Desde 2002,Consejo Nacional de Investigación de EE. UU.(NRC) ha publicado una publicación que identifica objetivos y hace recomendaciones para las misiones científicas de la NASA.Fundación Nacional de Ciencia, y otras agencias gubernamentales durante la próxima década.Acertadamente denominada Década de la Ciencia Planetaria, este informe ayuda a informar futuras misiones de la NASA para desentrañar los misterios que persisten en la astronomía, la astrofísica, las ciencias de la tierra y la física solar.
jueves, 19 de abrilUno, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM) compartieron hallazgos clave en una sesión informativa en Washington, DC.Encuesta de la Década de Ciencias Planetarias y Astrobiología 2023-2032.El evento se transmitió en vivo y consistió en una sesión de control de calidad con la audiencia después de que los miembros del comité de NASEM discutieran preguntas científicas clave, prioridades, identificación y estrategias de investigación recomendadas.
Un tercer estudio de 10 años titulado “Origen, mundo y vida”, consta de 522 libros blancos presentados por científicos de universidades e institutos de investigación afiliados a la NASA en todo el mundo.Éstos incluyen:Instituto de Tecnología de California(Caltech), Universidad de ArizonaLaboratorio Lunar y Planetario(LPL),Laboratorios del suroeste(SwRI),Instituto de Investigación Naval de EE. UU.,Instituto de Ciencias Planetarias(PSI) yLaboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins(JHUAPL).
Comité
Los miembros del comité que dirigieron la sesión informativa fueron Davis Smith, Director de Programas de NASEM.Consejo de Investigación Espacial(SSB);Philip Christensen, Profesor RegentesEscuela de Exploración de la Tierra y el Espacio(SESE) Universidad Estatal de Arizona (ASU);y el vicepresidente Robin Canup,Departamento de Ingeniería Espacialen el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI)Junta de Ciencias Planetarias de la NASA(PSD).
Las propuestas se dividieron en seis categorías, que reflejan los distintos paneles que componen el estudio de 10 años.Éstos incluyen:pequeño sistema solar,sistema de planetas gigantes,Venus,mundo oceánico planeta enano,Marte, YMercurio Lunapanel.Cada uno revisó el libro blanco presentado, identificó tres preguntas científicas prioritarias y recomendó propuestas de misión que ayudarían a abordar estas preguntas.
Robin Canup, quien también es copresidente del Comité Directivo de Investigación de 10 años de la Academia Nacional, le dijo a NASEM.presione soltar:
“Este informe presenta una visión ambiciosa pero pragmática para avanzar en la vanguardia de la ciencia planetaria, la astrobiología y la defensa planetaria durante la próxima década.Esta cartera recomendada de misiones, actividades de investigación de alta prioridad y desarrollos tecnológicos revolucionará el conocimiento y la comprensión humanos del origen y la evolución del sistema solar y la vida y habitabilidad de otros cuerpos celestes fuera de la Tierra”.
En general, el comité identificó 12 preguntas científicas prioritarias divididas en tres categorías: orígenes, mundos y procesos, y habitabilidad.Cada categoría contiene un conjunto de áreas clave de investigación (12 en total) con algunas preguntas específicas.El comité de NASEM ha revisado propuestas para muchas misiones robóticas y tripuladas a la Luna, Marte, Venus y los sistemas solares exteriores durante la próxima década.
Sus recomendaciones se encuentran en la Encuesta Decadal, que prioriza las misiones que creen que lograrán mejor los objetivos identificados.Entre otras cosas, identificaron conceptos que la NASA debería seguir durante la próxima década:Misiones científicas estratégicas masivas(LSSM) – Anteriormente conocida como “Misión insignia”.
misión principal
La prioridad más alta para las misiones emblemáticas se le dio a las misiones de rover.Urano.La misión envía sondas atmosféricas de campo a la atmósfera de Urano y realiza viajes orbitales de varios años para estudiar el gigante de hielo y sus sistemas.Esta misión se conoce como:Sondas y orbitadores de Urano(UOP), cuyos fines científicos incluyen el estudio del interior, la atmósfera, la magnetosfera, las lunas y los anillos de Urano.
