La próxima misión de Nuevas Fronteras

Los dos conceptos que compiten por ser seleccionados como la próxima misión planetaria de la NASA tienen dos cosas en común.

Ambos harían ciencia convincente.

Ambos no comenzarían sus misiones científicas hasta mediados de la década de 2030.

De lo contrario, las dos misiones no podrían ser más diferentes.

La misión Comet Astrobiology Exploration Sample Return (CAESAR) regresaría al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que la nave espacial Rosetta y su módulo de aterrizaje Philae estudiaron previamente. La nave espacial CAESAR sería esencialmente un camión de alta tecnología que tomaría una pequeña muestra de la superficie y luego la devolvería a la Tierra. Excepto por algunas observaciones auxiliares realizadas por sus cámaras de ingeniería, la ciencia comenzaría cuando las muestras se entreguen a los instrumentos exquisitamente sofisticados en laboratorios terrestres donde se analizarían grano por grano e isótopo por isótopo.

La misión Dragonfly regresaría a la superficie de la luna Titán de Saturno, que es a la vez un mundo similar a la Tierra y completamente extraño. La nave alternaría entre vuelos a nuevas ubicaciones y períodos mucho más largos como estación de superficie estacionaria. Cada vuelo sería un viaje de descubrimiento sobre una superficie apenas conocida. Cada aterrizaje podría proporcionar un nuevo sitio para explorar en profundidad. Cada minuto de su estadía potencialmente de muchos años en Titán se dedicaría a la ciencia.

Ambas misiones son finalistas en la competencia por ser la cuarta misión New Frontiers de la NASA. (Las selecciones anteriores fueron la nave espacial del cinturón Plutón-Kuiper de New Horizon, el orbitador Juno Júpiter y la misión de retorno de muestras de asteroides OSIRIS-REx).
Estas son las misiones de clase media del programa de exploración del sistema solar de la NASA que se lanzan una o dos veces por década. Los responsables de la NASA seleccionaron estos dos conceptos de un campo de doce propuestas (y aquí).

Las misiones CAESAR y Dragonfly difieren mucho porque representan diferentes etapas en la progresión de la exploración.
Los cometas ya han tenido varias misiones de sobrevuelo y una misión de aterrizaje en órbita. Como resultado, la principal prioridad entre los especialistas en cometas es avanzar al siguiente paso, el retorno de la muestra. La exploración adicional no es la prioridad. La misión de menor riesgo que agarra y trae la muestra es la mejor misión.

Titán, por otro lado, fue estudiado por la nave espacial Cassini a través de una multitud de sobrevuelos que mapearon acumulativamente la superficie con una resolución baja a moderada. (La atmósfera de Titán también fue explorada por la sonda Huygens que descendió a la superficie, pero solo llevó a cabo las mediciones más simples de las propiedades físicas de la superficie una vez que aterrizó). El siguiente paso es aterrizar para estudiar la superficie en detalle. Titán ofrece una oportunidad única en el sistema solar donde una atmósfera espesa junto con una baja gravedad permite que una estación científica se reubique volando a nuevos sitios. Para este mundo, la exploración es la prioridad.

CÉSAR

Los cometas son restos congelados del nacimiento de nuestro sistema solar. Contienen hielo y polvo relativamente inalterados de la nube interestelar a partir de la cual se formó nuestro sistema solar, así como el material procesado que resultó de los primeros pasos en la formación de cuerpos del tamaño de un cometa. Al devolver muestras a la Tierra, los científicos pueden determinar qué materiales estaban disponibles para construir los planetas. También pueden estudiar las primeras vías químicas que llevaron a la creación de moléculas más complejas y los procesos físicos que acumularon el material interestelar en cuerpos más grandes. Como lo expresó un artículo científico reciente, «los cometas registran la evolución química en el disco protoplanetario y nos permiten revelar la historia de la formación de compuestos orgánicos y volátiles», mientras que otro en la misma edición señala que la nave espacial Rosetta encontró que el cometa 67P, «reveló una mayor variedad de moléculas que las previamente identificadas e indicó que el 67P contenía entidades orgánicas tanto primitivas como procesadas”.

