Desde 2002, el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC) ha publicado una publicación que identifica objetivos y hace recomendaciones para misiones científicas para la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias y otras agencias gubernamentales para la próxima década. Estos informes, apropiadamente llamados Encuestas Decadales de Ciencias Planetarias, ayudan a informar futuras misiones de la NASA que abordan los misterios que persisten en la astronomía, la astrofísica, las ciencias de la tierra y la heliofísica.
El jueves 19 de abril, en una sesión informativa en Washington D.C., las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM) compartieron los principales hallazgos de la Encuesta decenal de ciencia planetaria y astrobiología 2023-2032. El evento se transmitió en vivo y consistió en que los miembros del comité de NASEM discutieron las preguntas científicas clave, las misiones prioritarias y las estrategias de investigación identificadas y recomendadas, seguido de una sesión de preguntas y respuestas con la audiencia.
La tercera Encuesta decadal, titulada “Orígenes, mundos y vida”, consta de 522 documentos técnicos presentados por científicos de universidades e institutos de investigación afiliados a la NASA en todo el mundo. Esto incluye el Instituto de Tecnología de California (Caltech), el Laboratorio Lunar y Planetario (LPL) de la Universidad de Arizona, el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI), el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., el Instituto de Ciencias Planetarias (PSI) y la Universidad Johns Hopkins. Laboratorio de Física Aplicada (JHUAPL).
El Comité
Los miembros del comité que dirigieron la sesión informativa fueron Davis Smith, el oficial principal de programas de la Junta de Estudios Espaciales (SSB) de NASEM; Philip Christensen, Profesor Regents en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio (SESE) de la Universidad Estatal de Arizona (ASU); y Robin Canup, vicepresidenta adjunta de la División de Ingeniería y Ciencias Espaciales del Southwest Research Institute (SwRI), parte de la Dirección de Ciencias Planetarias (PSD) de la NASA.
Las propuestas se dividieron en seis categorías, reflejando los diferentes paneles que componen la Encuesta Decadal. Estos incluyen los paneles Small Solar System Bodies, Giant Planet Systems, Venus, Ocean Worlds & Dwarf Planets, Marte y Mercury & the Moon. Cada uno revisó los libros blancos presentados, identificó tres preguntas científicas prioritarias y recomendó qué propuestas de misión ayudarían a abordar estas preguntas.
Robin Canup, quien también es copresidente del comité directivo de las Academias Nacionales para la encuesta decadal, dijo en un comunicado de prensa de NASEM:
“Este informe establece una visión ambiciosa pero practicable para avanzar en las fronteras de la ciencia planetaria, la astrobiología y la defensa planetaria en la próxima década. Esta cartera recomendada de misiones, actividades de investigación de alta prioridad y desarrollo tecnológico producirá avances transformadores en el conocimiento y la comprensión humanos sobre el origen y la evolución del sistema solar, y de la vida y la habitabilidad de otros cuerpos más allá de la Tierra”.
En general, el comité identificó doce preguntas científicas prioritarias divididas en tres categorías: orígenes, mundos y procesos, y vida y habitabilidad. Cada categoría contenía una serie de áreas principales de investigación (12 en total) con varias preguntas específicas sobre ellas. Luego, el comité de NASEM examinó las muchas propuestas de misiones robóticas y tripuladas que se espera que sucedan en la próxima década: a la Luna, Marte, Venus y el Sistema Solar exterior.
Sus recomendaciones se presentan en la Encuesta Decadal, que dio prioridad a las misiones que consideraron que cumplirían mejor con los objetivos identificados. En primer lugar, identificaron qué conceptos debería seguir la NASA en la próxima década como Grandes Misiones Científicas Estratégicas (LSSM), anteriormente conocidas como “Misiones emblemáticas”.
Misiones emblemáticas
La prioridad más alta para una misión Flagship se le dio a una misión robótica que exploraría Urano. Esta misión entregaría una sonda atmosférica in situ en la atmósfera de Urano y realizaría un recorrido orbital de varios años para estudiar el gigante de hielo y su sistema. Esta misión se conoce como Uranus Orbiter and Probe (UOP), cuyos objetivos científicos incluirían el estudio del interior, la atmósfera, la magnetosfera, los satélites y los anillos de Urano.