UOP se estableció en 2011 como “visión y viajeSegún la Encuesta decadal de ciencia planetaria (2013-2022), espera viajar a Urano durante 13 años después del lanzamiento entre 2020-2023.Sin embargo, esta misión se consideró de menor prioridad que las misiones a Marte (rover Perseverance) y Júpiter (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 que coincida con la alineación favorable del planeta.
Otra propuesta elegida para una misión insignia prioritaria fue el Enceladus Orbilander, un orbitador combinado y un módulo de aterrizaje terrestre que estudiaría la columna activa de gases y partículas emitidas desde la región antártica de Enceladus.La misión estudiará estas plumas (comenzando en las aguas subterráneas de Enceladus) en órbita y durante una misión de aterrizaje de dos años.El objetivo es encontrar evidencia de vida (biofirmas) en el humo y obtener un contexto geoquímico y geofísico para los experimentos de detección de vida.
Nuevas misiones fronterizas
Además de las misiones prioritarias emblemáticas, la encuesta identifica varias misiones New Frontier (NF) de prioridad media.El programa requiere una misión dirigida por un investigador principal (PI) con temas específicos seleccionados a través de un proceso competitivo.Usando las preguntas científicas y las prioridades que identificaron, la comisión seleccionó varias misiones adicionales para explorar los muchos “mundos marinos” del sistema solar.
Estos incluyeron:Devolución de muestras de CeresMisiones para abordar cuestiones derivadas de observaciones anteriores, incluida la conducta de la NASAmisión del amanecer.La misión consta de un orbitador y un módulo de aterrizaje que estudian Ceres desde la órbita, aterrizan en la superficie, obtienen muestras de la corteza de hielo y las envían a la Tierra para su análisis.Sus hallazgos ayudarán a los científicos a delimitar mejor la composición de los cuerpos más grandes del cinturón de asteroides principal.
tantoClipper EuropaYmódulo de aterrizaje de europaTambién se alentó el concepto de trasladarse al sistema de Júpiter durante la próxima década y examinar la superficie y la actividad de la columna de Europa en busca de posibles señales de vida (también conocidas como firmas biológicas).Como se mencionó, el Europa Clipper tiene prioridad baja esta vez para una misión a Enceladus (con UOP).Según el comité, el entorno de radiación alrededor de Júpiter es más favorable para las misiones astrobiológicas.
El programa NF ha priorizado ocho misiones diferentes para aumentar otras propuestas de misión y lograr otros objetivos científicos establecidos.Estos incluyeron los orbitadores y módulos de aterrizaje Centaur, el retorno de muestras de la superficie del cometa, los orbitadores Encelado para realizar múltiples sobrevuelos, la Red Geofísica Lunar, los orbitadores Saturno, los orbitadores Titán y el rover Venus In situ.Más información sobre esta misión se puede encontrar aquí.El informe de la encuesta está aquí..
exploración de marte
El comité ha determinado que la máxima prioridad científica para futuras misiones a Marte esRetorno de muestra de Marte (MSR)misión.Como un esfuerzo conjunto entre la NASA y la ESA, la misión consta de una sonda orbital, un módulo de aterrizaje, una sonda y un vehículo de lanzamiento para recuperar muestras de la sonda Perseverance y devolverlas a la Tierra para su análisis.Como se describe en NASEMcapitulo 22Reporte de encuesta:
“El rover Perseverance está recolectando muestras del cráter Jezero, una antigua cuenca lacustre con un sistema de canales de alimentación esculpido en la estratigrafía de Noachian (3.7 Ga*).Los tipos únicos de rocas sedimentarias, ígneas, metamórficas y formadoras de impacto accesibles en la región proporcionarán un registro geológico de intervalos de tiempo que son particularmente importantes para comprender la evolución ambiental y potencialmente la biología del entorno marciano”.
“El retorno de la muestra proporcionará material geológico que no está representado en los meteoritos marcianos y cuya composición mineral volátil, orgánica y secundaria no ha sido alterada por el impacto. Las devoluciones de muestras también permiten el análisis futuro mediante herramientas y técnicas que aún no se han desarrollado.Al igual que con la muestra de Apolo de la luna, se espera que los análisis futuros arrojen resultados profundos en las décadas posteriores al regreso de la muestra”.
también se le da prioridad.Explorador de la vida en Marte(MLE) misiones de la NASAPrograma de exploración de Marte(MEP), el informe identifica como una “historia de éxito científico”.Establecido a petición de la NASAPlan Estratégico 2014, MEP ha enviado una serie de orbitadores, módulos de aterrizaje y rovers robóticos para buscar evidencia de vida pasada en Marte y proporcionar la información necesaria para una futura exploración humana de Marte, programada para comenzar en 2033.
