Por: Zusi Eil González Pedraza*
Saturno es el sexto planeta de nuestro Sistema Solar respecto a la distancia del Sol y tiene 82 lunas conocidas hasta la fecha (Williams, 2016). Entre ellas, tiene la segunda luna más grande de todo el Sistema Solar: Titán, quien incluso es más grande que el planeta Mercurio (Lorenz et al., 2018). Fue descubierta por el gran astrónomo holandés Christiaan Huygens en 1665, quien se inspiró en el descubrimiento de las cuatro lunas galileanas realizado en el año 1610 (Lorenz & Mitton, 2002).
El segundo satélite natural más grande de nuestro Sistema Solar, orbita alrededor de Saturno a una distancia de unas 20 veces el radio de su planeta. Es el único satélite natural conocido que cuenta con una atmósfera considerable (Lorenz et al., 2018).
Dicha atmósfera se divide por capas como en nuestro planeta. Las capas en las que se divide la atmósfera titánica verticalmente, mencionando desde la más cercana a la más lejana de la superficie son (Robinson & Catling, 2012):
- Troposfera
- Estratosfera
- Mesosfera
- Termósfera
- Ionosfera
En la estratosfera, a una altura entre 100 km y 210 km sobre la superficie, la atmósfera está compuesta principalmente por: nitrógeno (98,4%), metano (1,4%) e hidrógeno (0,2%) (Coustenis, 2008).
Es una luna con temperaturas bajas, de unos -179°C. Además, cuenta con una presión atmosférica 50% mas alta que la presión atmosférica sobre la superficie terrestre (Lorenz et al., 2018). Titán no cuenta con campo magnético propio, pero en algunas ocasiones puede tener protección magnética gracias al campo magnético de Saturno que la acoge en algunos momentos de su órbita (Martinez, 2008). Adicionalmente, sobre la superficie de este satélite natural se han evidenciado lagos y ríos de metano líquido (Brown et al., 2009).
La primera misión espacial en fotografiar a Titán fue la Pioneer 11 en 1979 (NASA, 2007). Luego, se tomó la decisión de que la misión Voyager 1 se aproximara más para estudiarla. Más adelante fue fotografiada por la Voyager 2, quien sólo la observó un poco mientras continuaba su trayectoria hacia Urano y Neptuno (Bell, 2015).
En el año 2004 la misión Cassini-Huygens logró ponerse en órbita alrededor de Saturno. Meses más tarde, la sonda Cassini sobrevoló Titán para realizar mediciones con radar y mapear la superficie de la luna (NASA, s.f. -a). En enero del 2005, la sonda Huygens aterrizó sobre Titán con éxito y pudo obtener algunas imágenes de la superficie donde se conoció la existencia de lagos, lluvia, costas, islas, montañas, entre otras características que apreció sobre la luna (NASA, s.f. –b).
Sin duda, en Titán aún hay muchas cosas por estudiar, nos ha generado un fuerte interés debido a sus condiciones. Además, se cree que podría tener un escenario similar al de “la sopa primitiva terrestre”, que es una parte muy importante de la hipótesis del origen de la vida por abiogénesis en la Tierra primitiva (Raulin & Owen, 2003).
La misión Dragonfly fue planeada para ser lanzada en junio del 2027 para estudiar esta interesante luna utilizando un dron. De ser lanzada en el tiempo previsto, la misión llegaría a Titán en el año 2034. El objetivo de la misión es de carácter astrobiológico. Planea evaluar la habitabilidad microbiana de Titán y estudiar la química prebiótica en varios lugares de la luna. Por tal motivo, el dron realizará varios vuelos controlados en diversos puntos del segundo satélite natural más grande de todo el Sistema Solar (Lorenz et al., 2018).
Créditos de la imagen: Johns Hopkins APL
Dragonfly explorará diversos entornos de la luna, pero tendrá un especial interés en los cráteres de impacto de meteoritos donde podría haber agua líquida y compuestos orgánicos similares al “caldo primitivo terrestre”. Con esto, se piensa conocer cuál sería el progreso de la química prebiótica (Lorenz et al., 2018).
Adicionalmente, se estudiará la atmósfera, la superficie de la luna y los océanos de metano líquido. Entre los análisis que se realizarán, también se estudiará si en Titán existen evidencias de vida pasada o existente en la actualidad (Lorenz et al., 2018).
Entre algunos de los instrumentos científicos de la misión se encuentran (Lorenz et al., 2018):
- DRaMS (Dragonfly Mass Spectrometer): Espectrómetro para estudiar componentes químicos de la superficie y la atmósfera de Titán.
- DraGNS (Dragonfly Gamma-Ray and Neutron Spectrometer): Espectrómetro de neutrones y rayos gamma para identificar la composición de la superficie bajo el módulo de aterrizaje sin necesidad de recolectar muestras del suelo.
