La pregunta del billón de dólares: ¿Cómo funciona el �La misión Clipper llega a Europa?

La política de llegar a Europa es cualquier cosa menos sencillaAmpliar / La política de llegar a Europa es todo menos sencillo.NASA

FLINTRIDGE LA CAÑADA, California. En un extremo de la sala de conferencias, Cuatro grandes ventanales enmarcaban una vista de las montañas de San Gabriel. Afuera, cintas de vegetación serpenteaban por las colinas, un vestigio de primavera antes de que la temporada seca de verano descienda sobre Los Ángeles.

En el interior, en una profunda discusión, una docena de hombres y mujeres se sentaron alrededor de un Mesa de conferencia larga y ovalada de madera. Debatían cómo mejor enviar una misión atrevida, conocida como Europa Clipper, a La misteriosa luna helada de Júpiter, Europa Aunque cientos de los científicos e ingenieros ya estaban planeando y diseñando esto nave espacial, las decisiones clave se estaban tomando en esta sala en el último piso del edificio administrativo en Jet Propulsion de la NASA Laboratorio.

No será barato ni fácil llegar a Europa, que se encuentra dentro de la complicada maraña gravitacional de Júpiter y sus docenas de lunas, a 600 millones de kilómetros de la Tierra. Pero la recompensa Los científicos creen que es potencialmente incalculable. Debajo del hielo de Europa, tal vez solo a unos pocos kilómetros en algunas áreas, la mayoría se encuentra vasto océano conocido por los humanos. Con abundante energía que emana del interior de la luna hacia el océano, los científicos especulan que la vida podría existen, probablemente solo microbios, pero ¿por qué no algo parecido al kril? �también?

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En los últimos años, los científicos han bloqueado un conjunto de nueve instrumentos científicos para volar en la sonda Europa Clipper, que buscará, buscará y olfateará signos de vida durante 47 sobrevuelos eso rozará a menos de 25 kilómetros de la superficie de la luna. Pero queda una gran pregunta, y probablemente determinará si la misión cuesta en el rango de $ 2 mil millones o $ 3 mil millones de dólares: �Cuál es la mejor manera de llevar la sonda de seis toneladas desde la Tierra hasta Júpiter? �sistema?

Este fue un motivo clave para la reunión celebrada a principios de abril fuera de las montañas de San Gabriel. Barry Goldstein, quien administra la ambiciosa misión Europa Clipper en el Jet Propulsion Laboratorio, parado a la cabecera de la mesa de conferencias. “Hay Ha habido mucha discusión sobre los vehículos de lanzamiento ”, dijo. “Así que hemos preparó una tabla “.

La física de ese gráfico muestra la capacidad de cohetes de menor costo disponibles comercialmente para lanzar el Clipper Júpiter; también destacó la capacidad de más de la NASA Sistema costoso de lanzamiento espacial. El último cohete es más poderoso. que cualquier refuerzo que vuela hoy, pero nunca se ha lanzado, y cuando el cohete titánico estará listo para que la plataforma de lanzamiento no sea cierto.

Llegar a Europa se basa en algo más que la física, e invariablemente la política importa más cuando se trata de misiones con destino al exterior planetas Este tipo de exploración requiere años de planificación y desarrollo, así como años de vuelo. Además de costar miles de millones de dólares, tales misiones deben administrarse a través de múltiples administraciones presidenciales y las idas y venidas de Congreso.

