Mientras la mayoría de astrónomos continúan investigando la posible existencia de un misterioso objeto en los confines del sistemas solar gracias a las observaciones de su efecto gravitatorio en los objetos del cinturón de Kuiper, algunos ya están planeando la misión para interceptar y descubrir su verdadera naturaleza, que permanece siendo un enigma.
Es el caso de los científicos Adam Hibberd, Manasvi Lingam y Andreas M. Hein, que han analizado la viabilidad de una misión al teórico noveno planeta de nuestro barrio estelar en un artículo titulado «¿Podemos volar al planeta 9?» Su documento detalla las posibles arquitecturas para esta misión y los potenciales métodos de propulsión que podrían hacer realidad este aventura a los confines de nuestro Sistema Solar.
En teoría, la evidencia apunta a que el planeta 9 está a punto de ser descubierto a aproximadamente 400 unidades astronómicas del Sol (un AU es la distancia desde la Tierra a nuestra estrella madre). Su presencia se infiere de la inusual agrupación de ciertos objetos del cinturón de Kuiper aunque se desconoce la verdadera naturaleza de este foco gravitatorio. En el trabajo, los autores recopilan las teorías existentes: el Planeta 9 podría ser un planeta rocoso como la Tierra, un gigante de gas/tielo o incluso un agujero negro primordial. Así que no sólo su existencia es un tema de inmensa curiosidad científica sino que su misma naturaleza es uno de los grandes secretos que nos quedan por descubrir en el sistema solar. Interceptar y ver este enigmático objeto —que puede ser imposible de ver directamente por nuestros telescopios terrestres debido a la falta de luz— podría proporcionar una visión sin precedentes de la formación planetaria y la evolución dinámica de nuestro Sistema Solar.
Viaje a un sitio clave
El estudio detalla una exploración de las opciones de propulsión química disponibles ahora mismo. Utilizando propulsores químicos sólidos, afirman, las duraciones de vuelo estimadas para las misiones oscilan entre 45 y 75 años. Esta duración dependerá en gran medida de los detalles de la maniobra de Oberth solar, un vuelo orbital que aprovecharía el empuje de la gravedad al pasar muy cerca del Sol, que funcionaría como una honda, aumentando significativamente la velocidad de una nave espacial como hace ahora la sonda Parker. El estudio afirma, sin embargo, que existen limitaciones de la propulsión química para misiones a tanta distancia. Es demasiado tiempo de viaje y, además, hay alternativas avanzadas que deberían funcionar mucho mejor en un tiempo mucho menor.
Una de esas tecnologías es la propulsión térmica nuclear (NTP). Los sistemas NTP utilizan reactores nucleares para calentar el propulsor de hidrógeno, produciendo un impulso específico más alto en comparación con los cohetes químicos tradicionales. Los autores del trabajo afirman que «NTP puede alcanzar tiempos de vuelo de unos 40 años con solo una maniobra de Jupiter Oberth». Este método aprovecha un sobrevuelo de Júpiter para ganar velocidad adicional, reduciendo significativamente el tiempo necesario para llegar al Planeta 9. Los sistemas NTP están relativamente avanzados debido a las extensas pruebas a mediados del siglo XX pero nunca se han desplegado en el espacio.
Pero tal vez el enfoque más revolucionario es el uso de velas láser. Esta tecnología necesitaría el despliegue de potentes láseres basados en la Tierra para impulsar una vela ultraligera unida a una nave espacial usando fotones. Según el estudio, “las velas láser podrían conseguir tiempos de tan solo siete años», una radical reducción en el tiempo de la misión. Las velas láser son una de las mayores revoluciones tecnológicas en juego para la exploración interestelar e interplanetaria, pero por ahora están todas en fase teórica aunque, como me explicaba hace poco tiempo Les Johnson, el ingeniero jefe del programa de velas solares de la NASA. Johnson anticipa que la tecnología se podrá usar para llegar a Próxima Centauri en el transcurso de una vida humana. Ahora mismo tenemos limitaciones tecnológicas, como la falta de sistemas láser de alta potencia en órbita para poder impulsar las naves a velocidad relativista, pero con los avances en la ciencia de los materiales y la ingeniería, podremos hacerlo sin problemas en un futuro cercano. Llegar a sistemas estelares vecinos dentro de los plazos razonables —como propone Avi Loeb y el proyecto Breakthrough Starshot— será un salto de gigante con las capacidades de las tecnologías de propulsión actuales.
Trayectorias de misión
La investigación describe las trayectorias de misión específicas y el tiempo para estos métodos de propulsión. Para la propulsión química, los autores consideran una gama de ventanas de lanzamiento desde 2030 hasta 2043. Este período de tiempo permite el posicionamiento óptimo de Júpiter para usar la ayuda de su gravedad: «El rango de lanzamiento anterior, 2030-2043, se alinea bastante bien con la línea de tiempo elaborada por el informe conceptual de la sonda interestelar» y llegaría a unos 75 años de duración.
Para el uso de NTP, los autores explican que el uso de motores termonucleares permiten un encuentro con Júpiter de manera óptima, con un tiempo de llegada al Planeta 9 de aproximadamente 51 años después del lanzamiento.
Actualmente, las velas láser son uno de los santos griales para los viajes interplanetario e interestelares. Aunque también usaría impulso gravitacional para añadir velocidad, el punto de partida sería de unos 300 kilómetros por segundo.
Como con la misión de New Horizons a Plutón, los autores del estudio afirman que una misión de sobrevuelo podría proporcionar datos completos sobre la atmósfera, la superficie y el interior del Planeta 9. «El rendimiento científico de una misión para sobrevolar al Planeta 9 supera el rendimiento científico de las observaciones con un telescopio», afirman.
Maná científico
La intercepción del Planeta 9 sería uno de los grandes descubrimientos científicos de la historia. Suponiendo que sea realmente un planeta, las áreas clave de interés para una misión incluyen la comprensión de su composición y estructura. La predicción es que su masa sería de alrededor de seis veces la de la Tierra, una categoría de planetas que son comunes en los sistemas estelaras que hemos observado pero que, por ahora, están curiosamente ausentes en nuestro propio Sistema Solar.
Las observaciones directas también podrán aclarar si la composición de estos planetas están dominados por el hidrógeno y el helio o si contienen grandes cantidades de agua. Según los autores del estudio, también descubrirán su origen: las mediciones isotópicas pueden determinar si el Planeta 9 se formó dentro de nuestro Sistema Solar o si es un planeta interestelar errante capturado por la gravedad de nuestro Sol.
La misión también puede explorar posibles biofirmas en el Planeta 9 a pesar de que la mayoría de la investigación actual de señales de vida extraterrestre se centran en planetas similares a la Tierra. Los autores apuntan a que el noveno planeta puede tener una atmósfera exótica potencialmente dominada por el hidrógeno y esto sería una oportunidad única para ampliar nuestra comprensión sobre el potencial para el desarrollo de la vida en otros entornos planetarios.
Todo eso sería contando con que este masivo objeto sea un planeta. La posibilidad de que sea un agujero negro primordial sería un descubrimiento aún más sorprendente y apasionante.
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