¿Pueden ser habitables las lunas de Júpiter y Saturno?

Imagen de Encelado - NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

En estos momentos donde la exploración del planeta Marte ocupa un objetivo prioritario en la discusión científica internacional, no podemos perder de vista otros cuerpos planetarios en nuestro sistema solar también con un gran potencial para la exploración.

Las lunas heladas de Europa y Encelado ya están en el punto de vista de los científicos como lugar de estudio en próximas misiones. La luna Europa se localiza en el sistema de Júpiter, es el sexto satélite en orden creciente de distancia al planeta y el más pequeño de los cuatro Galileanos. Encelado es el sexto satélite más grande de Saturno. Ambos presentan características muy interesantes desde el punto de vista astrobiológico que les hacen merecedores de un espacio en las futuras misiones de exploración planetaria.

Cada una de las lunas heladas está espolvoreada por una sustancia rosa anaranjada que de momento no se tiene clara su composición. Estos mundos de agua helada con océanos subsuperficiales podrían compararse a lo que sucede bajo el hielo de la Antártida donde se han encontrado ecosistemas microbianos. Estos análogos terrestres (lugares del planeta Tierra que por sus características fisicoquímicas se parecen a algún lugar del sistema solar) nos dan pistas y nos preparan para el estudio de lo que podríamos encontrar en esos lugares extraterrestres. La vida que se puede encontrar en Marte es antigua, quizá fosilizada, que pudo sobrevivir hace millones de años cuando era más cálido y húmedo pero podría no decirnos mucho de cómo comenzó nuestra vida. Pero ¿porque decimos que estas lunas entrarían en la categoría de lugares con cierto potencial de habitabilidad?

En Europa se descubrió la presencia de agua con los datos de la nave Galileo e imágenes del telescopio Hubble, esto se confirmó a través del magnetómetro y aplicando el sistema de inducción magnética que indicaba que es un mundo criogeológico donde sustituye la roca por el hielo de agua en la superficie. Posee un débil campo magnético impulsado por Júpiter que es su fuerza motriz. Este conductor de electricidad hacia el campo magnético es el agua líquida que estaría debajo de la superficie. La presencia de un océano que puede tener desde 50 a 100 km de profundidad (se piensa que con cierto grado de salinidad para formar el campo magnético) ya que el agua pura es mal conductor de electricidad. ¿Por qué ofrece verdadero potencial como hábitat para la vida más allá de la tierra? Tiene agua líquida en contacto con la roca alimentada por las fuerzas de marea, hay energía química y se dan los compuestos orgánicos esenciales para la vida que conocemos.

Inconvenientes: no sabemos el espesor del hielo que podría llegar hasta los 30 o 40 km; tampoco si se regenera por medio de la criogénesis de la tectónica de placas, si las grietas observadas en el hielo son fallas por donde pasa el agua a la superficie o si hay depósitos de agua aislados en el interior de la capa de hielo. Además la radiación en Europa es extremadamente alta porque orbita muy cerca de Júpiter y capta muchas partículas cargadas en su campo magnético.

El presupuesto y financiación para enviar misiones se está viendo recortado al priorizar en otros proyectos (envío de Rovers a Marte).

Encelado es una luna pequeña un sexto del tamaño de Europa con una superficie muy helada y brillante. La sonda espacial Cassini observó con sorpresa unos geiseres o columnas de polvo que emanaban de una región acotada de la zona sur formando el anillo E de saturno y las sobrevoló analizando el material expulsado con su espectrómetro de masas. La sorpresa fue comprobar que había agua (al no haber una fuente de calor continua no hay razón para pensar que el hielo no esté congelado). También se detectó abundancia de amoniaco que mezclado con el agua actúa como un anticongelante eficaz. Cuando midieron las temperaturas en los respiraderos vieron agua líquida como resultado. Además se detectó metano productos orgánicos complejos, aminoácidos y una sopa de materia orgánica.

Existen datos interesantes de atracción gravitacional confirmando que entre la capa de hielo y el núcleo de roca se forma un bolsillo de agua emparedado que las haría estar en contacto formándose grietas en la superficie y apareciendo las plumas de polvo. Con todo este cóctel tendríamos una química muy interesante que se ajusta a todos los criterios de habitabilidad que conocemos: tiene fuentes de energía química y carbono para construir moléculas complejas.

Inconvenientes: no hay una fuente continua de calor. Todo el mundo pensaba que el océano debería estar congelado pero la sorpresa fue que no.

Hay dudas y teorías sobre esto. Se piensa que Encelado se encontraba hace millones de años en una fase de excentricidad mucho mayor que su órbita y bombeaba calor hacia el interior. Ahora quedan los restos de ese océano que algún día se congelaría, entonces podría no haber existido por un periodo suficiente de tiempo para darse las condiciones de vida.

