Titán es la única luna de nuestro sistema solar que tiene una atmósfera densa, cuatro veces más que la de la Tierra. Está formada por nitrógeno y metano, lo que le da un aspecto borroso y anaranjado. Esta espesa niebla impide que la luz visible se refleje en la superficie de la luna, lo que dificulta distinguir sus características. Esta luna tiene cuerpos líquidos similares a los de la Tierra en su superficie, pero sus ríos, lagos y mares están hechos de etano y metano líquidos, que forman nubes y provocan la lluvia del cielo. Los investigadores también creen que este cuerpo celeste tiene un océano interno de agua líquida.

Además, recientemente, el Programa New Frontiers de la NASA, que proporciona fondos para iniciativas científicas planetarias, anunció el financiamiento de la misión. Dragonfly estudiará varios entornos a lo largo de su misión de casi 3 años, incluidas las dunas orgánicas y el suelo de un cráter de impacto, donde el agua líquida y los compuestos orgánicos complejos esenciales para la vida pueden haber coexistido durante decenas de miles de años. Dragonfly viajará a Titán, el cuerpo celeste más parecido a la Tierra primitiva, hasta ahora encontrado, en 2026 y llegará a la luna en el 2034.

El helicóptero descenderá cerca del ecuador de Titán en medio de unas dunas cubiertas por copos de nieve de hidrocarburos. Pero la luna es tan lejana que los ingenieros serán incapaces de controlarlo, por lo que crearon un sistema de navegación para que la nave espacial pudiera reconocer los potenciales riesgos, así como volar y aterrizar por su propia cuenta.

Según el proyecto, el módulo terrestre exploraría las zonas polares de Titán, donde se concentran los lagos y mares que hay en el satélite. La superficie de Titán es uno de los lugares más parecidos a la Tierra de todo el sistema solar, aunque sus temperaturas son mucho más frías y tiene una química diferente.

Titán está cubierto de compuestos orgánicos protegidos por una atmósfera espesa de nitrógeno. En su superficie hay grandes mares de gas natural líquido, mientras que por debajo de su corteza se extiende un mundo oceánico. Además, tiene un sistema meteorológico similar al de la Tierra, aunque llueve metano en lugar de agua. Por estos motivos, los expertos lo consideran como uno de los pocos lugares del sistema solar con potencial para albergar vida.

Sin embargo, el espesor de su atmósfera lo hace impenetrable para los telescopios terrestres y espaciales, dejando como única opción para su exploración el envío de una base orbital y un explorador terrestre. El orbitador de la misión Poseidón contaría con una amplia gama de instrumentos para estudiar la geología y la atmósfera de Titán. Los autores del concepto señalan que la baja gravitación de la luna y la densidad de su atmósfera la convierten en un lugar ideal para operar drones. Un dron anfibio podría desplazarse de un lago a otro o aterrizar en la costa, o también podría servir de nave nodriza para una flotilla de minidrones, convirtiéndose en una estación de recarga y de recogida de muestras. El documento propone que la misión Poseidón se lance antes de 2039 o complemente la misión Dragonfly de la NASA, que llegará a la superficie de Titán hacia 2034 para estudiar su composición química.

En el marco de la nueva misión se prevé enviar a la superficie de Titán un módulo de aterrizaje reubicable en forma de helicóptero, cuyo lanzamiento está programado para mediados de la década de 2030. “Titán representa la utopía de un explorador. Las preguntas científicas que tenemos para Titán son muy amplias porque aún no sabemos mucho sobre lo que realmente ocurre en su superficie. Por cada pregunta que respondimos durante la exploración de Titán desde la órbita de Saturno por parte de la misión Cassini, surgieron 10 nuevas”, dijo Alex Hayes, director del Centro de Astrofísica y Ciencia Planetaria de la Universidad de Cornell, en EE.UU.

La misión se centrará en la búsqueda de biofirmas químicas, la investigación del ciclo del metano y el análisis de la química prebiótica que ocurre tanto en la superficie como en la atmósfera de Titán. Gracias a los datos de radar y señales infrarrojas recabados por la misión Cassini de la NASA, que concluyó en septiembre de 2017, se logró identificar decenas de unidades geológicas en la superficie del satélite, como llanuras, lagos, cráteres, dunas, áreas de terreno ondulado y unos enigmáticos ‘laberintos’. No obstante, la espesa atmósfera de Titán impidió observar con detalle su superficie.

Al mismo tiempo, la sonda Huygens aterrizó en Titán en 2005 cerca de la región de Xanadu tras separarse del orbitador Cassini y también aportó datos importantes sobre la luna. Ahora la baja gravedad de Titán y su atmósfera cuatro veces más densa que la de la Tierra facilitarán a un vehículo aéreo la exploración de ese satélite natural. “Lo más emocionante para mí es que hemos hecho predicciones sobre lo que ocurre a escala local en la superficie y sobre cómo funciona Titán como sistema, y las imágenes y mediciones de Dragonfly nos dirán hasta qué punto son correctas o incorrectas”, dijo Hayes.