La misión CAESAR regresaría al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Crédito: ESA/Rosetta/MPS para el equipo OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; procesado por Giuseppe Conzo

Sin embargo, los instrumentos que pueden ajustarse a los presupuestos ajustados de masa, tamaño y potencia para volar en naves espaciales tienen una capacidad limitada para explorar la composición de estos materiales. Los instrumentos mucho más sofisticados en los laboratorios terrestres, que pueden ser más grandes que una nave espacial completa o incluso vehículos de lanzamiento, pueden estudiar muestras grano por grano e isótopo por isótopo. El objetivo final de exploración, cuando sea técnicamente factible, para cada mundo es traer muestras a nuestro mundo para explorar su formación y evolución en profundidad.

El equipo que propone la misión CAESAR ha planteado una serie de hipótesis que serían posibles mediante el examen de muestras en laboratorios terrestres. Organizadas en tres temas, las hipótesis abordan diferentes períodos en la formación del sistema solar a partir de la transición de la nube interestelar a partir de la cual se formó el sistema solar. Las hipótesis de este tema abordan preguntas sobre qué tipos de material interestelar inalterado se conservó (o no) en 67P.
El siguiente tema aborda la naturaleza del material en el disco protoplanetario y, por lo tanto, el material que habría estado disponible para construir los primeros cuerpos pequeños. Aquí, las preguntas clave se centran en si 67P es un descendiente directo del medio interestelar o también contiene silicatos y compuestos orgánicos de alta temperatura que se habrían formado cerca del sol primitivo y luego habrían sido expulsados ​​al sistema solar exterior y atrapados dentro del material que se formó. 67p. El tema final aborda cómo se formó el cuerpo actual que es 67P a partir de los granos iniciales de hielo y roca disponibles en el sistema solar primitivo, y qué papel jugaron cuerpos como este en la entrega de materiales, especialmente volátiles como el agua, a los planetas.

La misión CAESAR sería una misión complementaria de la misión OSIRIS-REx New Frontiers previamente seleccionada y ahora en vuelo.
Si bien los cometas son los restos congelados más antiguos de la formación del sistema solar, varias clases de asteroides se consideran reliquias primitivas de la formación más temprana de cuerpos sólidos más cerca del sol. La nave espacial OSIRIS-REx llegará a uno de estos, 101955 Bennu, a finales de este año.
Luego de un examen exhaustivo de este pequeño cuerpo (~245 metros de diámetro) por parte de una batería de instrumentos de detección remota, la nave espacial descenderá y un brazo robótico tomará una muestra de la superficie para devolverla a la Tierra.

Recolectar muestras de cuerpos muy pequeños es un desafío de ingeniería porque la gravedad es demasiado baja para permitir aterrizajes convencionales y operaciones de superficie. Al igual que las misiones japonesas de retorno de muestras de asteroides Hayabusa y OSIRIS-REx, la nave espacial CAESAR usaría un mecanismo de muestreo táctil. La nave espacial descendería lentamente a la superficie con un sistema de recolección de muestras al final de un largo brazo debajo de la nave. Durante los cinco segundos que el sistema de recolección estaría en contacto con la superficie, se usaría gas nitrógeno para soplar el material de la superficie del cometa hacia un sistema de contención. Debido a que los cometas contienen hielos que pueden congelarse en una superficie sólida, el sistema de recolección CAESAR (a diferencia del sistema OSIRIS-REx donde no se esperan hielos) tendría dientes desgarradores cargados por resorte para romper la superficie.
El objetivo de la misión es recolectar al menos 80 gramos de polvo y hielo, aunque el sistema de recolección puede recolectar varias veces si hay suficiente material suelto disponible. Después de ese breve contacto, el brazo actúa como un saltador empujando la nave espacial lejos de la superficie y de vuelta al espacio.

La nave espacial CAESAR con su brazo extendido y mecanismo de muestreo. Crédito NASA.

