También está la misión Dragonfly propuesta por la NASA que volará a Titán y estudiará su atmósfera, los lagos de metano y la rica química orgánica que ocurre en su superficie. Pero quizás el destino más atractivo sea Encelado y las hermosas columnas que emanan de su región polar sur.

Desde que la misión Cassini observó de cerca estas columnas, los científicos han estado ansiosos por enviar una misión robótica allí para tomar muestras de ellas, que parecen contener todos los ingredientes para la vida. Esto no es tan fácil como parece y no hay indicios de que volar a través de columnas de humo produzca muestras intactas.

En un artículo reciente publicado en Meteoritics &Planetary Science , investigadores de la Universidad de Kent examinaron cómo la velocidad de una nave espacial que pasa (y el impacto resultante) podría afectar significativamente su capacidad para tomar muestras de agua y hielo dentro de las columnas.

La investigación fue realizada por el Prof. Mark Burchell y la Dra. Penny Wozniakiewicz (profesora emérita y profesora titular de ciencia espacial) del Centro de Astrofísica y Ciencias Planetarias (CAPS), parte de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Kent, Reino Unido

Su trabajo podría tener implicaciones significativas para las misiones a Icy Ocean Worlds (IOW), cuerpos en el sistema solar exterior compuestos predominantemente de agua congelada y volátiles con océanos en su interior. Estos cuerpos se han vuelto de creciente interés para los científicos, ya que es posible que algunos puedan albergar vida.

El término "Mundos Oceánicos" se ha vuelto común en los últimos años a medida que ha aumentado el número de candidatos potenciales para la exploración. Desde que las sondas Voyager pasaron por el sistema en 1979, los científicos han especulado sobre la posibilidad de que exista un océano interior dentro de Europa basándose en las características de su superficie. Esto incluía parches de "terreno joven" junto a terreno más antiguo y lleno de cráteres, lo que indica intercambios regulares entre la superficie y el interior. Las sondas Voyager notaron un terreno igualmente joven en Encelado cuando pasaron cerca de Saturno en 1980 y 1981 (respectivamente).

Sin embargo, fue la misión Cassini-Huygens la que descubrió vapor de agua y moléculas orgánicas saliendo de la región polar sur de Encelado en 2004. Durante los siguientes 13 años, la sonda Cassini realizó varios sobrevuelos más de la Luna, lo que arrojó evidencia adicional de un interior. océano y una fuente de energía en el límite entre el núcleo y el manto.

Estos hallazgos colocaron a Encelado entre los "mundos oceánicos" que los científicos quieren examinar más de cerca en futuras misiones. Pero a diferencia de otras OIA, Encelado es particularmente atractivo debido a la naturaleza de las columnas alrededor de su polo sur.

Si bien Europa también experimenta actividad de columnas, éstas son más esporádicas y difíciles de detectar. Debido a la mayor gravedad de Europa (~13 % frente al 1 % de la de la Tierra), el vapor de agua y el material ventilado no llegan tan lejos en el espacio.

Como dijo Burchell a Universe Today por correo electrónico, recolectar muestras de estas columnas parece relativamente simple, al menos en teoría. "Como todas las OIA, tiene un océano interno con mucha agua. Lo que hay en esa agua es objeto de mucha especulación e interés", afirmó. "Y Encelado expulsa columnas de agua al espacio, lo que hace que cualquier misión espacial que quiera tomar muestras del agua sea mucho más fácil:simplemente puedes volar a través de la columna".

Sin embargo, en el ámbito de la práctica (como siempre), las cosas se complican un poco más. Dependiendo de qué tan rápido viaje una misión, el impacto que infligirá sobre el material de la columna variará considerablemente. Como explica Burchell, esto podría poner en peligro las mismas muestras que una misión intentaba obtener:

"El problema con la recolección de muestras a gran velocidad es que se han realizado muchas pruebas con proyectiles metálicos y minerales, pero se sabe menos sobre la respuesta de los compuestos orgánicos a los impactos a alta velocidad. Los enlaces en los compuestos orgánicos se romperán, pero ¿a qué velocidad? ¿Velocidad? ¿Y qué enlaces primero? Entonces, lo que se obtenga para el análisis puede no ser lo que salió de Encelado, pero ¿con qué sesgos? ¿Qué grado de alteración es esencial para cualquier recolección exitosa de muestras?

Según Burchell, modelar cómo la velocidad de una nave espacial afectaría su capacidad para recolectar muestras se puede lograr de dos maneras. Por un lado, está el enfoque de modelado por computadora, donde los equipos dependen de software avanzado para simular impactos y medir los resultados. El otro es el enfoque "cinético", que consiste en disparar pequeños granos a los objetivos a las velocidades adecuadas y luego medir la fuerza del impacto. Burchell y su equipo prefieren hacer lo último. "En nuestro laboratorio, nos gusta disparar cosas a objetivos", dijo.

Sus resultados mostraron claramente que la velocidad de recolección es fundamental para la recolección de muestras. Sin embargo, también descubrieron que los resultados varían de un organismo a otro. Dijo Burchell:

"En la órbita de un cuerpo pequeño como Encelado, es bastante bajo. Pero para los IOW más grandes, es mayor. Y simplemente entra en el régimen en el que el shock del proceso de impacto en la colección causa alteraciones cada vez más graves en las muestras. Si pasa sobre el IOW sin orbitarlo, vuelve a ser más rápido y las muestras experimentan un impacto mayor. Esto sugiere que una recolección orbital de baja velocidad es mejor para muestras mínimamente procesadas y sin impactos. diseño y restringe el resto de la ciencia que se puede hacer. Siempre es una compensación."

Sin el sistema solar, hay varios cuerpos donde el agua y otros volátiles salen del interior, un fenómeno conocido como criovulcanismo. Estos cuerpos varían considerablemente en términos de tamaño y atracción gravitacional, desde la microgravedad (menos o ligeramente más del 1%) de Mimas y Encelado hasta aproximadamente el 13%-15% de Europa, Titán y Ganímedes. Como resultado, estos hallazgos podrían ayudar a informar el diseño de muchas misiones de recolección de muestras destinadas a las OIA.