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    Venus termina su viaje enfrente del Sol

    Proyecto Venera D: cómo Rusia y EEUU se preparan para explorar el 'infierno' espacial

    © CC BY 2.0 / NASA Goddard Space Flight Center / Venus Transit
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    El Grupo de Trabajo Científico Conjunto del proyecto Venera D del Instituto de Investigación Espacial y Roscosmos, por un lado, y la NASA por el otro, han formulado tareas de investigación y han determinado un sistema de instrumentos científicos para estudiar Venus.

    Este es el primer proyecto conjunto en el que en una nave espacial estadounidense no hay un equipo científico ruso, pero, por el contrario, la NASA participa en la misión interplanetaria de Rusia.

    Las perspectivas para la implementación del proyecto han estado en suspenso recientemente, luego de que Estados Unidos le negara la invitación al director de Roscosmos, Dmitri Rogozin. El presidente de la Academia de Ciencias de Rusia, Alexandr Serguéyev, asistió a las charlas. Durante su visita a Estados Unidos, las partes acordaron celebrar otra reunión en Moscú en octubre de 2019.

    Sobre el destino del proyecto para explorar el planeta de infernales condiciones en la superficie: una presión de 100 atmósferas y una temperatura de casi 500 grados Celsius, cubierto con una capa de nubes de ácido sulfúrico de 20 km, y  sobre la búsqueda de vida en estas condiciones, nos habla  en una entrevista para Sputnik Liudmila Zasova, investigadora jefa del Instituto de Investigaciones Espaciales y codirectora del lado ruso del Grupo de Trabajo Científico Conjunto sobre el proyecto Venera D.

    —¿Cómo fue que Estados Unidos decidió participar en el proyecto de investigación ruso Venera D?

    — Las propuestas para enviar una estación de larga duración a Venus y la letra D en el nombre del proyecto significa 'de larga duración', se mencionaron por primera vez en 2003. Como parte del Programa Espacial Federal para 2006-2015, estudiamos con éxito el esbozo como parte de un proyecto de investigación. El proyecto era bastante conocido, en los documentos de VEXAG (Grupo analítico venusiano de la NASA) se conocía como la misión principal de Rusia. Debido a la insuficiencia de fondos, el proyecto se excluyó del Programa Federal Espacial en 2014 y no se incluyó en el siguiente para 2016-2025.

    En 2012, en el Simposio Planetario en el Instituto de Investigación Espacial se celebró una reunión de científicos de Rusia, Estados Unidos, Europa y otros países y regiones interesados en el estudio de Venus. Los participantes firmaron un protocolo en el que hablaron sobre la importancia de un proyecto espacial internacional para el estudio de Venus, y el proyecto Venera D se propuso como el primer candidato para el papel de este proyecto.

    En 2013, se creó el Grupo de Trabajo Científico Conjunto del IKI (Instituto de Investigación Espacial, por sus siglas en ruso)/Roskosmos y la NASA bajo el proyecto Venera D. Sin embargo, antes de que realmente comenzara a funcionar, en 2014 el grupo se cerró como parte de las sanciones políticas de Estados Unidos. No obstante, en la primavera de 2015, después de la reunión de las delegaciones de la Academia de Ciencias de Rusia y la Academia de Ciencias de Estados Unidos, se reanudó el trabajo del grupo.

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    Del lado ruso el grupo incluye representantes de Roscosmos, del Instituto de Investigación Espacial (IKI), el Instituto de Geoquímica y Química Analítica Vernadski (Geoji RAN), la Sociedad Científica y de Producción Lávochkin (NPO) y el Instituto Central de Investigación de Ingeniería Mecánica (TsNIImash). Del lado estadounidense, representantes de la sede de la NASA y centros de investigación, universidades y otros centros de investigación.