Nuevamente, como OSIRIS-REx, luego de la confirmación de los instrumentos de que una muestra se recolectó con éxito, el sistema de contención con su muestra se colocaría dentro de una cápsula de retorno de muestra que finalmente entregaría la muestra a la Tierra luego de una zambullida ardiente a través de la atmósfera. Sin embargo, esta cápsula y su incrustado El sistema de contención de muestras tiene dos innovaciones importantes que la misión OSIRIS-REx no necesita.

Para la misión CAESAR, un objetivo clave es devolver tanto el componente polvoriento como muestras mínimamente modificadas del material volátil helado.
Una vez en la cápsula de retorno de la muestra, la muestra se calentaría suavemente a aproximadamente -30 grados centígrados para sublimar los volátiles de la muestra. (Si -30 suena frío, recuerde que los cometas son reliquias congeladas incluso después del calentamiento del sol durante su paso por el sistema solar interior).
Los gases sublimados fluirían a un sistema de contención de gases que se mantendría a -60 grados centígrados donde volverían a congelarse (por ejemplo, agua) o permanecerían como gases (por ejemplo, metano y dióxido de carbono) dependiendo de sus puntos de congelación. La eliminación de los volátiles de la muestra garantiza que no modifiquen químicamente la muestra sólida durante el vuelo de regreso a la Tierra.
Mantenerlos refrigerados en el sistema de contención de gas también minimiza las interacciones químicas entre los volátiles.

La necesidad de preservar un sistema de muestra frígido genera una segunda diferencia con el sistema de retorno OSIRIS-REx. Durante la zambullida a través de la atmósfera terrestre al final de la misión, el escudo térmico absorbería un calor considerable que eventualmente elevaría la temperatura de la muestra. Para el material rocoso que devolvería la misión OSIRIS-REx, esto no es una preocupación. Sin embargo, la misión CAESAR dejaría caer el escudo térmico de la cápsula de retorno tan pronto como se despliegue el paracaídas, minimizando el calentamiento de la muestra.
(Esta es una tecnología desarrollada por los japoneses para sus misiones de retorno de muestras de asteroides Hayabusa, y su agencia espacial proporcionaría la cápsula de retorno CAESAR).

Hay otra diferencia importante entre las misiones OSIRIS-REx y CAESAR. Para seleccionar inteligentemente y luego interpretar las muestras, los científicos deben comprender el cuerpo principal: ¿cuál es su forma y estructura interior? ¿Qué procesos han dado forma a su superficie? ¿Cómo varía la composición en todo el cuerpo? La misión OSIRIS-REx se dirige a un cuerpo que nunca antes ha sido visitado. Como resultado, esa nave espacial lleva una gran cantidad de cámaras y espectrómetros para mapear la superficie física y su composición.
Si la misión solo completa su estudio del asteroide Bennu pero por alguna razón no puede devolver su muestra a la Tierra, nos habría dicho mucho sobre cómo surgió este pequeño asteroide primitivo.

El objetivo de la misión CAESAR, el cometa 67P, fue estudiado previamente por la misión Rosetta y su módulo de aterrizaje Philae, parcialmente exitoso. Como resultado, la nave espacial CASEAR no necesitaría llevar sus propios instrumentos científicos.
Lleva cámaras de ingeniería de ángulo estrecho y gran angular que se utilizarían para reasignar la superficie de 67P, que probablemente haya cambiado durante sus posteriores pasajes de perihelio debido al calentamiento solar. (Identificar los cambios sería un subproducto científico útil). A partir de estas imágenes, los equipos de ciencia e ingeniería mapearían la superficie en términos de la seguridad con la que la nave espacial puede acercarse a la superficie, si el material de la superficie tiene características físicas compatibles con el mecanismo de muestreo, si el brazo puede llevar el mecanismo de muestreo a la superficie, y el valor científico intrínseco.

