Cómo será el próximo drone de la NASA que explorará Titán, la mayor luna de Saturno

Desde hace muchos años, una extraña y distante luna en nuestro Sistema Solar despertó la curiosidad de los científicos espaciales. Se trata de Titán, la mayor luna de Saturno, que para muchos expertos se trata de un análogo a la Tierra primitiva, y puede proporcionar pistas sobre cómo pudo haber surgido la vida en nuestro planeta.

Titán es más grande que el planeta Mercurio y es la segunda luna más grande de nuestro sistema solar. Debido a que está muy lejos del Sol, su temperatura superficial es de alrededor de -179 ºC. Su presión superficial también es un 50 por ciento más alta que la de la Tierra. Titán tiene una atmósfera basada en nitrógeno como la Tierra. Pero a diferencia de la nuestro hogar, tiene nubes y lluvias de metano que provocan ríos y lagos de esa sustancia. Los científicos creen que bajo su corteza helada puede haber un océano de agua. “Es un medioambiente que sabemos que tiene los ingredientes para la vida”, dijo Elizabeth Turtle, investigadora del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins a cargo del programa.

Cuando en 2019 una científica de la NASA aseguró que Titán alberga mares y lluvias de hidrocarburos, y que puede llegar a albergar una “extraña vida alienígena basada en metano”, sus dichos generaron una revolución científica. Fue la investigadora planetaria Amanda Hendrix, una de la líderes del nuevo programa de exploración de mundos oceánicos de la NASA (Roadmaps to Oceans World Group), que explicó que objetos como Titán “representan la mejor posibilidad, en nuestro sistema solar, de encontrar vida.

En 2020 una investigación científica pareció darle la razón a Hendrix, ya que colegas suyos de la Agencia Espacial de EEUU identificaron una molécula en la atmósfera de Titán que nunca se había detectado en ninguna otra atmósfera, que puede ser un precursor de compuestos más complejos que podrían formar o alimentar una posible vida: ciclopropenilideno, o C3H2.

Con esta información precisa, y los datos recopilados por la misión Cassini que sobrevoló Saturno, Titán y otras lunas durante 13 años, la NASA decidió revitalizar un viejo sueño de llevar un robot a Titán para explorar con más precisión las observaciones tomadas a 3000 millones de kilómetros de la Tierra. Así, fue anunciada la nueva misión espacial Dragonfly o Libélula, un dron de ocho motores que será lanzado en 2026 para llegar a ese mundo helado recién en 2034.

Durante su misión de 2,7 años, Dragonfly explorará diversos entornos, desde dunas orgánicas hasta el suelo de un cráter de impacto donde el agua líquida y los materiales orgánicos complejos, claves para la vida, alguna vez existieron juntos durante miles de años. Sus instrumentos estudiarán hasta dónde puede haber progresado la química prebiótica. También investigarán las propiedades atmosféricas y de la superficie de la luna y sus depósitos submarinos de líquidos y océanos. Además, los instrumentos buscarán evidencias química de vida pasada o existente.

Dragonfly aterrizará en los campos de dunas ecuatoriales “Shangri-La”, que son similares a las dunas lineales de Namibia en el sur de África y ofrecen una ubicación de muestreo diversa. Explorará durante un día (equivalente a 16 días terrestres) esta región en vuelos cortos, acumulando una serie de vuelos más largos de hasta 8 kilómetros, deteniéndose en el camino para tomar muestras de áreas atractivas con geografía diversa.

Finalmente alcanzará el cráter de impacto Selk, donde hay evidencias de agua líquida pasada, sustancias orgánicas, moléculas complejas que contienen carbono, combinadas con hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y energía, que juntas conforman la receta de la vida. El cuadcopter eventualmente volará más de 175 kilómetros, casi el doble de la distancia recorrida hasta la fecha por todos los vehículos de Marte combinados.

“Titan es diferente a cualquier otro lugar en el sistema solar, y Dragonfly es como ninguna otra misión”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de Ciencia de la NASA en la sede de la agencia en Washington. “Es sorprendente pensar en este helicóptero volando millas y millas a través de las dunas de arena orgánica de la luna más grande de Saturno, explorando los procesos que dan forma a este entorno extraordinario. Dragonfly visitará un mundo lleno de una gran variedad de compuestos orgánicos, que son los bloques de construcción de la vida y podrían enseñarnos sobre el origen de la vida misma”, agregó.

