MÁS ALLÁ DE LO LOCAL: Desenvolviendo Urano y sus secretos helados: lo que la NASA aprendería de una misión a un mundo salvaje

El siguiente artículo de mike sori, Universidad de Purdue apareció originalmente en La conversación y se reimprime aquí con permiso:

Urano, el séptimo planeta desde el sol, orbita en el sistema solar exterior, a unos 3.200 millones de kilómetros (2.000 millones de millas) de la Tierra. Es un mundo enorme: cuatro veces el diámetro de la Tierra, con 15 veces su masa y 63 veces su volumen.

No visitado por naves espaciales durante más de 35 añosUrano habita en una de las regiones menos exploradas de nuestro sistema solar. Aunque los científicos han aprendido algunas cosas al respecto a partir de observaciones telescópicas y trabajos teóricos desde el sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986el planeta sigue siendo un enigma.

Es fácil dividir el sistema solar en dos grandes grupos: una zona interior con cuatro planetas rocosos y una zona exterior con cuatro planetas gigantes. Pero la naturaleza es, como siempre, más complicada. Urano y Neptuno, el octavo planeta desde el Sol, son muy diferentes de los demás. Ambos son gigantes de hielo, compuestos en gran parte por compuestos como agua, hielo, amoníaco y metano; son lugares donde la temperatura promedio es de -320 a -350 grados Fahrenheit (-212 Celsius).

A través de descubrimientos recientes de exoplanetas – mundos fuera de nuestro sistema solar que están a billones de kilómetros de distancia – los astrónomos han aprendido que los gigantes de hielo son comunes en toda la galaxia. Desafían nuestra comprensión de la formación y evolución planetaria. Urano, comparativamente cerca de nosotros, es nuestra piedra angular para aprender sobre ellos.

Una nueva misión

Muchos en la comunidad espacial – como yo – instan a la NASA a lanzar una nave espacial robótica para explorar Urano. De hecho, el Encuesta decenal de científicos planetarios de 2023 clasificó ese viaje como la máxima prioridad para un nuevo Misión insignia de la NASA.

Esta vez, la nave espacial no pasaría simplemente por Urano en su camino a otro lugar, como La Voyager 2 lo hizo. En cambio, la sonda pasaría años orbitando y estudiando el planeta, sus 27 lunas y sus 13 anillos.

Quizás se pregunte por qué enviar una nave espacial a Urano y no a Neptuno. Es una cuestión de arquitectura orbital. Debido a las posiciones de ambos planetas durante las próximas dos décadas, una nave espacial desde la Tierra tendrá una trayectoria más fácil de seguir llegar a Urano que Neptuno. Lanzado en el momento adecuado, el orbitador llegaría a Urano en unos 12 años.

Estas son sólo algunas de las preguntas básicas que un orbitador de Urano ayudaría a responder: ¿De qué está hecho exactamente Urano? ¿Por qué Urano inclinado de lado, con sus polos apuntando casi directamente hacia el Sol durante el verano, ¿lo cual es diferente de todos los demás planetas del sistema solar? ¿Qué está generando a Urano? extraño campo magnético, con una forma diferente a la de la Tierra y desalineada con la dirección en que gira el planeta? ¿Cómo funciona la circulación atmosférica en un gigante de hielo? ¿Qué nos dicen las respuestas a todas estas preguntas sobre cómo se forman los gigantes de hielo?

A pesar de los avances que los científicos han logrado en estas y otras cuestiones desde el sobrevuelo de la Voyager 2, no hay sustituto para las observaciones directas, de cerca y repetidas desde una nave espacial en órbita.

Los anillos y esas lunas

Los anillos alrededor de Urano, probablemente hechos de hielo sucio, son más delgados y oscuros que los que rodean a Saturno. Un orbitador de Urano buscaría “ondas” en ellos, similares a las olas de un lago. Encontrarlos permitiría a los científicos utilizar los anillos. como un sismómetro gigante para ayudarnos a aprender sobre el interior de Uranouno de sus grandes secretos.

Las lunas, en su mayoría con nombres de personajes literarios de los escritos de Shakespeare y Pope, están hechas principalmente de mezclas congeladas de hielo y roca. Cinco de las lunas son particularmente convincentes. Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón son todos lo suficientemente grandes como para ser esféricos y tratados como mundos en miniatura por derecho propio.

Durante su sobrevuelo, la Voyager 2 tomó imágenes de baja resolución de los hemisferios sur de las lunas. (Sus hemisferios norte, aún no vistos, siguen siendo una de las principales fronteras inexploradas de nuestro sistema solar). Esas imágenes incluyen fotografías de volcanes de hielo en Ariel – un indicio tentador de actividad geológica y tectónica pasada y, posiblemente, agua subterránea.

La posibilidad de los océanos y la vida.

Lo que lleva a una de las partes más emocionantes de la misión: muchos científicos planetarios teorizan que Ariel, y quizás la mayoría o todas las otras cinco lunas, pueden ser una mundo océano albergando grandes masas subterráneas de agua líquida a kilómetros de profundidad bajo la superficie sólida y helada. Descubrir si alguna de las lunas tiene océanos es uno de los principales objetivos de la misión.

Ésta es una de las razones por las que un orbitador probablemente llevaría un magnetómetro – detectar las interacciones electromagnéticas de un océano subterráneo como una de sus lunas viaja a través del campo magnético de Urano. También serían útiles los instrumentos para medir los campos gravitacionales de las lunas y las cámaras para estudiar la geología de su superficie.

El agua líquida es un requisito esencial para la vida tal como la conocemos. Si se detectan océanos, los científicos querrán buscar otros ingredientes para la vida en las lunas. como energía, nutrientes y materia orgánica..

No es un trato cerrado

No se ha fijado una fecha de lanzamiento para la misión y aún no hay un visto bueno oficial de la NASA para su financiación. El coste probablemente ascendería a más de mil millones de dólares.

Un factor crítico a considerar: el cosmos opera según su propio horario, y las trayectorias de las naves espaciales hacia Urano cambiarán con los años a medida que los planetas se muevan a lo largo de sus órbitas. Idealmente, la NASA lanzaría una misión en 2031 o 2032 para maximizar la conveniencia de la trayectoria y minimizar el tiempo de viaje. Ese lapso de tiempo es menor de lo que pueda parecer; Se necesitan años de planificación (y años más de construcción de la nave espacial) para estar lista para el lanzamiento. Es por eso que ahora es el momento de iniciar el proceso y financiar una misión a este fascinante mundo.

mike soriProfesor asistente de ciencia planetaria, Universidad de Purdue

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