Según los mapas derivados de las imágenes de Rosetta, el equipo de CAESAR actualmente espera tomar su muestra de uno de los terrenos lisos que parecen consistir en material que se ha desplomado allí desde los terrenos accidentados que no sería seguro tomar muestras directamente. Es probable que los terrenos lisos también contengan material emitido por los chorros que arrojan una nube de volátiles y polvo en el espacio alrededor de 67P cada vez que se acerca al sol. Debido a que los materiales rocosos y orgánicos parecen estar distribuidos casi uniformemente en la superficie, el factor decisivo clave en la ubicación final de la muestra probablemente se basaría en la riqueza de los volátiles presentes.

Una vez que la nave espacial CAESAR adquiera su muestra, se alejaría rápidamente del cometa para esperar el inicio de su viaje de regreso a la Tierra. Si todo va bien, la muestra sería enviada a la superficie terrestre a media mañana del 20 de noviembre de 2038, catorce años después del lanzamiento de la misión.
Luego de la recuperación de la cápsula de muestra, los gases, hielos y sólidos devueltos serían curados y preservados cuidadosamente. Los análisis iniciales de una parte de la muestra se realizarían utilizando instrumentos de laboratorio que serían 20 años más avanzados que los disponibles en la actualidad.
Se espera que las muestras continúen analizándose durante décadas después de su llegada a la Tierra a medida que los científicos desarrollen preguntas más refinadas e instrumentos aún más avanzados.

Libélula

Si bien el cometa P67 es un mundo bien explorado, la superficie de la luna Titán de Saturno sigue siendo en gran medida un enigma borroso. Gracias a los numerosos sobrevuelos de la luna del orbitador Cassini, tenemos mapas de resolución baja a moderada de la superficie que muestran mares de metano y etano líquidos, extensos campos de dunas, montañas, escasez de cráteres y sistemas fluviales. De manera similar, tenemos mapas de baja resolución de diferencias en la composición de la superficie que con frecuencia son ambiguos en cuanto al material real presente. Sabemos que la luz solar al interactuar con la atmósfera crea hidrocarburos complejos y nitrilos que caen continuamente desde la atmósfera superior a la superficie. Los instrumentos de Cassini han observado cambios en la superficie luego de lluvias de metano líquido. Hay un océano de agua interior que puede estar en contacto con el núcleo de silicato que podría, como los océanos interiores de Europa y Encelado, ser una morada para la vida.

El helicóptero Dragonfly se muestra en su aterrizaje inicial en un área plana entre las dunas ecuatoriales de Titán.
Crédito: NASA

Lo que sabemos sobre la superficie se convierte en la base de las preguntas fundamentales que requieren una visita de regreso. ¿Qué procesos han remodelado la superficie, borrando, salvo en unos pocos terrenos, los numerosos cráteres que deberían haberse acumulado? ¿Por qué la lluvia de hidrocarburos no ha enterrado la superficie durante la edad del sistema solar, y de dónde viene el nuevo metano para reemplazar el perdido en la formación de los hidrocarburos? ¿Hay criovolcanes que traen agua líquida a la superficie? ¿Qué tipos de químicas prebióticas ocurren en un mundo rico en hidrocarburos? ¿Y hay evidencia de vida, ya sea la que se formó en la superficie a partir de la interacción del agua y los hidrocarburos o la que se transportó desde las profundidades del océano subterráneo global? ¿O hay vida basada en químicas distintas del agua?

Estas preguntas no pueden responderse aterrizando en un solo lugar en Titán. Afortunadamente, la espesa atmósfera y la baja gravedad de esta luna hacen que este sea el mundo más fácil del sistema solar para volar. El equipo que propone la misión Dragonfly ha diseñado un módulo de aterrizaje de helicóptero que puede volar varias decenas de kilómetros en un solo vuelo a un nuevo sitio. En aproximadamente una hora de vuelo, la nave podría viajar más lejos de lo que el rover Opportunity ha recorrido la superficie de Marte en catorce años. En el transcurso de varios años en Titán, la nave podría explorar una variedad de terrenos a cientos de kilómetros de distancia.

