Las próximas sondas a Venus

Por Daniel Marín

Después del descubrimiento del fosfano en Venus, todo el mundo se ha apresurado a buscar cuáles serán las próximas misiones destinadas al planeta vecino que nos podrán aclarar este misterio… solo para darse cuenta de que Venus es el gran olvidado de la exploración planetaria. Sí, en estos momentos está en órbita de Venus la sonda japonesa Akatsuki, pero esta nave no está equipada para estudiar el fosfano en la atmósfera venusina. El azar ha querido que la sonda europea Bepi-Colombo vaya a pasar por Venus el próximo 15 de octubre. Bepi-Colombo ha sido diseñada para estudiar Mercurio, no Venus, pero entre sus numerosos instrumentos cuenta con el espectrómetro MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer), que, en teoría, podría buscar indicios de fosfano en la atmósfera. La clave aquí es la parte que pone «espectrómetro infrarrojo», porque para poder buscar la firma espectral de esta sustancia hay que observar esta región del espectro. De todas formas, Bepi-Colombo pasará a diez mil kilómetros de distancia de Venus y el encuentro solo durará unas horas, así que es poco probable que pueda detectar algo. Afortunadamente, la sonda volverá a pasar por Venus el 10 de agosto de 2021 a una distancia de 550 kilómetros. Con suerte, esta vez sí será capaz de captar la huella del fosfano.

¿Por qué Venus se convirtió en un infierno? (NASA).

En los próximos años otras sondas pasarán por Venus para usarlo como un «propulsor gratis» en sus maniobras de asistencia gravitatoria, pero lo que hace falta es una misión dedicada a este planeta en exclusiva. O varias. Porque es tanto lo que desconocemos de este mundo que los científicos no se ponen de acuerdo en qué debemos explorar primero. Lo ideal sería enviar una sonda con un orbitador y que, además, tuviese sondas atmosféricas y de superficie, pero una misión así sería demasiado cara —de tipo Flagship en la terminología de la NASA—, así que la inmensa mayoría de propuestas de sondas de los últimos años se dividen en dos tipos: misiones para hacer un mapa de radar de alta resolución de la superficie de Venus desde la órbita y misiones para explorar la superficie o la atmósfera desde dentro (además están los orbitadores destinados a estudiar la atmósfera del planeta desde lejos como Venus Express y Akatsuki, pero precisamente son las únicas misiones a Venus que se han lanzado en los últimos. años).

Proyecto de misión flagship a Venus de la NASA de 2009 que incluía un orbitador con un radar SAR, globos y una sonda de superficie (NASA).

La superficie de Venus no se puede ver desde la órbita en el visible porque el planeta está cubierto de nubes —aunque hay una ventana en infrarrojo que deja ver algo—, de ahí que el radar sea la única opción para cartografiar toda la superficie en alta resolución. Los partidarios de una misión de este tipo consideran que sin un mapa detallado de Venus estamos construyendo la casa por el tejado. Un mapa en alta resolución nos dará información sobre la extraña tectónica de placas que parece dominar el planeta —se cree que la litosfera está dividida en pequeñas «placas» que chocan entre sí, pero no hay zonas de subducción (salvo quizás en las coronae) ni dorsales—, la edad media de la superficie —mediante el conteo de cráteres y el análisis de su erosión— y la evolución de los edificios volcánicos que hoy en día se creen están activos. Por contra, los partidarios de las sondas atmosféricas y/o de superficie piensan que los mapas, aunque necesarios, solo pueden dar información de segunda mano y es necesario un análisis directo de la proporción de isótopos de determinados elementos, así como llevar a cabo análisis de la composición y propiedades de la atmósfera y la superficie para poder actualizar los modelos de Venus. Hasta ahora el bando de los cartógrafos radáricos parecía ir ganando, pero el descubrimiento de fosfano ha puesto en cabeza —¿temporalmente?— a los partidarios de sondas atmosféricas.

Proyecto de sonda flagship actual de la NASA que incluiría un gran orbitador, una sonda pesada, una sonda atmosférica, globos, subsatélites y sondas de superficie pequeñas (NASA).

Proyecto de sonda Flagship actual (por ahora estudio de concepto) y su configuración de lanzamiento en un Falcon Heavy (NASA).

