El Observatorio Cuyano

Neptune-Odyssey, otra propuesta de sonda para estudiar Neptuno y Tritón

Por Daniel Marín

Los lectores de Eureka saben perfectamente que los planetas menos estudiados del sistema solar son Urano y Neptuno. Antes de aprobar una misión a los gigantes de hielo, la NASA lleva años intentando averiguar cuál es la mejor estrategia. ¿Estudiar Urano, que está más cerca y se tarda menos en llegar? ¿Ir a Neptuno, más lejos, pero que tiene alrededor a Tritón, un candidato a mundo océano? ¿Los dos? ¿Unir el estudio de Urano y Neptuno con el de objetos del cinturón de Kuiper? Claramente, la opción favorita de cualquier investigador planetario es enviar dos sondas diferentes para cada planeta, pero todo el mundo es consciente de lo carísimo que saldría una misión de tipo Flagship con dos naves. Uno de los «bandos» en esta guerra de opciones que más fuerte se ha hecho recientemente es el que está formado por los partidarios de enviar una única sonda a Neptuno. La razón es Tritón, la mayor luna de este planeta. Gracias a Tritón, una sonda a Neptuno podría estudiar de cerca un gigante de hielo, un —candidato a— mundo océano y un objeto del cinturón de Kuiper, todo en la misma misión. La última de estas propuestas es Neptune-Odyssey, un concepto del APL (Applied Physics Laboratory) de la Universidad Johns Hopkins, con Abigail Rymer como investigadora principal.

Neptune-Odyssey, un Odiseo automático del siglo XXI (Johns Hopkins APL).

Neptune-Odyssey es una propuesta de sonda de tipo Flagship sin complejos, aunque su coste no debe superar los 3500 millones de dólares. Con una masa de 3816 kg al lanzamiento y un diseño muy parecido al de la sonda Cassini, Neptune-Odyssey necesitaría un cohete gigante SLS Block 2 de la NASA —que llevaría una etapa Centaur adicional— para alcanzar Neptuno en una trayectoria directa, eliminando las restricciones temporales derivadas de un sobrevuelo de Júpiter. Y aún usando un SLS Block 2, tardaría 16 años en alcanzar su objetivo. O sea, que si despegase en 2033, no llegaría a Neptuno hasta 2049. Una vez allí, la misión primaria se extendería hasta 2053. Como vemos, las misiones a los planetas exteriores se han convertido en iniciativas multigeneracionales, como las catedrales, y, de hecho, todas las propuestas cuentan con un plan para renovar al personal a medida que los más mayores se jubilen o fallezcan.

Trayectoria directa a Neptuno usando un SLS (Johns Hopkins APL).

Tour del sistema de Neptuno durante la misión primaria de cuatro años. En negro la órbita de Tritón (Johns Hopkins APL).

En todo caso, si lograse despegar en 2031, se podría realizar una maniobra de asistencia gravitatoria en Júpiter y no se necesitaría una etapa Centaur. En este caso, la sonda podría llegar a Neptuno en 2042. A diferencia de otras propuestas anteriores, Neptune-Odyssey no emplearía una etapa de propulsión solar eléctrica con motores iónicos para reducir el tiempo de vuelo. Los creadores de la propuesta consideran que una etapa SEP aumenta el riesgo de la misión y crea la necesidad de emplear un encendido de inserción orbital en Neptuno más largo o con motores más potentes, una apuesta también arriesgada. De todas formas, si se usase una etapa SEP se podría prescindir del SLS y emplear en su lugar un Falcon Heavy o equivalente, aunque también habría que añadir dos asistencias gravitatorias con la Tierra para lograr una trayectoria directa a Neptuno.

Detalle de la sonda (Johns Hopkins APL).

Matriz de objetivos científicos de la misión (Johns Hopkins APL).

Neptune-Odyssey usaría tres generadores de radioisótopos (RTG) de nueva generación para generar 1087 vatios de potencia eléctrica que alimentarían los sistemas de la nave y la friolera de quince (!) instrumentos científicos de todo tipo. La cantidad de plutonio que usaría es tan elevada que no está claro que haya suficiente disponible y todo dependerá de qué misiones seleccione la NASA en esta década. La mayoría de los instrumentos científicos están basados en experimentos que ya se han lanzado, o se van a lanzar, en los próximos años a bordo de alguna otra misión. La sonda llevaría además una cápsula de entrada para estudiar directamente la composición de la atmósfera de Neptuno, una de las prioridades de la comunidad científica. Esta cápsula llevaría ocho instrumentos científicos, incluyendo una cámara que promete obtener unas imágenes alucinantes. La cápsula atmosférica, de 273 kg, usaría calefactores a base plutonio-238 (RHU) para mantener su temperatura durante su corta misión. Se separaría de la nave 30 días antes de la entrada en la atmósfera de Neptuno. Su principal objetivo sería medir las proporciones de varios isótopos de distintos elementos, especialmente gases nobles, lo que permitiría restringir los modelos sobre el interior de Neptuno —actualmente no tenemos ni idea cómo es el planeta por dentro y solo hay modelos muy genéricos con un enorme margen de error— y su evolución (¿dónde se formó? ¿cómo y cuándo emigró al exterior del sistema solar?). La sonda alcanzaría una profundidad mínima de diez bares de presión.

Detalle de la cápsula atmosférica (Johns Hopkins APL).

Perfil de entrada en la atmósfera de Neptuno de la cápsula (Johns Hopkins APL).

Durante su misión primaria Neptune-Odyssey efectuará 46 sobrevuelos de Tritón, algunos de ellos a una distancia mínima de 250 kilómetros. Además de permitir el estudio de esta luna de cerca, estos sobrevuelos servirán como maniobras de asistencia gravitatoria para moverse por el sistema de Neptuno. Junto a Tritón y Neptuno, la sonda exploraría los oscuros anillos neptunianos, la magnetosfera del planeta y el resto de satélites del sistema, la mayoría de ellos muy pequeños. La cuestión es saber si son cuerpos primordiales o se formaron a partir de los restos de otras lunas que se destruyeron cuando Tritón entró en el sistema como un elefante en una cacharrería. Neptune-Odyssey es una propuesta ciertamente fascinante, pero, como todas las destinadas a los planetas exteriores, maneja unos plazos temporales que abruman a cualquier mortal. Ciertamente necesitaremos la bendición de algún dios olímpico para ver durante nuestras vidas la llegada de este Odiseo del siglo XXI a su Ítaca particular.