La propuesta de Dragonfly es posible gracias a los avances recientes en la tecnología multirrotor para permitir un vuelo constante (piense en todos los drones de hobby quadcopter como ejemplos económicos) y un vuelo autónomo.
Los mapas de la superficie de Cassini permiten a los científicos identificar lugares interesantes para visitar, pero tienen una resolución demasiado baja (los detalles más pequeños tienen cientos de metros de ancho) para ser útiles para la navegación en vuelo. En cada vuelo, a Dragonfly se le daría una ubicación objetivo para volar. Durante el vuelo, se usaría una combinación de unidad de medición inercial, radar y navegación óptica para seguir el progreso.
Una vez en un área de aterrizaje, un sistema láser (lidar para aquellos familiarizados con la tecnología) trazaría un mapa del sitio para encontrar un lugar seguro para aterrizar.

A su llegada a Titán, la nave Dragonfly, encerrada de forma segura en su entrada cápsula, entraría directamente en la atmósfera. Una vez que se completa el descenso inicial, el helicóptero Dragonfly se separaría de la cápsula y se guiaría hasta su primer aterrizaje.
Gran parte de las regiones ecuatoriales de Titán están cubiertas por dunas que alcanzan una altura de 50 a 200 metros separadas por llanuras planas de dos a cuatro kilómetros de ancho. La nave usaría sus sensores para guiarse a sí misma a una de estas áreas entre dunas para permitir ese primer aterrizaje seguro y crucial.

Se sabe que las arenas en sí mismas están compuestas de partículas orgánicas congeladas que probablemente sean material arrastrado desde grandes áreas de la superficie de la luna. Con sus primeros aterrizajes en el mar de dunas, el módulo de aterrizaje Dragonfly puede explorar hasta dónde ha llegado la química orgánica en este mundo rico en hidrocarburos. Las llanuras entre dunas también pueden contener hielo de agua expuesto que es el lecho rocoso de la superficie de Titán. El muestreo de la corteza de hielo de agua primordial es una alta prioridad para explorar la química presente cuando se formó Titán y la superficie y la atmósfera pueden haber sido muy diferentes de lo que son hoy.

Debido a que la superficie de Titán es probablemente rugosa a pequeña escala, el equipo de Dragonfly no enviará la nave para aterrizar en un lugar invisible (excepto para ese primer aterrizaje). En cambio, en su primer vuelo después del aterrizaje inicial, la nave sería enviada a buscar un próximo lugar de aterrizaje seguro y luego regresaría al sitio de aterrizaje inicial (y que se sabe que es seguro). En el segundo vuelo, la nave Dragonfly pasaría por el segundo sitio de aterrizaje seguro conocido para explorar un tercero y luego regresaría al segundo sitio. De esta forma, la misión saltaría de un sitio seguro conocido al siguiente, utilizando sus sensores para compensar la falta de imágenes orbitales de alta resolución.

Más allá de los mares de dunas, Titán tiene una rica variedad de terrenos para explorar. La vida en la Tierra se basa en la química orgánica habilitada por el agua líquida. La superficie de Titán es demasiado fría para el agua líquida (el hielo de agua es tan duro como una roca), pero los impactos derretirían el hielo, mezclando los hidrocarburos con H líquido.2O durante decenas de miles de años.
Donde el agua líquida y el material orgánico en la superficie se mezclaron, probablemente ocurrió una química prebiótica compleja, lo que convirtió a Titán en un laboratorio natural para explorar los posibles orígenes de la vida. Estos sitios proporcionarían laboratorios naturales para explorar la química prebiótica resultante y explorar vías para los orígenes de la vida.

Los datos de Cassini apuntan a características que pueden ser extensos flujos criovolcánicos donde el agua del océano interior llegó a la superficie. Si el agua líquida se originó en las profundidades del océano interior, el muestreo de estas áreas puede permitir que los instrumentos Dragonfly determinen la composición de ese océano, incluida la búsqueda de signos de vida que pueda existir allí.

