La próxima misión a Titán podría proporcionar una vista de pájaro de esa intrigante luna de Saturno, si los científicos acuerdan enviar un globo o dirigible cruzando a través de sus cielos durante meses.
La nave espacial Cassini de la NASA ha estado observando a Titán desde lejos, y la sonda Huygens transportó los datos durante su breve descenso a la superficie en 2005. Pero un estudio aéreo a largo plazo proporcionaría mucha más información – y muy diferente – sobre Titán, un mundo frígido con lagos de metano líquido, superficies complejas y una atmósfera espesa y rica en nitrógeno.
Exactamente qué tipo de sonda aérea funcionaría mejor sigue siendo una pregunta abierta, y un estudio reciente evalúa a los contendientes. He aquí un resumen de algunos de ellos, con el autor del estudio discutiendo sus ventajas e inconvenientes.
Un globo de aire cliente impulsada por un generador termoelectrico
El principal concepto de sonda aérea, según el estudio, es probablemente un globo de aire caliente y una góndola impulsada por un generador termoeléctrico de radioisótopos. Los RTG toman el calor emitido por la descomposición de materiales radioactivos, como el plutonio, y lo convierten en electricidad.
Este globo utilizaría un RTG para calentar el aire Titanic para su envoltura y para alimentar su equipo científico, el cual sería instalado en la góndola adjunta.
El globo navegaba con el viento a una altitud aproximada de 6 millas (10 km), muy por debajo de la capa de niebla oscura que Huygens detectó en la atmósfera de Titán a 13 millas (21 km) de altura. Se mantendría en el aire durante al menos seis meses, el tiempo suficiente para dos circunnavegaciones y una gran cantidad de teledetección y muestreo atmosférico.
Este concepto tiene una ventaja inicial porque fue elegido para la Misión del Sistema Titan Saturn, una propuesta conjunta de la NASA y la Agencia Espacial Europea. TSSM consistiría en un orbitador, un módulo de aterrizaje y el globo. La misión estaba prevista originalmente para un lanzamiento en 2020, pero se ha pospuesto indefinidamente, posiblemente abriendo la puerta a otras opciones.
“En este momento, creo que el debate podría volver a abrirse”, dijo Graham Dorrington, el autor del estudio, que se publicó en línea este septiembre en la revista Advances in Space Research. Dorrington es ingeniero aeroespacial y aeronáutico de la Universidad Queen Mary de Londres.
Otros globos de altura
Una alternativa que discute Dorrington es un globo lleno de hidrógeno en lugar de aire ambiente. El hidrógeno no necesitaría ser calentado, liberando más potencia de radioisótopo para el equipo científico de la sonda. Pero el escape de su gas flotante podría plantear problemas para este diseño.
Dorrington calcula que la fuga de hidrógeno sería significativa. El globo necesitaría ser enorme para mantenerse en el aire por mucho tiempo, o tendría que emplear algún tipo de sistema de reabastecimiento de hidrógeno. Alternativamente, podría volar muy alto, donde los vientos son más fuertes, y hacer un viaje completo alrededor de Titán antes de que se filtrara demasiado gas.
Según Dorrington, una altitud de crucero de 32 km (20 millas) podría funcionar, logrando que el globo diera la vuelta a Titán en unos 16 días. Pero desde esa altura, la superficie de Titán quedaría oscurecida por su capa de niebla. Por lo que la gondola del globo, con todos sus instrumentos científicos, tendría que ser suspendida por lo menos 7 millas (12 km) más abajo, en una larga cuerda.
Otra opción, que se le ocurrió a Dorrington, es utilizar un globo lleno de hidrógeno, pero reemplazar el generador de radioisótopos con una turbina eólica conectada a la góndola. Los vientos serían lo suficientemente fuertes a la altura de la góndola -aproximadamente 12 millas (20 km)- para alimentar los instrumentos del globo, y una turbina podría ser más ligera que un generador de radioisótopos. Pero bajar la góndola por primera vez requeriría algún tipo de batería.
Globos de muestreo de superficie
Los conceptos anteriores escudriñarían a Titán desde una altura elevada y relativamente consistente. Pero algunos diseños también permitirían que las sondas aéreas se hundieran en la suciedad, quizás una prioridad clave de la próxima misión Titan. Uno de ellos es un globo lleno de una mezcla de hidrógeno y metano.