Una larga lista de misiones MEP incluye, pero no se limita a:2001 Odisea en Marte,Orbitador de reconocimiento de Marte(MRO) yAtmósfera de Marte y evolución volátil norte(MAVEN) Orbitador,Procesador de información, YcuriosidadYpacienciavagabundo.La propuesta de misión de MLE prevé estudios de hielo cerca de la superficie para validar las habilidades de utilización de recursos en el sitio (ISRU) en las que confiarán los miembros de la tripulación para proporcionar suministros de agua confiables.
Programa de Exploración y Descubrimiento Lunar (LDEP)
Otra prioridad importante identificada en el informe se relaciona con los planes de la NASA para enviar naves espaciales tripuladas a la luna en un futuro cercano.Programa Artemisa) y actividades lunares relacionadas.Dados los ambiciosos objetivos del programa, incluido el establecimiento de un “programa continuo de exploración lunar”, el informe afirma que “ahora se necesitan inversiones significativas e investigación y desarrollo”. “
para los dientes,Programa de Exploración y Descubrimiento Lunar (LDEP)Se identifica como esencial para el futuro de los esfuerzos de exploración humana debido a los objetivos científicos y de exploración involucrados.Del mismo modo, existe una forma de que los “programas continuos de exploración lunar” continúen fomentando las asociaciones y la innovación de la industria.Servicio comercial de carga lunarEn el programa (CLPS), la NASA contrató a un socio comercial para proporcionar servicios de aterrizaje lunar.
El comité también señaló que las misiones de retorno de muestra de Endurance-A deberían ser una prioridad principal para este programa.Al igual que el MSR, esta misión consiste en dirigir una sonda lunar intermedia a la cuenca lunar antártica de Aitken a través del programa CLPS, luego recolectar muestras de alto valor de ubicaciones clave alrededor de la cuenca lunar antártica de Aitken.Los astronautas de Artemis recuperarán la muestra y la devolverán a la Tierra para su análisis.
El informe también destaca que LDEP mostrará el potencial de cohesión entre las tareas robóticas y humanas.
“La misión de retorno de muestras Endurance-A, una misión robótica intermedia que recolecta muestras de ubicaciones lunares clave para su posterior recuperación por parte de los astronautas de Artemis, demuestra esta sinergia.Esta misión permitirá la ciencia lunar de mayor prioridad que no es posible a través de la recolección regional de muestras limitadas y puede revolucionar nuestra comprensión de la historia temprana de la luna y el sistema solar”.
exploración humana
La exploración humana se identifica como una gran prioridad debido a las ventajas comerciales, tecnológicas y científicas que permite.También sirve como fuente de inspiración para personas de todo el mundo, alentando a las generaciones más jóvenes a seguir carreras en exploración espacial y STEM.Con este fin, el comité aborda las oportunidades científicas en el contexto de los planes actuales para explorar la Luna y Marte durante la próxima década.
Esto incluye la misión Artemis y los esfuerzos relacionados para construir la infraestructura para apoyar la existencia a largo plazo de la Luna.puerta de la lunaYCampamento base de Artemisa, que se espera que esté terminado en 2028. Estos factores también son parte del plan a largo plazo de la NASA para enviar naves espaciales tripuladas a Marte en la década de 2030 (también conocido como “de la luna a marteprograma).Según lo declarado por el Comitécapitulo 19, las actividades científicas deben seleccionarse para apoyar las actividades de vuelo humano.
“Este estudio de 10 años con planes a corto plazo para la exploración lunar humana y las actividades preparatorias en Marte subraya la importancia de una colaboración cuidadosamente elaborada”, escribieron.“Los programas de exploración científica se pueden configurar para una década en la que la ciencia permita la exploración humana y la exploración humana permita la ciencia”.
defensa planetaria
También son importantes los esfuerzos de colaboración internacional para desarrollar medidas que aseguren las defensas del planeta contra objetos cercanos a la Tierra (NEO, por sus siglas en inglés) potencialmente peligrosos.Esto representa un asteroide que periódicamente cruza la órbita de la Tierra y (muy raramente) choca con la Tierra.En el pasado, la influencia de NEO ha resultado en eventos de nivel de extinción (ELEs) como el asteroide Chicxulub (también conocido como evento de extinción del Cretácico-Paleógeno), que mató a los dinosaurios hace unos 66 millones de años.