Este es un diseño anterior de la nave espacial Europa Clipper. NASA

Esta imagen en color mejorada muestra la región que rodea a Pwyll, un Se cree que el cráter de impacto de 26 km de diámetro es uno de los más jóvenes. características en la superficie de Europa. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Vista de una pequeña región de la corteza de hielo delgada e interrumpida en el Región de Conamara que muestra la interacción del color de la superficie con el hielo. estructuras Los colores blanco y azul describen las áreas que han sido cubierto por un fino polvo de partículas de hielo expulsadas en el momento de formación del gran cráter Pwyll a unos 1.000 km al sur. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Esta imagen de color sintético muestra tres unidades espectrales distintas. los áreas blancas brillantes son rayos eyectados del cráter relativamente joven Pwyll, ubicado a unos 1.000 km al sur. También son visibles los rojizos áreas que se pueden ver a lo largo de las crestas en la región de disrupción terreno en el centro de la imagen y cerca de las características de cúpula donde la superficie puede haber sido alterada térmicamente. Por lo tanto, áreas asociados con la actividad geológica interna aparecen rojizos. los la tercera unidad de color distinta es azul brillante y corresponde a la Llanuras heladas relativamente viejas. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Un primer plano de Thera y Thrace, dos regiones rojizas que perturban las viejas llanuras heladas y surcadas. Thera (izquierda) tiene unos 70 km de ancho por 85 km de altura y parece estar ligeramente por debajo del nivel de la llanuras circundantes. Tracia es más larga, muestra una textura hummocky y parece estar a la altura o ligeramente por encima de la luz brillante que la rodea llanuras. Un modelo para la formación de estos y otros caos. regiones en Europa es el derretimiento total de la capa de hielo de Europa de un océano debajo. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Esta imagen compara el tamaño de las balsas de hielo de Europa con una imagen similar Foto a escala del Área de la Bahía de California. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Este mosaico de la región del Caos de Conamara indica claramente Revestimiento relativamente reciente de la superficie de Europa. Irregularmente bloques formados de hielo de agua se formaron por la ruptura y el movimiento de la corteza existente. Los bloques fueron desplazados, rotados e incluso inclinado y parcialmente sumergido dentro de un material móvil que estaba ya sea agua líquida, hielo móvil tibio o una granizada de hielo y agua. La presencia de fracturas jóvenes que atraviesan esta región. indica que la superficie se congeló nuevamente en hielo sólido y quebradizo. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Esta vista de la región del Caos de Conamara muestra acantilados a lo largo de los bordes de placas de hielo de alto standing. La textura de la tabla de lavar de los viejos el terreno se ha dividido en placas separadas por material con una textura desordenada Los acantilados son ásperos y en general festoneado, y se amontonan los escombros lisos que se desprenden de los acantilados a lo largo de la base. La altura de los acantilados y el tamaño de las vieiras las hendiduras son comparables a la famosa cara del acantilado del monte Rushmore NASA / JPL / Universidad de Arizona

Esta imagen compuesta muestra la distribución de hielo y minerales para la estructura llamada Tiro, la más grande y probablemente una de las más antiguas en la Luna. Tiro, a 140 km de diámetro, es del tamaño de la isla de Hawai y se cree que es el sitio donde se encuentra un asteroide o cometa impactado la corteza de hielo de Europa. El azul en esta imagen indica áreas con mayores concentraciones de sales minerales. Estas sales son similar en composición a los encontrados en el fondo de la Muerte Valley, California. Las regiones amarillo-naranja son áreas que tienen un Alta abundancia de hielo de agua en la superficie. NASA / JPL / Universidad de Arizona

El color falso se ha utilizado aquí para mejorar la visibilidad de ciertos características de la región de Minos Linea. Bandas triples, lineae y los terrenos moteados aparecen en tonos marrones y rojizos, lo que indica la presencia de contaminantes en el hielo. Las llanuras heladas, que se muestran aquí en tonos azulados, se subdividen en unidades con diferentes albedos en longitudes de onda infrarrojas probablemente debido a diferencias en el grano tamaño del hielo NASA / JPL / Universidad de Arizona

Esta es la imagen de más alta resolución de Europa a 6 m por imagen elemento. La imagen fue tomada en un ángulo muy oblicuo, proporcionando un punto de vista similar al de alguien mirando un avión ventana, aunque a 500 km de altura. Las características en la parte inferior de la imagen. están mucho más cerca del espectador que los de la parte superior de la imagen. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Una imagen compuesta de colores falsos de Europa. NASA / JPL / DLR

Para Europa, un congresista es más importante que todos los demás. Desde 2004, John Culberson ha estado en una búsqueda para hacer una Europa misión suceda En el presupuesto recién completado para el año fiscal 2018, el republicano de Texas presionó fondos para misiones de ciencia planetaria a su nivel más alto, más de $ 2 mil millones. Y de eso, él había canalizado $ 495 millones a esta instalación de la NASA para Europa exploración.

Entonces, antes de que comenzara la discusión sobre los vehículos de lanzamiento, Goldstein tenía algo que quería decirle al político que había volado desde Houston “En nombre de todo el proyecto, permítanme comenzar con esto” Dijo Goldstein. “Gracias, gracias, gracias, gracias, gracias tú. �Y podría continuar por qué, 60 minutos? Estamos muy bien forma.”

�Está listo el bloque 1?

Con una camisa de vestir azul, sin corbata, Culberson se sacudió el cumplido. Elegido por primera vez al Congreso en 2001, comenzó a agitarse. para una misión de Europa solo unos años después durante la presidencia de George W. Bush. La Casa Blanca no lo estaba teniendo. En el momento, una NASA ya con problemas de liquidez estaba pagando cada dólar extra en El Programa Constelación para la exploración humana, que En última instancia, no ir a ninguna parte.

