Mosaico de color global de Triton tomado por la Voyager 2 en 1989. Crédito:NASA / JPL / USGS
¿Es hora de regresar a Neptuno y su luna Tritón? Puede ser. Después de todo, tenemos algunos asuntos pendientes allí.
Han pasado 30 años desde que la nave espacial Voyager 2 de la NASA sobrevoló al gigante gaseoso y su luna más grande, y ese sobrevuelo planteó más preguntas de las que respondió. Quizás obtengamos algunas respuestas en 2038, cuando las posiciones de Júpiter, Neptune y Triton serán perfectos para una misión.
La NASA está deliberando sobre la próxima misión en su Programa de Descubrimiento, reduciéndolo a cuatro posibilidades:una misión para estudiar la atmósfera de Venus, uno para observar la actividad volcánica en la luna de Júpiter Io, uno para mapear la superficie de Venus y estudiar su geología, y otro para explorar la luna de Neptuno, Tritón.
La misión conceptual de Triton se llama Trident, y está compitiendo con los otros tres para convertirse en una misión en toda regla.
Neptuno es un planeta poco visitado. De hecho, sólo una nave espacial ha visitado alguna vez. La Voyager 2 sobrevoló Neptuno en 1989, y nos dio algunos atisbos tentadores de su extraña luna, Tritón.
"Tritón siempre ha sido uno de los cuerpos más emocionantes e intrigantes del sistema solar, "dijo Louise Prockter, director del Instituto Lunar y Planetario / Asociación de Investigación Espacial de Universidades en Houston. Como investigador principal, Prockter lideraría la misión Trident propuesta. "Siempre me han encantado las imágenes de la Voyager 2 y sus tentadores destellos de este extraño, luna loca que nadie entiende, ", Agregó Prockter en un comunicado de prensa.
Triton es, con mucho, la más grande de las lunas de Neptuno. Está en contrarrotación con Neptuno, y es muy probable que sea un objeto capturado en el Cinturón de Kuiper, en lugar de una luna in situ. Neried, la luna exterior de Neptuno, se encuentra en una órbita muy elíptica y no se muestra. Créditos de imagen:NASA / ESA / A. Feild, STScI
La misión Trident se lanzaría en 2026, aprovechando una alineación poco común y eficiente entre Júpiter, Neptuno, y Triton en 2038. Ayudaría por gravedad a los sobrevuelos de la Tierra, Venus y Júpiter antes de continuar hacia Neptuno. Todos esos sobrevuelos impulsarán la nave espacial hacia su objetivo. Luego realizaría un sobrevuelo de Neptuno y un sobrevuelo de Triton. Desafortunadamente, el perfil de la misión no incluye ningún orbitador o módulo de aterrizaje.
La trayectoria única de la nave significaría que incluso con un solo sobrevuelo de Triton, podría trazar un mapa de la superficie de la luna casi por completo. También podría volar a menos de 500 km (310 millas) de la superficie, justo a través de la delgada atmósfera de Tritón.
"Los diseñadores de misiones y los navegantes son muy buenos en esto, "dijo William Frazier de JPL, ingeniero de sistemas de proyectos de Trident. "Después de 13 años de volar por el sistema solar, podemos rozar con confianza el borde superior de la atmósfera de Tritón, que es bastante alucinante ".
Triton tiene un puñado de características extrañas que piden explicaciones.
La superficie de Triton es muy rugosa, marcado por las crecientes gotas de hielo, fallas y pozos volcánicos y coladas de lava compuestas por agua y otros hielos. La superficie también es extremadamente joven y tiene pocos cráteres, y podría estar geológicamente activo hoy. Esta imagen de la Voyager muestra el "terreno melón" de la luna. Esta escena es del orden de 150 metros (500 pies) de ancho. El relieve vertical se ha exagerado en un factor de 25 para ayudar a la interpretación. Crédito:NASA / JPL / Asociación de Investigación Espacial de Universidades / Instituto Lunar y Planetario
Cuando la Voyager 2 pasó junto a Triton en 1989, detectó algunas cosas que despertaron nuestra curiosidad. Hubo erupciones de gas nitrógeno y polvo que alcanzaron hasta 8 km (5 millas) de altura. Solo unos pocos cráteres de impacto eran visibles, y la superficie había sido repavimentada repetidamente. Había crestas surcos afloramientos, llanuras y mesetas, pero sin variaciones de superficie de más de 1 km.