Entonces, ¿qué misiones hay planeadas para Venus? Además de los sobrevuelos ya mencionados y Akatsuki, la única misión en firme para explorar el planeta gemelo de la Tierra es una modesta sonda que será lanzada en mayo de 2023 por la empresa estadounidense Rocket Lab usando el pequeño lanzador Electron. La sonda consistirá en un satélite Photon modificado de la misma empresa con una masa de 27 kg que llevará un único instrumento de 3 kg y algunos sensores. Al llegar a Venus a casi 11 km/s, la sonda se sumergirá en las capas altas de la atmósfera y, unos minutos después, será destruida. La idea es recolectar datos de la atmósfera de Venus antes de que deje de funcionar. Aunque todavía no conocemos los detalles técnicos de la misión, Peter Beck, el CEO de Rocket Lab, quiere llevar cabo misiones como esta de forma frecuente —varias cada año— y, teniendo en cuenta su bajísimo coste —entre 30 y 50 millones de dólares—, no sería de extrañar que la NASA u otra agencia mostrase interés por enviar algún instrumento (incluyendo algún espectrómetro para estudiar el fosfano en la alta atmósfera).

La etapa superior/satélite Photon de Rocket Lab con el satélite lunar CAPSTONE para estudiar la futura órbita de la estación Gateway. Photon será usado en 2023 para una misión de bajo coste a Venus (Rocket Lab).

Pero, sin desmerecer a Rocket Lab, esto sabe a poco. ¿No hay nada más ambicioso? Por supuesto que sí, pero solo son propuestas. En estos momentos la NASA tiene dos misiones para explorar Venus como candidatas a la próxima misión Discovery (que son misiones de bajo coste de la agencia espacial). Las dos, o al menos una de ellas, podría ser aprobada el año que viene. La primera es DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus). Se trata de una cápsula para medir la composición precisa de la atmósfera de Venus hasta la superficie. Es la versión mejorada de DAVINCI, una propuesta que se presentó en la convocatoria Discovery de 2015 y no ganó. DAVINCI+ sería capaz de medir con gran detalle la proporción de deuterio e hidrógeno y varios isótopos de gases nobles para estudiar el pasado de Venus (en concreto, el análisis del helio, el xenón y el kriptón es fundamental para entender la evolución del vulcanismo y de la atmósfera de Venus y, por tanto, del planeta). Con toda seguridad podrá estudiar el fosfano venusino, pues los instrumentos principales que llevará la cápsula serán dos espectrómetros, uno de masas y otro láser, además de un instrumento para medir las características de la atmósfera y una cámara para filmar el descenso hasta la superficie.

  DAVINCI+ (NASA).

Si es elegida, DAVINCI+ despegaría entre 2026 y 2029 y descendería sobre la zona de Alpha Regio de Venus. Aunque la misión de la cápsula solo duraría una hora antes de llegar a la superficie, la plataforma que lleva la cápsula sobrevolaría Venus en dos ocasiones antes de liberarla y tomaría imágenes en infrarrojo (en longitud de onda de una micra) de la zona de descenso. Esta etapa se colocaría en una órbita elíptica alrededor de Venus siete meses después de soltar la cápsula y realizaría observaciones del planeta en infrarrojo, visible y ultravioleta durante seis meses aproximadamente, aunque con una carga de instrumentos muy limitada.

Sonda VERITAS (NASA).

La otra propuesta para la misión Discovery 2019 que compite con DAVINCI+ es VERITAS (The Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). VERITAS no estudiará la atmósfera en detalle, sino que levantará un mapa radar global de Venus de 30 metros por píxel de resolución, pero podrá cartografiar el 25 % de la superficie con una resolución de 15 metros. Para ello usará el radar de apertura sintética (SAR) en banda X denominado VISAR (Venus Interferometrix Synthetic Aperture Radar). También llevará la cámara infrarroja VEM que observará el planeta en seis bandas espectrales. VERITAS fue propuesta previamente en los anteriores convocatorias Discovery de 2010 y 2014, pero sin suerte. En 2016 se propuso VOX, una versión más ambiciosa de VERITAS dotada de una cápsula atmosférica, para la cuarta convocatoria de una misión New Frontiers y tampoco hubo suerte. Si es elegida, será lanzada en mayo de 2026 y llegará a Venus en diciembre de ese año. En abril de 2021 sabremos si, finalmente, la NASA elige a DAVINCI+ o VERITAS.

La sonda india Shukrayaan 1 estudiará Venus en 2023 (ISRO).

