¿Cuál será, será?

Ya las tenemos aquí: las finalistas para ser la (o las) próximas misiones Discovery. A partir de ahora, les queda un año para mejorar todavía más las propuestas seleccionadas antes de que la NASA escoja las que serán las misiones número 15 y 16 de este longevo y exitoso programa de exploración planetaria.

El programa Discovery ha dado pie de explorar cuerpos celestes anteriormente no visitados, o de investigar de un nuevo modo otros ya bien examinados. A pesar de todo, hay destinos que todavía no ha tocado. Ya lo sabéis, las misiones de este programa han visitado asteroides (dos ya concluidas y dos por lanzar), cometas (dos con éxito, la tercera se quedó por el camino), la Luna, Marte, Mercurio, el Sol, además de una misión exoplanetaria. De entre estos destinos, todos concentrados en el sistema solar interior, falta uno: Venus. Y no nos podemos olvidar que, hasta ahora, ninguna se ha aventurado al sistema solar exterior, más allá del cinturón de asteroides principal. Parece que los gestores de Discovery han decidido subsanar esta carencia con las cuatro propuestas finalistas seleccionadas, dos a Venus y dos al sistema solar exterior, con destino cada una a satélites singulares. Conozcámoslas mejor.

Lo cierto es que ya las hemos mencionado en una anterior entrada, en la que hablamos acerca de las lagunas sobre nuestros conocimientos sobre la Diosa de la Belleza. La primera es DAVINCI+, la Investigación de la Atmósfera Profunda de Venus de Gases Nobles, Química e Imágenes Plus. Esta es la segunda vez que llega a la final, la vez anterior solo como DAVINCI, y de entonces a ahora se han producido algunos cambios. Bien, el propósito sigue siendo el mismo: estudiar la composición exacta de la atmósfera venusina usando instrumentación moderna, con la intención de resolver las preguntas que versan sobre el origen, la evolución, la probable presencia de un océano pretérito en la superficie y la actividad volcánica en el planeta, entre otras cosas. Mientras que la propuesta del 2016 solo contemplaba la sonda atmosférica (provocando una misión breve y un retorno de datos limitado), DAVINCI+ transforma la etapa de crucero como un orbitador equipado con una cámara especialmente diseñada para estudiar Venus. Es cierto que misiones anteriores han hecho lo que DAVINCI+ pretende repetir, pero las últimas en hacerlo alcanzaron el planeta hace 35 años, y en este tiempo la tecnología de detección ha avanzado enormemente. El perfil de misión para la nueva propuesta es el siguiente: se lanzaría a finales de mayo del 2026 en trayectoria de transferencia directa a Venus, durando el tránsito seis meses, al final de los cuales la combinación orbitador-sonda atmosférica practicarían un sobrevuelo al planeta para permitir que la cámara de la misión tome imágenes de Venus en infrarrojo y ultravioleta (además contaría con un modo experimental de campo ancho en luz visible), comenzando un tránsito de retorno al planeta durante dos órbitas en las que se incluye un segundo sobrevuelo para la obtención de imágenes. Solo al final de este tránsito, de 16 meses de duración, se lanzaría la sonda atmosférica, dos días antes del encuentro, y mientras el orbitador cumple su función de plataforma de retransmisión de datos, el elemento principal de la misión cumpliría la suya, empleando un espectrómetro de masa a la última (herencia del SAM de Curiosity), instrumentación para la investigación de la estructura atmosférica, y finalmente, una cámara de descenso que capturará toda la caída hasta la superficie, primero en luz infrarroja, y luego en luz visible, permitiendo éstas últimas obtener información para generar modelos de elevación digitales, con un sistema herencia de los diseñados también para Curiosity). Interesantemente, la sonda atmosférica de DAVINCI+ apunta a caer en una de las regiones conocidas como Tessera, concretamente la llamada Alfa Regio, para tratar de entender sus orígenes y su evolución. Aquí no acabaría la misión, porque el orbitador seguiría volando, orbitando el Sol durante otros siete meses más antes de, finalmente, entrar en órbita, para una tarea primaria de seis meses indagando en el planeta con su único instrumento. DAVINCI+ es una respuesta directa a una de las necesidades de la comunidad científica que ya  reclamaron en un informe del 2010.

