Un submarino espacial de la NASA podría explorar los océanos de metano de Titán

Ilustración artística de un submarino en Titán. Crédito: NASA/NIAC.

Los mares extraterrestres de Titán, la luna más grande de Saturno, proveen un mundo ideal para ser explorado por un robot submarino. Un equipo de científicos trabaja para que esta visión se haga realidad.

Un submarino en Titán nos abriría la opción de explorar los lagos y ríos de metano y etano líquidos que cubren la nublada luna de Saturno. En un video conceptual de la NASA del concepto de misión Titan Sub, el robot submarino parte a explorar el Mar de Kraken, el océano más grande en el hemisferio norte de Titán, el cual tiene alrededor de mil kilómetros de ancho y 300 metros de profundidad.

Según el diseño de la misión, el submarino de Titán usaría instrumentos científicos para sondear un espectro completo del fenómeno oceanográfico. Estas tareas incluirían medir químicamente la composición del mar, mapear sus corrientes superficiales y submarinas y realizar una detallada inspección de los secretos que esconde en sus aguas.

El concepto fue detallado durante el simposio “NASA Innovative Advanced Concepts” (NIAC), el cual se realizó en enero pasado y que patrocina conceptos avanzados, de vanguardia, innovadores y técnicamente creíbles bajo los auspicios del Space Technology Mission Directorate de la NASA.

Un submarino en Titán

Primero que todo. Si van a explorar Titán, ¿por qué usar un submarino?

Un vehículo como éste provee un sistema más eficiente y enfocado en la ciencia, comentó Steven Oleson, director del equipo de diseño conceptual de naves del COMPASS (Collaborative Modeling for Parametric Assessment of Space Systems) de la NASA, ubicado en el Glenn Research Center, en Cleveland, Ohio.

El enfoque submarino haría que el buque sea altamente manejable y capaz de realizar tareas de largo alcance, algo similar a los vehículos submarinos autónomos acá en la Tierra, explicó Oleson.

Los mares de metano y etano en Titán han sido extensivamente mapeados por la nave Cassini de la NASA, que ha estudiado esta luna como parte de su misión a Saturno desde el 2004, cuando la sonda arribó a la órbita alrededor del planeta anillado. En enero del 2005, la sonda Hygens —un vehículo terrestre cargado por Cassini— aterrizó en la superficie de Titán, enviándonos de vuelta las primeras fotos del extraño nuevo mundo.

Pero lo que se encuentra bajo la superficie de los mares de Titán permanece como un enigma por el momento, misterio que un submarino podría ayudar a resolver, afirman Oleson y su equipo.

El equipo del COMPASS llegó a la idea del submarino junto con los tecnólogos y científicos del JHUAPL (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory) en Laurel, Maryland, y los diseñadores de submarinos del Applied Research Laboratory  de la Universidad Estatal de Pensilvania.

Oleson explicó que la primera mirada de los fondos del NIAC se enfocó solamente en el submarino. La financiación para seguimiento, si es entregada, se invertiría en investigar cómo realizar el transporte del buque hasta los mares de Titán. El equipo cree inicialmente que una nave podría ser usada, pero también considera usar un inflatable aeroshell, que ya probó satisfactoriamente la NASA, o un aeroshell simple y extendido que logre cargar el largo y delgado submarino hasta la luna de Saturno.

Ilustración artística del submarino sumergido en Titán. Crédito: NASA/NIAC.

Navegando en un mar extraterrestre

Una vez se encuentre en Titán, el submarino de 1.4 toneladas será alimentado por dos generadores de radioisótopos Stirling, que generan electricidad del calor producido por una pequeña cantidad de plutonio radiactivo. El sumergible entonces usaría los residuos líquidos calientes para mantener el interior del vehículo funcionando.

Capaz de realizar sondeos con su parte superior así como inferior, el buque tendría un sensor meteorológico, una luz y un sistema de cámaras, sensores solares, un paquete de propiedades físicas, una sonda de profundidad, un equipo para tomas de muestras y un sonar de barrido lateral. Antenas en cada lado del submarino le permitirán navegar en la superficie mientras mantiene la comunicación hacia la Tierra.

El equipo ha realizado los planos de un sistema único de lastre que le permitirá al submarino sumergirse y salir a superficie varias veces durante sus meses de operación en Titán.

Un “día de crucero” del submarino de Titán involucraría ocho horas de ciencia sumergida y 16 horas en la superficie tomando imágenes y tomando información meteorológica.

“Este estudio submarino es solo una de las muchas posibilidades que consideramos para explorar Titán, que es un ambiente muy rico para explorar y en muchas maneras similar a la Tierra”, dijo Ralph Lorenz, científico espacial en el JHUAPL.

Hemisferio norte de Titán. Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho

Objetivo: Titán

Lorenz también contó que en los últimos años ha surgido un interés en los mares de Titán. “Solo Titán y la Tierra tienen cuerpos de líquidos como estos”, dijo.

Con respecto al sumergible de Titán, Lorenz dijo que hay solo modestas diferencias entre realizar un trabajo submarino en Titán y realizar un trabajo de investigación regular en barco.

“Una vez se desarrolla el sistema de transporte, la autonomía, los instrumentos, la comunicación y la propulsión es posible navegar hacia donde uno quiera. La flotabilidad es la única gran adición para un sumergible”, añadió Lorenz.

Los lugares que podría navegar el submarino. Crédito: Ralph Lorenz/APL

Un barco para investigar otros mundos

Un sumergible puede hacer todo lo que un barco puede realizar, dijo Lorenz, como visitar locaciones específicas en el Mar de Kraken, medir corrientes y olas, y observar la orilla.

“Pero nos abre una tercera dimensión. Puede haber, por ejemplo, estratificación en los mares de Titán, como sucede en los océanos y lagos de la Tierra, con diferentes composiciones, temperaturas y turbiedad a diferentes altitudes”, explicó Lorenz. “En principio se pueden bajar algunos paquetes de instrumentos desde un bote, pero una vez uno empieza a preocuparse por tornos, enganches y control térmico… En muchas maneras es más fácil mover todo un vehículo arriba y abajo a través de una ‘columna de agua’”.

Lorenz dijo que un submarino es mejor para la inspección en alta resolución del fondo marino. Y los sedimentos del suelo marino podrían tener materiales interesantes, si se tiene en cuenta la compleja historia del clima de Titán.

Al abordar los retos de un sumergible autónomo de exploración en un frío y extrasolar ambiente, el  reporte del equipo del NIAC dijo que el Titan Sub podría servir para encontrar caminos para la futura exploración de otras profundidades en océanos, como aquellos que se encuentran en Europa, luna de Júpiter, que es el mejor candidato para encontrar vida extraterrestre en nuestro sistema solar.

Fuente: Space.com