El proyecto Orbilander tendrá la misión de buscar señales de vida en luna Encélado de Saturno a futuro. Este proyecto de la NASA podría ser lanzado durante la próxima década, en operaciones de fases orbital y de aterrizaje, que tendrán el objetivo de demostrar todas las posibilidades de exploración de una misión científica de este tipo.
Proyecto Orbilander: exploración de vida en Éncelado
Tras los descubrimientos de la misión espacial Cassini, que exploró Saturno y que finalizó su viaje a este planeta en 2017, los científicos comenzaron a plantear los detalles del estudio de la luna Encélado de Saturno con el desarrollo de Orbilander.
La razón del interés de los investigadores es que esta luna helada posee un océano subterráneo con fisuras en su polo sur, que descarga agua al espacio con cálidas temperaturas que sugieren que su núcleo está calentando los depósitos de agua.
Este tipo de hallazgos recuerdan a puntos similares en nuestro planeta Tierra como los respiraderos hidrotermales, considerados como lugares de vital importancia para la formación de vida.
Y es por ello que los científicos de la NASA han planteado el proyecto de misión insignia Orbilander, que se encargaría de orbitar la luna de Encélado.
Aunque esta es una tarea que no resulta del todo sencilla para un proyecto espacial, ya que hay que tener en cuenta el campo gravitacional de Saturno que influiría en la misión.
Sin embargo, los investigadores se han centrado en desarrollar tecnologías que ayuden a la elección de trayectorias orbitacionales, que a su vez equilibren las maniobras de la nave espacial y faciliten el mantenimiento de la estación para beneficio de otras misiones futuras.
Desarrollo del concepto de Orbilander
Para el desarrollo del concepto Orbilander fueron propuestas inicialmente cuatro tipo de arquitecturas. Y luego de un estudio se llegó a la conclusión de que lo más factible para este tipo de misión es una nave espacial que llegue al punto de orbita y de forma posterior, a la superficie donde se desarrollarían las operaciones de aterrizaje y movilidad.
Los expertos tienen en cuenta detalles como la capacidad de movilidad en la superficie y la recolección de muestras a bajas velocidades, que contribuirían a la carga útil para la investigación sobre la presencia de vida.
Se tratará de un equipo que volará hasta Encélado, encontrando el enfoque más adecuado para orbitar, tras lo cual se transformaría en un módulo de aterrizaje que implementará un sistema parecido al de la sonda espacial de la NASA OSIRIS-REx y la misión Dragonfly, que viajará a la luna Titán de Saturno.
El descenso de Orbilander sigue un perfil típico de aterrizaje suave con una rotación adicional para reorientar la nave espacial de modo que las patas de aterrizaje apunten al nadir, traducir de manera efectiva lejos de las áreas afectadas por los gases de escape. Crédito: NASA
Orbilander contará con un conjunto de instrumentos para determinar la composición del agua de Encélado, y descubrir si cuenta con las condiciones necesaria para el desarrollo de vida tal y como lo conocemos.
Instrumentos del proyecto
Para el Orbilander se planea incluir diversos instrumentos que ayudarían a cumplir con los objetivos de investigación y navegación.
Entre los instrumentos de medición que serían desarrollados para este proyecto se encuentran:
HRMS: espectrómetro de masas de alta resolución.
SMS: espectrómetro de masas con capacidad de separación.
ESA: matriz de sensores electroquímicos.
μCE-LIF: electroforesis microcapilar con fluorescencia inducida por láser.
TES: espectrómetro de emisión térmica.
NAC: cámara de ángulo estrecho.
Contexto geofísico y geoquímico proporcionado por la carga útil del instrumento. Interrogar la corteza y el interior proporciona un contexto clave para la búsqueda de vida. La versión CML 3 del Orbilander no incluía un TES, pero la versión CML 4 sí, lo que aumenta su valor científico. Crédito: NASA
Todos estos instrumentos ayudarían a llevar a punto las diferentes fases de la misión, que dentro de los planteamientos que aún se encuentran en modificación, se dividirían en cuatro fases principales:
La misión sería lanzada hasta la órbita de Encélado, tardando para llegar al campo gravitacional de esta luna aproximadamente una década.
La misión lograría usar la gravedad relativamente baja de la luna para orbitar. Y sacando provecho de esta misma gravedad, Orbilander conseguiría aterrizar la espacial luego de orbitar por 1,5 años.
A través de un Lander explorador, se iniciaría la exploración de la superficie y recolección de muestras, en un conjunto de operaciones científicas que durarían unos 3,5 años.
Durante unos dos años se realizarían estudios de comprobación de datos in situ, con retorno científico.
Detalles de las latitudes y trayectorias de Orbilander
Se tiene previsto que Orbilander llegue a su destino cuando las latitudes que reciben suficiente lluvia pluvial, reciban luz solar.
La NASA estudia ventanas de lanzamiento y trayectorias con más beneficios para este tipo de misión. Por ejemplo, los tiempos de viaje más largos representan una producción de RTG más pequeña en Encélado. Pero por otro lado, ofrecen la ventaja de más latitudes del sur en las que se pueda aterrizar, ya que aquellas latitudes más meridionales con material de la pluma más abundante, serán alcanzadas por la luz solar finalizando el 2040.
Se esperan sitios de aterrizaje adecuados según los datos de Cassini. (a) Las áreas demarcadas en verde tienen suficiente lluvia pluvial (púrpura subyacente; criterio 6) basado en el modelo de Southworth et al. (2019). (b) Las comunicaciones directas a la Tierra son posibles en las latitudes indicadas en amarillo (criterio 1). Latitudes más al sur estarán disponibles en momentos posteriores, con el polo sur iluminado en 2055. (c) Combinando estos conjuntos de datos con las estadísticas de recuento de rocas (criterio 2) y mapeo de temperatura mostrado en Neveu et al. (2021) y MacKenzie et al. (2020; criterio 5), se pueden identificar condiciones favorables para el lugar de aterrizaje. Predicciones de Fallout por Southworth y col. (2019) proporcionan restricciones de longitud para sitios de aterrizaje científicamente convincentes en latitudes al norte de 65 ° S. Crédito: NASA
En otro planteamiento de trayectoria, según los investigadores una secuencia de encuentros con la luna de Saturno sería capaz de reducir la energía orbital de la nave espacial, permitiendo la captura en la órbita de Encelado a un ΔV mínimo, lo que sería una oportunidad de poner en funcionamiento los instrumentos de detección y reconocimiento remotos.
Un recorrido de larga duración podría ser aprovechado para la toma y envío de datos de sonda de radar sin procesar (que serían mucho más difíciles de transmitir en la órbita de Encelado por la densidad de actividades).
Y durante el transcurso del viaje y mientras alcanza el punto orbitacional, la misión podría aprovechar los encuentros con la luna para realizar comprobaciones del LDS, y obtener nuevos datos que contribuyan al estudio espacial.
Por ahora, toda la tecnología del concepto de Orbilander se encuentra en fase de una propuesta en desarrollo.
Los expertos trabajan en propuestas tecnológicas que no solo garanticen el envío de la misión hacia este rincón de la galaxia, sino que también permitan la recolección, procesamiento y transferencias de las muestras que serán claves para la detección de señales de vida en la superficie de Encélado.
Y de seguir el respaldo a este proyecto y si la NASA la considera como una prioritario, la misión Orbilander estaría siendo lanzada al espacio para el 2038 (con previsión para 2039), y pisaría la superficie de Encélado para 2050, cuando podríamos tener las primeras muestras de esta superficie que nos dirán si en esta luna existen pruebas de vida.
