Hacia Ío: el ambicioso plan para recoger muestras sin aterrizar

La posibilidad de recoger muestras directas del material eyectado por los volcanes de Ío, la luna más activa geológicamente del sistema solar, está siendo considerada con renovado interés tras una serie de estudios que exploran tanto la viabilidad técnica como el valor científico de dicha misión. Una reciente propuesta científica ha presentado los fundamentos para una misión de retorno de muestras basada en el sobrevuelo de las columnas volcánicas de Ío, sin necesidad de aterrizar en su superficie. Esta idea, que ha sido discutida en el marco del 56.º Congreso de Ciencia Lunar y Planetaria (LPSC 2025), plantea una estrategia de muestreo directo que evitaría los riesgos asociados a las intensas emisiones de radiación y actividad volcánica en la superficie de esta luna de Júpiter.

Ío se sitúa como un objetivo prioritario en los programas de retorno de muestras por su singularidad en la dinámica planetaria del sistema solar. Con más de 400 volcanes activos y un régimen de erupciones que pueden alcanzar los 400 km de altura, Ío representa un laboratorio natural excepcional para estudiar procesos geológicos como el vulcanismo extremo, la interacción entre satélites y campos magnéticos planetarios, y la evolución térmica de cuerpos planetarios sujetos a calentamiento por marea. A diferencia de cuerpos geológicamente inactivos, la superficie de Ío se encuentra en constante renovación, lo que ha permitido preservar materiales poco afectados por el envejecimiento espacial.

Desde su descubrimiento como mundo volcánicamente activo por la sonda Voyager 1 en 1979, los satélites de Júpiter han sido objeto de múltiples misiones, incluyendo Galileo, Cassini, New Horizons y, en la actualidad, Juno. Sin embargo, la exploración de Ío ha sido limitada debido al entorno extremadamente hostil que impone la magnetosfera de Júpiter, cuya intensa radiación puede dañar o destruir las sondas en períodos breves. Las propuestas anteriores, como las misiones FIRE o IVO, contemplaban sobrevuelos cercanos, pero ninguna fue seleccionada. La nueva propuesta recupera el interés en Ío, planteando una trayectoria más eficiente en términos de riesgo y costes: interceptar directamente una columna volcánica mediante un sobrevuelo controlado.

El diseño preliminar de la misión contempla una nave que realice varios sobrevuelos del satélite para identificar regiones activas. Una vez localizada una pluma volcánica activa —potencialmente en el volcán Prometeo, que ha mostrado una estabilidad eruptiva destacada—, la nave cruzaría la pluma en altitudes comparables a las de un avión comercial, utilizando un sistema de recolección de partículas integrado en una cápsula del tamaño de una bandeja. Este sistema permitiría capturar partículas sólidas y volátiles sin necesidad de contacto con la superficie, lo que evita muchas de las complicaciones de una misión de aterrizaje.

En la propuesta técnica, la misión se enmarca en el programa New Frontiers de NASA, con un perfil de vuelo que incluiría la inserción orbital en el sistema joviano, maniobras gravitatorias para ajustar la trayectoria y retorno balístico a la Tierra una vez completada la fase de muestreo. La duración estimada total sería de aproximadamente 9,4 años, incluyendo el viaje de ida, operaciones en órbita de Júpiter y regreso de las muestras.

La importancia científica de recuperar partículas directamente desde una columna volcánica de Ío reside en su potencial para revelar la composición isotópica y mineralógica del interior de esta luna. A diferencia de la Tierra, donde los procesos de erosión y tectónica complican el acceso a materiales antiguos, Ío puede ofrecer información sobre condiciones iniciales del sistema solar, ya que el material expulsado por sus volcanes podría proceder de capas profundas poco alteradas. Además, el estudio de estos materiales ayudaría a comprender las diferencias de composición con otras lunas de Júpiter como Europa o Ganímedes, así como los procesos de fraccionamiento químico inducidos por el calor de marea.

Ío está sometida a un intenso proceso de calentamiento interno debido a su interacción gravitatoria con Júpiter y las lunas vecinas Europa y Ganímedes. Este fenómeno, conocido como resonancia de Laplace, produce mareas internas que estiran y comprimen el cuerpo de Ío, generando calor por fricción en su interior. Esta energía térmica acumulada alimenta un océano magmático estimado en más de 30 km de espesor bajo la corteza. Los volcanes de Ío no solo presentan temperaturas extremas, sino que también están acompañados por características geológicas como lagos de lava, fuentes de fuego y montañas de varios kilómetros de altura formadas por colapsos de la corteza. Una de las erupciones más intensas jamás observadas en el sistema solar fue registrada en 2001 en el volcán Surt, con una emisión energética de hasta 80.000 GW.

El entorno de Ío no es solo geológico, también es electromagnético. Las plumas volcánicas cargadas de partículas interaccionan con el potente campo magnético de Júpiter generando un anillo de plasma denominado «torus de Ío». Este entorno radiactivo plantea desafíos técnicos, pero también oportunidades para estudiar cómo la actividad interna de una luna puede afectar a su atmósfera y a su relación con el planeta anfitrión.

Las analogías con las misiones Apolo también refuerzan el valor del retorno de muestras. En la Luna, los astronautas de Apolo 17 descubrieron perlas de vidrio volcánico que revelaron propiedades inesperadas del interior lunar. En el caso de Ío, el estudio de los materiales de las plumas volcánicas podría arrojar información inédita sobre su manto, su atmósfera transitoria y la interacción entre componentes volátiles y minerales silicatados.

El artículo científico que sustenta esta propuesta, firmado por más de una veintena de investigadores y liderado por Aanu Adeloye, destaca que una misión de retorno de muestras desde Ío es tecnológicamente viable en el marco actual de desarrollo aeroespacial. La misión también se beneficiaría de simulaciones detalladas de la dinámica de las plumas, lo que permitiría planificar con precisión la trayectoria de vuelo y minimizar los riesgos para la nave.

Además de mejorar la comprensión sobre la formación y evolución de Ío, los datos también serían relevantes para la astrobiología y la geofísica comparada. Los procesos de calentamiento de marea que se observan en Ío podrían estar actuando en otras lunas heladas del sistema joviano, donde, a diferencia de Ío, el calor interno no produce volcanismo silicatado, sino actividad criovolcánica asociada a la existencia de océanos subterráneos.

Este tipo de misiones de muestreo se inscribe dentro de un contexto más amplio de exploración del sistema joviano. La exploración de Júpiter y sus satélites ha adquirido un papel destacado en la agenda científica internacional, con misiones como JUICE de la ESA o Europa Clipper de NASA centradas en lunas con potencial astrobiológico. Aunque Ío no es un candidato para la habitabilidad, su estudio ofrece un marco de referencia para comprender los extremos del volcanismo planetario, los límites térmicos de los cuerpos sólidos y las condiciones que podrían haber prevalecido en las primeras etapas del sistema solar.

Con un perfil técnico basado en tecnología ya disponible, un diseño de misión orientado a la eficiencia operativa y un retorno científico elevado, la posibilidad de una misión como Prometheus —nombre propuesto para este retorno de muestras desde Ío— parece estar cada vez más cerca de ser considerada como parte de los planes estratégicos de exploración planetaria.