El equipo científico de Dragonfly ha publicado esta semana las metas y objetivos de la misión en la revista especializada The Planetary Science Journal. El autor principal del artículo es Jason Barnes, investigador principal adjunto del proyecto y profesor de física en la Universidad de Idaho. De acuerdo con el documento, los objetivos de Dragonfly incluyen la búsqueda de biofirmas químicas; investigar el ciclo activo del metano de la luna; y explorar la química prebiótica que tiene lugar actualmente en la atmósfera de Titán y en su superficie.

Alex Hayes, profesor asociado de astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias y co-investigador de Dragonfly afirmó: “Las preguntas científicas que tenemos para Titán son muy amplias porque todavía no sabemos mucho sobre lo que realmente está sucediendo en la superficie. Por cada pregunta que respondimos durante la exploración de la misión Cassini de Titán desde la órbita de Saturno, obtuvimos 10 nuevas”. Aunque Cassini ha estado en órbita alrededor de Saturno durante 13 años, la espesa atmósfera de metano en Titán hizo imposible identificar de manera confiable los materiales en su superficie. Si bien el radar de Cassini permitió a los científicos penetrar en la atmósfera e identificar estructuras morfológicas similares a la Tierra, incluidas dunas, lagos y montañas, los datos no pudieron revelar su composición.

La sonda Huygens, que aterrizó en Titán en 2005, fue diseñada para flotar en un mar de metano / etano o aterrizar en una superficie dura. Sus experimentos científicos fueron predominantemente atmosféricos, porque no estaban seguros de que sobreviviría al aterrizaje. Dragonfly será la primera misión en explorar la superficie de Titán e identificar la composición detallada de su superficie rica en orgánicos. “Lo que es tan emocionante para mí es que hemos hecho predicciones sobre lo que está sucediendo a escala local en la superficie y cómo funciona Titán como sistema y las imágenes y medidas de Dragonfly nos dirán en qué medida son correctas o están equivocadas”, precisó Hayes.

Y agregó: “Mis principales intereses científicos son entender a Titán como un mundo complejo parecido a la Tierra y tratar de comprender los procesos que están impulsando su evolución. Eso implica todo, desde las interacciones del ciclo del metano con la superficie y la atmósfera, hasta el enrutamiento del material por toda la superficie y el posible intercambio con el interior”.

El equipo científico deberá tomar decisiones sobre lo que hará la nave espacial a continuación basándose en las lecciones de la ubicación anterior, “que es exactamente lo que los exploradores de Marte han estado haciendo durante décadas”, dijo Hayes. La baja gravedad de Titán (alrededor de una séptima parte de la de la Tierra) y su atmósfera espesa (cuatro veces más densa que la de la Tierra) lo convierten en un lugar ideal para un vehículo aéreo. Su atmósfera relativamente tranquila, con vientos más ligeros que la Tierra, lo hacen aún mejor. Y aunque el equipo científico no espera lluvia durante los vuelos de Dragonfly, Hayes señaló que nadie conoce realmente los patrones meteorológicos a escala local en Titán, todavía. Muchas de las preguntas científicas descritas en el artículo del grupo abordan la química prebiótica, un área que le interesa mucho a Hayes.

Muchos de los compuestos químicos prebióticos que se formaron en la Tierra primitiva también se forman en la atmósfera de Titán, y los científicos están ansiosos por ver hasta dónde ha llegado realmente Titán en el camino de la química prebiótica. La atmósfera de Titán podría ser una buena analogía de lo que sucedió en la Tierra primitiva. La búsqueda de Dragonfly de biofirmas químicas también será muy amplia.

Además de examinar la habitabilidad de Titán en general, investigarán posibles biofirmas químicas, pasadas o presentes, tanto de la vida acuática como de la que podría utilizar hidrocarburos líquidos como disolvente, como en sus lagos, mares o acuíferos.

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