Sigue adelante la misión Dragonfly, la primera aeronave que explorará Titán

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Abr 27, 2025 - 15:56
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Sigue adelante la misión Dragonfly, la primera aeronave que explorará Titán

Dragonfly es una de las misiones más fascinantes actualmente en desarrollo. Se trata de un dron que explorará Titán, la mayor luna de Saturno, desplazándose gracias a la acción de ocho rotores alimentados por un generador de radioisótopos (MMRTG) a base de plutonio 238. Después de varias dificultades técnicas y presupuestarias, la NASA anunció el pasado 24 de abril de 2025 que Dragonfly había pasado el informe crítico de diseño o CDR (Critical Design Review), una fase fundamental de cualquier misión en la que se congela el diseño general del vehículo y se comprueba que no se aleja demasiado del presupuesto previsto. Ahora la misión puede pasar a la Fase C en la que se empezarán a construir los distintos elementos.

Dragonfly volando por los cielos titánicos (APL/NASA).

La misión, presentada en 2017 y aprobada dos años más tarde como la cuarta sonda del programa de sondas de medio coste New Frontiers, debía despegar en 2025, una fecha que fue retrasada a 2026 cuando se aprobó. Luego, en 2020, se retrasó a junio de 2027. En noviembre de 2023 la NASA se vio obligada a retrasar su lanzamiento una vez más hasta julio de 2028 por motivos presupuestarios, unos sobrecostes que en su momento se achacaron a la pandemia de covid. En estos años la misión ha visto como su presupuesto total estimado superaba los 3500 millones de dólares, frente a los 2200 millones originales, convirtiéndose casi en una misión de tipo Flagship. En 2024 los rumores sobre una cancelación o un «retraso indefinido» sonaron muy fuertes, especialmente a raíz del fiasco de la misión MSR de retorno de muestras de Marte. Finalmente, en abril de ese año la NASA decidió aprobar la misión con el presupuesto final de 3500 millones y una fecha de lanzamiento de julio de 2028.

Diseño actual de Dragonfly. Se aprecia la antena de alta ganancia (HGA) desplegada (APL/NASA).
Diseño de Dragonfly de 2019 (APL/NASA).
Etapa de crucero y cápsula de Dragonfly (APL/NASA).
Sensores DrEAM en el escudo térmico, a cargo del centro Ames y la agencia espacial alemana DLR (APL/NASA).
Principales elementos de Dragonfly (APL/NASA).

Ahora el equipo de la misión debía demostrar que la sonda puede mantenerse dentro de estos parámetros y completar el CDR con éxito este año era uno de esos hitos. Dragonfly debe analizar la química prebiótica de Titán —que sabemos rica en sustancias orgánicas complejas, pero que no se ha analizado en detalle—, comprender el potencial de habitabilidad de la luna mediante el estudio del ciclo del metano y la interacción con el agua líquida en la superficie que se forma a partir de impactos de asteroides o criovulcanismo, además de buscar posibles biomarcadores. En realidad, aunque Dragonfly se suele comparar al pequeño helicóptero Ingenuity que voló por los cielos de Marte, es una misión mucho más parecida al rover marciano Perseverance. De hecho, dada la densidad atmosférica de Titán (cuatro veces la terrestre), su baja gravedad (14% de la Tierra) y las dificultades de comunicaciones (entre 70 y 90 minutos de retraso por la distancia a Saturno), moverse por el aire es mucho más sencillo y efectivo que desplazarse por tierra.

Zona de aterrizaje de Dragonfly (APL/NASA).
Elipse de aterrizaje de Dragonfly (APL/NASA).
Diseño actual de la sonda (APL/NASA).

Para cumplir con estos objetivos la sonda llevará cinco instrumentos principales: la cámara DragonCam (suministrada por Malin), la estación meteorológica y sísmica DraGMet (con colaboración de la JAXA japonesa), el espectrómetro de rayos gamma DraGNS (a cargo del centro Lawrence Livermore) para estudiar la composición general del suelo, además del taladro DrACO y el espectrómetro DraMS. DrACO (Drill for Acquisition of Complex Organics), a cargo de Honeybee es un elemento crucial de la misión de cara a recoger muestras de la superficie, pero su desarrollo ha sido una pesadilla teniendo en cuenta de que hablamos de un vehículo aéreo que debe funcionar en un ambiente a –180 ºC, por lo que cualquier acceso al exterior significa una fuga de calor que puede resultar catastrófica, por no hablar de la complejidad de idear lubricantes que no se congelen a esas temperaturas. Igualmente difícil ha sido el desarrollo del espectrómetro de masas DraMS, que debe proporcionar información detallada sobre la composición de las muestras e identificar sustancias orgánicas complejas. Desarrollado por el centro Goddard en colaboración con la agencia espacial francesa CNES, DraMS debía analizar también la atmósfera de Titán, pero el equipo no logró diseñar una apertura en el fuselaje para esta tarea que no comprometiese la seguridad de la nave, por lo que solo podrá analizar el suelo.

