Después de décadas a la sombra de los otros planetas, Urano debería convertirse en el foco de exploración de la NASA, un panel de científicos planetarios informaron hoy en la tan esperada “encuesta decadal” del campo, un informe de establecimiento de prioridades que la agencia usará para presentar su caso ante los financiadores del Congreso. Si los científicos obtienen sus deseos, la NASA a principios de la década de 2030 lanzará un proyecto de $ 4.2 mil millones orbitador y sonda atmosférica a Urano, buscando comprender la formación y composición de este gigante de hielo. Con un tamaño intermedio entre los planetas rocosos y los gigantes gaseosos, Urano y su vecino Neptuno «representan un tipo planetario único que no entendemos bien», dice Ravit Helled, científico planetario de la Universidad de Zúrich, uno de los 130 científicos que contribuyeron a la encuesta. .
La decisión de favorecer a Urano sobre Neptuno finalmente se debió al oportunismo celestial, dice Robin Canup, científico planetario del Southwest Research Institute y copresidente del informe, que fue supervisado por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. Si se lanza en un cohete Falcon Heavy en 2031 o 2032, el orbitador podría obtener asistencia gravitatoria de Júpiter y llegar en 13 años; Neptuno tardaría mucho más. “Esta misión está técnicamente lista para funcionar”, dice Canup. “Abogamos por que se inicie de inmediato”. Pero si eso puede suceder depende de que la NASA calcule un presupuesto que se ha visto afectado por la pandemia y los crecientes costos de la misión.
Era el turno de Urano. El último informe decenal, en 2011, clasificó una misión de gigantes de hielo en tercer lugar, luego de un conjunto de misiones para devolver muestras de rocas de Marte y una visita a Europa, la luna helada de Júpiter, misiones que ahora están en marcha o en desarrollo. Entonces, quizás la mayor sorpresa de la encuesta es su recomendación para lo que viene después de Urano: una inversión de $ 4.9 mil millones. misión a Encelado, la diminuta luna de Saturno que arroja columnas de agua ricas en materia orgánica a través de las fisuras de un casquete helado: muestras preparadas de un océano subterráneo que podría albergar microbios. “Enceladus es probablemente el mejor lugar para buscar evidencia de vida que podamos hacer hoy”, dice Philip Christensen, científico planetario de la Universidad Estatal de Arizona, Tempe, y el otro copresidente del informe. (La recomendación marcará el final de los planes para poner un módulo de aterrizaje en la superficie de Europa, que anteriormente se había propuesto como una misión futura importante).
El informe también enumera objetivos para un conjunto de misiones competitivas, llamadas Nuevas Fronteras. Algunos conceptos son familiares de estudios anteriores: una sonda de Saturno, un retorno de muestra de cometa, una red geofísica lunar. Otros son nuevos: retorno de muestra de Ceres, el planeta enano rico en agua en el cinturón de asteroides; un orbitador y módulo de aterrizaje para un Centauro, uno de los pequeños cuerpos entre Júpiter y Neptuno que se cree que captura la composición del Sistema Solar primitivo; un orbitador Titán; un módulo de aterrizaje de Venus; y un muestreador de pluma de Enceladus. (La inclusión de Enceladus en dos categorías de misión diferentes enfatiza su importancia, dice Christensen).
La NASA también debería continuar con los programas dedicados a explorar la Luna y Marte, recomienda el panel. Después de que la agencia construya las misiones de retorno de muestra de Marte, el panel le pide que desarrolle un módulo de aterrizaje robótico de $ 1.1 mil millones, llamado Mars Life Explorerque perforaría 2 metros en depósitos de hielo de latitudes medias.
Para la Luna, el panel respalda el programa Artemis, financiado por la división de vuelos espaciales tripulados de la NASA, que planea devolver astronautas a la superficie. Pero sugiere que la ciencia debería impulsar las elecciones de qué hacer, en lugar de ser una ocurrencia tardía. “No se trata solo de banderas y huellas”, dice Bethany Ehlmann, científica planetaria del Instituto de Tecnología de California y coautora del informe. El informe pide un gran rover robótico de largo alcance de $ 1.5 mil millones llamado Endurance-A que podría cubrir 1000 kilómetros, perforar 100 kilogramos de muestras y devolverlas a los astronautas que eventualmente las llevarían a los laboratorios en la Tierra.
