De camino a los mundos helados de Júpiter

Si hay vida en otras partes del Sistema Solar, las grandes lunas heladas de Júpiter encabezan la lista de lugares para explorar. La razón: los científicos creen que vastos océanos de agua líquida se esconden debajo de la superficie, mantenidos allí por el calor de su núcleo y las fuerzas de marea ejercidas por Júpiter. “Lo que aprendimos en la Tierra es que donde encuentras agua, a menudo encuentras vida”, dice Mark Fox-Powell de la Universidad Abierta del Reino Unido.

La misión Jugo despegó el 14 de abril de 2023 con destino a Júpiter. Siguiendo una compleja trayectoria para aprovechar la asistencia gravitatoria de la Tierra, Venus y Marte para ahorrar combustible, tardará no menos de ocho años en alcanzar su objetivo. A su llegada en julio de 2031, la nave espacial enfocará sus diez instrumentos científicos en tres de las cuatro lunas jovianas más grandes: Europa, Ganímedes y Calisto. Sin embargo, es Ganímedes, el satélite natural más grande del Sistema Solar, el que atraerá la mayor parte de la atención de Jugo.

La ESA no es la única agencia espacial que tiene a Júpiter en la mira. El concepto que se convertiría Jugo nació en 2008, como parte de un proyecto conjunto con la NASA llamado Misión del Sistema Europa Júpiter (EJSM). Esa colaboración requería que Europa construyera una nave espacial enfocada en Ganímedes, mientras que la NASA diseñaría una sonda para la luna Europa. Sin embargo, los problemas de financiación en los Estados Unidos llevaron a la NASA a poner fin a laEJSM a principios de la década de 2010, dejando el continente europeo para volar por su cuenta.

Se produjo un punto de inflexión en 2013 cuando la NASA recibió apoyo y financiación inesperados del Congreso de los Estados Unidos. originalmente llamado Sobrevuelo de varias misiones en Europael proyecto americano finalmente se ha convertido cortadora de europalleva el nombre de los barcos mercantes del siglo XIX^Es siglo. De este modo se reavivó la colaboración internacional. Los investigadores estiman que alrededor del 70% de las actividades científicas conjuntas previstas originalmente seguirán siendo posibles.

el catéter cortadora de europa se lanzará en el otoño de 2024 a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy. Este lanzador más potente permitirá cortadora de europa llegar a Júpiter más de un año antes Jugo, en abril de 2030, a pesar de una fecha de despegue posterior. La nave espacial no entrará en órbita alrededor de Europa como Jugo hará esto alrededor de Ganímedes. De hecho, más cerca de Júpiter, Europa está en el centro de los cinturones de radiación del planeta, un entorno problemático para la electrónica de la sonda. En lugar de, cortadora de europa realizará una cincuentena de vuelos sobre Europa durante su viaje. Esta estrategia permite realizar mediciones limitando la presencia en el área donde la radiación es más fuerte. Por lo tanto, la máquina debería sobrevivir durante años, frente a unos pocos meses si se colocara en órbita en Europa.

Durante sus misiones superpuestas, Jugo Y clíper interpretará un tango complejo que ofrecerá muchas oportunidades de colaboración: “Tener dos naves espaciales en el mismo sistema será realmente fantástico”, dice Olivier Witasse, científico principal de la ESA en el proyecto. Jugo. Una veintena de científicos de las dos misiones se reúnen semanalmente en el marco del comité de dirección de la Cortador de jugopara esbozar ideas sobre cómo las dos naves espaciales podrían sincronizarse en Júpiter.

Una posibilidad es que cada nave espacial actúe como exploradora de la otra. Por ejemplo, Jugo observará Europa de lejos mientras clíper estará a punto de volar sobre él. Se cree que el océano subterráneo de Europa, como el de la luna Encelado de Saturno, a veces arroja columnas de agua líquida a través de grietas en la superficie del hielo. La observación de estos penachos permitiría estudiar el material expulsado de los océanos subglaciales. el catéter Jugo busque penachos que emergen de la superficie, reporte clíper, que se orientará de modo que mire en la dirección correcta. Y clíper también puede tener la oportunidad de pasar accidentalmente a través de algunas columnas, lo que será una oportunidad para recolectar muestras directamente y buscar moléculas complejas, que podrían indicar signos de vida en el océano de Europa.