También conocida es VERITAS, la misión de Emisividad, Radio Ciencia, InSAR, Topografía y Espectroscopia de Venus. Su tarea es la de compilar un mejor mapa de la superficie de Venus empleando un sistema de radar de apertura sintética, o SAR, más potente que el que cargó Magallanes en su día, fabricando así una cartografía casi global con resoluciones de 30 metros o mejores. Con Magallanes, este mapa solo ofrece una resolución de 1  km., y como se ha demostrado en otros cuerpos del sistema solar, una mejor resolución también da mejor información sobre cómo se ha desarrollado, cuáles han sido sus procesos, qué ocurre actualmente, y descubrir cosas nuevas. Este sistema de SAR se basa en los desarrollados para estudios terrestres, pero adaptado en tamaño y masa, así como para soportar altas temperaturas, para operar en Venus, contando con una característica muy interesante que es la interferometría por SAR, en la que se pueden juntar dos imágenes de una misma zona pero tomadas con días o semanas de separación y ver qué cambios se han producido, o si ha habido cambios. A este sistema de SAR, que trabajaría en banda-X (sistemas anteriores lo hacían en banda-S) se le suma, como en la vez anterior, una cámara infrarroja para, aprovechando las ventanas atmosféricas que son transparentes en esta longitud de inda, estudiar no la geografía, y si no la geología. De hecho, Venus es la anomalía en el sistema solar, porque desconocemos cuál es exactamente la composición de su superficie, todo por las nubes que todo lo cubren. Como orbitador, VERITAS quedaría en una trayectoria polar, pero a diferencia de misiones anteriores, usaría el aerofrenado para reducir su órbita para hacerla extremadamente cerrada y circular, situada a 250 km. de altitud, no solo beneficiosa para el SAR y la cámara infrarroja, también para hacer estudios profundos de radio ciencia y así poder caracterizar mejor la estructura interna de Venus. Huelga decir que la sonda deberá estar más que preparada para soportar los duros rigores en el entorno planetarios, en lo que a calor recibido se refiere.

Lanzándonos más allá del cinturón de asteroides, una de las propuestas al sistema solar exterior apunta nada menos que a Io. La volcánica luna joviana es objeto de un altísimo interés, y un equipo científico lleva luchando desde el 2009 por sacar adelante una misión hacia allí. Conocida inicialmente como Io Observer, apuntaba a observar en el satélite los procesos de formación planetaria en acción, véase vulcanismo, porque se entiende que estos procesos han sido importantes en los cuatro planetas interiores, así como en la Luna. De ese modo, la intención era indagar en Io de fuera hacia adentro para responder a este proceso fundamental. Pero el tiempo pasaba, al igual que las oportunidades. Así, para la vez anterior, la propuesta, ya conocida como IVO (el Observador de los Volcanes de io), se reformuló con otro objetivo en mente: el calor. Las mediciones muestran temperaturas extremas en la superficie, con puntos calientes que superan los 1000ºC. Obviamente, el calor proviene del interior, y aunque sabemos más o menos como se genera (la gravedad de Júpiter por un lado, y la resonancia orbital con Europa y Ganímedes por el otro), la verdadera intención es averiguar cómo se propaga. Este calentamiento por mareas es muy importante, y este satélite es el mejor colocado para estudiarlo. Una de las preguntas importantes que IVO 