    El trabajo se lleva a cabo sobre la base de la Carta, firmada en 2015 por el director del IKI, Lev Green y el director del Departamento Planetario de la NASA, James Green. Las tareas asignadas al grupo de 'directores' fueron brevemente las siguientes: examinar en detalle la composición de la misión, los instrumentos científicos, los problemas científicos que resuelve el proyecto original Venera D y comparar el mapa de investigación de Venus de la NASA con la hoja de ruta para encontrar los vacíos, es decir, identificar áreas para una posible contribución de la NASA para complementar el proyecto con instrumentos científicos y/o elementos de la misión. Al principio, cada una de las partes estaba representada por entre seis y ocho personas, ahora hay 23 personas en el grupo. Básicamente, el número ha aumentado debido a los especialistas rusos. Durante el trabajo del grupo se realizaron más de 70 teleconferencias y nueve reuniones del grupo, todas en Moscú.

    —¿Qué le interesó exactamente a EEUU del proyecto?

    — Creo que muchos aspectos del proyecto, incluyendo el tema de ahorro financiero. El más cercano a la Tierra, pero un planeta tan difícil de estudiar, requiere detección simultánea a largo plazo desde la órbita, mediciones directas por estaciones de superficie y plataformas atmosféricas. Una misión tan compleja llevada a cabo por las dos agencias resultaba más barata para cada una de ellas, aparte de utilizar el potencial científico y el esfuerzo de los dos países.

    La experiencia que tenía la URSS en el estudio de Venus en los años 70 y 80 del siglo pasado también es importante. Venus en ese momento tenía todas las razones para ser llamado el 'planeta ruso'. En la URSS, la Sociedad Científica y de Producción Lávochkin (NPO) creó un tren de aterrizaje único, la serie Venera/Vega, que realizó 10 aterrizajes en la superficie de Venus, todos exitosos, asegurando el trabajo del equipo científico en condiciones 'infernales' en el fondo de la atmósfera venusiana con una duración de hasta dos horas.

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    —¿En qué etapa está la misión ahora?

    — En la actualidad, se ha completado la etapa científica de la investigación: se han formulado tareas científicas, se han definido las prioridades, se ha propuesto un concepto de misión para resolver tareas complejas, se ha evaluado la arquitectura de la misión. Ahora estamos listos para iniciar la etapa A por la designación estadounidense, o la etapa de trabajo de desarrollo, como se le llama en Rusia.

    Como resultado del Grupo de Trabajo Científico Conjunto, el concepto de la misión fue desarrollado y propuesto para la evaluación por Roscosmos y la NASA, que consta de dos elementos básicos: el orbital y la nave de aterrizaje. Ambos son rusos Se instalará una pequeña estación de la NASA de larga duración en el tren de aterrizaje que, según lo previsto, funcionará en la superficie de Venus durante 2 o 3 horas, que continuará funcionando durante 60 días terrestres después de que el tren de aterrizaje principal deje de funcionar.

    Las evaluaciones muestran que esta es una misión espacial compleja y sin precedentes en la ciencia y la composición de los vehículos se puede iniciar desde el centro espacial Oriental con ayuda del cohete Angara 5. En la trayectoria de vuelo a Venus se supone que llevará de 6,5 a 7 toneladas de carga dependiendo de la 'ventana de lanzamiento' en los años 2026, 2028, 2029 y 2031.

    Inicialmente, en 2003, el proyecto consistió en la creación de un tren de aterrizaje de larga duración por un período de 30 días en la superficie de Venus. Sin embargo, resultó que Rusia no produce productos electrónicos capaces de operar a 500 grados centígrados. Se revisó el proyecto, se incluyeron el módulo orbital y el tipo de aterrizaje Venera/Vega.

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    Se estudiaron elementos adicionales: dos sondas de globo con una altura de navegación de 48 y 60 km, del tipo del aerostato del proyecto Vega, una estación de aterrizaje con una vida útil de 24 horas en la superficie y un subsatélite.

    —¿Cómo se realizará la conexión de Venera D con la Tierra?

