Exploración de Neptuno

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Fotografía de Neptuno en verdadero color por Voyager 2 en 1989. El polo sur de Neptune está ligeramente por encima de la imagen.

Neptuno fue explorado directamente por una sonda espacial, la Voyager 2, en 1989. A fecha de 2024, no hay ninguna misión confirmada para visitar el sistema neptuniano, aunque se ha planificado el lanzamiento de una misión china provisional. La NASA, la ESA y grupos académicos independientes han propuesto futuras misiones científicas para visitar Neptuno. Algunos planes de misión siguen activos, mientras que otros han sido abandonados o suspendidos.

Desde mediados de la década de 1990, Neptuno se ha estudiado a distancia con telescopios, incluidos el telescopio espacial Hubble y el telescopio terrestre Keck, que utilizan óptica adaptativa.

Voyager 2

Voyager 2 imagen de Triton

Después de que la Voyager 2 visitara Saturno con éxito, se decidió financiar más misiones a Urano y Neptuno. Estas misiones fueron realizadas por el Laboratorio de Propulsión a Chorro, y la misión neptuniana se denominó "Misión Interestelar Voyager Neptuno". La Voyager 2 comenzó a tomar imágenes de navegación de Neptuno en mayo de 1988. La fase de observación propiamente dicha de Neptuno de la Voyager 2 comenzó el 5 de junio de 1989, la nave espacial llegó oficialmente al sistema neptuniano el 25 de agosto y la recopilación de datos cesó el 2 de octubre. Inicialmente se planeó utilizar una trayectoria que hiciera que la Voyager 2 pasara a unos 1.300 km (810 mi) de Neptuno y a 8.200 km (5.100 mi) de Tritón. La necesidad de evitar el material de los anillos detectado por ocultaciones estelares hizo que se abandonara esta trayectoria y se trazó una trayectoria que evitara en gran medida los anillos pero que permitiera sobrevolar ambos objetivos a mayor distancia.

Voyager 2 nave espacial

El 25 de agosto, en su último encuentro planetario, la sonda Voyager 2 pasó a tan solo 4.950 km (3.080 mi) sobre el polo norte de Neptuno, su aproximación más cercana a cualquier cuerpo desde que abandonó la Tierra en 1977. En ese momento, Neptuno era el cuerpo más lejano conocido del Sistema Solar. No sería hasta 1999 que Plutón se alejaría más del Sol en su trayectoria. La Voyager 2 estudió la atmósfera de Neptuno, sus anillos, su magnetosfera y sus lunas. El sistema neptuniano se ha estudiado científicamente durante muchos años con telescopios y métodos indirectos, pero la inspección minuciosa realizada por la sonda Voyager 2 resolvió muchos problemas y reveló una gran cantidad de información que no se hubiera podido obtener de otro modo. Los datos de la Voyager 2 siguen siendo los mejores datos disponibles sobre este planeta en la mayoría de los casos.

La misión de exploración reveló que la atmósfera de Neptuno es muy dinámica, a pesar de que recibe sólo el tres por ciento de la luz solar que recibe Júpiter. Se descubrió que los vientos en Neptuno eran los más fuertes del Sistema Solar, hasta tres veces más fuertes que los de Júpiter y nueve veces más fuertes que los vientos más fuertes de la Tierra. La mayoría de los vientos soplaban hacia el oeste, en sentido contrario a la rotación del planeta. Se descubrieron capas de nubes separadas, con sistemas de nubes que emergían y se disolvían en cuestión de horas y tormentas gigantes que giraban alrededor de todo el planeta en un plazo de dieciséis a dieciocho horas en las capas superiores. La Voyager 2 descubrió un anticiclón llamado la Gran Mancha Oscura, similar a la Gran Mancha Roja de Júpiter. Sin embargo, las imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble en 1994 revelaron que la Gran Mancha Oscura había desaparecido. También se observó en la atmósfera superior de Neptuno una mancha en forma de almendra denominada D2 y una nube brillante que se movía rápidamente por encima de las capas de nubes, denominada "Scooter".

Voyager 2 imagen de Proteus

El paso por el sistema neptuniano proporcionó la primera medición precisa de la masa de Neptuno, que resultó ser un 0,5 por ciento menor que la calculada anteriormente. La nueva cifra desmintió la hipótesis de que un Planeta X aún no descubierto actuara sobre las órbitas de Neptuno y Urano.