pretende responder es exactamente dónde se produce ese calor por el calentamiento por mareas, si en el manto poco profundo, o si está distribuido por todo el interior del satélite. También se quiere responder a la duda de si hay un océano de magma bajo la superficie, y si sí, si es permanente o, como suponen algunos, temporal. Por último, la intención de la misión es saber cómo pierde calor enviado al espacio. Lo que suponen los científicos es que lo hace a través de las fisuras abiertas en la corteza por las que sale esa lava. Esto último permitiría estudiar el entorno joviano, fuertemente influido por todo lo que esta luna expulsa en cada erupción, creando una estructura en forma de donut alrededor del planeta siguiendo más o menos la órbita de Io. Para observar Io, se necesitará una sonda que debe ser un auténtico acorazado contra la radiación, porque este satélite está metido muy en el fondo de la sopa radiactiva que empapa todo el entorno joviano. Con un lanzamiento fijado entre los años 2026 y 2028, IVO usaría asistencias gravitatorias a Marte y la Tierra para llegar a Júpiter en el 2031. Aprovechando la inserción orbital alrededor del planeta, sobrevolaría Io no solo para un primer examen, también para inclinar su órbita 45º, para así permitir pasos sobre el satélite en dirección norte-sur a toda velocidad, para evitar en lo posible una fuerte ducha radiactiva. La misión duraría 10 órbitas y 4 años, completando nueve pasos adicionales, con distancias mínimas de sobrevuelo no inferiores a los 200 km. IVO, alimentada por paneles solares, estaría equipada con seis investigaciones (cámara de alta resolución y cámara termal montadas en un sistema móvil, un magnetómetro, detector de plasma, espectrómetro de masa y sistema de radio ciencia) con una séptima potencial en forma de una cámara de campo ancho como contribución estudiantil. En resumen, ciencia candente.

La última apunta lejos, lejísimos, casi en la porra. De hecho, su vista está fija en el mayor planeta de la maravilla azul, Neptuno. Sí, el más que interesante Tritón. No solo es enorme, también es sugerente por su órbita (al contrario que casi todos los satélites), por su superficie y por ser un cuerpo geológicamente activo. No nos podemos olvidar también de su pequeña, pero notoria atmósfera. Un mundo sin igual, se decía, y antes de que New Horizons sobrepasara Plutón, había quien afirmaba que este planeta sería muy parecido a Tritón, y no se equivocaron. Lamentablemente, solo Voyager 2 lo ha explorado de cerca, con instrumentación ya en su momento obsoleta, y una menor capacidad de retorno científico. Aún así, nos enseñó un lugar fascinante y activo, con una superficie joven, con casquetes de nitrógeno congelado que se subliman, con géiseres de nitrógeno, y probablemente con un océano líquido bajo su superficie. Además, su atmósfera es peculiar por una ionosfera muy cargada, más que la de cualquier objeto helado del sistema solar exterior. ¿Qué más se puede pedir? Ya puestos, más geografía, porque Voyager 2 solo observó un 40% de su superficie. Para ampliar nuestros conocimientos sobre Tritón, se ha ideado la propuesta Trident, que pretende indagarlo como New Horizons hizo con Plutón, usando un sobrevuelo rápido directo. Así, la sonda ha de ser sencilla, con un bus compacto alimentado por dos RTG’s multi misión y equipado con cámara de alta resolución y espectrómetro infrarrojo, cámara de campo ancho, magnetómetro, espectrómetro de plasma y el sistema de radio ciencia. La sonda se lanzaría a mediados del 2026, realizaría asistencias gravitatorias a la Tierra (3), Venus y Júpiter, para salir en rumbo directo hacia Neptuno y Tritón, alcanzando su objetivo para mediados del 2038 tras un crucero de 12 años. Tres intenciones tienen en mente para Trident: explorar las evoluciones de los cuerpos celestes de camino a los mundos habitables, indagar lo que provoca los procesos activos en aquellos lugares, y ver zonas del satélite que no hemos visto. Con esta exploración, se pretenden responder cuatro preguntas: ¿Hay un océano? ¿Qué procesos reforman la superficie? ¿Qué genera las plumas de Tritón? Y ¿por qué es tan intensa la ionosfera de Tritón? Siempre tiene que haber una misión exótica.

Cuatro misiones, cuatro. Todas con intenciones muy poderosas, y ciencia más que interesante. Lamentablemente, toca escoger, y en este punto, resulta difícil saber cuál tiene la delantera. ¿Cuál será, será? La que sea llegará.