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    Las lunas de Urano son lo suficientemente fascinantes por sí mismas como para enviar una misión insignia.

    Un montaje de las grandes lunas de Urano y una luna más pequeña:de izquierda a derecha, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberon. Otras lunas aún no se han fotografiado en detalle. Las fotografías originales fueron tomadas por la Voyager 2 de la NASA. Las proporciones de tamaño son correctas. Crédito:NASA

    ¿Cuál es el hecho más interesante que conoces sobre Urano? ¿El hecho de que su eje de rotación esté completamente fuera de línea con todos los demás planetas del sistema solar? O que la magnetosfera de Urano es asimétrica, notablemente inclinado con respecto a su eje de rotación, y desplazado significativamente del centro del planeta? ¿O que sus lunas tienen nombres de personajes de Shakespeare o Alexander Pope?

    Todos esos hechos (con la excepción de las referencias literarias) provienen de un conjunto de datos muy limitado. Algunos de los mejores datos se recopilaron durante un sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986. Desde entonces, los únicos datos nuevos provienen de telescopios terrestres. Si bien su resolución ha aumentado constantemente, solo han podido raspar la superficie de lo que puede estar al acecho en el sistema que rodea al gigante de hielo más cercano. Ojalá, Eso está a punto de cambiar, mientras un equipo de científicos ha publicado un documento técnico que aboga por la visita de una nueva nave espacial de la clase Flagship.

    El artículo fue encabezado por el Dr. Richard Cartwright, un científico investigador en el Instituto SETI, y la Dra. Chloe B Beddingfield, un científico en SETI y el Centro de Investigación Ames de la NASA, que reunió a más de 100 coautores en apoyo del artículo. El documento propone una misión de clase insignia, poniendo su precio total en más de $ 1 mil millones. El equipo sugiere que la misión debería diseñarse y lanzarse durante la próxima década para utilizar una asistencia de gravedad de Júpiter que solo está disponible una vez cada pocas décadas.

    La trayectoria de asistencia de gravedad de Júpiter utilizada por las sondas Voyager en la década de 1980, incluido un camino a Urano por la Voyager 2. Crédito:NASA

    Esa asistencia por gravedad tiene dos beneficios principales. Una es que llevará la misión más rápido, permitiéndole pasar más tiempo haciendo ciencia antes de que se agote su fuente de energía. Además, potencialmente lleva la nave espacial al sistema de Urano a tiempo para ver un equinoccio como parte de una misión extendida. Monitorear este evento tan raro permitiría al equipo científico capturar datos aún más únicos que hasta ahora han sido imposibles de recolectar.

    No es solo el planeta en sí lo que el equipo científico está interesado en monitorear, aunque. Muchas de las lunas de Urano son únicas y merecen una mirada más cercana. La Voyager 2 descubrió 10 lunas nuevas, y se han descubierto más desde entonces, llevando el total a 27, el tercero más en el sistema solar.

    Las lunas se clasifican en tres grupos distintos:las cinco lunas clásicas, de la cual Titania es la más grande, las nueve lunas irregulares, cuyas órbitas indican que podrían ser objetos capturados de otras partes del sistema solar, y las 13 lunas interiores o anulares que residen principalmente en los anillos de Urano.

    Imagen que muestra la posición de Urano, los anillos del planeta, y algunas de sus 27 lunas. Crédito:NASA

    Las lunas clásicas probablemente estén compuestas de roca y hielo de agua, y tienen el potencial de ser mundos oceánicos, con océanos subsuperficiales bajo una gruesa capa de hielo. Esos océanos subsuperficiales pueden causar actividad tectónica o criovolcánica en las lunas clásicas. Hay alguna indicación de esto en Miranda y Ariel, dos de las lunas clásicas cuyas superficies parecen haber cambiado en un pasado relativamente reciente (geológicamente hablando).

    Las imágenes actuales de sus superficies tienen una resolución relativamente baja, y uno de los objetivos principales de la misión propuesta es tomar imágenes de mayor resolución de la superficie de las lunas. Con una resolución más alta, se obtiene una mejor comprensión de las características geológicas de estas lunas, incluyendo el número de cráteres, que se puede utilizar como proxy de la edad de la superficie.

    Si estas lunas tienen océanos subterráneos, se agregarían a la lista de mundos interesantes para los astrobiólogos. Esa lista también incluye lugares como Encelado, que es inquietantemente similar a Miranda, según el Dr. Cartwright. Pero no es el único lugar interesante en el sistema para buscar. Mab, una de las lunas anulares de Urano, órbitas dentro de un anillo difuso y polvoriento que podría ser sostenido por material expulsado del pequeño cuerpo, que también podría terminar en lunas vecinas. Similar, las lunas exteriores Titania y Oberon podrían estar cubiertas por el polvo que cae de los distantes satélites irregulares de Urano. Este tipo de interacciones dinámicas entre las diferentes lunas de Urano podrían ser verificadas por la misión propuesta.

