Me preguntaba si es tecnológicamente posible enviar un CubeSat/Nanosatellites o una constelación de nanosatélites para explorar los chorros de vapor de agua en la región sur de Encelado en el sistema planetario de Saturno.
Improbable
El problema de enviar un cubesat a Saturno es el poder. Un cubesat no es lo suficientemente grande como para transportar un generador térmico nuclear, y casi con certeza no es lo suficientemente grande como para transportar suficientes células solares para alimentarlo en el sistema solar exterior.
Considere la sonda Juno a Júpiter. Sus células solares pesan 340 kg, pero generan solo 240 W de potencia en Júpiter, que tiene solo el 4% del flujo solar disponible en la órbita terrestre. Saturno tiene solo 1/4 del flujo solar que tiene Júpiter, por lo que incluso los paneles solares de 8,9 pies por 29 pies de Juno solo generarían alrededor de 100 W en Saturno.
El transmisor de Cassini en Saturno tenía una salida de 20W. La potencia de entrada habría sido más. Por lo tanto, necesitaría paneles solares tal vez 1/3 del tamaño de Juno solo para alimentar el transmisor, y mucho menos todos los calentadores, instrumentos científicos, navegación, etc. Eso es un mínimo de 10 pies X 10 pies de paneles solares solo para transmisión.
Juno fue considerada una pequeña misión del planeta exterior. Todavía tenía una masa seca de 1.353 kg y una masa húmeda con combustible de 3625 kg.
Los Cubesats son mucho más pequeños que esto. El diseño de cubesat propuesto más grande que he visto es 27u (54 kg, 34 x 35 x 36 cm). Esto simplemente no es lo suficientemente grande o masivo para contener la cantidad de paneles solares requeridos en Saturno, y mucho menos para transportar suficiente combustible para motores de cohetes o la masa de un motor. No habría suficiente potencia para impulsar la propulsión eléctrica. No tendrías forma de maniobrar en el sistema de Saturno. Pero incluso las células solares necesarias para un funcionamiento minimalista superarían el presupuesto de tamaño y peso de un cubesat completo.
Los paneles solares 1/10 del peso de Juno aún serían más masivos que toda la masa de cubesat permitida, y solo generarían 10 vatios más o menos en Saturno si el peso escala linealmente con el tamaño. Es casi seguro que no, pero es una suposición lo suficientemente buena para una aproximación, ya que todavía estamos al menos a un orden de magnitud de un tamaño lo suficientemente grande como para funcionar, y eso sigue ignorando todos los otros sumideros de energía en una sonda de espacio profundo.
Sí, no es fácil, pero no imposible. Esta respuesta aborda los problemas de comunicación mencionados en los comentarios.
Los cubesats de MarCO en realidad sirvieron como enlaces de comunicaciones entre una nave espacial que aterrizaba en Marte y la Tierra. Era un enlace lento, de solo 8 kb/s con 5 W de potencia, y en ese momento la distancia era de solo 0,7 AU, mientras que Saturno estará a 9 o 10 AU de distancia. Eso significa que sus antenas tendrían que ser más grandes, su potencia mucho mayor, o la frecuencia tendría que ser más alta para que el mismo tamaño de apertura produjera un haz más estrecho.
Por supuesto, la comunicación óptica sería el camino a seguir.
Para obtener más información sobre las comunicaciones ópticas y cómo se compara con la radio:
Mármol Orgánico
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