¿Pueden ser habitables las lunas de Júpiter y Saturno?



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En estos momentos en los que la exploración del planeta Marte ocupa un objetivo prioritario en la discusión científica internacional, no podemos perder de vista otros cuerpos planetarios de nuestro sistema solar incluso con gran potencial exploratorio.

Las lunas heladas de Europa y Encelado ya lo son desde el punto de vista de los científicos como lugar de estudio en futuras misiones. La luna Europa se encuentra en el sistema de Júpiter, es el sexto satélite en orden creciente de distancia del planeta y el más pequeño de los cuatro galileos. Encelado es el sexto satélite más grande de Saturno. Ambos tienen características muy interesantes desde el punto de vista astrobiológico que los hacen dignos de un espacio en futuras misiones de exploración planetaria.

Cada una de las lunas heladas se espolvorea con una sustancia rosa-naranja cuya composición aún no está clara. Estos mundos de agua helada con océanos subterráneos podrían compararse con lo que sucede bajo el hielo de la Antártida, donde se han encontrado ecosistemas microbianos. Estos análogos terrestres (lugares del planeta Tierra que por sus características fisicoquímicas se asemejan a algún lugar del sistema solar) nos dan pistas y nos preparan para el estudio de lo que podríamos encontrar en esos lugares extraterrestres. La vida que se puede encontrar en Marte es antigua, posiblemente fosilizada, que podría haber sobrevivido hace millones de años cuando era más cálido y húmedo, pero puede que no nos diga mucho sobre cómo comenzó nuestra vida. Pero, ¿por qué decimos que estas lunas entrarían en la categoría de lugares con cierto potencial de habitabilidad?

En Europa La presencia de agua se descubrió con datos de la sonda Galileo e imágenes del telescopio Hubble, esto se confirmó a través del magnetómetro y aplicando el sistema de inducción magnética el cual indicó que es un mundo criogénico donde la roca es reemplazada por hielo de agua en la superficie. . Tiene un campo magnético débil impulsado por Júpiter, que es su fuerza impulsora. Este conductor de electricidad al campo magnético es el agua líquida que estaría debajo de la superficie. La presencia de un océano que puede tener de 50 a 100 km de profundidad (se piensa que con cierto grado de salinidad se forma el campo magnético) ya que el agua pura es un mal conductor de la electricidad. ¿Por qué ofrece un potencial real como hábitat para la vida más allá de la tierra? Tiene agua líquida en contacto con la roca alimentada por las fuerzas de las mareas, hay energía química y compuestos orgánicos esenciales para la vida que sabemos que nos son dados.

Desventajas: desconocemos el espesor del hielo que podría llegar a los 30 o 40 km; ni si se regenera por criogénesis de placas tectónicas, si las grietas observadas en el hielo son fallas por las que pasa el agua a la superficie, o si existen depósitos de agua aislados dentro de la capa de hielo. Además, la radiación en Europa es extremadamente alta porque orbita muy cerca de Júpiter y captura muchas partículas cargadas en su campo magnético.

El presupuesto y la financiación para enviar misiones se recortan dando prioridad a otros proyectos (enviar Rover a Marte).

Encelado es una pequeña luna una sexta parte de Europa con una superficie muy helada y brillante. La nave espacial Cassini observó con sorpresa algunos géiseres o columnas de polvo que emanaban de una región limitada de la zona sur formando el anillo E de Saturno y voló sobre ellos analizando el material expulsado con su espectrómetro de masas. La sorpresa fue que había agua (dado que no hay una fuente de calor continua, no hay razón para pensar que el hielo no está congelado). También se encontró una gran cantidad de amoníaco que, cuando se mezcla con agua, actúa como un anticongelante eficaz. Cuando midieron las temperaturas en las rejillas de ventilación, vieron agua líquida como resultado. Además, se detectaron productos orgánicos complejos a base de metano, aminoácidos y una sopa de materia orgánica.

Existen datos interesantes sobre la atracción gravitacional que confirman que entre la capa de hielo y el núcleo rocoso se forma una bolsa de agua tipo sándwich que los haría entrar en contacto, formando grietas en la superficie y la aparición de columnas de polvo. Con todo este cóctel tendríamos una química muy interesante que se ajusta a todos los criterios de habitabilidad que conocemos: tiene fuentes de energía química y de carbono para construir moléculas complejas.

Desventajas: no hay una fuente continua de calor. Todos pensaron que el océano debía estar congelado, pero la sorpresa fue que no lo estaba.

Existen dudas y teorías al respecto. Se cree que hace millones de años Encelado estaba en una fase de excentricidad mucho mayor que su órbita y bombeaba calor hacia adentro. Ahora quedan los restos de ese océano que algún día se congelarían, por lo que no podría haber existido durante un período de tiempo suficiente para proporcionar las condiciones para la vida.