Próximas Misiones

JUICE en 2022 (financiada por la ESA) aunque su objetivo será Ganimedes y no Europa, que solo tendrá sobrevuelos en aproximación ya que necesitaría más propelente para entrar en su órbita y supondría mucho más coste. La segunda misión es EUROPA CLIPPER de la NASA para 2024. Sí tiene como objetivo mapear el subsuelo para encontrar señales de vida, realizarán en torno a 40 sobrevuelos bajos sobre la superficie y estará equipada con 9 instrumentos que (medirán el campo magnético, un radar perforador, analizarán que minerales contiene el hielo o la temperatura de la superficie). La mala noticia es que se ha suprimido ICEMAG uno de los instrumentos más importantes para perforar el hielo y aunque todavía es posible que puedan medir la profundidad del océano y la salinidad, será mucho más difícil sin él. Dependerán de cómo sea realmente Europa y que se encuentren una vez allí.
Tipos de Lanzamiento posibles

Trajectory 1: Vehículo comercial (Falcon Heavy o Delta IV Heavy) EVEEGA (Earth, Venus, Earth, Earth) Asistencia gravitatoria de la Tierra y Venus. Los Sistemas de la nave especial deberán sobrevivir mucho más tiempo en el duro entorno especial. Tardaría 7,5 años en llegar pero se reduciría el coste.

Trajectory 2: Vehículo directo a Jupiter: SLS Transfer: 2.5 años en llegar, mucho más caro que un cohete comercial. El presupuesto de esta misión es de 4.250 millones de dólares. La NASA está cada vez más preocupada por tomar una decision final sobre qué vehículo de lanzamiento se utilizará finalmente y mantiene un debate con el congreso, que insiste en que se utilice el sistema de lanzamiento SLS. Pero han surgido problemas de compatibilidad de hardware y tampoco está claro si habrá suficientes cohetes disponibles, ya que son necesarios para que el programa Artemis devuelva a los astronautas a la superficie lunar. Finalmente parece que se utilizará un vehículo privado en octubre 2024.

¿Y si pudiéramos elegir a donde ir?

Podría ser Europa, que ha tenido agua líquida en contacto con la roca y una fuente de calor abundante durante un largo periodo de tiempo para que pueda darse la vida. Sin embargo, podría mantenerlo todo bajo el hielo y no poder penetrarlo, sería muy complicado.

El elegido sería Encelado, ya que está a nuestro alcance; el agua es expulsada constantemente al espacio y disponemos de tecnología necesaria para tomar muestras y retornarlas a la tierra. La misión seguiría la trayectoria EVEEGA (Earth, Venus,Earth, Earth Gravity Assist) aprovechando la ayuda gravitatoria de varios planetas del sistema solar interior, gastando poca energía y multiplicando la velocidad de crucero para reducir los tiempos de llegada.

Tardaría 7-8 años en llegar a Saturno, estaría dos orbitando cerca y realizando descensos a través de los geiseres y emplearía otros cuatro para regresar bajando hacia la gravedad del sol antes de traer a la Tierra las muestras. Necesitaría una fuente de energía que se mantuviera funcionando en el espacio profundo en torno a 16 años y una lanzadora especial. El presupuesto de la misión sería unos 4.000 millones de dólares.

Análogos en la Tierra

El ejemplo más conocido es el Lago Vida en los valles secos de la Antártida junto con el lago Untersee. Pero si hay un análogo claro en la tierra similar a los respiraderos hidrotermales en el océano de Encelado: el Campo Ciudad Perdida a lo largo del Macizo Atlántico al oeste de la cresta del Atlántico medio. La nave espacial Cassini detectó que el agua líquida subsuperficial de Encelado está circulando a través de sistemas hidrotermales alcalinos y cálidos en el fondo del océano y aunque no están tan bien caracterizados como los respiraderos de la Ciudad Perdida, pero parece haber una base muy similar.

Los sistemas alcalinos en Encelado pueden tener concentraciones más bajas de magnesio que los fluidos de Ciudad Perdida. Otra diferencia fundamental entre los respiraderos de Ciudad Perdida y los de Encelado es la energía disponible para la vida. La química del penacho de Encelado indica que el hidrógeno y el dióxido de carbono forman una pareja redox adecuada para soportar metanógenos pero no se observan sulfatos ni O2, y es probable que no estén presentes. El hábitat de Encelado depende de fuentes de energía alternativas redox. No hay luz solar ni fotosíntesis.

Fernando Carmona Martín. Researcher / Editor Astrobiology

Felipe Gómez Gómez. Científico del Centro de Astrobiología (INTA- CSIC)

Fuentes: ABC