Disposición de los instrumentos: DraMS (amarillo), DragonCam (azul), DraGMet (amarillo claro), DraGNS (violeta), DrACO (rojo) (APL/NASA).
Instrumento DraMS (APL/NASA).
Detalles del taladro DrACO (APL/NASA).
Interfaces principales de los instrumentos con el exterior (APL/NASA).
Sensores de Dragonfly (APL/NASA).

En estos años el diseño ha introducido algunos cambios adicionales, como es el empleo de rotores de tres palas en vez de dos con el fin de reducir las vibraciones y la recolocación de varios instrumentos. La masa de la sonda se estima ahora en 2309 kg. Dragonfly debe despegar entre el 5 y el 25 de julio de 2028 a bordo de un Falcon Heavy de SpaceX, un contrato de lanzamiento que le ha salido a la NASA por casi 257 millones de dólares (se supone que los gastos asociados al uso de un RTG han impactado en el precio final). Tardará seis años y medio en llegar a Saturno tras una maniobra de propulsión de espacio profundo y un sobrevuelo de la Tierra como asistencia gravitatoria. Dado el extenso perfil vertical de la atmósfera de Titán, la entrada atmosférica tendrá lugar a 1270 kilómetros de altitud. El escudo térmico, de 4,5 metros diámetro, usa el diseño de la cápsula Genesis de retorno de muestras del viento solar y la tecnología de los escudos térmicos de Curiosity y Perseverance (del mismo tamaño). En vez de los «siete minutos de terror» en Marte, Dragonfly se enfrentará a las «dos horas de terror», pues tardará 137 minutos en separarse del backshell con el paracaídas, una maniobra que se producirá a 2,9 m/s de velocidad de descenso y a 1 kilómetro de altitud. El descenso se realizará mediante un paracaídas piloto de 8,25 metros de diámetro que llevará la nave hasta 4,6 kilómetros de altitud en 108 minutos. Este paracaídas se desplegará a 143 kilómetros de altitud y una velocidad de Mach 1,5. Luego se desplegará el paracaídas principal, de 16 metros de diámetro, que ralentizará todavía más el descenso.

Trayectoria de Dragonfly (APL/NASA).
Fase EDL, entrada, descenso y aterrizaje, aunque aquí será más bien fase ADF, pues la última fase será de vuelo (APL/NASA).
Paracaídas principal y cápsula (APL/NASA).
Prueba de los paracaídas a escala de Dragonfly (APL/NASA).
Configuración de la cápsula (APL/NASA).
Configuración de la nave durante el crucero y EDL (APL/NASA).

Desgraciadamente, la pega principal de Dragonfly es que no estudiará los lagos y mares de metano del polo norte de Titán. Esa zona estará en sombra cuando llegue en 2035, al ser el invierno boreal en Titán. Dragonfly volará sobre los mayores campos de dunas del Sistema Solar —compuestos por sustancias orgánicas y pedazos de hielo de agua, no de arena— y la región ecuatorial alrededor del cráter Selk, donde intentará comprobar evidencias de la interacción entre el agua líquida generada por la formación del cráter —recordemos que la corteza de Titán está hecha de hielo de agua— y las sustancias orgánicas de la superficie. Dragonfly está a cargo del laboratorio APL de la universidad Johns Hopkins y el contratista principal es Lockheed Martin, con Elizabeth Turtle como investigadora principal (PI). Si todo sale bien, dentro de diez años estaremos volando por los cielos de Titán y Dragonfly se convertirá en el segundo artefacto humano en posarse en la superficie de esta apasionante luna tras la sonda europea Huygens.

Estrategia de exploración de Dragonfly con 8 tipos de vuelos (APL/NASA).
Modelo a escala 1:2 de Dragonfly volando en la Tierra (APL).
Dragonfly en Titán (NASA).

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