Se prevé que durante su misión Dragonfly pase un día completo en Titán (equivalente a 16 días terrestres) en una sola ubicación realizando experimentos y observaciones científicas, para luego volar hacia otro emplazamiento. El equipo científico tendrá que tomar decisiones sobre lo que la nave espacial hará a continuación basándose en las lecciones aprendidas en la ubicación anterior. Los científicos aseguran que la mayor luna de Saturno es un mundo asombroso que puede dar claves para ayudarnos a comprender el origen de la vida en nuestro planeta. Titán está cubierto de compuestos orgánicos protegidos por una atmósfera espesa de nitrógeno.

En la superficie de la luna hay grandes mares de gas natural líquido, mientras que por debajo de su corteza se extiende un mundo oceánico. Además, tiene un sistema meteorológico como el de la Tierra, aunque llueve metano en lugar de agua. Se sugiere que los compuestos orgánicos de la superficie y la atmósfera de Titán pueden ser algunos de los componentes básicos del Sistema Solar que podrían ayudarnos a comprender el origen de la vida en nuestro propio planeta, reportó RT.

La segunda posición es para la Luna de Júpiter Europa, que debajo de su gruesa capa de hielo, posee un enorme océano global con más agua que todos lo mares, ríos y lagos de la Tierra juntos. El número tres, pertenece a la Lina de Saturno Titán, que es extremadamente rico en materiales orgánicos, por lo que ya es posee todas materias primas necesarias para la vida. Y también puede tener un océano de agua subterráneo.

Here's a list about aliens, space, and technology that you didn't know you needed. https://t.co/aFAK47d7v3

— MIT Technology Review (@techreview) June 17, 2021

El cuarto sitio es otra Luna de Saturno, Encelado, la cual expulsa al espacio columnas que contienen agua salada, amoníaco y moléculas orgánicas como metano y propano, provenientes de un océano global interior. La plaza número cinco la ocupa Venus, que podría albergar formas de vida flotando en su atmósfera. Debido a que el año pasado científicos detectaron gas fosfina en ella, la cual es producida en la Tierra por microorganismos.

El sexto puesto en el sistema solar con mayor probabilidad de poseer vida es la Luna de Júpiter Ganímedes, que también posee un océano global de agua e incluso tiene una atmósfera de oxígeno muy fina. La séptima posición es para la Luna Calisto que también tiene un vasto océano subterráneo, y retiene una fina atmósfera de hidrógeno, dióxido de carbono y oxígeno, que es la más parecida a la Tierra hasta ahora encontrada.

El número ocho pertenece al cuerpo geológicamente más activo del sistema solar, la Luna Io, donde los investigadores creen que puede haber lugares en la superficie o bajo tierra lo suficientemente templados como para mantener vida. El penúltimo lugar es el planeta enano Ceres, que de acuerdo estudios recientes, hay un océano debajo de la superficie y podría extenderse por cientos de kilómetros. Finalmente, el número diez es para la Luna Tritón, que posee agua líquida en su interior, calentada por su interacción con Neptuno.

Según la explicación de los autores de esta simulación, recogida el mes pasado en ‘The Astrophysical Journal Letters’, el sedimento obtenido bajo los efectos de ionización de los dos componentes básicos de la atmósfera del mayor satélite de Saturno incluían macromoléculas orgánicas bastante complicadas. La microscopía de alta resolución que utilizaron los científicos encontró de 3 a 10 anillos pentagonales aromáticos en la estructura de algunas de ellas, complejidad que creció en cascada a lo largo de la simulación. La neblina anaranjada de Titán es un fenómeno derivado de la suspensión permanente de las nanopartículas en la mezcla de gases que las genera. En condiciones de laboratorio, este proceso atmosférico fue recreado por medio de descargas eléctricas dentro de un recipiente de acero inoxidable, sin exponerlo a las temperaturas exactamente coincidentes con las originales, por lo que los compuestos resultantes se sedimentaron en el fondo.

