Desafíos de supervivencia del rover Titan

La atmósfera de Titán no es extremadamente espesa. Son solo 1,5 bares a nivel del suelo. Tampoco es corrosivo, ya que consiste principalmente en nitrógeno y, en menor grado, metano.

El único desafío real es la distancia del sol. Llegar a Titán requiere una cantidad considerable de delta-v (alrededor de 20 km/s desde la superficie terrestre). Una vez que estás en Titán, los paneles solares son inutilizables debido a la poca cantidad de luz que llega a la superficie (0,1% del nivel en la superficie de la tierra). También debido a esta baja entrada de energía, las temperaturas son muy frías, alrededor de -180°C.

El espacio también es frío allá afuera, pero la temperatura atmosférica es peor, porque en el espacio no hay convección. El calor sólo se puede intercambiar por radiación. En la atmósfera de Titán hay mucha convección, lo que enfría rápidamente la nave espacial por debajo de las temperaturas permitidas para los equipos sensibles, como las baterías.

La única forma de mantener una nave espacial en funcionamiento y con suministro de energía durante un período de tiempo más largo en Titán sería una fuente de energía nuclear. Un reactor nuclear es posible, pero tiene más sentido utilizar un gran generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG). Allí, el calor de la descomposición de un lingote de plutonio se convierte en energía eléctrica. Los RTG se han utilizado en otras misiones espaciales, como Voyager o Curiosity, pero para mantener caliente una sonda titán, necesitarías una grande, y eso hace que su construcción y lanzamiento sean costosos.

El tamaño requerido, por supuesto, depende de la cantidad de aislamiento, por lo que es un problema de optimización: ahorre algo de peso en el RTG y lleve más aislamiento, o lleve un RTG más grande y ahorre algo de peso en el aislamiento.

Además de la respuesta de @ Rikki, además del calor y la energía que necesita para poder moverse y explorar, existen varios desafíos para esto:

• Titán está lejos del sol, por lo que tiene muy poca luz. En Marte hay suficiente luz para que funcionen los instrumentos de cámara convencionales. Es posible tomar decisiones de navegación basándose principalmente en información visual. En Titan, necesitarías diseñar un sistema que pueda "ver" el terreno en un entorno muy oscuro.
• Titán está muy lejos de la Tierra, por lo que las comunicaciones requieren mucho tiempo. No es realista que un rover titán sea dirigido desde la Tierra, ya que no se haría nada, por lo que el rover debería poder navegar y usar sus instrumentos científicos con una gran autonomía, lo que significa un alto nivel de IA.
• Partes de Titán están cubiertas de hidrocarburos líquidos en los que un rover se atascaría fácilmente. Se teoriza que también llueve hidrocarburos, por lo que un rover debería ser capaz de reconocer y evitar mares, ríos, estanques y charcos de metano líquido que serían un peligro.
• Sabemos comparativamente poco sobre la superficie de Titán. Antes de enviar un rover a la superficie de un planetoide, nos gustaría hacer un mapeo extenso y preciso de la superficie, que tendría que incorporarse como parte de una misión separada o para allanar el camino para una misión rover.

Por lo tanto, para que un rover tenga éxito, necesitaría moverse de forma independiente por un terreno en gran parte desconocido que es completamente negro, cercano al cero absoluto y cubierto con hidrocarburo líquido al mismo tiempo que puede hacer ciencia significativa.