    — Los datos científicos de todos los dispositivos se transmitirán al orbitador y del orbital a la Tierra. Para la recepción, se utilizarán las estaciones rusas que operan en la Banda X del espectro de radio. También se está discutiendo la posibilidad de utilizar estaciones de Banda Ka estadounidenses, que permitirán multiplicar la cantidad de información transmitida. No tenemos tales estaciones en Rusia todavía.

    —Es decir, ¿en el proyecto Venera D, la parte rusa es el propio Venus y la parte estadounidense es D (de larga duración)?

    — Sí, resulta ser algo así (risas).

    —¿No está planeado cambiarle el nombre?

    — No, ya nos hemos acostumbrado todos a este nombre Venera D.

    —Después de que la estación de aterrizaje esté funcionando durante 2 o 3 horas, ¿qué le sucederá en la superficie del planeta? ¿Qué pasó con las estaciones anteriores?

    — Primero 'muere' la microelectrónica y los dispositivos complejos están dentro de la nave espacial porque no pueden funcionar en las condiciones de la atmósfera de Venus.

    —Usted dijo que a partir de los elementos que funcionan en la superficie, la NASA solo agregó su pequeña estación a la misión, es decir, las tareas científicas que inicialmente propuso la parte rusa, ¿finalmente encontraron apoyo de sus colegas estadounidenses?

    — No, eso no es así. El grupo de trabajo, después de haber estudiado las tareas científicas de Venera D, descubrió un tipo de 'vacíos' en el programa científico, por lo tanto, además de la estación pequeña de larga duración mencionada anteriormente, que se incluye como un dispositivo en el tren de aterrizaje, la NASA propuso elementos adicionales que también pueden incluirse en la misión.

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    En primer lugar, estas son dos estaciones más complejas que pueden vivir 120 días en Venus. Su objetivo es estudiar la atmósfera y el primer estudio de la actividad sísmica del planeta. Ahora todos los modelos de la estructura interna de Venus, que no tienen otros datos experimentales, se basan en el estudio de los fenómenos sísmicos en la Tierra. Las estaciones propuestas, si se convierten en parte de la misión, son un instrumento completamente innovador para la ciencia.

    Cada una de ellas pesa 60 kg. Se separarán por adelantado y entrarán en la atmósfera por separado, independientemente del vehículo de descenso ruso.

    El segundo elemento adicional propuesto por la NASA es una plataforma atmosférica, es decir, un avión que flota en la atmósfera de Venus. Se propusieron siete tipos de plataformas, luego de ser discutidas por el Grupo de Trabajo Científico Conjunto, se eligió la opción de un globo con una altura de navegación variable.

    La tercera adición posible es uno o dos subsatélites rusos que observarán a Venus, uno del lado del día y el otro del lado de la noche. El objetivo principal es explorar el plasma del viento solar y su interacción con el planeta.

    —¿Se planea involucrar a otros países además de Estados Unidos en el proyecto?

    — En esta etapa, en calidad de organizaciones científicas independientes, está planeada la participación en el proyecto de Japón y Europa. Para el orbitador, Japón ofrece cámaras de luz infrarroja y ultravioleta (actualmente hay cámaras similares en el orbitador japonés Akatsuki); Italia, dos espectrómetros cartográficos (uno de los cuales VIRTIS se utilizó en la misión Venera Express); Y Alemania, una cámara para observar la superficie en el lado nocturno de Venus en el rango infrarrojo cercano del espectro, que es importante para encontrar una posible actividad termal y volcánica.

    —¿Cómo se planea probar el rendimiento del equipo en la Tierra? ¿Dónde se puede obtener una presión de 100 atmósferas y una temperatura de 500 grados?

    — Esta cámara estaba en la época soviética en la Sociedad Científica y de Producción Lávochkin (NPO) para dispositivos de prueba Venus/Vega. En principio, se puede restaurar. En ella se crea una presión de 100 atmósferas y una temperatura de 500 grados centígrados. Las dimensiones de la cámara son suficientes para probar el tren de aterrizaje en su conjunto.

