La NASA y Urano: una relación amor-odio a punto de cambiar
El gigante de hielo podría representar el tipo de planeta más común de la galaxia, pero sabemos muy poco sobre él. La comunidad científica acaba de declarar prioritario descubrir más sobre este planeta.
Urano, el séptimo planeta desde el sol, sólo ha sido visitado una vez durante un sobrevuelo realizado por la nave Voyager 2 en 1986. Ahora los científicos quieren volver para estudiar el planeta y sus lunas en detalle.
Urano es quizás el planeta más extraño del sistema solar. En algún momento de su historia, el gigante de hielo sufrió una colisión y se quedó girando sobre su costado. Más de una docena de anillos rodean el mundo y unas 27 lunas se adhieren a él. La atmósfera del planeta es un conjunto de hidrógeno, helio y compuestos más pesados que existen en forma de hielo en las profundidades de las gélidas nubes uranianas.
Pero más allá de un puñado de datos intrigantes, los científicos saben muy poco sobre este mundo azul lechoso, que fue visitado por primera y única vez por la nave espacial Voyager 2 en 1986. Eso podría estar a punto de cambiar.
Un informe elaborado por científicos planetarios y publicado esta semana ha recomendado a la NASA que haga de una misión a Urano una prioridad absoluta para la próxima década. La idea es lanzar una nave al séptimo planeta del Sistema Solar (junto con su correspondiente centenar de inevitables chistes a cuenta de su traducción en inglés: tuano) tan pronto como en 2031.
"Creo que vamos a ver algunas sorpresas realmente extraordinarias allí y aprenderemos mucho sobre la formación de los planetas en general, y puede que descubramos algunos nuevos mundos oceánicos", dice Jonathan Lunine, de la Universidad de Cornell (Estados Unidos), que presidió el panel del informe sobre planetas gigantes.
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Esta imagen emparejada de Urano tomada por el telescopio Keck II en Hawái revela detalles sobre la enigmática atmósfera del planeta. El polo norte de Urano (a la derecha en la imagen) se caracteriza por un enjambre de rasgos similares a las tormentas, y un inusual patrón festoneado de nubes rodea el ecuador del planeta.
Uno de los grandes atractivos es que Urano (y Neptuno, el otro gigante de hielo del sistema solar) podría ser representativo del tipo de planeta más común de la galaxia. Los científicos creen que la resolución de los misterios de Urano, como su extraño campo magnético, su estructura interior envuelta y sus sorprendentes temperaturas heladas, podría ser crucial no sólo para entender los gigantes de hielo de toda la Vía Láctea, sino también para desvelar pistas sobre la historia de nuestro sistema solar.
La misión propuesta, denominada Orbitador y Sonda de Urano, liberaría una pequeña sonda para olfatear la atmósfera del planeta mientras un orbitador recorre el sistema uraniano durante años. Se trata de un plan similar al de la exitosa misión Cassini de la NASA, que exploró el sistema de Saturno de 2004 a 2017.
"Los resultados de esta misión serán tan ricos que tocarán casi todos los campos de la ciencia planetaria", dice la astrónoma planetaria Heidi Hammel, de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía. Durante nuestra videollamada, un peluche de Urano está colgado detrás de ella y, antes de colgar, el borroso planeta azul me choca los cinco. "Estoy muy contenta", dice Hammel.
Las naves interplanetarias del futuro
Cada década, la comunidad científica planetaria establece una serie de recomendaciones sobre lo que debe priorizarse durante los próximos 10 años de exploración e investigación. El documento resultante, conocido como encuesta decenal planetaria, es utilizado como guía por la NASA y la National Science Foundation para decidir en qué proyectos invertir.
El último estudio decenal, publicado en 2011, recomendó que la comunidad diera prioridad a una misión de retorno de muestras de Marte con múltiples objetivos. El rover Perseverance de la NASA está completando actualmente la primera fase de esta misión mientras recorre la superficie del planeta rojo, recogiendo y almacenando roca y tierra marciana para su eventual retorno a la Tierra. El estudio de 2011 también recomendó una misión a la luna helada de Júpiter, Europa, que es uno de los lugares más prometedores del sistema solar para buscar vida. De ahí surgió la nave espacial Europa Clipper, cuyo lanzamiento está previsto para 2024.
La encuesta de la década pasada situaba una misión a Urano como su tercera prioridad.
"Que dos estudios decenales consecutivos recomienden ir a Urano es algo positivo", afirma Hammel. "Es una muestra de coherencia y del deseo de la comunidad científica planetaria de volver a ese sistema".
El estudio decenal de 2022 hizo hincapié en la importancia de buscar vida más allá de la Tierra en nuestro sistema solar, en particular la vida subsuperficial, es decir, los organismos que podrían sobrevivir bajo la superficie marciana o en los océanos que chapotean dentro de las lunas alienígenas. "La NASA debería acelerar el desarrollo y la validación de tecnologías de detección de vida listas para las misiones", dijo el copresidente de la encuesta decenal, Robin Canup, del Southwest Research Institute estadounidense, durante una sesión informativa sobre el informe. La visita a Encélado, una luna helada de Saturno que podría albergar una próspera biosfera en su océano subterráneo, es la segunda misión insignia mejor clasificada, aunque no llegaría hasta la década de 2050, cuando las condiciones sean más favorables para explorar el eruptivo polo sur de la luna.