Cuando Barack Obama ganó su segundo mandato en la Casa Blanca, La antigüedad y la membresía de Culberson en el Comité de la Cámara sobre Las apropiaciones le permitieron comenzar a proporcionar fondos limitados para un Misión de Europa. (Los científicos siempre han tenido a Europa en la cima de su lista de deseos, pero el liderazgo de la NASA había dudado en asumir tal programa ambicioso y costoso). Al final de la presidencia de Obama, Culberson había ascendido a presidente del subcomité de Asignaciones eso establece el presupuesto de la NASA, y el Europa Clipper se había convertido en un programa oficial de la NASA.

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Culberson ama el espacio. Él ve la exploración planetaria y la potencial para encontrar vida en otras partes del Sistema Solar como el legado más perdurable que puede dejar atrás para la humanidad. Desde el último verano, sin embargo, Culberson se ha enfocado en asegurar fondos para víctimas del huracán Harvey, que arrojó cuatro pies de lluvia sobre Houston y se ubica con el huracán Katrina como la tormenta más costosa para Alguna vez golpeó a los Estados Unidos. Algunos de los miembros de su propia familia solo tenían acaba de mudarse de un remolque a una vivienda renovada. Pero en Este viernes, había venido a California para ver cómo el Clipper misión estaba haciendo, así como una misión de seguimiento para aterrizar en Europa.

Las misiones van muy bien, pero pronto son críticas. Se deben tomar decisiones sobre cómo llevar Clipper a Júpiter. El JPL Los científicos e ingenieros quieren enviar el Clipper, que es tan grande que sus paneles solares tienen una envergadura tan larga como una cancha de baloncesto de punta a punta, directamente a Júpiter. Prefieren esto porque un Un viaje más rápido a Júpiter requerirá menos protección térmica y, lo que es más importante, quieren que el Clipper llegue a Júpiter antes del misión de seguimiento diseñada para aterrizar y probar la helada luna superficie. Idealmente, el Clipper explorará Europa durante varios años. e identificar el lugar de aterrizaje más interesante y seguro.

Un disparo directo de un satélite de seis toneladas a Júpiter requiere un cohete con mucho músculo. Durante la sesión informativa, Culberson fue dijo que ningún cohete comercial puede hacer esto, incluso el Falcon Heavy de SpaceX cohete, que voló por primera vez en febrero. (No está claro si la NASA le preguntó específicamente a SpaceX sobre el Falcon Heavy y Europa, como dijo Goldstein, cifras de todos los cohetes comerciales fueron proporcionados por un competidor de SpaceX, United Launch Alliance.) En los cuadros que se muestran en la sala de conferencias JPL, los ingenieros tenían modeló un Falcon Heavy con una pequeña “etapa de patada”, pero no habían alternativas consideradas, como un Halcón Pesado con más poderoso escenario superior del Centauro para una misión directa a Júpiter.

Porque los cohetes comerciales existentes no eran poderosos suficiente, Goldstein dijo que solo el Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA podría obtener Clipper directamente a Júpiter. La primera versión de este cohete, Bloque 1, puede poner 70 toneladas en órbita terrestre baja, y su intermedio La etapa superior de propulsión criogénica tiene suficiente empuje para llegar a Júpiter En unos tres años. Esto es la mitad del tiempo del comercial cohetes, lo que requerirá más tiempo para tirarse por el interior Planetas del Sistema Solar para alcanzar una trayectoria de Júpiter.

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Lo que Culberson realmente quería saber es si la gran NASA El cohete estará listo para un segundo lanzamiento en junio de 2022. Este es un buena pregunta. El Congreso ha financiado pacientemente el cohete SLS desarrollo desde 2011 y ahora gasta más de $ 2 mil millones anuales para financiar el trabajo para diseñarlo y construirlo. Aun así, el SLS permanece en al menos dos años lejos de la plataforma de lanzamiento para su primer vuelo de prueba. Algunos legisladores han comenzado a hacer preguntas sobre por qué está tomando hasta la vista.

Mientras tanto, los ingenieros en California le han dicho a Texas congresista de que la nave espacial Europa puede estar lista para su lanzamiento en solo cuatro años, gracias a su generosa financiación. Especialmente importante, el dinero se ha adelantado para llegar antes en el proyecto cuando los costos de desarrollo son más altos.

Si la nave espacial estaría lista para mediados de 2022, Culberson quería asegúrese de que el refuerzo también esté listo. “El bloque 1 está a tiempo y encendido objetivo? ”preguntó. “Quiero asegurarme de que el Bloque SLS 1 sea el cohete que necesitas, y es a tiempo “.

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