    En el centro de investigación Glenn de la NASA opera una cámara para simular las condiciones de Venus: temperatura, presión, composición atmosférica. Se utilizará para probar instrumentos, así como para experimentos de laboratorio en las condiciones de la atmósfera y la superficie de Venus.

    ¿Siente alguna tensión al comunicarse con la parte estadounidense, dadas las diferencias políticas entre Rusia y Estados Unidos?

    — En absoluto. Tenemos una relación amistosa perfecta. Un solo equipo, con un objetivo común: la misión a Venus. El eslogan de nuestro equipo es: 'Juntos a  Venus' (To Venus together).

    —¿En cuánto dinero se estima el proyecto?

    — Estas cuestiones deberán discutirse en una reunión en octubre de 2019 en Moscú.

    —¿Existe algún tipo de financiamiento para el proyecto por parte de Rusia?

    — En el Instituto de Investigación Espacial, el tema Venera D está asignado al asesor científico Lev Matvéyevich. A los empleados se les paga un salario por este tema.

    —¿Qué medidas toman el grupo científico de Venera D y la dirección del Instituto de Investigación Espacial para recibir fondos de Roscosmos?

    — Intentamos hacer bien nuestro trabajo. La búsqueda de fuentes de financiamiento no es parte de las tareas y competencias del grupo.

    —¿Con qué plazo podría ser realizada la misión a Venus si se le proporcionan inmediatamente los fondos necesarios?

    — Se discuten las ventanas de lanzamiento para 2026, finales de 2027, en 2029 y 2031. Incluso si la financiación comienza este año, para la primera fecha no llegamos a tiempo, más bien será 2027. Ahora para nosotros lo importante es que el proyecto se incluya en el Programa Espacial Federal de Rusia.

    —Ahora están reteniendo muchos proyectos espaciales, ¿y espera que se le asignen fondos adicionales?

    — Venera D es un proyecto muy importante no solo desde el punto de vista científico sino también político. Durante la Guerra Fría, el proyecto Soyuz-Apollo se implementó conjuntamente con la NASA y desde entonces no ha habido una cooperación bilateral tan profunda. Venera D es el primer gran proyecto de investigación conjunta con la NASA. Quiero señalar que estamos tratando de atraer a la comunidad científica mundial tanto como sea posible para discutir el proyecto. En 2017, se llevaron a cabo dos conferencias internacionales dedicadas a perfilar el tema de Venus: una en el Centro Glenn en Estados Unidos, la segunda en Moscú. En 2019, planeamos celebrar una conferencia internacional en dos partes: la elección de los sitios de aterrizaje para Venera D y sobre astrobiología, para discutir la posibilidad de vida en la capa nebulosa de Venus.

    Háblenos con más detalle de la última cuestión. ¿Es posible la vida ahora en Venus?

    — La capa de nubes de Venus está ubicada a altitudes de 50-70 km y consiste en gotas de ácido sulfúrico con una concentración de 75-85% (el 15-25% restante es agua). La temperatura y la presión en la capa de nubes más baja difieren poco de las condiciones en la superficie de la Tierra. Los vehículos de descenso Venera en la capa de la nube inferior de Venus descubrieron todos los elementos necesarios para la formación de células. Se conocen varias bacterias terrestres que pueden vivir en una solución ácida concentrada, por ejemplo 'Helicobacter Pillory', que vive en el estómago de una persona en ácido clorhídrico.

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    En la capa superior de la nube de Venus, hay un llamado 'absorbente ultravioleta desconocido'. Es responsable de la absorción de la mitad de la energía solar, que es absorbida por Venus. Aún no se han realizado mediciones directas. Definitivamente la identificación de la composición del espectro falla. El tema lleva discutiéndose casi medio siglo.

    —¿Entonces, usted supone que eso es algo vivo?

