Un módulo de aterrizaje para la misión Europa de la NASA

Esta descripción es bastante básica, pero con un poco de trabajo preliminar, es posible desarrollar estas ideas con algunas especulaciones informadas. Ayuda que se hayan publicado varios estudios previos que examinaron conceptos para un módulo de aterrizaje Europa.

El objetivo principal de cualquier módulo de aterrizaje sería tomar muestras del material del océano interior para ver si están presentes los productos químicos necesarios para sustentar la vida y si existen moléculas orgánicas complejas que sugieran actividad biótica o prebiótica. Carecemos de la tecnología para perforar kilómetros de hielo para llegar directamente al océano. Sin embargo, en muchos lugares, la capa de hielo parece estar fracturada y el agua de abajo se ha derramado sobre la superficie y se ha congelado, y en ciertos lugares puede estar desfogándose activamente hacia el espacio. El objetivo será colocar el módulo de aterrizaje en una de estas zonas.

Nuestro conocimiento actual de la superficie de Europa es demasiado pobre para seleccionar los sitios científicamente más interesantes que también son seguros para aterrizar. La nave espacial principal pasará tres años dando vueltas alrededor de Júpiter y volando a baja altura sobre Europa 45 veces. Uno de sus principales objetivos será que sus cámaras y espectrómetros encuentren la combinación óptima de evidencia de material oceánico en la superficie con una zona de aterrizaje segura. Cualquier aterrizaje deberá esperar a que los científicos construyan sus mapas de alta resolución.

Un aspecto de este concepto de módulo de aterrizaje propuesto es diferente a los que he visto antes. La mayoría de los estudios de aterrizaje han analizado naves espaciales pequeñas (y esta propuesta contaría como una nave espacial pequeña) que serían transportadas por la nave nodriza hasta justo antes de aterrizar. Para el diseño sobre el que informó Berger, el módulo de aterrizaje y su etapa de descenso orbitarían Júpiter por su cuenta durante meses o años antes de aterrizar. Esto significa que juntos son una nave espacial independiente completamente funcional con sus propios paneles solares para energía, propulsión, navegación y comunicaciones. Aparentemente, el costo y la masa de agregar estas funciones a la etapa de descenso y al módulo de aterrizaje es una mejor oferta que agregar el endurecimiento por radiación que sería necesario si el módulo de aterrizaje pasara por Europa 45 veces.

Una vez en la superficie, el módulo de aterrizaje podría estar bien protegido de la radiación. La rotación de la magnetosfera de Júpiter hace que la radiación se estrelle contra el hemisferio posterior de Europa. El hemisferio delantero tiene la masa de Europa como un escudo de radiación muy efectivo, y la radiación allí es bastante baja. Las propuestas anteriores se han centrado en poner un módulo de aterrizaje en el hemisferio delantero. Como resultado, el módulo de aterrizaje probablemente se quedaría sin energía antes de que la radiación freíra sus componentes electrónicos. Afortunadamente, hay varias regiones en el hemisferio delantero donde la capa de hielo parece haberse fracturado recientemente (al menos en términos geológicos).

El artículo de Berger establece que el módulo de aterrizaje probablemente funcionaría con baterías, lo que limita su vida útil a unos 10 días. Aparentemente, se están considerando los paneles solares, pero puedo ver por qué podrían no ser atractivos. La luz del sol en Júpiter es débil y los paneles solares lo suficientemente grandes como para recolectar una cantidad significativa de esa luz podrían ser demasiado voluminosos y pesados ​​para la misión.