el catéter Jugo también sobrevolará Europa dos veces antes de entrar en órbita alrededor de Ganímedes. Uno de esos sobrevuelos, en julio de 2032, tendrá lugar apenas cuatro horas después del sobrevuelo de clíper “Podremos realizar mediciones similares simultáneamente”, explica Olivier Witasse. No estaremos mirando la misma área, pero sin duda será muy interesante. Si hay un penacho, podemos observarlo desde diferentes ángulos. »

El enfoque conjunto en Europa se debe en parte a que los científicos sospechan que el océano de agua líquida de la luna está en contacto directo con su núcleo rocoso. Los respiraderos hidrotermales, aberturas en el fondo del océano a través de las cuales se escapa el calor de las profundidades, proporcionarían suficiente energía y nutrientes para sustentar la vida. “En la Tierra, tenemos fumarolas hidrotermales donde viven comunidades enteras de organismos”, recuerda Mark Fox-Powell. “Tenemos buenas razones para creer que en Europa se están produciendo reacciones químicas del mismo tipo. La masa mucho más grande de Ganímedes sugiere que se pudo haber formado hielo de mayor densidad en el fondo del océano, separando el agua líquida de la roca.

Dos lunas, dos misiones, una visión

Sin embargo, esto no descarta las posibilidades de habitabilidad de Ganímedes ni disminuye el interés científico de esta luna. JugoTras su lanzamiento en diciembre de 2034, escaneará toda su superficie y estudiará su campo magnético, dos tareas imprescindibles para posteriores intentos de cartografiar su estructura interna. Jugo Comenzará su misión en una órbita a 5.000 kilómetros sobre Ganímedes, pero durante nueve meses la sonda reducirá su altitud a 200 kilómetros de la superficie. En 2035 llegará al final de su misión, y no saldrá de Ganímedes, para evitar cualquier colisión, y por tanto cualquier contaminación, en la superficie de Europa. Chocará deliberadamente con la superficie de Ganímedes. Se cree que este no tiene actividad de pluma, pero si la tiene, o si su capa de hielo es delgada, será imperativo volver a visitar este final.

Para ir más allá en la búsqueda de rastros de vida, será necesario recurrir a futuros proyectos con un módulo de aterrizaje. El concepto de esta misión fue desarrollado hace varios años por científicos e ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en California, pero aún no ha sido financiado y no es una prioridad en los programas de exploración del sistema solar. Por ahora, la obra está archivada, lista para renacer. “Estoy convencido de que lo quecortadora de europa nos dirá qué es lo que nos hará querer regresar y que algún tipo de módulo de aterrizaje será el siguiente paso lógico”, dice Curt Niebur, científico de la misión. cortadora de europa. “Pero tal vez la sonda nos sorprenda y un módulo de aterrizaje no sea la solución adecuada. Tal vez queramos flotar en los penachos en lugar de aterrizar. »

Romper hielo de varios kilómetros de espesor presenta sus propios problemas. Es posible que un módulo de aterrizaje incluya una sonda térmica para llegar al océano oculto de Europa. En 2022, Paula do Vale Pereira del Instituto de Tecnología de Florida realizó un experimento para ver cuánto tiempo tomaría, utilizando una columna de hielo criogénico de 2 metros de altura para simular la superficie de Europa. Señaló que esta tarea requeriría entre tres y trece años… Además de la larga duración de la misión, otros obstáculos se interponen en el camino. El módulo de aterrizaje tendrá que transportar cables de varios kilómetros de largo, y la plataforma deberá ser lo suficientemente fuerte como para soportar el agua congelada a su alrededor durante el descenso.

Tales sueños no tomarán forma durante muchos años. Para que se hagan realidad, ya debemos reunir a Júpiter y confirmar que sus lunas heladas son objetivos atractivos. Ningún mundo se compara con la Tierra en el Sistema Solar, pero lugares como Europa e incluso Ganímedes tienen algunas similitudes interesantes. Si la vida puede sobrevivir aquí, ¿quién sabe dónde puede florecer?