Pero no solo de la NASA viven los científicos planetarios. La agencia espacial de India ISRO planea lanzar la sonda Shukrayaan 1 («nave de Venus» en hindi), que catografiará la superficie de Venus con una resolución de entre 30 y 40 metros. No obstante, también llevará una rica carga de instrumentos científicos para estudiar la atmósfera y la ionosfera venusinas (incluyendo el espectrómetro infrarrojo IVOLGA ruso suministrado por el instituto MIPT de Moscú). Si finalmente sigue adelante, Shukrayaan 1 sería lanzada en 2023. Por otro lado, la Agencia Espacial Europea presentó hace unos años otra sonda para cartografiar Venus mediante radar, EnVision. No fue aprobada en su momento, pero ha sido propuesta otra vez —tras varias mejoras— para la próxima misión M5 de la ESA. Al igual que VERITAS, EnVision, con una masa de 2500 kg, planea cartografiar todo Venus con una resolución de 30 metros, aunque podrá alcanzar 10 metros de resolución en algunas zonas, usando el radar VenSAR. Pero, además, incluye otro radar que permitirá estudiar el subsuelo de Venus hasta una profundidad de unos 200 metros. También lleva una cámara infrarroja y otros instrumentos, incluyendo un espectrómetro ultravioleta y un espectrómetro infrarrojo para analizar la atmósfera que podría estudiar el fosfano. Estos instrumentos permitirán levantar un mapa geoquímico de la superficie de Venus (entre otras cosas, capaz de localizar depósitos de granito de haberlo). En junio del año que viene sabremos si es elegida. En caso afirmativo, despegaría mediante un Ariane 62 en 2032.

EnVision (ESA).

Otra vista de EnVision (ESA).

A estas sondas podemos añadir el proyecto ruso Venera-D (venera significa «Venus» en ruso y la D viene de dolgozhivuschaia, «de larga duración»). Es un proyecto maduro, pero Roscosmos necesita financiación para sacarlo adelante. Venera-D nació oficialmente en 2005 reciclando viejos planes soviéticos, pero no ha podido ser desarrollada de forma adecuada. El proyecto incluye un orbitador y una sonda de superficie de gran tamaño. En los últimos años algunos científicos de la NASA han propuesto colaborar en la misión Venera-D aportando varios instrumentos, globos y otras subsondas (la participación de la NASA sería tan importante que muchos en Rusia han criticado esta posible misión «NASA-D»). Entre estas subsondas estaría LLISSE (Long Living In-situ Solar System Explorer), un pequeño autómata de 10 kg que podría sobrevivir dos meses en la superficie de Venus. Lamentablemente, el actual clima de crispación entre EE UU y Rusia hace casi imposible una colaboración internacional de este tipo. Pero, en caso de lograr la financiación adecuada, Venera-D despegaría en 2026 mediante un Angará A5/Blok DM-03.

Venera-D (Roscosmos).

Sonda de aterrizaje de Venera-D (Roscosmos).

Pequeña sonda LLISSE de la NASA alimentada por energía eólica (NASA).

Maqueta de sonda china para el estudio de Venus con un radar de apertura sintética y una sonda atmosférica (Long Wei, China Daily/http://gbtimes.com)

Por último, hace tres años la corporación CASC china presentó un proyecto de sonda a Venus que incluía un orbitador con un radar SAR y una cápsula atmosférica. No hemos vuelto a saber nada de esta misión, pero eso no significa que no se esté desarrollando bajo el radar de los medios de comunicación, algo habitual en el país asiático. Por supuesto, además de estas propuestas hay muchísimas otras que no han logrado pasar la crítica fase de powerpoint o están justo en ella. Por ejemplo, una misión de tipo Flagship, que sería lo que todos deseamos: el último concepto de esta misión sería lanzado mediante un Falcon Heavy e incluiría una sonda de aterrizaje de gran tamaño, otras más pequeñas como LLISSE, globos, un gran orbitador con radar SAR y dos orbitadores pequeños. Despegaría entre 2029 y 2032 ¿El problema? Que costaría más de dos mil millones de dólares. Por este motivo todavía no ha pasado la fase ppt. Esperemos que la presencia de fosfano en Venus sirva para que alguno —¡o todos— estos proyectos salgan adelante.

Proyecto de sonda-globo venusino Calypso (en fase de powerpoint) para estudiar la atmósfera del planeta justo donde se encuentra el fosfano (NASA).

Las únicas imágenes de la superficie de Venus (ESA/NPO Lávochkin).

Fuente:  danielmarin.naukas.com