Mientras que el agua líquida en la superficie probablemente ha sido un evento raro, el metano líquido juega el papel en Titán que el agua tiene en la Tierra.
El metano cae en forma de lluvia, fluye a través de sistemas fluviales y termina en lagos y mares. Cerca del ecuador donde vagaría la nave Dragonfly, parece que los mares se han secado en gran medida. La evaporación de los mares podría haber concentrado reacciones químicas, y la actual superficie de seca a húmeda preservaría el material resultante para que los instrumentos de Dragonfly lo muestreen. Se han identificado varias áreas cercanas al ecuador como posibles fondos marinos secos.
(Los mares de metano actualmente llenos en la región del polo norte estarían en la oscuridad y fuera de la vista de la Tierra para las telecomunicaciones durante la misión Dragonfly. Su exploración tendría que esperar a otra misión una década más tarde).

Las exploraciones de Dragonfly se verían atenuadas por la necesidad de administrar cuidadosamente su uso de energía. La nave llevaría una fuente de energía de radioisótopos que en Titán suministraría una energía eléctrica constante de ~70 vatios. (Y lo que es más importante, proporciona un suministro abundante de calor residual para mantener la nave caliente en la superficie de -180 grados Celsius (-290 grados Fahrenheit).)
Ese suministro es demasiado bajo para las principales actividades que consumen mucha energía (vuelo y devolución de datos a la Tierra), pero es suficiente para recargar una batería grande. Las operaciones procederían al ritmo de cada día Titán (alrededor de 16 días terrestres). Durante la noche, la batería se recarga, seguida de un vuelo diurno y una serie de actividades científicas y enlaces descendentes de datos. Durante la larga noche cuando la Tierra está fuera de la vista, la nave apagaría muchos sistemas para mantener sus instrumentos meteorológicos y sísmicos encendidos y permitir la carga de la batería. (El rover Curiosity en Marte tiene una potencia limitada similar. Su fuente de energía de radioisótopos carga una batería que alimenta la conducción y muchas operaciones. La diferencia es que los días en Marte tienen una duración similar a la nuestra).

La información pública sobre qué tan lejos podría llegar la nave Dragonfly en un solo vuelo es algo vaga: el diseño aún no está completo y hay una compensación entre baterías más grandes y peso y volumen.
Un artículo analiza una batería de ejemplo que podría permitir un vuelo de hasta 60 kilómetros. Luego establece que los vuelos se mantendrían sustancialmente más cortos para proporcionar un margen de seguridad. Si la distancia promedio entre los sitios de aterrizaje es de 20 kilómetros cuando el objetivo es transitar distancias, entonces durante una misión de cinco años terrestres, la nave podría volar de 1500 a 2000 kilómetros. Sin embargo, es probable que no todos los días de Titán se pasen con el objetivo de poner kilómetros en el odómetro. Si la nave encuentra un volcán o flujo criovolcánico, por ejemplo, puede pasar muchos meses realizando vuelos cortos a diferentes lugares dentro del flujo. Se pueden pasar algunos días de Titán haciendo reconocimiento aéreo para mapear la característica. Otros días de Titán se pueden pasar haciendo saltos de conejo entre características en una sola área de aterrizaje.

Ejemplos de terrenos dentro de una región en Titán. Las áreas brillantes de 5 µm se han interpretado como fondos marinos secos. La distancia a través del mapa más detallado es de aproximadamente 2700 kilómetros en el ecuador. Crédito: equipo Dragonfly.

En lugar de pensar en la nave Dragonfly como un viajero global, parece más adecuado pensar que realiza el equivalente de las misiones de varios rovers en Marte. Sería capaz de transportarse entre y dentro de varios accidentes geográficos clave dentro de una región de la luna. Sin embargo, elija esa región con cuidado, y hay una rica diversidad para explorar. Dentro del cuadro negro en el mapa de arriba se encuentran mares de dunas de arena, varias características que pueden ser criovolcánicas, posibles lechos marinos secos y lo que puede ser uno de los terrenos expuestos más antiguos en la superficie en las tierras altas de Xanadu con sus montañas, canales de ríos, y posibles cráteres de impacto.