Se descubrió que el campo magnético de Neptuno estaba muy inclinado y en gran parte desviado del centro del planeta. La sonda descubrió auroras mucho más débiles que las de la Tierra o de otros planetas. Los instrumentos de radio a bordo descubrieron que el día de Neptuno dura 16 horas y 6,7 minutos. Los anillos de Neptuno habían sido observados desde la Tierra muchos años antes de la visita de la Voyager 2, pero la inspección minuciosa reveló que los sistemas de anillos formaban un círculo completo e intactos, y se contaron un total de cuatro anillos.

La Voyager 2 descubrió seis nuevas lunas pequeñas que orbitan el plano ecuatorial de Neptuno, llamadas Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa y Proteo. Tres de las lunas de Neptuno (Proteo, Nereida y Tritón) fueron fotografiadas en detalle, de las cuales sólo las dos últimas se conocían antes de la visita. Proteo resultó ser un elipsoide, tan grande como la gravedad permite que un cuerpo elipsoide alcance sin redondearse hasta convertirse en una esfera, y parecía casi tan oscuro como el hollín. Se reveló que Tritón tuvo un pasado notablemente activo, con géiseres activos, casquetes polares y una atmósfera muy delgada caracterizada por nubes de lo que se cree que son partículas de hielo de nitrógeno. Con sólo 38 K (−235,2 °C), es el cuerpo planetario más frío conocido en el Sistema Solar. El máximo acercamiento a Tritón, el último mundo sólido que la Voyager 2 exploraría cerca, fue de unos 40.000 km (25.000 mi).

En el artículo Lista de misiones a los planetas exteriores se puede encontrar una lista de misiones anteriores y futuras al Sistema Solar exterior.

Misiones futuras

A febrero de 2024, no hay ninguna misión futura aprobada para visitar el sistema neptuniano. La NASA, la ESA y grupos académicos independientes han propuesto y desarrollado misiones conceptuales para visitar Neptuno.

Después del sobrevuelo de la Voyager, se consideró que el siguiente paso de la NASA en la exploración científica del sistema de Neptuno sería una misión orbital insignia. Se imaginó que una misión hipotética de este tipo sería posible a fines de la década de 2020 o principios de la de 2030. Otra misión conceptual propuesta para la década de 2040 se llama Neptune-Triton Explorer (NTE). La NASA ha investigado varias otras opciones de proyectos tanto para misiones de sobrevuelo como para misiones orbitales (de diseño similar a la misión Cassini-Huygens a Saturno). Estas misiones a menudo se denominan colectivamente misiones "RMA Neptune-Triton-KBO", que también incluyen misiones orbitales que no visitarían objetos del cinturón de Kuiper (KBO). Debido a restricciones presupuestarias, consideraciones tecnológicas, prioridades científicas y otros factores, ninguna de estas ha sido aprobada.

Se han desarrollado varios conceptos de misión para visitar el sistema Neptuno, entre ellos:

