Hispanopedia WikiIo Volcano Observer ( IVO ) es una misión de bajo coste propuesta para explorar la luna Io de Júpiter con el fin de comprender el calentamiento por mareas como un proceso planetario fundamental. [1] Los principales objetivos científicos son comprender (A) cómo y dónde se genera el calor de las mareas en el interior de Io, (B) cómo se transporta el calor de las mareas a la superficie y (C) cómo evoluciona Io. Se espera que estos resultados tengan implicaciones directas para la historia térmica de Europa y Ganímedes, así como para proporcionar información sobre otros mundos calentados por mareas, como Titán y Encélado . Los datos de IVO también pueden mejorar nuestra comprensión de los océanos de magma y, por tanto, de la evolución temprana de la Tierra y la Luna .
IVO es similar al concepto de Io Orbiter sugerido para el Programa Nuevas Fronteras por la Encuesta Decenal de Ciencia Planetaria del Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. 2013-2022 . [2] La misión fue propuesta al Programa Discovery de la NASA por la Universidad de Arizona y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en 2010, 2015 y 2019. [3] [4] [5] IVO también fue propuesto a la Expansión de Capacidad de Misión Discovery & Scout (DSMCE) de la NASA en 2007 y se le otorgó un estudio de concepto en 2009. [6] [7]
En 2020, IVO fue seleccionado junto con otras tres propuestas Discovery para estudios posteriores, y se espera que una o dos sean seleccionadas para volar. [8] En todos los casos, el investigador principal ha sido Alfred McEwen . Sin embargo, IVO y Trident fueron pasados por alto en la fase de selección de Discovery 15 y 16 en favor de DAVINCI+ y VERITAS , ambas misiones a Venus . [9]
Perfil de la misión
El lanzamiento de referencia propuesto permitiría una trayectoria MEGA (Marte-Tierra Gravity Assist), utilizando una asistencia gravitatoria tanto en Marte como en la Tierra para llegar a Júpiter en agosto de 2033. [1] Después de un sobrevuelo de Ío en su camino hacia adentro, el Observador del Volcán de Ío ejecutaría un encendido de inserción orbital de Júpiter para entrar en una órbita inclinada alrededor de Júpiter. Durante el resto de la misión principal, IVO se encontraría con Ío nueve veces en cuatro años. Durante cada uno de estos encuentros, la nave espacial se acercaría a Ío desde sobre su región polar norte, haría su aproximación más cercana a Ío cerca de su ecuador a una altitud entre 200 y 500 kilómetros, y dejaría Ío sobre su región polar sur. [1] El momento y la ubicación de la aproximación más cercana se optimizan cuidadosamente para obtener las observaciones más claras del campo magnético inducido de Ío, la amplitud de libración y el campo gravitatorio. Los volcanes en erupción se observarán a la luz del sol y en la oscuridad para limitar mejor las composiciones de lava. La distribución del calor que emana de Ío se medirá desde perspectivas polares que no fueron vistas por la sonda Galileo y que no pueden observarse desde la Tierra. IVO también tomará muestras de la compleja mezcla de moléculas ionizadas y neutras de plasma y gas que hay alrededor de Ío. La sonda está siendo diseñada para sobrevivir a la misión principal con un amplio margen que podría permitir varios tipos de misiones prolongadas.
Estado actual
El Observador del Volcán Io (IVO) fue propuesto al Programa Discovery de la NASA por tercera vez en julio de 2019 y fue seleccionado para estudios adicionales en febrero de 2020, [1] [5] [8] pero en junio de 2021, se seleccionaron en su lugar dos misiones a Venus, DAVINCI+ y VERITAS . [9]
Ciencia
La actual geología hiperactiva de Ío es de gran interés científico en sí misma, pero IVO busca comprender los procesos fundamentales que tienen implicaciones mucho más allá de esta luna tan inusual. El tema que conecta las diversas actividades científicas que se realizarán en Ío es "Seguir el calor".
Existe un debate permanente sobre dónde se produce el calor de las mareas en Ío. Algunas observaciones sugieren que se produce principalmente en el manto superficial , mientras que otras sugieren que el calentamiento se distribuye ampliamente. Tampoco está claro qué parte del calentamiento se debe a la deformación de la roca sólida o al empuje del magma líquido.
Hay evidencia que sugiere que hay una capa global de material fundido (a veces llamado océano de magma ) debajo de la corteza congelada de Ío, pero también hay razones por las que dicha capa de material fundido no puede persistir. IVO utiliza cuatro experimentos independientes para determinar si existe un océano de magma y, si existe, medir sus propiedades básicas. Se cree que los océanos de magma han sido comunes en la historia más temprana de la mayoría de los cuerpos del Sistema Solar interior, por lo que IVO puede tener la oportunidad de investigar un proceso clave que murió hace unos 4 mil millones de años en todas partes de nuestro sistema solar. También es concebible que algunas de las lecciones aprendidas sobre los océanos de magma también puedan aplicarse a los océanos de agua dentro de las lunas heladas calentadas por las mareas del sistema solar exterior.