El UOP se recomendó por primera vez en 2011 como parte de la Encuesta Decadal de Ciencias Planetarias “Visions and Voyages” (2013-2022) y se preveía un lanzamiento entre 2020-2023, seguido de un crucero de 13 años a Urano. Sin embargo, la misión se consideró de menor prioridad que las misiones a Marte (el rover Perseverance) y el sistema joviano (la misión Europa Clipper). Si la NASA decide financiar esta propuesta de misión, la nave espacial se lanzará a principios de la década de 2030 para coincidir con una alineación favorable de los planetas.
Otra propuesta seleccionada como misión insignia prioritaria fue el Enceladus Orbilander, un orbitador combinado y un módulo de aterrizaje de superficie que estudiará las columnas activas de gas y partículas que emanan de la región polar sur de Enceladus. La misión estudiará estas columnas (que se originan en el océano subterráneo de Encelado) desde la órbita y durante una misión aterrizada de dos años. Los objetivos serán buscar evidencia de vida (biofirmas) en los penachos y obtener contexto geoquímico y geofísico para experimentos de detección de vida.
Nuevas misiones fronterizas
Más allá de las misiones de prioridad Flagship, la encuesta identifica varias misiones New Frontier (NF) de prioridad media. Este programa requiere que se seleccionen misiones dirigidas por el Investigador Principal (PI) con temas específicos a través de un proceso competitivo. Usando las preguntas científicas y las prioridades que identificaron, el comité seleccionó varias misiones adicionales para explorar los muchos “Mundos Oceánicos” del Sistema Solar.
Estos incluyeron una misión de retorno de muestra de Ceres, que abordaría las preguntas que surgieron de observaciones anteriores, incluidas las realizadas por la misión Dawn de la NASA. Esta misión consistiría en un orbitador y un módulo de aterrizaje que estudian Ceres desde la órbita y aterrizan en la superficie para obtener una muestra de su corteza helada y devolverla a la Tierra para su análisis. Sus hallazgos ayudarían a los científicos a delimitar mejor la composición del cuerpo más grande del cinturón principal de asteroides.
También se recomendaron los conceptos Europa Clipper y Europa Lander, que viajarían al sistema joviano en la próxima década para estudiar la actividad de la superficie y la pluma de Europa en busca de posibles signos de vida (también conocidas como firmas biológicas). Como se señaló, el Europa Clipper no fue priorizado esta vez a favor de una misión a Encelado (junto con la UOP). Según el comité, el entorno de radiación alrededor de Júpiter es más favorable para una misión de astrobiología.
Se priorizaron otras ocho misiones para el programa NF para aumentar otras propuestas de misión y cumplir con otros objetivos científicos establecidos. Estos incluyeron un orbitador y módulo de aterrizaje Centaur, un retorno de muestra de superficie de Comet, un orbitador Enceladus que realizaría múltiples sobrevuelos, una Red Geofísica Lunar, una sonda Saturno, un orbitador Titán y Venus In-Situ Explorer. Puede encontrar más información sobre estas misiones en el Informe de la encuesta aquí.
Exploración de Marte
Con respecto a futuras misiones de exploración a Marte, el comité indicó que la máxima prioridad científica era la misión Mars Sample Return (MSR). Un esfuerzo conjunto de la NASA y la ESA, esta misión consistiría en un orbitador, un módulo de aterrizaje, un rover y un vehículo de lanzamiento que recuperaría las muestras obtenidas por el rover Perseverance y las devolvería a la Tierra para su análisis. Como NASEM resumió en el Capítulo 22 del Informe de la Encuesta:
“El rover Perseverance está recolectando muestras del cráter Jezero, una antigua cuenca lacustre con un sistema de canales de alimentación que fue excavado en la estratigrafía de Noachian (>3.7 Ga*). Distintos tipos de rocas sedimentarias, ígneas, alteradas por el agua y formadas por impacto accesibles en esta región proporcionarán un registro geológico de un intervalo de tiempo particularmente importante para comprender la evolución ambiental de Marte y, potencialmente, su biología”.
“El retorno de la muestra proporcionará materiales geológicos que no están representados entre los meteoritos marcianos y cuya composición mineral volátil, orgánica y secundaria no ha sido alterada por el impacto… Además, el retorno de la muestra permitirá futuros análisis con instrumentos y técnicas aún no desarrolladas. Como ha sido el caso con las muestras de Apolo de la Luna, se espera que los análisis futuros arrojen resultados profundos durante muchas décadas después del retorno de la muestra”.