"Triton es raro, pero aún así de manera relevante y extraña, por la ciencia que podemos hacer allí, ", dijo el científico del proyecto Karl Mitchell Trident en JPL." Sabemos que la superficie tiene todas estas características que nunca antes habíamos visto, lo que nos motiva a querer saber '¿cómo funciona este mundo?' "
Los científicos han reconstruido el interior de Triton, también, aunque hay muchos que requieren confirmación y muchos que aún no conocen. Probablemente sea un cuerpo diferenciado, lo que significa que tiene una corteza, un manto y un núcleo. Pero el manto es probablemente agua líquida, y es probable que haya suficiente material radiactivo en el núcleo de Tritón para mantener caliente el agua. Hay evidencia para apoyar todo esto, pero una misión aclararía algo de eso, y con suerte responder algunas otras preguntas.
Hay más extrañeza cuando se trata de Triton. Está en una órbita retrógrada con Neptuno, lo que significa que orbita en la dirección opuesta a la rotación de Neptuno. Es la única luna grande del sistema solar que lo hace. La única explicación de su contrarrotación es que es un objeto capturado del Cinturón de Kuiper en lugar de una luna in situ. También está muy inclinado en relación con Neptuno, compensado por 23 grados.
Tres imágenes granuladas de la superficie de Triton de la Voyager 2. Esta es una secuencia temporal de imágenes tomadas con 45 minutos de diferencia, de arriba a abajo. Muestran una columna de material oscuro similar a un géiser que alcanza una altura de 8 km (5 millas) sobre la superficie. La nube de material se desplaza hacia la derecha durante unos 150 km (100 millas) y parece volverse más densa en cada imagen. Crédito:NASA / JPL
Y luego está la atmósfera. Triton tiene una atmósfera de nitrógeno muy fina, con solo trazas de monóxido de carbono y metano. Los científicos creen que la atmósfera proviene del hielo de nitrógeno que se derrite de la superficie, que está cubierto por una fina capa de nitrógeno congelado recocido. Y la ionosfera de la luna está llena de partículas cargadas y es 10 veces más activa que cualquier otra luna.
La ionosfera activa es una de las cualidades más misteriosas de Tritón. Normalmente, esa actividad es impulsada por el sol. Pero Triton está tan lejos del sol, 30 veces más lejos que la Tierra, que algo más debe estar impulsando toda esa actividad.
El problema es, sabemos todo esto por el único sobrevuelo de la Voyager 2, desde una distancia de 40, 000 km (25, 000 millas) de Triton. Necesitamos una mirada más cercana para aprender más sobre este extraño, luna capturada.
En su trabajo, La NASA ha identificado una serie de preguntas prioritarias que guían la selección de su misión. Estas son algunas de las preguntas priorizadas por el Grupo de Evaluación de Planetas Exteriores de la NASA:
Estas imágenes de la Voyager 2 muestran un primer plano de una cadena prominente de características volcánicas rodeadas de suaves llanuras volcánicas formadas por lavas o depósitos de cenizas de agua u otros hielos. como metano o amoniaco. Los pozos y cúpulas más pequeños suelen tener 10 kilómetros (6 millas) de ancho y un relieve de no más de unos pocos cientos de metros (varios cientos de pies). Las grandes depresiones en el extremo izquierdo y derecho de la cadena tienen de 50 a 80 kilómetros (31 a 50 millas) de ancho. Crédito:NASA / JPL / Asociación de Investigación Espacial de Universidades / Instituto Lunar y Planetario 
Uno de los principales impulsos de todo este deseo exploratorio se centra en el agua, y el manto de agua líquida potencial de Tritón.
