CONDOR (COmet Nucleus Dust and Organics Return) —es normal que los equipos cambien el nombre de una misma misión a medida que evoluciona… o encuentran un acrónimo más molón—, y competía con otra misión parecida, CORSAIR (COmet Rendezvous, Sample Acquisition, Investigation, and Return).

La diferencia es que CONDOR tenía como objetivo el conocido cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, mientras que CORSAIR hubiera viajado hasta el cometa 88P/Howell. Efectivamente, CAESAR deberá explorar nuestro cometa favorito, Chury, analizado en detalle por la sonda europea Rosetta. Es posible que volver a estudiar un cuerpo que ya conocemos teniendo miles de cometas distintos a nuestra disposición sea un poco decepcionante, pero a cambio podremos analizar con un detalle sin precedentes la composición de un cuerpo que se remonta casi al origen del sistema solar. Ya hay dos misiones en camino que van a traer muestras de asteroides —OSIRIS-REx y Hayabusa 2—, pero CAESAR será la primera que lo haga de un cometa.

La cápsula de retorno de muestras de CAESAR la suministrará la agencia espacial japonesa JAXA (NASA).

No obstante hay que tener en cuenta que, aunque sobrevolar un cometa es relativamente sencillo, si lo que queremos es orbitar y aterrizar en él no hay muchos candidatos accesibles con un gasto energético asequible. Como ya demostró Philae, aterrizar en un cometa no es nada fácil, así que el equipo de CAESAR ha decidido jugar sobre seguro y ha elegido un objetivo previamente explorado, una estrategia que evidentemente ha tenido en cuenta el comité de selección. CAESAR también sería lanzada a mediados de la próxima década y tardará unos cuatro años en llegar hasta el 67P. Estudiará Chury durante seis meses con el fin de elegir el lugar de aterrizaje y una vez recogidas las muestras partirá del cometa. La cápsula con las mismas, suministrada por la agencia japonesa JAXA, llegará a la Tierra a finales de 2038 aproximadamente. El investigador principal de CAESAR es Steve Squyres, de Cornell, famoso por haber sido el investigador principal de los MER Spirit y Opportunity.

Además de CAESAR y Dragonfly la NASA reconoce los méritos de otras dos propuestas, VICI y ELSAH, y otorgará fondos para que los equipos de estas misiones sigan desarrollando ambos conceptos de cara a una próxima convocatoria, algo que no vamos a ver hasta dentro de bastantes años. Todo indica que CAESAR es la favorita de las dos, pero visto lo visto quizás nos llevemos una —nueva— sorpresa. Independientemente de cuál de las dos sondas será la finalmente seleccionada, las malas noticias son que no veremos una sonda en Venus o en Encélado durante mucho, mucho tiempo. Dentro de dos años sabremos la ganadora. ¿Titán o muestras de Chury?¿Qué prefieres?

Fuente:  danielmarin.naukas.com