El artículo de Berger enumera solo dos posibles instrumentos para el módulo de aterrizaje. Según su lenguaje, el instrumento central sería un espectrómetro de masas que «pesaría» las moléculas y los átomos en muestras extraídas, cortadas o perforadas de la superficie. Moléculas extremadamente complejas podrían sugerir vida, especialmente si son ricas en elementos, como el carbono, que son la base de la vida en la Tierra. Un segundo instrumento bajo consideración sería un espectrómetro Raman, que iluminaría muestras con láser y usaría el «brillo» resultante para medir la composición, incluidas las moléculas orgánicas complejas. (Para aquellos que entienden la espectroscopia Raman, perdonen esta simplificación de un tema complejo; aquí hay un enlace a un artículo de Wikipedia para obtener más información sobre esta tecnología). También escuché a través de otras fuentes que el módulo de aterrizaje llevaría una cámara para examinar el terreno alrededor del lugar de aterrizaje.

Una vez en la superficie, el módulo de aterrizaje usaría un sistema de adquisición de muestras para recolectar una muestra de hielo de la superficie. Como señala Berger, a las temperaturas de la superficie de Europa, el hielo es tan duro como la roca, por lo que el mecanismo de corte o perforación deberá ser robusto. Después de recolectada la muestra, se entregaría a los instrumentos para medir su composición. Si el módulo de aterrizaje aterriza cerca de un respiradero activo, el espectrómetro de masas también podría medir la composición de las partículas y los gases en la columna.

Estudios previos típicamente han propuesto al menos otros dos instrumentos. El caparazón helado de Europa está constantemente bajo presión por las mareas inducidas por Júpiter, lo que debería producir una alta actividad sísmica. Un sismómetro daría a los científicos un rico conjunto de datos sobre la estructura interior del hielo. Europa también se encuentra dentro de la intensa magnetosfera de Júpiter, lo que provoca un campo magnético inducido en el océano interior de la luna. La forma en que varía este campo inducido a medida que Europa orbita alrededor de Júpiter proporcionaría pistas valiosas sobre el tamaño y la salinidad del océano. Un magnetómetro en el módulo de aterrizaje podría proporcionar mediciones continuas durante la vida útil del módulo de aterrizaje. El artículo de Berger no decía si estos instrumentos están o no bajo consideración para esta versión del módulo de aterrizaje.

(En una nota al margen, un magnetómetro más una sonda de plasma simple permitiría que el módulo de aterrizaje realice ciencia útil mientras orbita alrededor de Júpiter esperando el aterrizaje. A los científicos les gustaría estudiar la magnetosfera de Júpiter desde múltiples ubicaciones a la vez. El módulo de aterrizaje mientras orbita alrededor de Júpiter podría complementar mediciones similares de la nave espacial principal y, según el momento, también de la nave espacial europea JUICE que entrará en la órbita joviana a fines de la década de 2020).

El artículo de Berger no dice nada sobre cómo se devolverían los datos a la Tierra. Dos posibilidades son obvias: transmisiones de baja velocidad de datos directamente desde el módulo de aterrizaje a la Tierra o transmisiones de alta velocidad de datos desde el módulo de aterrizaje al orbitador para su posterior retransmisión a la Tierra. La retransmisión de datos de la nave espacial de sobrevuelo madre probablemente sería posible, pero las ubicaciones relativas que cambian rápidamente del lugar de aterrizaje y el orbitador que gira alrededor de Júpiter pueden limitar la cantidad de datos que se pueden devolver y cuándo es posible la retransmisión de comunicación. Un estudio europeo reciente para un módulo de aterrizaje de Europa asumió que la nave madre tendría solo una oportunidad de recibir datos directamente del módulo de aterrizaje en un período de 10 días. Un argumento para excluir un sismómetro es que este instrumento produciría grandes cantidades de datos que podrían ser difíciles de devolver directamente a la Tierra. El estudio europeo encontró que el breve relevo entre el módulo de aterrizaje y el orbitador habría permitido el retorno de datos sísmicos. Los magnetómetros, por otro lado, producen solo pequeñas cantidades de datos que probablemente podrían transmitirse directamente a la Tierra (suponiendo que el módulo de aterrizaje tenga esa capacidad).

Deja un comentario