La misión New Horizons de la NASA nos enseñó mucho sobre Plutón, el planeta enano de hielo. Pero la nave espacial pasó a Plutón tan rápido que solo obtuvimos imágenes de alta resolución de un lado del planeta, el llamado "lado del encuentro". New Horizons nos dio un gran salto en la comprensión, pero en cierto modo, hizo más preguntas de las que respondió.
El siguiente paso es claramente un orbitador, y ahora la NASA está comenzando a considerar seriamente uno.
La NASA ha otorgado fondos al Instituto de Investigación del Sudoeste (SwRI) para comenzar a desarrollar la idea. SwRI tiene la tarea de investigar "los atributos importantes, la factibilidad y el costo de una posible futura misión orbital de Plutón".
Está lejos de ser algo seguro. Este estudio es uno de los 10 aprobados por la NASA antes de la próxima Encuesta del Decenio de la Ciencia Planetaria. El estudio desarrollará requisitos de diseño para un orbitador y su carga útil, hará algunas estimaciones preliminares de costos y evaluará los riesgos para las nuevas tecnologías necesarias para la misión. Los resultados de este estudio se entregarán al Estudio del Decenio Planetario de la Academia Nacional que comienza en 2020.
New Horizons visitó Plutón antes de adentrarse más en el Cinturón de Kuiper y visitar el MU69 2014, un Objeto del Cinturón de Kuiper (KBO) también conocido como Ultima Thule. La nave espacial incluso puede visitar un tercer KBO. El Orbitador de Plutón propuesto seguiría un camino similar.
"Estamos entusiasmados de tener esta oportunidad de informar las deliberaciones de la encuesta de décadas con este estudio", dijo la Dra. Carly Howett de SwRI, quien lidera el esfuerzo. "Nuestro concepto de misión es enviar una sola nave espacial para orbitar a Plutón durante dos años terrestres antes de partir para visitar al menos un KBO y otro planeta enano KBO".
El trabajo previo del SwRI en un orbitador de Plutón sentó las bases para este estudio. En 2018, SwRI usó sus propios fondos de investigación para desarrollar la idea de una gira orbital que pueda investigar a Plutón y luego ir más lejos al Cinturón de Kuiper.
"... es posible utilizar las asistencias de gravedad de la luna más grande de Plutón, Charon, para escapar de la órbita de Plutón y regresar al Cinturón de Kuiper ..."
Dr. Alan Stern, Instituto de Investigación del Suroeste
"En un estudio financiado por SwRI que precedió a este nuevo estudio financiado por la NASA, desarrollamos un recorrido orbital del sistema Plutón, mostrando que la misión era posible con vehículos de lanzamiento de capacidad planificada y sistemas de propulsión eléctrica existentes", dijo el Dr. Alan Stern, investigador principal de SwRI. de la misión New Horizons, así como del estudio financiado por SwRI. “También demostramos que es posible usar asistencias de gravedad de la luna más grande de Plutón, Charon, para escapar de la órbita de Plutón y regresar al Cinturón de Kuiper para explorar más KBO como MU69 y al menos un planeta enano más para compararlo con Plutón. "
El obstáculo clave en una misión orbital a Plutón es el propulsor. Se necesita una gran cantidad de propelente para orbitar alrededor de Plutón y estudiar sus lunas, su atmósfera, sus interacciones con el viento solar y otros aspectos del sistema de Plutón. Pero el estudio de 2018 mostró que un orbitador de Plutón podría usar las asistencias de gravedad del satélite Charon de Plutón para estudiar a Plutón durante varios años, y podría usar la misma asistencia de gravedad para adentrarse más en el Cinturón de Kuiper. Esto es similar a cómo la misión Cassini usó la gran luna Titán de Saturno.
"Esto es innovador", dijo Stern sobre el estudio de 2018. “Anteriormente, la NASA y la comunidad científica planetaria pensaron que el siguiente paso en la exploración del Cinturón de Kuiper sería elegir entre 'profundizar' en el estudio de Plutón y sus lunas o 'ampliarse' al examinar objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper y otro planeta enano en busca de comparación con Plutón. La comunidad científica planetaria debatió cuál era el siguiente paso correcto. Nuestros estudios muestran que puedes hacer ambas cosas en una sola misión: es un cambio de juego ".
El plan de 2018 también permitió un encuentro cercano con Charon, el satélite más grande de Plutón, así como con otros sobrevuelos lunares.
Tiffany Finley es líder de software en la División de Ciencia e Ingeniería Espacial de SwRI. "Este recorrido está lejos de ser optimizado, pero es capaz de hacer cinco o más sobrevuelos de cada una de las cuatro lunas pequeñas de Plutón, mientras examina las regiones polares y ecuatoriales de Plutón utilizando cambios de plano", dijo Finley. "El plan también permite un amplio encuentro cercano con Charon antes de sumergirse en la atmósfera de Plutón para tomar muestras antes de que la nave use a Charon por última vez para escapar al Cinturón de Kuiper para nuevas tareas", dijo.
El estudio de 2018 también mostró que un Orbitador de Plutón podría usar el mismo sistema de propulsión de iones de xenón que la misión Dawn para viajar a otros objetos del cinturón de Kuiper. También mostró que el orbitador podía entrar en órbita alrededor de otro planeta enano en el Cinturón de Kuiper.
"¿Quién hubiera pensado que una sola misión utilizando motores de propulsión eléctrica ya disponibles podría hacer todo esto?" Stern dijo sobre el estudio de 2018. “Ahora que nuestro equipo ha demostrado que la comunidad científica planetaria no tiene que elegir entre un orbitador de Plutón o sobrevuelos de otros cuerpos en el Cinturón de Kuiper, pero puede tener ambos, yo llamo a esta misión combinada el 'estándar de oro' para el futuro Plutón y la exploración del cinturón de Kuiper ".
Hay varios obstáculos que un Orbitador de Plutón debe enfrentar. Uno es la comunicación de datos. New Horizons solo tenía 16 GB de almacenamiento de datos y tardó 16 meses en transmitir todos sus datos desde el sobrevuelo de Plutón a la Tierra. Eso obviamente no funcionará para un orbitador. Es una cuestión simple aumentar el almacenamiento de datos, pero se necesitará un sistema de transmisión de datos mucho más potente.
Es una buena señal de que la NASA ha decidido financiar un estudio más detallado sobre la propuesta del Orbitador de Plutón de SwRI. SwRI tiene un sólido historial de gestión de misiones, incluidos Juno, New Horizons e IBEX. También han desarrollado tecnologías e instrumentos para múltiples misiones de la NASA y la ESA.
Gracias a New Horizons, sabemos que Plutón es mucho más complejo de lo que pensábamos. Sabemos que la superficie de Plutón es mucho más activa de lo que podríamos haber imaginado. Sabemos que Plutón tiene una atmósfera, y creemos que una vez tuvo líquido en su superficie. Plutón también puede tener un océano subsuperficial, posiblemente vinculado al llamado corazón de Plutón, la Región Tombaugh.
New Horizons realmente solo nos dio una instantánea de Plutón. Es una instantánea extremadamente atractiva, pero el sobrevuelo duró solo unas 24 horas y hay mucho más que aprender.
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