The hazy atmosphere of Saturn's moon Titan is a complex stew of organic chemicals, possibly reminiscent of the early Earth. Now researchers have recreated a bit of Titan in a lab in Zurich. https://t.co/4u9z6CM1lN pic.twitter.com/nL5W3hBXBf

— Corey S. Powell (@coreyspowell) February 12, 2021

Los componentes de la neblina de Titán se conocen como tolinas, un término acuñado en la década de 1970 para designar la materia orgánica primitiva presente en algunos planetas, exoplanetas y en sus satélites cuando no tengan indicios de vida. El microscopio construido en Zúrich ha permitido identificar más de 100 moléculas de estas tolinas y sacar imágenes de resolución atómica de una docena de ellas. Por primera vez, los científicos han ido más allá en la comprensión de los procesos químicos de la atmósfera de Titán de lo que permite la espectroscopia de masas, que revela las proporciones relativas de los diversos elementos, pero no los enlaces ni la estructura de cada compuesto. Debido a una nueva herramienta para el análisis de materiales astrobiológicos, “vemos aquí la arquitectura molecular de compuestos sintéticos similares a los que se cree que causan la neblina naranja de la atmósfera de Titán”, valoró el investigador de la NASA Conor Nixon en un blog redactado por dos coautores del estudio suizo.

Según los científicos, la mayor de las lunas de Saturno puede contener pistas sobre las primeras etapas de la evolución de la vida en la Tierra que se encontrarían, precisamente, en la neblina. Científicos de la NASA anunciaron el pasado mes de octubre que habían identificado en la atmósfera de Titán una molécula basada en carbono que nunca se había detectado en ninguna otra atmósfera: ciclopropenilideno. Se trata de un hallazgo “inesperado” de un compuesto que podría ser precursor de otros más complejos que podrían derivar en formación de vida, según los expertos.

Esta molécula, compuesta de carbono e hidrógeno (C3H2), o sea, un hidrocarburo, se divisó por medio del radiotelescopio ALMA, situado en Atacama, Chile. Esta deja una firma espectral que señala inequívocamente su presencia en la atmósfera, aunque en las últimas décadas los astrónomos solo la habían encontrado en varias nubes interestelares de gas y polvo de nuestra galaxia, más allá del sistema solar.

Scientists discover a 'weird' molecule in Titan’s atmosphere. It could be a precursor to complex compounds that form or feed possible life on the Saturn moon, the destination of @NASA's #Dragonfly mission: https://t.co/C532nLguuv pic.twitter.com/vmu3XEbLPL

— NASA Astrobiology: Exploring Life in the Universe (@NASAAstrobio) October 27, 2020

Aunque el ciclopropenilideno es considerado muy activo y puede reaccionar fácilmente con otros compuestos, las regiones interestelares son demasiado frías y difusas como para facilitar las reacciones químicas. Sin embargo, Titán tiene una atmósfera cuatro veces más densa que la terrestre, por lo que es calificada por la NASA califican como una “colmena de actividad química”. Por el momento, el hallazgo se limita a unas pequeñas cantidades de C3H2, que es probable que solo se encuentre en las capas superiores de la atmósfera de esa luna de Saturno, donde hay menos gases con los que este raro compuesto podría reaccionar.

“Titán es única en nuestro sistema solar”, comentó el científico planetario Conor Nixon, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, que la define como “un tesoro de nuevas moléculas” entre os 82 satélites de Saturno y las lunas de otros planetas gigantes. A mediados del año pasado, la NASA anunció una misión programada para buscar en Titán rastros de vida, pasada o existente, por medio de la sonda Dragonfly, que explorará múltiples regiones de su superficie.

Entre los años 2000 y 2008, los radiotelescopios del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico y el Observatorio de Green Bank en Virginia Occidental (EE.UU.) detectaron cerca de una docena de regiones anómalamente brillantes en la segunda luna más grande del sistema solar. Cuando la nave espacial Cassini de la NASA llegó a Saturno en el 2004, detectó más de 500 lagos y mares, pero solo cerca de los polos de Titán, y demostró que esa luna tiene un sistema climático activo: el metano y el etano, en lugar del agua, caen del cielo en forma de lluvia, bajan por los sistemas fluviales y se acumulan en estanques.

Mystery solved: Odd bright patches on Saturn moon Titan are dry lake beds https://t.co/sJMWxsBiu4 pic.twitter.com/ZmqWaluaWZ

— SPACE.com (@SPACEdotcom) June 16, 2020

Sin embargo, las regiones tropicales meridionales, donde aparecieron los reflejos, resultaron ser extremadamente secas, por lo que los investigadores decidieron examinar todos los datos recopilados durante los últimos 20 años. Tras utilizar las observaciones de Cassini para “verificar sobre el terreno” la información reunida por los observatorios, se dieron cuenta de que todos los brillos registrados provienen de puntos específicos, que se parecen a otras cuencas lacustres vacías ubicadas cerca de los polos.

“La preponderancia de las pruebas parece ser coherente con esa explicación”, afirmó Jason D. Hofgartner, científico planetario del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA a ‘Space.com’. y agregó: “Titán todavía es el único lugar en el universo, además de la Tierra, que sabemos que tiene líquido en su superficie”. Los resultados del estudio podrían arrojar luz sobre la historia climática del satélite y también contribuir a la búsqueda de entornos potencialmente habitables en otros planetas, subrayaron los miembros del equipo de investigación.

