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    Una misión Titán podría repostar en el sitio y devolver una muestra a la Tierra.

    Crédito:NASA / Johns Hopkins APL

    Esta década promete ser una época emocionante para la exploración espacial. Ya, el rover Perseverance ha aterrizado en Marte y ha comenzado a realizar operaciones científicas. Después en este año, el telescopio espacial James Webb de próxima generación, la prueba de redireccionamiento de doble asteroide (DART), y se lanzará la nave espacial Lucy (la primera misión a los asteroides troyanos de Júpiter). Antes de que termine la década, También se enviarán misiones a Europa y Titán para ampliar la búsqueda de signos de vida en nuestro sistema solar.

    En la actualidad, El plan de la NASA para explorar Titán (la luna más grande de Saturno) es enviar un quadcopter de propulsión nuclear llamado Dragonfly para explorar la atmósfera y la superficie. Sin embargo, Otra posibilidad que se presentó este año como parte del programa Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA es enviar un vehículo de retorno de muestra con Dragonfly que podría repostar usando metano líquido recolectado de la superficie de Titán.

    Conocido como un retorno de muestra de Titan usando propulsores in situ, esta misión presentaría algunas ventajas importantes sobre las misiones convencionales de devolución de muestras. Ordinariamente, las misiones a objetos celestes distantes necesitan traer suficiente propulsor para el viaje de regreso (lo que significa mucha masa adicional y costos más altos), o tener una batería nuclear que pueda proporcionar energía durante varios años.

    La misión Dragonfly, que está programado para lanzarse en 2027 (y llegar a Titán en 2036) pasará 2,7 años explorando Titán como parte de su misión principal. Para operar tan lejos de casa, se basará en un generador termoeléctrico de radioisótopos de misión múltiple (MMRTG), donde el calor causado por la lenta desintegración radiactiva del plutonio genera electricidad.

    Impresión del artista de una libélula en la superficie de Titán. Crédito:NASA / Johns Hopkins APL

    Mientras tanto, el concepto de retorno de muestra proporcionaría combustible para su vuelo de regreso utilizando elementos volátiles extraídos de la superficie de Titán. Como puede ver en la ilustración de la parte superior, consistiría en un módulo de aterrizaje y un vehículo de ascenso. Una vez que estos se establecieron en la superficie de Titán, podrían ayudar a la misión Dragonfly recibiendo muestras recolectadas por el quadcopter.

    Utilizando recursos recolectados in situ, el módulo de aterrizaje podría proporcionar metano líquido y combustible de oxígeno líquido (creado a partir del hielo local) para el vehículo de ascenso. Este vehículo luego se cargaría con muestras recolectadas por Dragonfly y luego las llevaría de regreso a la Tierra. Al no transportar su propio propulsor, el elemento de retorno de muestras de la misión tendría una masa total menor y, por lo tanto, su lanzamiento costaría menos.

    Además de eso, la misión de devolución de muestras aumentaría exponencialmente los rendimientos científicos de una misión Titán. Durante años, Los científicos esperaban tener una mejor visión de la superficie de la luna para investigar sus misterios particulares. Estos incluyen (pero no se limitan a) su densa atmósfera rica en nitrógeno, su ciclo hidrológico (pero con metano), y la rica química orgánica y las condiciones prebióticas de su superficie.

    El concepto fue desarrollado por un equipo dirigido por Steven Oleson, el líder del equipo de diseño de naves espaciales concurrentes COMPASS en el Centro de Investigación Glenn de la NASA. La NASA describió este concepto, como parte del anuncio de los becarios de la Fase I del NIAC de 2021, como sigue:

    El concepto de este artista de un lago en el polo norte de la luna de Saturno, Titán, ilustra bordes elevados y características en forma de murallas como las vistas por la nave espacial Cassini de la NASA alrededor de la luna Winnipeg Lacus. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    "El retorno de una muestra de Titán utilizando propulsores in situ es una misión de retorno de muestras de Titán propuesta que utiliza propulsores volátiles in situ disponibles en su superficie. Este enfoque para Titán es muy diferente de todos los conceptos convencionales de utilización de recursos in situ, y logrará un retorno de gran valor científico hacia la ciencia planetaria, astrobiología, y comprender el origen de la vida, ese es un orden de magnitud más difícil (en distancia y? V) que otras misiones de retorno de muestra ".

    El concepto es similar a la misión de retorno de muestras para Marte que actualmente están desarrollando la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) que transportaría muestras recolectadas por el rover Perseverance. Según la arquitectura de la misión actual, este retorno de muestra también consistirá en un módulo de aterrizaje y un vehículo de ascenso de combustible sólido de dos etapas (desarrollado por la NASA) y un rover (desarrollado por la ESA) que recolectaría las muestras.

    Esta misión de retorno de muestras está programada para lanzarse en julio de 2026 y aterrizaría cerca del rover Perseverance (en el cráter Jezero) para agosto de 2028. El programa NIAC, que es supervisado por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA (STMD), busca involucrar a los innovadores y empresarios estadounidenses para fomentar conceptos innovadores y avances que ayudarán a transformar la exploración espacial.

    Para 2021, STMD seleccionó 16 propuestas de NAIC para convertirse en becarios de la Fase I, cada uno de los cuales recibirá una subvención de hasta $ 125, 000 de la NASA. Tras la finalización con éxito de un estudio de viabilidad inicial de nueve meses, los becarios del NIAC pueden postularse para los premios de la Fase II. Como Jenn Gustetic, el director de innovaciones y asociaciones en etapa inicial dentro del STMD de la NASA, explicado en un comunicado de prensa reciente de la NASA:

    Una vista de ojo de pez de la superficie de Titán desde el módulo de aterrizaje Huygens de la Agencia Espacial Europea en enero de 2005. Crédito:ESA / NASA / JPL / University of Arizona

    "Los becarios del NIAC son conocidos por soñar en grande, proponer tecnologías que pueden parecer fronterizas con la ciencia ficción y que son diferentes a la investigación financiada por otros programas de agencias. No esperamos que todos se hagan realidad, pero reconocemos que proporcionar una pequeña cantidad de fondos iniciales para la investigación temprana podría beneficiar enormemente a la NASA a largo plazo ".

    Esta es simplemente una de varias propuestas de vanguardia que han sido aceptadas para el desarrollo de la Fase I, como parte del programa NAIC de la NASA para 2021. Si bien solo un puñado (o ninguno en absoluto) puede realizarse por completo e ir al espacio en los próximos años, el programa está dando lugar a ideas inspiradoras que ilustran cómo será el futuro de la humanidad en el espacio.


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