Esas ambiciones se esforzarán Presupuesto de ciencia planetaria de la NASA, ahora $ 3.1 mil millones por año, el más alto desde las misiones Viking a Marte en la década de 1970. La campaña de devolución de muestras de Marte, que recuperará rocas recolectadas por el rover Perseverance, costará más de $7 mil millones y consumirá una cuarta parte del presupuesto planetario en los próximos años. El costo de Europa Clipper, que después del lanzamiento en 2024 pasará cerca de la luna casi 50 veces, ha crecido de $ 4.25 mil millones a $ 5 mil millones. Y varias misiones competitivas con límites de costos han visto cómo sus presupuestos se duplican con creces debido al tiempo necesario para llegar a sus destinos remotos, un factor que no se incluye en sus límites de gasto.
Los excesos presupuestarios han llevado a la NASA a posponer misiones: el ambicioso rotocóptero Dragonfly a Titán, la luna rica en metano de Saturno, ahora se lanzará en 2027 en lugar de 2025, y la próxima selección de New Frontiers se retrasará varios años. Para detener este ciclo, la NASA debe enfrentar la realidad y aumentar los límites de costos para las dos líneas de misiones competitivas, New Frontiers y Discovery, a $ 1.65 mil millones y $ 800 millones, respectivamente, al tiempo que obliga a esas misiones a tener en cuenta los costos de por vida. Esas medidas aún deberían permitir que la NASA seleccione cinco misiones Discovery durante una década, pero solo una misión New Frontiers.
Aunque el presupuesto de ciencia planetaria ha crecido para dar cabida a grandes misiones, los científicos que avanzan en ese trabajo no han visto las mismas ganancias, destaca el informe. La parte del presupuesto gastado durante la última década en becas de investigación ha caído del 14% en 2010 al 7,7%. Se han logrado avances en la contratación de más mujeres en el campo, pero los grupos raciales y étnicos subrepresentados, en particular los científicos latinos y negros, representan solo el 5% y el 1% de su fuerza laboral, respectivamente. “Tenemos talento sin explotar y nos estamos perdiendo de grandes personas y grandes ideas”, dice Canup. El informe recomienda recopilar mejores datos demográficos y expandir los programas predoctorales que apoyan a los estudiantes de comunidades subrepresentadas.
Los estudiantes que entren ahora en el campo podrían constituir el corazón científico de la misión dirigida a Urano, que la humanidad vio por primera vez de cerca con el sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986. Ese estudio llevó a muchos científicos a pensar en los gigantes de hielo como anomalías: gigantes gaseosos atrofiados que acumulaban solo un par de masas terrestres de hidrógeno y helio antes de detenerse, ya sea por falta de gas o por una formación tardía. Pero desde la Voyager, los astrónomos han encontrado miles de planetas alrededor de otras estrellas, y muchos son del tamaño de Urano, dice Jonathan Fortney, científico planetario de la Universidad de California, Santa Cruz. “A la naturaleza le encanta hacer planetas de este tamaño”.
Urano también tiene su propio atractivo individual. Su eje de giro se encuentra casi horizontal, probablemente como resultado de un impacto gigante al principio de su historia que lo volcó. En comparación con los otros planetas, también es sorprendentemente frío, lo que sugiere que se enfrió rápidamente o que su atmósfera ha impedido cualquier escape de calor. Tiene dos conjuntos de anillos, junto con un conjunto densamente poblado de lunas primordiales y objetos extraños, probablemente cometas atrapados u objetos de una región más allá de Neptuno llamada cinturón de Kuiper. «Algunos aún pueden tener agua en el interior», dice Kirby Runyon, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins.
Sin embargo, por el atractivo de un océano, es difícil superar al pequeño Encelado, de solo 504 kilómetros de ancho. En 2005, la nave espacial Cassini de la NASA detectó columnas de agua salada que brotaban de grietas en su superficie helada. Los vuelos posteriores a través de esos penachos revelaron abundantes moléculas orgánicas, necesarias para construir la vida, junto con sílice y gas hidrógeno, una señal de que el océano que alimenta los penachos probablemente tenga respiraderos hidrotermales en sus profundidades, una fuente potencial de energía para los microbios.
La encuesta respaldó una misión híbrida «orbilander» a Encelado, que tomaría muestras de la pluma y estudiaría la superficie de la luna durante un par de años antes de girar de costado y aterrizar, una tarea relativamente fácil en un lugar con gravedad débil y sin atmósfera apreciable. Apuntaría a un lugar donde el agua en erupción cae en forma de nieve, que sus instrumentos podrían tomar muestras. Dos estarían destinados explícitamente a detectar vida: un secuenciador de ADN y un microscopio. Enceladus ha marcado todos los requisitos de habitabilidad, dice Shannon MacKenzie, científica planetaria de APL que dirigió un estudio que desarrolló la idea. “La siguiente pregunta es: ¿Está habitado Encelado?”