A pesar de la diferencia de materiales, temperaturas y campos de gravedad entre la Tierra y Titán, muchas de sus características superficiales son similares y pueden interpretarse como fruto de los mismos procesos geológicos, estiman los autores de un artículo publicado este 18 de noviembre en la revista ‘Nature’. Estas semejanzas permitieron a los científicos mapear toda la superficie del satélite, aunque con una exactitud variable en función de las distintas regiones. El logro se debe principalmente a los datos de radar y señales infrarrojas recabados por la nave espacial orbital Cassini, cuya misión terminó en el 2017. La espesa y nubosa atmósfera de Titán había dificultado anteriormente la identificación de sus características geológicas en ondas visibles y el estudio de su composición superficial.

Sin embargo, este conjunto de datos incompleto permitió identificar decenas de unidades geológicas en la superficie del satélite, como llanuras, lagos, cráteres, dunas, áreas de terreno ondulado y unos enigmáticos ‘laberintos’. La misión Cassini también permitió ofrecer una datación relativa para muchas de ellas y algunas ideas sobre la evolución del paisaje en el tiempo y los procesos que las impulsan. “Aunque no teníamos una cobertura global con el radar de apertura sintética [SAR, por sus siglas en inglés], utilizamos datos de otras herramientas y otros modos de radar para correlacionar las características de diferentes unidades de terreno, de tal manera que pudimos inferir cómo son los terrenos incluso en áreas donde no había cobertura del SAR”, explicó la autora principal de la investigación, Rosaly Lopes, en la web de la ‘NASA’.

Las dunas y los lagos de Titán son relativamente jóvenes, mientras que los terrenos húmedos o montañosos son los más antiguos de la luna, concluyó el equipo. Además, sus procesos sedimentarios tienen una clara variación latitudinal, con dunas en el ecuador, llanuras en latitudes medias y laberintos y lagos en los polos. Esa exótica forma topográfica de ‘laberinto’ corresponde en el estudio a las regiones cuyo relieve ha sido alterado por la actividad tectónica. Tener una mejor comprensión de la superficie de la luna más grande de Saturno puede ayudar a seleccionar los lugares de mayor interés para las futuras misiones en Titán: el Drangofly de la NASA, un vehículo volador que está programado que empiece a explorar el satélite en el 2034, y un potencial submarino que podría explorar sus lagos en profundidad.

Varios mares cubren el polo norte de Titán, según demostró la misión Cassini-Huygens entre los años 2004 y 2017. Desde el principio el mundo científico sabía que contenían metano y no agua, pero tardó años en discernir entre ellos algunos lagos diferentes del patrón general. No eran de origen kárstico, con las orillas en suave declive, como los mares más extensos en su alrededor.

“Estos lagos con bordes empinados, paredes elevadas, serían un indicio de períodos en la existencia de Titán cuando había nitrógeno líquido en la superficie y en la corteza”, explicó el profesor Jonathan Lunine de la Universidad de Cornell de Nueva York en un comunicado difundido por la ‘NASA’ este lunes.

Su morfología “era más consistente con un cráter fruto de una explosión, donde el borde está formado por el material expulsado del interior del cráter”, dijo Giuseppe Mitri, de la Universidad de Chieti-Pescara (Italia), el autor principal del estudio internacional publicado en la revista ‘Nature Geoscience’. Sería “un proceso totalmente diferente” en comparación con el relieve kárstico, originado por la descomposición química de rocas.

Al modelar los procesos físicos y químicos en la luna, el grupo llegó a la conclusión de que ha vivido períodos de calentamiento y enfriamiento durante los últimos 1.000 millones de años. Sucedían a medida que los niveles de metano atmosférico, un potente gas de efecto invernadero, aumentaban o disminuían. Es probable que durante las ‘edades de hielo’ en Titán el nitrógeno lloviera de los cielos y se acumulara en depósitos subterráneos. Ese nitrógeno líquido sería una bomba a la espera de explotar, sostienen los científicos. Un aumento en la temperatura ambiental sería suficiente para encender el ‘detonador’, haciendo que el nitrógeno se vaporizara y se expandiera rápidamente en una explosión. Estas detonaciones dejarían los cráteres que forman ahora parte del sistema lacustre de Titán.

Los cálculos realizados han confirmado que la explosión del nitrógeno líquido del subsuelo durante un evento de calentamiento era suficiente para formar las cuencas descubiertas. Por lo tanto, el equipo estima que son evidencia de al menos un evento de calentamiento sucedido después de un episodio de frío.