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Una versión de este artículo fue publicada originalmente por La conversación ( CC BY-ND 4.0 )

NASA recently anunció una financiación de 600.000 dólares para un estudio sobre la viabilidad de enviar enjambres de robots nadadores en miniatura (conocidos como micro-nadadores independientes) para explorar los océanos bajo las cáscaras heladas de los numerosos «mundos oceánicos» de nuestro Sistema Solar.

Pero no te imagines a los humanoides de metal nadando como ranas bajo el agua. Probablemente serán simples cuñas triangulares.

Plutón es un ejemplo de un probable mundo oceánico. Pero los mundos con océanos más cercanos a la superficie, que los hacen más accesibles, son Europa una luna de Júpiter, y Encelado una luna de Saturno.

La vida dentro de los mundos oceánicos

Estos océanos son de interés para los científicos no sólo porque contienen mucha agua líquida (el océano de Europa probablemente tiene unos el doble de agua como el conjunto de los océanos de la Tierra), sino porque las interacciones químicas entre la roca y el agua del océano podrían sustentar la vida. De hecho, el entorno de estos océanos podría ser muy similar al de la Tierra en el momento en que la vida comenzó .

Se trata de entornos en los que el agua que se ha filtrado en la roca del fondo oceánico se calienta y se enriquece químicamente, agua que luego es expulsada de nuevo al océano. Los microbios pueden alimentarse de esta energía química y, a su vez, pueden ser consumidos por organismos más grandes. En realidad, no se necesita ni luz solar ni atmósfera.

Se han documentado muchas estructuras cálidas y rocosas de este tipo, conocidas como «respiraderos hidrotermales», en los fondos oceánicos de la Tierra desde que fueron descubiertos en 1977 . En estos lugares, la red alimentaria local se sustenta efectivamente en la quimiosíntesis (energía procedente de reacciones químicas) más que en la fotosíntesis (energía procedente de la luz solar).

En la mayoría de los mundos oceánicos de nuestro Sistema Solar, la energía que calienta sus interiores rocosos y evita que los océanos se congelen hasta la base proviene principalmente de las mareas. Esto contrasta con el calentamiento mayoritariamente radiactivo del interior de la Tierra. Pero la química de las interacciones agua-roca es similar.

Ya se han tomado muestras del océano de Encélado haciendo volar la nave espacial Cassini a través de los penachos de cristales de hielo que brotan a través de grietas en el hielo. Y hay esperanzas de que la NASA Misión Europa Clipper may find similar plumes to sample when it begins a series of close Europa flybys in 2030.

Sin embargo, adentrarse en el océano para explorar podría ser mucho más informativo que limitarse a oler una muestra liofilizada.

Un gráfico que ilustra los planes de los robots nadadores de la NASA.

Una ilustración del concepto de criobot de la NASA que despliega diminutos robots en forma de cuña en el océano a kilómetros de distancia de un módulo de aterrizaje en la superficie congelada de un mundo oceánico. Imagen: NASA/JPL-Caltech

En el SWIM

Aquí es donde la NASA detección con micro-nadadores independientes (SWIM). La idea es aterrizar en Europa o Encélado (lo que no sería ni barato ni fácil) en un lugar donde el hielo sea relativamente delgado (aún no se ha localizado) y utilizar una sonda calentada por radio para fundir un agujero de 25 cm de ancho hasta el océano, situado a cientos o miles de metros de profundidad.

Una vez allí, liberaría hasta cuatro docenas de micro-nadadores de 12 cm de longitud y con forma de cuña para que salieran a explorar. Su resistencia sería mucho menor que la del famoso vehículo submarino autónomo de 3,6 m de longitud Boaty McBoatface con un alcance de 2.000 km que ya ha logrado un crucero de más de 100 km por debajo del hielo antártico.

Por el momento, SWIM no es más que uno de los cinco estudios de la segunda fase de una serie de «conceptos avanzados» financiados en la ronda de 2022 del programa de la NASA Programa de Conceptos Innovadores Avanzados (NIAC) . Por lo tanto, todavía hay muchas probabilidades de que SWIM se convierta en una realidad, y ninguna misión completa ha sido diseñada o financiada.

Los micronadadores se comunicarían con la sonda acústicamente (a través de ondas sonoras), y la sonda enviaría sus datos por cable al módulo de aterrizaje en la superficie. El estudio probará los prototipos en un tanque de pruebas con todos los subsistemas integrados.

Cada micronadador podría explorar tal vez a sólo decenas de metros de la sonda, limitados por la energía de su batería y el alcance de su enlace de datos acústicos, pero actuando como una bandada podrían trazar un mapa de los cambios (en el tiempo o la ubicación) de la temperatura y la salinidad. Incluso podrían medir los cambios en la nubosidad del agua que podría indicar la dirección hacia el respiradero hidrotermal más cercano.

Sin embargo, las limitaciones de potencia de los micronadadores podrían significar que ninguno podría llevar cámaras (éstas necesitarían su propia fuente de luz) o sensores que pudieran olfatear específicamente las moléculas orgánicas. Pero de momento no se descarta nada.

Sin embargo, creo que encontrar señales de respiraderos hidrotermales es una posibilidad remota. Después de todo, el fondo del océano estaría a muchos kilómetros por debajo del punto de liberación del micro-nadador. Pero, para ser justos, en la propuesta de SWIM no se sugiere explícitamente la localización de respiraderos.

Para localizar y examinar los respiraderos propiamente dichos, probablemente necesitemos a Boaty McBoatface en el espacio. Dicho esto, SWIM sería un buen comienzo.

La conversación

Por Profesor David Rothery

El profesor David Rothery es catedrático de geociencias planetarias en la Universidad Abierta . Sus investigaciones se centran en el estudio de la actividad volcánica mediante teledetección, y en la vulcanología y geociencia en general en otros planetas.

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