Capturar un trozo del infierno: cómo traer una muestra de Venus a la Tierra
La superficie de Venus es un de los los lugares más hostiles conocidos por el hombre. Una temperatura de 450º C, una presión atmosférica de 92 bares y la presencia de nubes de ácido sulfúrico forman una combinación terrible. Y no obstante Venus es uno de los mundos más interesantes que existen. Pese a ser junto con Marte el planeta más cercano al nuestro, lo cierto es que sabemos muy poco sobre el "gemelo de la Tierra". Son muchos los misterios que encierra este mundo. Por ejemplo, ¿posee Venus volcanes activos?¿Por qué no desarrolló tectónica de placas como la Tierra?¿Es el interior de Venus similar al de nuestro planeta?¿Qué es la "nieve" que podemos ver en la cima de las montañas en las imágenes de radar? Y el misterio más grande de todos: ¿qué proceso alteró casi toda la superficie de Venus en el pasado reciente?
Planetas "hermanos" (NASA).
Es por esto que la comunidad científica internacional considera que una misión compleja a Venus debería ser una prioridad en el estudio del Sistema Solar después de Marte, Europa y Titán, y quizá al mismo nivel que el estudio de los gigantes de hielo (Urano y Neptuno). Por ahora no hay planeada ninguna misión ambiciosa para explorar Venus, pero lo ideal sería lanzar una o varias naves que cartografiasen la superficie en alta resolución mediante radar -desde la misión Magallanes, hace ya más de veinte años, no ha habido nada nuevo bajo el Sol en este tema-, complementadas por sondas de superficies -quizá móviles- y globos. No es una tarea fácil, como bien demostraron las misiones soviéticas Venera, pero se puede hacer .
Imagen de la superficie de Venus de la Venera 14 procesada por Don P. Mitchell (NASA/Don P. Mirchell).
Propuesta de rover venusino con un ASRG como fuente interna (NASA).
Un avión venusino podría aprovechar las suaves temperaturas de la alta atmósfera y la mayor radiación solar (NASA).
En una fase posterior, una vez identificadas las zonas de Venus más interesantes desde el punto de vista geológico, lo ideal sería poder traer algunas muestras de la superficie hasta la Tierra. Aunque no se trata de una misión tan prioritaria como el retorno de muestras de Marte , no deja de ser un objetivo fascinante. El problema es que el desafío tecnológico es inmenso. Venus tiene una gravedad igual al 90% de la terrestre, así que situar un objeto en órbita requiere un cohete casi tan grande como en la Tierra. Para que nos hagamos una idea, los lanzadores más pequeños con capacidad orbital en nuestro planeta tienen las dimensiones de un misil intercontinental pequeño, como por ejemplo el cohete Start (un ICBM RT-2PM Tópol modificado), capaz de situar unos 500 kg en órbita baja.
Para complicar las cosas, la densa atmósfera de Venus obliga a que el cohete sea aún mayor con el fin de contrarrestar el enorme frenado atmosférico. Entonces, ¿es imposible superar el pozo gravitatorio de Venus usando una nave espacial de un tamaño razonable? Pues es difícil, pero no imposible. De hecho, el concepto de una misión de retorno de muestras de Venus de tamaño normal fue desarrollado a finales de los años 90 en el JPL de la NASA, como veremos a continuación (la ESA llevó a cabo en 1998 un estudio similar con conclusiones muy parecidas).
Una sonda de tamaño normal (3000-4000 kg) despegaría desde la Tierra a bordo de un Atlas V o un cohete de prestaciones similares y se dirigiría hacia Venus, tardando unos cuatro meses. Para ahorrar combustible y masa, la nave usaría aerocaptura para insertarse en órbita alrededor de Venus (quizá usando un escudo térmico inflable de tipo ballute). Durante unos 200 días la nave realizaría maniobras de aerofrenado para circularizar su órbita. La sonda estaría dividida en una sección orbital y una sonda de superficie de 1800-2000 kg.
Concepto de misión de retorno de muestras de Venus (JPL/NASA).
Presupuesto Delta V de la misión (JPL/NASA).
Diferentes configuraciones para una misión de este tipo (JPL/NASA).
Aerocaptura y aerofrenado en la atmósfera de Venus (JPL/NASA).
La sonda de superficie aterrizaría usando un escudo térmico y paracaídas y no permanecería más de 90 minutos en la superficie -las Venera aguantaron dos horas antes de sucumbir al calor y la presión-, disminuyendo así los requisitos de la misión. Las muestras de la superficie -unos 100 gramos- serían situadas en el extremo del cohete de combustible sólido, denominado VAV (Venus Ascent Vehicle), compuesto por dos o tres etapas con una masa total de 500 kg. Las fases de este cohete podrían estar basadas en las etapas superiores de la serie comercial Star. Con el fin de minimizar el tamaño del VAV, el cohete no despegaría desde la superficie, sino desde un globo a 60-70 kilómetros de altura y estaría encerrado en un contáiner, protegido de las duras condiciones de la superficie. El material del globo tendría que soportar la corrosión de las nubes de ácido sulfúrico y la enorme diferencia de temperaturas que existe entre la superficie y la atmósfera superior. El VAV situaría el contenedor con las muestras en una órbita de 300 km de altura. Una vez en órbita, el orbitador capturaría el contenedor empleando las mismas técnicas propuestas para la misión de retorno de muestras de Marte y emplearía una etapa SEP (Solar Electric Propulsion) con motores iónicos para salir de la órbita de Venus y dirigirse hacia la Tierra. La cápsula aterrizaría unos pocos meses después en nuestro planeta.
La sonda de superficie con el VAV (JPL/NASA).
Fases del despegue del VAV en un globo con las muestras de la superficie (JPL/NASA).
Ni que decir tiene, con esta masa útil, esta propuesta está en el límite de lo tecnológicamente posible. Sin embargo, usando un cohete mayor, y por lo tanto una sonda más pesada, sería totalmente factible. Como vemos, no es necesario construir una nave gigantesca para traer muestras de Venus, el lugar más parecido al infierno que conocemos. Desgraciadamente, pasarán muchas décadas antes de que veamos una misión de este tipo.
La exploración de Venus en el futuro (NASA).