Hoy, la NASA, la NSF, la ESA y otras agencias gubernamentales de todo el mundo están desempeñando un papel de liderazgo en el desarrollo de la capacidad para comprender estos asteroides y la capacidad a largo plazo para prevenir su posible impacto.Por lo tanto, la Comisión recomienda enfáticamente un programa sólido que creará una “comunidad estadounidense de defensa planetaria” durante la próxima década que garantizará las capacidades de detección, alerta y mitigación.
Para asegurar esto, se priorizan dos tareas.NeotopógrafoYPrueba de redirección de doble asteroide(DART) misión.En los capítulos 19 y 22, respectivamente, se proporciona una evaluación detallada de estas tareas.Actualmente en espera de la aprobación del Congreso, el NEO Surveyor consiste en un telescopio de exploración espacial de infrarrojo medio basado en el espacio dedicado diseñado para descubrir y caracterizar la mayoría de los NEO potencialmente peligrosos.
Lanzada en noviembre de 2021, la misión DART se encontrará con un asteroide binario.65803 Dídimostarde este año.Una vez allí, intentan desviar la luna de Didymos (Dimorphos) atacándola a través de una prueba conocida como el método de defensa planetaria “choque cinético”.Misiones de Seguimiento – ESAHeraNave espacial: lanzada desde la Tierra en 2024 y programada para llegar a Didymos en 2027, momento en el que analizaremos a Dimorphus en busca de cambios en la órbita.El comité recomienda:
“Una misión de demostración de defensa planetaria de máxima prioridad después de DART y NEO Surveyor debería ser una misión de reconocimiento de sobrevuelo de respuesta rápida dirigida a NEO desafiantes que representan las poblaciones de objetos con mayor probabilidad de colisionar con la devastadora Tierra. -100 m de diámetro).Dicha misión debería evaluar las capacidades y limitaciones de los métodos de caracterización de sobrevuelo para prepararse mejor para las amenazas de NEO de tiempos de alerta a corto plazo”.
estado del trabajo
Finalmente, la Comisión hizo varias recomendaciones sobre el estado de la profesión (SoP), incluidos temas de diversidad, equidad, inclusión y accesibilidad para las empresas de ciencia planetaria (PSE).Esto incluyó reconocer el progreso logrado en las últimas décadas y el esfuerzo necesario para construir sobre él durante la próxima década.En consecuencia, el Comité formuló las siguientes recomendaciones.
- Datos precisos y completos sobre el tamaño, la identidad, la demografía y el clima laboral de la comunidad PSAB
- Identifica sesgos no intencionales y generalizados y proporciona pasos prácticos para ayudar a la NASA a identificar dónde existen y eliminarlos del proceso.
- Participación de la comunidad subrepresentada en los niveles secundario y universitario
- Asegúrese de que todos los miembros de la comunidad sean tratados con respeto y desarrolle e implemente un código de conducta.
Escriben que estas acciones son esenciales “para reclutar, retener y nutrir a los mejores talentos y apoyar el liderazgo continuo de Estados Unidos en ciencia planetaria y biología espacial (PSAB)”.
Mirando hacia la próxima década, no hay duda de que existe un tremendo potencial para misiones e investigaciones emocionantes.Aún más interesantes son los posibles descubrimientos científicos que estas misiones pueden revelar.Incluye descubrir preguntas en curso sobre la historia del sistema solar, la formación y evolución de los planetas y el surgimiento (y qué forma tomará) de la vida.Pero quizás lo más intrigante es cómo estas misiones podrían permitir que las generaciones futuras exploren más allá del borde del sistema solar.
Para leer o descargar una copia en PDF del informe de la Encuesta Decadal, vaya a la página de NASEM.Aquí.Acceda a versiones interactivas de preguntas científicas y programas y prioridades de misiones planetarias.Aquí.
Otras lecturas:Nasem