Probe/Misión Organismo Tipo Descripción Situación Notas
IHP-2CNSA flyby Un par de sondas por CNSA diseñadas para explorar la heliósfera. El segundo volaría por Neptuno en 2038 a una distancia de 1.000 km y dejar caer una sonda atmosférica en camino a la cola de la heliósfera. previstos
Freya ESA/NASA orbitador El objetivo principal sería mapear los campos gravitacionales en el espacio profundo, incluyendo el Sistema Solar Exterior (hasta 50 UA) propuesto
OSS ESA/NASA flyby propuesto
Triton HopperNASA "Hopper" propulsado por cohetes Un estudio NIAC de una misión a Neptune con el objetivo de aterrizar, y volar de sitio a sitio, en la luna de Neptune Triton. propuesto
TridentNASA flyby Un finalista en el programa Discovery, realizaría un solo flyby de Neptune en 2038 y estudiaría de cerca su más grande luna Triton. En junio de 2021, la NASA se negó a financiar Trident, seleccionando en su lugar DAVINCI y VERITAS como las misiones 15a y 16a Discovery. propuesto
Neptune OdysseyNASA sonda orbiter/atmosférica Concepto de misión para un orbitador Neptuno y sonda atmosférica siendo estudiado como una posible gran misión de ciencia estratégica (LSSM) de la NASA que lanzaría en 2033 y llegaría a Neptune en 2049. propuesto
Triton Ocean Worlds SurveyorNASA orbitador Una versión reducida de Neptune Odyssey sin la sonda atmosférica. Lanzamiento en 2031 y llegada en 2047, se basaría en el programa New Frontiers de menor costo en lugar de la clase LSSM. propuesto
Arcanumorbiter/lander Una misión de órbita Neptuno que comprende Somerville (llamado para Mary Somerville) y un lander de Triton Bingham (nombrado para Hiram Bingham III), con un propósito añadido inusual Somerville, actuando como un telescopio espacial en el apoposeideum. Una intención secundaria es probar la tecnología detrás de los nuevos vehículos de lanzamiento súper pesados, principalmente la nave espacial SpaceX. propuesto
ArgoNASA flyby Un concepto de misión cancelado en el programa New Frontiers, una misión de vuelo para visitar Júpiter, Saturno, Neptune (con Triton) y el cinturón Kuiper con lanzamiento en 2019. cancelada
Nuevos Horizontes 2NASA flyby Un concepto de misión cancelada para una misión de vuelo al sistema Neptune y el cinturón Kuiper basado en Nuevos Horizontes sonda espacial. cancelada
NautilusNASA orbitador Un orbitador Neptuno centrado en Tritón se basaba en el programa New Frontiers, con lanzamiento en agosto de 2042 y inserción orbital aplazada para abril de 2057. propuesto
Tianwen-5CNSA orbitador Se está elaborando un concepto a largo plazo, que podría llegar a 2058. propuesto
  • A gray hexagonal prism-shaped space probe with a large communications antenna, two radioisotope thermoelectric generators marked in green and long magnetometer boom, intended for orbit around Neptune
    Triton Ocean World Surveyor
  • A large hexagonal prism-shaped space probe in gold-colored foil, with two magnetometer booms and a prominent cup-shaped antenna, bound for Neptune
    Nautilus

La trayectoria de menor energía para un lanzamiento desde la Tierra a Neptuno utiliza la asistencia gravitatoria de Júpiter, lo que abre una ventana de lanzamiento óptima con un intervalo de 12 años, cuando Júpiter está en una posición favorable en relación con la Tierra y Neptuno. Una ventana de lanzamiento óptima estuvo abierta para una misión de este tipo a Neptuno desde 2014 hasta 2019, y la próxima oportunidad se producirá a partir de 2031. Estas restricciones se basan en el requisito de una asistencia gravitatoria de Júpiter. Con la nueva tecnología del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) en desarrollo en Boeing, las misiones al espacio profundo con cargas útiles más pesadas podrían ser impulsadas potencialmente a velocidades mucho mayores (200 UA en 15 años) y las misiones a los planetas exteriores podrían lanzarse independientemente de la asistencia gravitatoria.

Estudios científicos de lejos

Los telescopios espaciales como el telescopio espacial Hubble han marcado el comienzo de una nueva era en la observación detallada de objetos lejanos y tenues en todo el espectro electromagnético, incluidos objetos del sistema solar como Neptuno. Desde 1997, la tecnología de óptica adaptativa también ha permitido realizar observaciones científicas detalladas de Neptuno y su atmósfera desde telescopios terrestres. Estas tomas de imágenes superan con creces la capacidad del HST y, en algunos casos, incluso las imágenes de la Voyager, como las de Urano. Sin embargo, las observaciones terrestres siempre están limitadas en el registro de ondas electromagnéticas de determinadas longitudes de onda, debido a la inevitable absorción atmosférica, en particular de ondas de alta energía.

Véase también

  • Exploración del mercurio
  • Exploración de Venus
  • Exploración de Marte
  • Exploración de Júpiter
  • Exploración de Saturno
  • Exploración del Urano

Notas

  1. ^ Basado en Irwin, Patrick G J; Dobinson, Jack; James, Arjuna; Teanby, Nicholas A; Simon, Amy A; Fletcher, Leigh N; Roman, Michael T; Orton, Glenn S; Wong, Michael H; Toledo, Daniel; Pérez-Hoyos, Santiago; Beck, Julie (2023-12-23). "Modelling the seasonal cycle of Uranus's colour and magnitude, and comparison with Neptune". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. 527 4): 11521 –11538. doi:10.1093/mnras/stad3761. hdl:20.500.11850/657542. ISSN 0035-8711.

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Fuentes

  • Neptuno Voyager 2 – The Interstellar Mission, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology
  • Neptuno: En Depth Planets, NASA
  • 25 años después de Neptuno: Reflexiones sobre Voyager NASA Sitio web del Voyager
  • Imágenes de Neptuno y todos los satélites disponibles Photojournal, JPL
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