Un Pequeño Submarino Robótico Podría Surcar Mares Extranjeros

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La nasa está diseñando un robot submarino para explorar los mares repletos de hidrocarburos en la luna titán de saturno. Y han estado probando la sonda con un océano alienígena simulado en un laboratorio.

La NASA está diseñando un robot submarino para explorar los mares repletos de hidrocarburos en la luna Titán de Saturno, el único cuerpo en el sistema solar, aparte de la Tierra, con líquido en su superficie. Los investigadores han estado probando la sonda con un océano alienígena simulado del tamaño de un cubo en un laboratorio.

Los mares de Titán son muy diferentes de sus contrapartes en la Tierra: en lugar del agua de mar, los mares de Titán consisten principalmente en una mezcla fría de metano y etano, a una temperatura de alrededor de 300 grados Fahrenheit (menos 184 grados Celsius). Eso es lo que encontraron la nave espacial Cassini de la NASA y su sonda Huygens, que aterrizó en Titán en 2005.

El plan es enviar el submarino autónomo al mar más grande de Titán. llamada Kraken Mare, del nombre de un monstruo marino escandinavo y la palabra latina "mar", el mar extraterrestre cubre 155,000 millas cuadradas (400,000 kilómetros cuadrados) de la superficie de la luna. (El segundo mar más grande de Titán, aproximadamente un cuarto del tamaño de Kraken, es Ligeia Mare, que lleva el nombre de una de las monstruosas sirenas de la mitología griega). [Ver fotos de los océanos de Titán]

Los mares de Titán se pueden ver en esta fotografía compuesta tomada por la nave espacial Cassini de la NASA.

Los mares de Titán se pueden ver en esta fotografía compuesta tomada por la nave espacial Cassini de la NASA.

Crédito: NASA

Estas inmersiones podrían responder algunas de las preguntas que mantienen a los científicos, al menos a los que estudian Titán, en la noche. Por ejemplo, ¿cómo interactúan los mares de hidrocarburos de Titán con la atmósfera de la luna, que es más del 98 por ciento de nitrógeno? Eso es lo que Ian Richardson, un ingeniero de ciencia de materiales en la Universidad del Estado de Washington, quería saber. Richardson construyó el simulador de océano extraterrestre para el proyecto del submarino Titan de la NASA.

"A diferencia de la Tierra, el nitrógeno realmente se disuelve significativamente en esos océanos", dijo Richardson a WordsSideKick.com. "Se puede obtener un 15 o 20 por ciento de nitrógeno disuelto, lo que puede tener un gran efecto en los sistemas de lastre y las hélices".

Océanos alienígenas

Aunque los ingenieros en la Tierra han estudiado mezclas frías de etano y metano en forma de gas natural licuado (GNL), nadie ha observado cómo se comportarían los mares de dichos hidrocarburos en una atmósfera fría, principalmente de nitrógeno, como la de Titán, dijo Richardson.

Para saber más sobre cómo los océanos alienígenas de Titán afectarían a un robot submarino, Richardson construyó una cámara presurizada, la bombeó con gas nitrógeno y vertió aproximadamente 60 pulgadas cúbicas (1 litro) de etano líquido y metano, enfriado a menos de 300 grados F. Esto se hizo en un laboratorio de ingeniería criogénica en la Universidad Estatal de Washington.

La NASA está diseñando un robot submarino para explorar los fríos mares de hidrocarburos en Titán a fines de los años 2030 o 2040.

La NASA está diseñando un robot submarino para explorar los fríos mares de hidrocarburos en Titán a fines de los años 2030 o 2040.

Crédito: NASA Glenn / NIAC

Luego sumergió un pequeño calentador cilíndrico (el "robot sub") en el líquido (el "océano extraterrestre"). Richardson varió la temperatura y la presión del océano modelo para ver cómo el calor de un submarino afectaría la química de los mares de Titán a diferentes profundidades.

Richardson explicó que el calor crearía burbujas de nitrógeno gaseoso disuelto en el líquido que rodea el submarino, lo que podría dificultar las observaciones a través de las cámaras a bordo. Las burbujas de nitrógeno también podrían impedir que los sistemas de flotabilidad y propulsión del submarino funcionen correctamente, dijo.

El simulador de Richardson también pudo imitar la composición química de los diferentes mares de Titán. La observación de la sonda Cassini reveló que todos los océanos de la Tierra están llenos esencialmente del mismo agua de mar, pero ese no es el caso de los mares de Titán. Por ejemplo, Kraken Mare es rica en etano, mientras que Ligeia Mare es rica en metano, aunque los científicos no están seguros de por qué.

Tortuga Titán

Los experimentos con el submarino extraterrestre indicaron que una sonda submarina podría tratar las burbujas de nitrógeno creadas por la propia fuente de calor de la nave en el líquido frío. Las peores condiciones, según revelaron los experimentos, se encontrarían en las profundidades más grandes de Kraken Mare, al menos a 1.600 pies (500 metros) por debajo del nivel del mar. [Fotos asombrosas: Titán, la luna más grande de Saturno]

Si se aprueba la misión, la sonda podría iniciarse a mediados de la década de 2030 y llegar al sistema Saturn a fines de la década de 2030 o principios de la década de 2040, dijo a WordsSideKick.com uno de los líderes del proyecto en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, Jason Hartwig, ingeniero aeroespacial.

En ese momento, la luna lejana y congelada debería estar un poco más cálida y más soleada de lo que es ahora, gracias al equivalente local de la primavera de la Tierra. En ese momento, el sistema de Saturno, que toma 29 años terrestres para completar una órbita, estará ligeramente más cerca del sol, dijo Hartwig.

El equipo de Hartwig está trabajando en dos diseños diferentes para la sonda robot: uno es un robot submarino estrecho de aproximadamente 20 pies (6 m) de largo que emergería para enviar datos directamente a la Tierra. El otro es la Tortuga Titán, un robot autónomo de caparazón redondo que se comunicaría con la Tierra a través de una nave espacial en órbita.

Si bien la sonda submarina solista sería más barata, el diseño de la tortuga y el orbitador serían menos riesgosos y tendrían más ancho de banda para enviar datos a la Tierra, dijo Hartwig.

El proyecto recientemente pasó de la primera fase de financiamiento experimental bajo el programa de Conceptos Avanzados Innovadores de la NASA (NIAC). Ahora se está moviendo hacia la etapa de desarrollo tecnológico, con pruebas iniciales de algunos sistemas planeados para finales de 2018 o principios de 2019, dijo Hartwig.

Artículo original en WordsSideKick.com.


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