Durante sus vuelos, un conjunto de cámaras miraría hacia adelante y hacia abajo durante los vuelos para mapear el. La sonda Huygens mostró que las características de la superficie se pueden distinguir en imágenes aéreas monocromáticas, y Dragonfly tendría cierta capacidad de imágenes en color para discriminar las diferencias en la composición. Sin embargo, los operadores de la misión tendrían que equilibrar la cantidad de imágenes devueltas con otras demandas en el suministro de energía de la misión. La estrategia sería devolver miniaturas de imágenes, de las cuales el equipo de la misión seleccionaría un subconjunto para devolverlo a una resolución más alta.

Después de cada aterrizaje, las cámaras panorámicas examinarían el área local mientras que las cámaras microscópicas tomarían imágenes de primer plano. (Dependiendo de las longitudes de onda que las cámaras puedan detectar, Saturno puede ser visible en las imágenes en una de las ventanas espectrales en las que la atmósfera es transparente). Una vez en la superficie, un espectrómetro de rayos gamma y neutrones mediría la composición de la superficie a granel para discriminar entre, por ejemplo, hielo de agua pura, hielo de agua rico en amoníaco y una capa de hidrocarburos.

Varios instrumentos estudiarían la meteorología tanto en vuelo como en la superficie, incluida la temperatura, el viento y la humedad del metano.
Dos instrumentos escucharían la actividad sísmica y medirían las variaciones en los extremos Campo electromagnético de baja frecuencia para estudiar el subsuelo hasta la profundidad del agua interior del océano.
Otros sensores registrarían las propiedades térmicas y eléctricas de la superficie inmediatamente alrededor de la nave aterrizada.

El instrumento estrella de la misión, sin embargo, sería su espectrómetro de masas. Este instrumento, derivado de instrumentos similares para el Mars Curiosity y los rovers europeos ExoMars, sería capaz de detectar la presencia de diferentes hielos e hidrocarburos a niveles diminutos. Al medir la química precisa de los hielos de diferentes lugares, los científicos pueden comprender los procesos que los crearon.

La sensibilidad de este instrumento haría de Dragonfly una emocionante misión de astrobiología. Podría, por ejemplo, medir pequeñas cantidades de compuestos orgánicos clave, como aminoácidos, lípidos y azúcares, así como la quiralidad de las moléculas orgánicas. Como mínimo, Titán debería tener un tesoro de material prebiótico que los científicos utilizarían para explorar las vías químicas que conducen a la complejidad de la vida. Y Titán es una posible morada para la vida, ya sea como la conocemos basada en el agua en las profundidades del océano o formas novedosas de vida basadas en el metano líquido. Probar que existe vida a nivel celular probablemente sería difícil, pero las mediciones de Dragonfly podrían ser el puente hacia futuras misiones aún más sofisticadas.

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Tanto CAESAR como Dragonfly serían misiones convincentes.
Es lamentable que solo se seleccione uno y es probable que la próxima competencia sea dentro de varios años.

El lanzamiento de la misión CESAR ocurriría en el verano de 2024 y llegaría al cometa 67P en diciembre de 2028. La nave espacial partiría del cometa a fines de 2033 y regresaría a la Tierra cinco años después.

El lanzamiento de la misión Dragonfly ocurriría en 2025 con la llegada a Titán a mediados de la década de 2030. En ausencia de un accidente o falla del equipo, la duración de la misión sería dictada por la lenta disminución de la energía entregada desde su fuente de alimentación. Eventualmente tomaría dos, luego tres, y luego más días Titán para recargar la batería. En algún momento, la potencia sería demasiado baja para permitir cualquier vuelo. Luego, la nave se convertiría en una estación científica estacionaria a medida que la energía se desvanece gradualmente hasta que se vuelve silenciosa, probablemente en algún momento a fines de la década de 2030 o 2040.

La decisión entre estas dos misiones excelentes pero fundamentalmente diferentes la tomará a mediados de 2019 el Administrador Asociado de Ciencias de la NASA. Su decisión determinará si la década de 2030 traerá un florecimiento de la ciencia para los cometas o Titán.

Quisiera agradecer a Steve Squyres, investigador principal de la propuesta de CAESAR, y a Elizabeth (Zibi) Turtle y Jason Barnes, IP e IP adjunto de la propuesta Dragonfly, por sus comentarios sobre un borrador anterior de esta historia.

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