    — Hay diferentes opciones. El primer candidato es el cloruro férrico disuelto en ácido sulfúrico de las nubes de Venus. La segunda opción es el azufre, que es suficiente en la atmósfera de Venus, pero como candidato para el absorbente ultravioleta, el azufre es menos probable que el cloruro férrico. Pero cada versión tiene sus deficiencias. La tercera versión son las bacterias. Algún tipo de vida primitiva bien podría haber existido en la superficie de Venus durante los primeros 2.000 millones de años después de su formación, cuando el Sol joven tenía una luminosidad más baja y el planeta podía estar en la llamada zona habitable, es decir, a una distancia del Sol, en la cual era posible la existencia en el planeta de agua líquida.

    Luego, el planeta 'perdió' agua, el efecto invernadero calentó la superficie, pero se pudo preservar una forma de vida primitiva en las nubes. Un científico estadounidense de origen indio, Sanjay Limei, que trabaja en nuestro equipo, cree que el incomprensible 'enmarañamiento' en la estructura observada de la distribución del absorbente ultravioleta en la atmósfera de Venus puede estar asociada con la existencia de colonias de bacterias. Investigó un tipo específico de bacteria que vive en un ambiente volcánico y se alimenta de compuestos de azufre; el análisis espectral en el laboratorio mostró que estas bacterias en realidad absorben los rayos ultravioleta, de manera similar a como lo hace un absorbente de rayos ultravioleta. Como parte de la misión Venera D, está propuesto utilizar un microscopio fluorescente en un globo americano para buscar rastros de compuestos de proteínas en muestras de aire.

    Su colega del Instituto de Investigación Espacial, Leonid Vasílievich Ksanfomaliti, en las fotografías de las estaciones soviéticas de la serie Venera, descubrió algo similar a objetos en movimiento, a los que dio el nombre de 'escorpión', 'osezno' y 'hoja caída'. ¿Buscará usted estos 'animales'?

    — Destacaré que cuando tienes una presión de 100 atmósferas, el viento puede incluso mover piedras a una velocidad de 1,5 metros por segundo, creando la ilusión de movimiento. Además, las imágenes resultantes eran bastante ruidosas. En estas condiciones, las tomas individuales de las cámaras de las estaciones soviéticas Venera podrían generar fantasías. Nuestro tren de aterrizaje tomará fotografías con cámaras panorámicas, estéreo y cámaras de alta resolución. Las imágenes resultantes responderán a muchas preguntas.

    —¿Qué pasará después del Venera D? ¿Han pensado en seguir explorando este planeta?

    — Para empezar, sería bueno que el proyecto Venera D se hiciera realidad. De hecho, durante años después del estudio activo en los 70-80, Venus siguió siendo un planeta olvidado, no porque no fuera interesante, sino por la dificultad de estudiarlo: las observaciones desde la órbita (a través de la capa de nubes de 20 km de espesor) no son suficientes, son imprescindibles las mediciones directas en la atmósfera y en la superficie.

    Y bueno, después de Venera D estaría bien crear una serie de vehículos para traer a la Tierra muestras atmosféricas con posibles bacterias, enviar rovers, aparatos voladores, realizar aterrizajes en partes viejas de la superficie: 'tesserae' (detalles del relieve) para explorar rocas que existían antes del período de las erupciones volcánicas gigantes que cambiaron la superficie en los últimos mil millones de años y obtener una respuesta a la pregunta de si hubo alguna vez un océano en Venus y si existe la posibilidad de que surgiera la vida en la historia temprana del planeta.

    —¿Alguien más tiene planeado volar a Venus?

    — La India. Y además, antes que nosotros, en 2023. Planean enviar un aparato orbital en el que se instalará un radar para mapear la superficie con una resolución de 20-30 metros. Hoy en día, gracias a la máquina estadounidense Magellan, ya se ha elaborado un mapa del planeta con una resolución de 100-200 metros. Las nuevas tomas serán útiles para aclarar el futuro lugar de aterrizaje Venera D.

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