Próximas misiones

JUGO en 2022 (financiado por la ESA) incluso si su objetivo será Ganímedes y no Europa, que solo tendrá pasajes cercanos ya que necesitaría más propulsor para entrar en su órbita e implicaría muchos más costos. La segunda misión es CORTADORA EUROPA de la NASA para el 2024. Si su objetivo es mapear el subsuelo para encontrar señales de vida, realizarán unos 40 sobrevuelos bajos en la superficie y estarán equipados con 9 instrumentos que (medirán el campo magnético, un radar penetrante, analizarán qué minerales contiene hielo o temperatura superficial). La mala noticia es que ICEMAG, una de las herramientas más importantes para la perforación de hielo, se ha eliminado gradualmente y, si bien es posible que aún puedan medir la profundidad y la salinidad del océano, será mucho más difícil sin ella. Dependerán de lo que sea realmente Europa y de si habrá una vez.

Posibles tipos de lanzamiento

Trayectoria 1: Vehículo comercial (Falcon Heavy o Delta IV Heavy) EVEEGA (Tierra, Venus, Tierra, Tierra) Asistencia gravitacional Tierra y Venus. Los sistemas de naves espaciales tendrán que sobrevivir mucho más tiempo en el duro entorno especial. Tardaría 7,5 años en llegar, pero el coste se reduciría.

Trayectoria 2: Directo al vehículo de Júpiter: Transferencia SLS: 2.5 años más, mucho más caro que un cohete comercial. El presupuesto de esta misión es de 4.250 millones de dólares. La NASA está cada vez más interesada en tomar una decisión final sobre qué vehículo de lanzamiento se utilizará en última instancia y está en discusión con el Congreso, que insiste en que se utilice el sistema de lanzamiento SLS. Pero han surgido problemas de compatibilidad de hardware y ni siquiera está claro si habrá suficientes cohetes disponibles, ya que son necesarios para que el programa Artemis lleve a los astronautas de regreso a la superficie lunar. Finalmente, parece que se utilizará un vehículo privado en octubre de 2024.

¿Y si pudiéramos elegir adónde ir?

Podría ser Europa, que ha tenido agua líquida en contacto con la roca y una fuente abundante de calor durante mucho tiempo para que pueda existir la vida. Sin embargo, podría mantener todo bajo el hielo y no poder penetrarlo, eso sería muy complicado.

El elegido sería Encelado, ya que está a nuestro alcance; el agua se expulsa constantemente al espacio y tenemos la tecnología para tomar muestras y traerlas de regreso a la tierra. La misión seguirá la trayectoria de EVEEGA (Tierra, Venus, Tierra, Earth Gravity Assist), aprovechando la ayuda gravitacional de varios planetas del sistema solar interior, gastando poca energía y multiplicando la velocidad de crucero para reducir los tiempos de llegada.

Tardaría entre 7 y 8 años en llegar a Saturno, serían dos en órbita cercana y descenderían a través de los géiseres, y tardarían otros cuatro en volver a la gravedad del sol antes de devolver las muestras a la Tierra. Necesitaría una fuente de energía que continuaría funcionando en el espacio profundo durante unos 16 años y un lanzador especial. El presupuesto de la misión sería de aproximadamente $ 4 mil millones.

Análogos en la Tierra

El ejemplo más conocido es el lago Vida en los áridos valles de la Antártida junto con el lago Untersee. Pero hay un análogo claro en la Tierra similar a los respiraderos hidrotermales en el océano de Encelado: el Campo de la Ciudad Perdida a lo largo del macizo atlántico al oeste de la cordillera del Atlántico medio. La nave espacial Cassini descubrió que el agua líquida del subsuelo de Encelado circula a través de sistemas hidrotermales alcalinos calientes en el fondo del océano y, aunque no están tan caracterizados como los respiraderos de la Ciudad Perdida, parece haber una base muy similar.

Los sistemas alcalinos de Encelado pueden tener concentraciones de magnesio más bajas que los fluidos de Lost City. Otra diferencia clave entre los respiraderos de la Ciudad Perdida y los de Encelado es la energía disponible para la vida. La química de la pluma de Encelado indica que el hidrógeno y el dióxido de carbono forman un par redox adecuado para soportar los metanógenos, pero no se observan sulfatos y O2 y es probable que no estén presentes. El hábitat de Encelado se basa en fuentes de energía redox alternativas. No hay luz solar ni fotosíntesis.

Fernando Carmona Martín. Investigador / editor de astrobiología

Felipe Gómez Gómez. Científico del Centro de Astrobiología (INTA- CSIC)

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