- DraGMet (Dragonfly Geophysics and Meteorology Package): Estación meteorológica que permite medir la presión, temperatura, velocidad del viento, humedad, temperatura del suelo, entre otras condiciones. También dispone de un sismógrafo para evaluar la actividad tectónica de Titán.
- DragonCam (Dragonfly Camera Suite): Conjunto de cámaras para muestras microscópicas, panorámicas del terreno y la atmósfera de Titán en diversas direcciones.
El lugar de aterrizaje de la misión se planea que sea sobre las dunas “Shangri-La” en el 2027. Esta región será la primera en ser explorada por el dron, donde realizará una serie de vuelos progresivos hasta llegar a los vuelos de 8 km de distancia aproximadamente, donde se irá deteniendo de a poco para recolectar muestras en diversos lugares de la luna para cumplir con los objetivos mencionados anteriormente. Tiempo después, el dron planea arribar al cráter “Selk”, donde se tienen indicios de que haya podido haber agua líquida junto a moléculas orgánicas complejas, similar al “caldo primitivo terrestre” (Northon, 2020).
Dragonfly permanecerá en el suelo en las noches de Titán que equivalen a unas 192 horas (8 días terrestres aproximadamente). El dron viajará a una velocidad de unos 36 km/h y podrá ascender hasta una altitud de 4 km sobre la superficie titánica. Cabe mencionar que la atmósfera de Titán y poca gravedad permiten que el vuelo sea aerodinámicamente posible (Lorenz et al., 2018).
Como fuente de energía, el dron utilizará para volar una batería de iones de litio, que será recargada durante las noches por un generador eléctrico que obtiene su energía a partir de la desintegración de elementos radioactivos (RTG). Se espera que el dron tenga una masa de unos 450 kg y 8 rotores de 1 metro de diámetro, donde de acuerdo su configuración, la misión podría continuar ejecutándose si perdiera uno de los ocho rotores (Lorenz et al., 2018).
Créditos de la imagen: Johns Hopkins APL
Titán es una luna con unas condiciones que hasta el momento no hemos visto en ningún otro satélite natural o planeta conocido. Es una luna muy especial que gracias a las misiones de exploración hemos podido conocer un poco más. A finales de la década del 2030, estaremos ansiosos por conocer más sobre esta maravillosa luna, por los sobrevuelos titánicos de la misión Dragonfly y los resultados de los análisis que esta misión de exploración espacial traiga consigo.
*Astrónoma del Observatorio Astronómico ITM. Museo de Ciencias Naturales del Instituto Tecnológico Metropolitano.
Referencias:
Bell, Jim (2015). The Interstellar Age: Inside the Forty-Year Voyager Mission
Brown, R., Lebreton, J. P., & Waite, H. (Eds.). (2009). Titan from Cassini-Huygens. Springer Science & Business Media.
Coustenis, A., & Taylor, F. W. (2008). Titan: exploring an earthlike world (Vol. 4). World Scientific.
Lorenz, R. D., Turtle, E. P., Barnes, J. W., Trainer, M. G., Adams, D. S., Hibbard, K. E., … & Bedini, P. D. (2018). Dragonfly: A rotorcraft lander concept for scientific exploration at Titan. Johns Hopkins APL Technical Digest, 34(3), 14.
Lorenz, R., & Mitton, J. (2002). Lifting Titan’s Veil: Exploring the Giant Moon of Saturn. Cambridge University Press.
Martinez, C. (2008, 11 septiembre). Cassini-Huygens: News-Features-Saturn’s Magnetic Personality Rubs Off on Titan. JPL. https://web.archive.org/web/20090520090330/http://saturn.jpl.nasa.gov/news/features/feature20080911.cfm
NASA. (2007, 26 marzo). The Pioneer Missions. https://www.nasa.gov/centers/ames/missions/archive/pioneer.html
NASA. (s. f. -a). Cassini. NASA Solar System Exploration. Recuperado 26 de mayo de 2021, de https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/overview/
NASA. (s. f.-b). Huygen’s Probe Spacecraft. NASA Solar System Exploration. Recuperado 26 de mayo de 2021, de https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/mission/spacecraft/huygens-probe/
Northon, K. (2020, 17 marzo). NASA’s Dragonfly Mission to Titan Will Look for Origins, Signs of Life. NASA. https://www.nasa.gov/press-release/nasas-dragonfly-will-fly-around-titan-looking-for-origins-signs-of-life/
Raulin, F., & Owen, T. (2003). Organic chemistry and exobiology on Titan. The Cassini-Huygens Mission, 377-394.
Robinson, T. D., & Catling, D. C. (2012). An analytic radiative-convective model for planetary atmospheres. The Astrophysical Journal, 757(1), 104.
Williams, D. R. (2016, 23 diciembre). Saturn Fact Sheet. Saturn Fact Sheet – NASA. https://web.archive.org/web/20170717071200/https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturnfact.html
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