Sonda MUSE, ¿la última oportunidad de visitar Urano para nuestra generación?
Urano y Neptuno son los únicos planetas gigantes del sistema solar que todavía no ha sido orbitado por una sonda espacial. Por eso una de las asignaturas pendientes de la NASA es enviar una nave espacial a uno de estos mundos. En el pasado se han propuesto todo tipo de misiones, pero ninguna ha logrado ser aprobada. No obstante, la comunidad científica no se rinde. El último concepto de sonda a Urano es MUSE (Mission to Uranus for Science and Exploration), que bien podría ser la última oportunidad de ver una sonda alrededor de este planeta para nuestra generación.
MUSE intentará desvelar los misterios de los gigantes de hielo, un tipo de planeta muy abundante en el Universo -según los datos del telescopio Kepler-, pero del que sabemos muy poco. Hasta hace poco Neptuno siempre había sido el gigante de hielo favorito para este tipo de misiones debido a la espectacular actividad atmosférica que descubrió la sonda Voyager 2 durante su visita en 1989. Sin embargo, recientemente Urano ha acaparado el interés de los científicos al desplegar una inusual actividad atmosférica que nada tiene que envidiar a la de Neptuno. Por este motivo Urano ha pasado a ser el planeta favorito de las últimas propuestas de misiones espaciales.
Y es que Urano cuenta con varias ventajas frente a su hermano Neptuno. La más obvia es que se halla más cerca del Sol, lo que significa que el tiempo de viaje es mucho menor y los niveles de iluminación son más elevados (de hecho, suficiente para que no se pueda descartar una misión con paneles solares extremadamente eficientes). Otro punto a su favor es que cuenta con un sistema de satélites propio muy interesante. Neptuno, por contra, solamente tiene unas pocas lunas de pequeño tamaño además de Tritón, un mundo apasionante por derecho propio pero que es con toda probabilidad un objeto del cinturón de Kuiper capturado. Además, una misión a Urano podrá arrojar algo de luz sobre por qué el eje del planeta se encuentra tan inclinado y estudiaría la curiosa geometría de su magnetosfera (antes de que alguien piense que la excesiva inclinación del eje del planeta se puede explicar simplemente con un impacto gigante, conviene recordar que no es solo el eje lo que está inclinado, sino todo el plano que contiene al sistema de satélites).
Los objetivos principales de MUSE serán medir la distribución de vientos zonales, la composición atmosférica, la estructura de la magnetosfera, determinar la proporción isotópica de los elementos y estudiar los satélites. Para lograr estos objetivos MUSE estará formada por un orbitador y una sonda atmosférica (la única forma de medir la composición precisa de la atmósfera de un planeta es el análisis in situ). El orbitador sería una nave de 3 metros de largo y 1,6 metros de ancho (además de una antena de comunicaciones de alta ganancia de 3 metros de diámetro) que incorporaría cuatro instrumentos (una cámara, un magnetómetro, una cámara Doppler y un espectrómetro infrarrojo). El orbitador llevaría propergoles hipergólicos para garantizar la inserción en órbita de Urano y las maniobras orbitales subsiguientes. La sonda atmosférica tendría una masa de 150 kg y una forma similar a la sonda de la misión Galileo que operaría en un rango de presiones de 5 a 100 milibares con varios instrumentos (un espectrómetro de masas, un nefelómetro y un conjunto de sensores atmosféricos).
MUSE despegaría en marzo de 2019 mediante un cohete Atlas V 551 y para llegar a Urano realizaría tres maniobras de asistencia gravitatoria con Marte, la Tierra y Júpiter, en 2020, 2021 y 2022 respectivamente. A pesar de todo la nave no llegaría a Urano hasta 2033 (!), es decir, después de catorce años de viaje. Y es que Urano queda muy lejos, con maniobras de asistencia o no. Por eso las últimas propuestas de misiones a Urano han incorporado etapas adicionales con motores iónicos para reducir el tiempo de vuelo, pero MUSE ha sido concebida como una misión de tipo New Frontiers -de medio coste-, por lo que su precio no puede superar los 1500 millones de dólares, así que no se puede permitir lujos adicionales.
La inserción orbital pondría la sonda en una órbita inicial elíptica con un periodo de 90 días, que luego se transformaría en una órbita más pequeña con un periodo de 16 días.La sonda atmosférica se liberaría un mes antes de la inserción orbital y entraría en la atmósfera de Urano 90 minutos antes de que el motor principal realice el encendido de inserción. Las órbitas no coincidirán con el plano de los satélites por culpa de las condiciones de iluminación y para estudiar la peculiar magnetosfera del planeta. La misión primaria se extendería durante 17 órbitas.
¿Saldrá adelante MUSE? Primero debemos esperar a que la NASA apruebe una nueva misión de tipo New Frontiers, claro está, pero lo cierto es que MUSE lo tiene difícil. Principalmente porque esta misión debería usar cuatro generadores de radioisótopos de tipo Stirling (ASRG), un programa que la NASA congeló recientemente. Aunque parece que la agencia espacial tendrá plutonio suficiente para una misión de este tipo, no deja de ser un inconveniente a tener en cuenta.
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