    Imagen de la más alta resolución disponible de Miranda, una de las lunas más interesantes de Urano. Crédito:NASA

    Para verificar las interacciones entre las lunas y muchas otras complejidades del sistema planetario, la misión tendrá que tener algunos instrumentos avanzados para recopilar todos esos datos. El Dr. Cartwright menciona que habrá tres principales:una cámara de luz visible, un magnetómetro, y un espectrómetro de mapeo de infrarrojo cercano.

    Además de proporcionar imágenes asombrosas del sistema planetario para su consumo en la Tierra, la cámara de luz visible se puede utilizar para proporcionar imágenes de alta resolución de las superficies de los objetos, como se describió anteriormente. Puede proporcionar información sobre cualquier actividad superficial reciente, y será parte integral del objetivo de la misión extendida de observar el cambio estacional en el propio Urano.

    El magnetómetro permitirá a los científicos estudiar de cerca las interacciones entre las lunas y el campo magnético único de Urano. Se podría usar un magnetómetro para buscar océanos subterráneos salados en estas lunas identificando campos magnéticos inducidos que se originan en sus interiores. Esta técnica fue utilizada por el magnetómetro de Galileo para buscar océanos salados en las grandes lunas de Júpiter. JPL desarrolló recientemente un magnetómetro muy sensible que potencialmente podría lanzarse en esta misión.

    Una de las únicas imágenes que tenemos de Mab:una luna de Urano que podría estar sembrando su propio anillo alrededor del planeta. Crédito:NASA

    Un espectrómetro de mapeo de infrarrojo cercano es un instrumento estándar para cualquier misión de ciencia espacial moderna y es clave para comprender qué moléculas están presentes en las superficies de las lunas de Urano. En particular, podría caracterizar el hielo de dióxido de carbono y el material que contiene amoníaco, que son moléculas geológicamente de vida corta que se han detectado en algunas de las lunas de Urano. La investigación de estas moléculas nos permitiría comprender mejor el potencial astrobiológico de estos satélites.

    Cuando se le preguntó por qué enviar una misión a este gigante de hielo exterior, con su potencial astrobiológico desconocido, podría ser un mejor uso de los dólares de los impuestos estadounidenses que las posibles misiones a otros candidatos astrobiológicos prometedores, El Dr. Cartwright señala dos razones principales.

    Primero, hay tan pocos datos sobre Urano en general, y la mayoría de esos datos se han recopilado de forma remota durante los últimos 30 años o más. Una sola misión al sistema, con la intención de orbitar, aumentaría exponencialmente nuestra comprensión de uno de los cuerpos planetarios menos estudiados del sistema solar.

    • El magnetómetro desarrollado recientemente por JPL es el más sensible jamás desarrollado. Crédito:NASA / JPL

    • Imagen final de Urano tomada por la Voyager 2 durante su sobrevuelo en 1986. Crédito:NASA

    Video de National Geographic que comparte algunos detalles interesantes sobre lo que ya sabemos sobre Urano. Crédito:National Geographic

    Segundo, la cantidad de preguntas que puede responder con una sola misión orbital a Urano supera con creces los datos recopilados de un viaje a una sola luna. Hay 27 cuerpos conocidos para estudiar en el sistema, junto con el planeta mismo, sus anillos, y su extraña magnetosfera, y tal vez queden aún más lunas por descubrir. Un solo orbitador podría recopilar datos sobre todos ellos.

    El Dr. Cartwright también se apresura a señalar que, como parte de la última encuesta decenal, una misión similar al sistema de Urano ocupó el tercer lugar en términos de prioridad. Las dos misiones por delante son lo que se convirtió en Perseverance Mars Rover y la misión Europa Clipper, ambos están avanzando con el desarrollo. Con el proyecto de Urano a continuación, Las esperanzas del equipo son altas de que el concepto se adopte como la próxima misión insignia.

    Si es recogido, el equipo tiene un poco de tiempo para alcanzar la ventana requerida para utilizar la asistencia de gravedad de Júpiter entre 2030 y 2034. Con la ayuda del gigante gaseoso masivo, la misión esperaría llegar al sistema de Urano a principios o mediados de la década de 2040. Eso les dará a los científicos de la misión mucho tiempo para repasar su Shakespeare, en caso de que tengan la oportunidad de nombrar más lunas.


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