Misión Dragonfly: la NASA explorará la luna Titán de Saturno con un helicóptero

Entre las muchas lunas de nuestro sistema solar, hay una que destaca por varios motivos: Titán, la luna de Saturno. Tiene atmósfera, líquido en la superficie e incluso meteorología, como la Tierra, aunque en lugar de agua, en Titán llueve metano. ¿Podría albergar vida? Eso es lo que quiere descubrir la NASA con su misión Dragonfly, que aterrizará en su superficie y hará volar un “helicóptero” para observarlo de cerca.

Un cráter de impacto de 90 kilómetros de diámetro ha sido recomendado como lugar de aterrizaje en Titán para la misión Dragonfly de la NASA, cuyo lanzamiento se espera en 2027.

Hay pruebas de la presencia pasada de compuestos orgánicos y agua líquida en el cráter, denominado Selk en honor a la diosa egipcia del conocimiento. Un campo de dunas al sur de este cráter al norte del ecuador de Titán es el punto idóneo de llegada.

Dragonfly es un módulo de aterrizaje, pero también aprovecha la gravedad relativamente baja de Titán y la alta presión atmosférica para volar como un dron (como el helicóptero Ingenuity en Marte), buscando nuevos objetivos y explorando una amplia variedad de destinos en el transcurso de la misión.

Esta habilidad única permitirá estudiar diversos paisajes en un área que posiblemente cubra cientos de millas, investigar las vías de la química prebiótica, analizar la habitabilidad (por ejemplo, el clima, los procesos geológicos) y la búsqueda de firmas biológicas.

Para proponer esta misión al altamente competitivo Programa Nuevas Fronteras de la NASA, los científicos e ingenieros realizaron los primeros estudios sobre dónde podría aterrizar Dragonfly y qué ubicación se adaptaría mejor a sus objetivos científicos. Un artículo en The Planetary Science Journal explica los conceptos básicos del lugar de aterrizaje seleccionado y cómo llegó el equipo a la ubicación elegida.

Como cualquier misión de aterrizaje a una superficie planetaria, la seguridad es la primera consideración para reducir los lugares de aterrizaje. A mediados de la década de 2030, la hora de llegada prevista para la misión, el hemisferio norte de Titán se alejará de la Tierra y el Sol. Dado que Dragonfly depende de una línea de visión directa para la comunicación, y la NASA requiere un seguimiento activo durante la fase de entrada, descenso y aterrizaje de la nave espacial, esta misión no puede enviarse a los intrigantes mares de metano en el polo norte de Titán.

En cambio, los campos de dunas cerca del ecuador constituyen otro objetivo enigmático en Titán, donde la composición de la arena orgánica y su origen aún no se comprenden bien.

Para evitar la necesidad de propulsor adicional, la nave espacial se acercará sigilosamente a Titán y usará un escudo para reducir la velocidad en la atmósfera espesa de Titán. Suponiendo que Dragonfly entra en el mismo ángulo de 65 grados que la sonda Huygens, estas limitaciones reducen aún más los posibles sitios de aterrizaje en Titán a una "región objetivo viable" en forma de rosquilla. Desde esta región, el equipo pronto se vio atraído por un gran cráter de impacto que puede proporcionar una variedad de terrenos interesantes para el estudio.

El cráter Selk representa una región de estudio interesante, en parte debido a las fascinantes reacciones químicas posibles allí, según los autores. Aunque Titán es extremadamente frío y helado, está envuelto en una neblina de moléculas orgánicas (largas cadenas de carbono, hidrógeno y nitrógeno) que probablemente hayan reaccionado para formar los componentes básicos de la vida.

Después del calor extremo de un impacto, el hielo derretido en agua líquida habría creado una sopa orgánica fascinante que incluso pudo haber sido habitable brevemente antes de volver a congelarse en su lugar. Además del potencial astrobiológico, el cráter y las dunas cercanas tienen un interés geológico evidente. Por ejemplo, la erosión en curso por los vientos y las lluvias de metano probablemente haya degradado el borde del cráter.

A pesar de los datos a veces escasos disponibles para Titán, Selk también tiene la ventaja de tener una cobertura relativamente buena para la planificación de la misión, gracias a varios sobrevuelos durante la misión Cassini. Las imágenes visibles y en el infrarrojo cercano indican la composición química de la superficie en función del brillo de los reflejos en diferentes longitudes de onda, pero a menudo los datos de mayor resolución para estudiar la morfología provienen de imágenes de radar. Algunos datos topográficos limitados sugieren además que la región tiene pendientes relativamente menores, en lugar de montañas empinadas que podrían ser peligrosas para la misión.

Para estudiar la región alrededor del cráter Selk, el equipo dividió el área en una cuadrícula con celdas de un cuarto de grado (unos 10 kilómetros). Al hacer un mapa para cada uno de los tres conjuntos de datos principales de Cassini (luz visible, infrarrojos y radar), a cada celda se le asigna una clasificación que indica, por ejemplo, si esa celda contiene dunas, dunas menos seguras, eyecta de impacto rica en hielo, o datos insuficientes, entre otras clases similares a las utilizadas en mapas anteriores. Estas celdas de cuadrícula se pueden usar para definir planes de misión, incluida una ubicación de aterrizaje específica.

Basado en simulaciones de la atmósfera y sus vientos, el equipo definió una elipse de aterrizaje de 149 por 72 kilómetros al sur del cráter, dentro de la cual la sonda tiene un 99% de posibilidades de aterrizar.