Sin embargo, Urano, un mundo que es muy poco probable que albergue vida tal y como la conocemos, fue seleccionado como la misión más prioritaria en el informe de 2022.
"Teníamos claro que Urano era el punto ideal en cuanto a cosas por explorar y descubrir", dice Lunine. "Creo que se vende como una misión".
Encélado, una de las lunas de Saturno, fue identificada como el segundo objetivo prioritario para una nueva misión emblemática. Esta imagen de la pequeña luna helada fue tomada por la nave espacial Cassini, y si los científicos envían una nueva nave espacial a Urano, las lunas de ese planeta se revelarán con un detalle similar.
Los frígidos reinos de Urano
Llamado así por el dios griego del cielo nocturno, Urano puede ser la clave para entender los miles de planetas que orbitan alrededor de estrellas lejanas que los científicos han detectado hasta ahora, muchos de los cuales tienen aproximadamente el mismo tamaño que el gigante de hielo.
"Urano podría ser representativo del tipo de exoplaneta más común que existe, y sabemos tan poco sobre él que cualquier ciencia que obtengamos del sistema de Urano sería inestimable", escribe en un correo electrónico el científico planetario Paul Byrne, de la Universidad de Washington en San Luis. "¡No puedo esperar a ver volar esta misión!".
No sabemos cómo ni cuándo se volcó Urano, ni cómo un planeta tan desviado se aferró a un sistema de lunas tan ordenado. Los científicos no saben mucho sobre la estructura interior del planeta, ni por qué es mucho más frío que Neptuno. Y las observaciones del campo magnético del planeta realizadas por el Voyager muestran que está "muy desviado e inclinado", dice Hammel.
A lo largo de las décadas, el telescopio espacial Hubble y los observatorios terrestres han detectado extrañas señales térmicas entre los anillos del planeta, una erupción de nubes brillantes en su superficie, auroras brillantes y potentes vientos. Los científicos incluso detectaron lunas adicionales en 2003.
La misión propuesta, que podría costar hasta 4200 millones de dólares (3872 millones de euros), mejoraría drásticamente nuestra comprensión del sistema uraniano. Según lo previsto, una sonda descenderá a través de la atmósfera del planeta y tomará medidas detalladas de su composición. Un orbitador más grande, equipado con múltiples instrumentos científicos, pasará años escudriñando el planeta, sus anillos y sus lunas.
"Varias de estas lunas son sorprendentes y muestran signos de actividad en sus superficies", afirma Canup.
Entre las lunas del planeta, que llevan nombres de personajes de las obras de William Shakespeare y Alexander Pope, se encuentra la extraña Miranda. Miranda es, con mucho, una de las lunas más extrañas del sistema solar y parece haber sido diseñada por un comité, con paisajes que se han ido mezclando al azar. Y ni siquiera sabemos cómo es la parte trasera de esta luna frankenstein: las imágenes granuladas del Voyager sólo cubren la mitad del pequeño mundo.
Quizá sea aún más importante averiguar si algunas de las lunas heladas que orbitan alrededor de Urano, como Titania u Oberón, podrían tener océanos escondidos bajo sus costras, como Europa y Encélado. Esos océanos tendrían fondos rocosos, dice Lunine, y quizás un suministro más rico de materiales orgánicos, necesarios para la vida tal como la conocemos, que las lunas que viven más cerca del sol.
"¿No sería genial que una o más de las lunas uranianas tuvieran un océano?" dice Lunine.
A la espera de Urano
Los científicos planetarios tendrán que esperar un tiempo para su acercamiento a Urano, porque las naves espaciales tardan años, incluso décadas, en llegar al sistema solar exterior.
Tal y como está diseñado, el Orbitador y Sonda de Urano podría lanzarse a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy entre 2031 y 2038 o más tarde, para aprovechar una alineación favorable de los planetas. Una vez en el espacio, el viaje más rápido posible tarda unos 13 años, lo que significa que la nave no se pondría en órbita alrededor de Urano hasta mediados de la década de 2040, como muy pronto.
Pero a Hammel y a otros que han pasado años estudiando a los gigantes de hielo con retazos de datos no les molesta que esta misión pueda llegar después de que hayan dejado de estudiar los planetas profesionalmente, o como dice Hammel, cuando esté tambaleándose en una residencia de ancianos.
"Esta misión no es para mí. Es para la próxima generación", dice Hammel. "Hace 20 años, podría haber dicho: "Realmente quiero esto, quiero llegar allí antes de jubilarme". Y eso cambió. Se convirtió en: Quiero verlo lanzado antes de jubilarme, porque entonces sé que será real".
Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