Por ejemplo, la forma en que Ío pierde su calor interno es muy diferente de cómo la Tierra y otros planetas rocosos pierden calor en este momento. Ío parece perder casi todo su calor a través de un proceso de " tubo de calor " a través de erupciones volcánicas que cubren aproximadamente el 1% de la superficie del cuerpo. En la Tierra, la tectónica de placas mezcla grandes losas de corteza oceánica fría en el manto cálido. En la Luna y Marte, la mayor parte de la pérdida de calor actual se produce por conducción a través de la corteza. Al examinar cómo el 99% frío de la corteza de Ío está involucrado en la tectónica de tubos de calor , IVO puede tener una ventana a cómo funcionaban la Tierra, la Luna y Marte primitivos.
El seguimiento del calor más allá de Ío permitirá a la ciencia de IVO estudiar el efecto que tienen las mareas en la órbita de Ío y la contaminación volcánica que se propaga por el sistema joviano. Ío, Europa y Ganímedes tienen su evolución de mareas vinculada entre sí a través de la resonancia de Laplace , por lo que el sistema solo se entiende bien si se combinan las mediciones de las tres lunas. IVO, Europa Clipper y JUICE harían precisamente esto. Las toneladas de gases volcánicos que se extraen de Ío cada segundo se propagan ampliamente por el poderoso campo magnético de Júpiter. IVO volará a través de este material, lo que proporcionará nuevos conocimientos sobre cómo se elimina este material y adónde va. Este es el primer paso para comprender cómo se ha alterado la química de Ío desde su estado inicial y puede proporcionar pistas útiles sobre cómo han evolucionado las atmósferas de otros cuerpos con el tiempo.
En general, el IVO pretende utilizar a Ío como un laboratorio natural del tamaño de un planeta para comprender mejor los procesos que son importantes en todo el Sistema Solar y que incluso afectan a los exoplanetas .
Objetivos científicos
Los objetivos científicos de esta misión propuesta son: [1]
- Determinar el grado y la distribución del derretimiento en el manto de Ío
- Determinar la estructura litosférica de Io
- Determinar dónde y cómo Ío está perdiendo calor
- Mide la evolución orbital de Io
- Determinar la tasa actual de pérdida volátil de Io
Carga útil científica
La carga útil científica de gran capacidad de IVO se basa en instrumentos que se han desarrollado para otras misiones. [1]
- Cámara de ángulo estrecho (NAC): detector CMOS de 10 μrad/píxel, imágenes en color con barrido de barrido en 12 bandas de 350 a 1050 nm, imágenes con encuadre pancromático para películas y geodesia. Derivada de la cámara NAC EIS de Europa Clipper.
- Thermal Mapper (TMAP): 125 μrad/píxel, nueve pasos de banda para mapeo térmico y composiciones de silicato. Derivado del instrumento MERTIS de BepiColumbo .
- Magnetómetros de doble compuerta de flujo (DMAG): dos unidades con una sensibilidad de 0,01 nT. Relacionados con los magnetómetros de InSight.
- Instrumento planetario de sondeo magnético (PIMS): dos campos de visión cónicos de 90 grados. Derivado del instrumento PIMS de Europa Clipper.
- Espectrómetro de masas iónico y neutro (INMS): rango de masas de 1 a 1000 amu/q. Derivado del instrumento NIM de JUICE.
- En el estudio de Fase A también se está considerando una cámara gran angular (WAC) construida por estudiantes basada en la cámara EIS WAC de Europa Clipper.
Véase también
- Sobrevuelo de Ío con encuentros repetidos ( FIRE ), un concepto de misión a Ío
- Atmósfera de Ío
Referencias
- ^ abcdefg McEwen, AS (2021). The Io Volcano Observer (IVO) (PDF) . Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar . Resumen n.° 1352 . Consultado el 9 de febrero de 2021 .
- ^ "Visión y viajes para la ciencia planetaria en la década 2013-2022". Junta de Estudios Espaciales, Consejo Nacional de Investigación. 2011.
- ^ McEwen, A.; et al. (2010). Fundamento científico de una misión de observación del volcán de Ío (IVO) (PDF) . LPSC XLI . Resumen n.° 1433.
- ^ McEwen, A.; et al. (2015). El Observador del Volcán de Io (IVO) para Discovery 2015 (PDF) . LPSC XLVI . Resumen n.° 1627.
- ^ ab "Siga el calor: Observador del volcán de Io". AS McEwen, E Turtle, L Kestay, K Khurana, J Westlake, et al. Resúmenes de EPSC Vol. 13, EPSC-DPS2019-996-1, Reunión conjunta EPSC-DPS 2019.
- ^ Green, James (12 de marzo de 2008). «Planetary Science Update and Lunar Science Plans» (PDF) . Centro de vuelo espacial Goddard . NASA . Archivado desde el original (PDF) el 2017-01-31 . Consultado el 2010-02-08 .
- ^ James L., Green (23 de junio de 2008). «Planetary Science Division Update» (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 21 de septiembre de 2008. Consultado el 10 de noviembre de 2009 .
- ^ ab "La NASA selecciona cuatro posibles misiones para estudiar los secretos del sistema solar". NASA . 13 de febrero de 2020.
- ^ ab Potter, Sean (2 de junio de 2021). «La NASA selecciona dos misiones para estudiar el mundo habitable perdido de Venus» (Comunicado de prensa). NASA . Consultado el 2 de junio de 2021 .