El Grupo de Evaluación de Planetas Exteriores de la NASA tiene un conjunto específico de preguntas relacionadas con el agua, mundos oceánicos, y el papel que juegan:
Hay otras lunas oceánicas sospechosas en el sistema solar, como Europa, Ganimedes y Encelado. Pero Tritón está mucho más lejos del sol que esas otras lunas, y a diferencia de esas lunas, El océano subterráneo de Tritón probablemente se desarrolló después de que Neptuno lo capturara. ¿Cómo se desarrolló ese proceso?
Una nueva propuesta de misión Discovery, Trident exploraría la luna más grande de Neptuno, Tritón, que es potencialmente un mundo oceánico con agua líquida bajo su corteza helada. Trident tiene como objetivo responder las preguntas descritas en la ilustración gráfica anterior. Crédito:NASA / JPL-Caltech
"Como le dijimos a la NASA en nuestra propuesta de misión, Triton no es solo una clave para la ciencia del sistema solar, es un llavero completo:un objeto capturado del Cinturón de Kuiper que evolucionó, un mundo oceánico potencial con penachos activos, una ionosfera enérgica y una joven, superficie única, ", dijo el científico del proyecto Trident Karl Mitchell.
La misión Trident no puede responder a todas esas preguntas a la vez. Pero puede atacarlos. Los instrumentos que componen la carga útil científica se seleccionarán para avanzar en nuestra comprensión de Triton en algunos frentes, no solo el aspecto del agua.
En el caso de Trident, el concepto actual requiere cámaras, dos espectrómetros, un magnetómetro, y un experimento de radiociencia. Un espectrómetro infrarrojo mapearía la superficie, un espectrómetro de plasma investigaría la atmósfera, especialmente la ionosfera activa de Tritón, y el magnetómetro detectaría cualquier océano subterráneo.
Trident usaría su cámara de imágenes de fotograma completo para capturar las mismas plumas que tomó la Voyager 2, pero en pleno "brillo de Neptuno, "cuando la luz reflejada del sol iluminará el lado oscuro de Triton. Los científicos pueden observar los cambios desde la última visita y aprender más sobre cuán activo es Triton.
En la foto aparecen Europa, Ganimedes, y Encelado, tres lunas en nuestro sistema solar con supuestos océanos subsuperficiales. Abundan las preguntas sobre su habitabilidad. Crédito:NASA / JPL
Ha habido muchas misiones propuestas a Neptune y Triton a lo largo de los años. Incluyendo a Urano y sus lunas, el par de gigantes de hielo y sus satélites representan la única clase de planeta que no hemos explorado en nuestro sistema solar. Y explorarlos no solo responderá preguntas sobre nuestro propio sistema. El tipo de exoplaneta más común detectado hasta ahora son los planetas similares a Neptuno. Entonces, todo lo que aprendamos sobre Triton, parte de ella se extenderá a nuestra comprensión de los exoplanetas.
La misión Triton es solo un concepto en este momento. Y está compitiendo con otras tres misiones por la selección. Para el verano de 2021, La NASA habrá reducido la elección a dos finalistas, o posiblemente un ganador.
La ESA ha estado considerando una misión tanto a los gigantes de hielo de nuestro Sistema Solar como a sus lunas. Las atmósferas de Ice Giant están formadas por dinámicas, procesos químicos y radiativos que no se encuentran en ningún otro lugar de nuestro Sistema Solar. Las extrañas propiedades de Triton lo hacen destacar entre sus compañeros. Las imágenes A y C son representaciones en falso color de las observaciones de la Voyager 2 de Urano y Neptuno, respectivamente. Las imágenes B y D fueron adquiridas por el telescopio espacial Hubble en 2018. Crédito:Fletcher et al, 2020
Las propiedades inusuales de Tritón tienen mucho que enseñarnos sobre la evolución del sistema solar, sobre el agua, habitabilidad y el potencial de vida en el sistema solar exterior, lejos del sol. Desde nuestra gran distancia, nos vemos obligados a adivinar y preguntarnos sobre esta extraña luna, y barajar y volver a barajar nuestros pocos, tentadoras imágenes de ella.
Pero queremos más respuestas. Y la única forma de obtener respuestas reales es ir.
