Viaje a Marte con Exomars

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El pasado lunes 14 de febrero despegó a Marte la misión ExoMars de la Agencia Espacial Europea (ESA) y Roskosmos. El papel de Roskosmos en esta misión es principalmente el lanzamiento, para el que aportó un cohete “Proton” ruso. Curiosamente este cohete acumula en los últimos años una tasa de fracasos relativamente alta, de ahí que muchos aficionados siguieran el desarrollo de la misión con inquietud a lo largo de todo el día: desde el lanzamiento hasta el último encendido de los motores que puso a la misión rumbo a Marte.

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Lanzar algo al espacio no es fácil ni barato, y mucho menos lanzarlo a Marte. Para llegar ir a marte hay que adquirir una velocidad suficientemente alta para escapar de la gravedad de la tierra y entrar en órbita solar, después de 6 meses de viaje, a lo largo de los cuales es normal tener que hacer alguna corrección del rumbo, llega el momento de entrar en órbita de marte, y para ello hay que frenar. Todo ello requiere mucha energía, para acelerar y para frenar, pero también una serie de cálculos y una tecnología suficientemente avanzada para maniobrar con la suficiente precisión. Para colmo las maniobras en marte tienen que hacerse de forma automática, porque la señal de radio tarda varios minutos en llegar hasta la tierra.

La exploración de Marte empezó en la guerra fría, como es normal en la exploración de planetas, las primeras sondas espaciales se limitaron a sobrevolar Marte, después empezaron a entrar en órbita y cartografiar la superficie, y finalmente se lanzaron sondas espaciales a la superficie del planeta, las primeras eran simples estaciones estáticas, y posteriormente se empezaron a mandar vehículos capaces de desplazarse pequeñas distancias y estudiar en mayor profundidad los geológicos de mayor interés.

Esta secuencia es como una escalera que con pequeñas variaciones se recorre en cada nueva planeta que se explora, cada escalón supone un aprendizaje y la adquisición de una serie de experiencias y tecnologías que hacen posible llevar a cabo proyectos de gran complejidad.

Contexto

Actualmente el planeta más explorado del sistema solar, a parte de la tierra, es Marte, y el país que más alto ha llegado en la escalera de la exploración de Marte, y más ha probado su tecnología allí es Estados Unidos, a través de su agencia espacial: la NASA.

En lo que se refiere a exploración espacial, los últimos años hemos visto el surgimiento de una nueva carrera espacial impulsada por dos factores:

  • Las tensiones internacionales que resurgen entre los bloques que ya se enfrentaron en la guerra fría.
  • El surgimiento de nuevas potencias económicas y por ende tecnológicas que están desarrollando sus propios programas espaciales. Algunas de estas potencias son China, Japón, la India, etc.

En este contexto hay que entender la misión ExoMars de la Agencia Espacial Europea. Europa es junto a Rusia, Estados Unidos y China, una de las principales potencias espaciales. Pero Europa nunca ha conseguido poner exitosamente una sonda en la superficie de Marte. Sí ha habido algunas misiones europeas de gran éxito que han orbitado Marte, pero en lo que se refiere a aterrizar en Marte, todavía conservamos el mal sabor de boca que nos dejó la fracasada misión Beagle.

Exomars
Los tres elementos que componen ExoMars: El orbitador (TGO), Schiaparelli en su cápsula de descenso, y el rover que llegará a Marte en 2018.

ExoMars es un proyecto con varias partes. La primera parte del proyecto, ExoMars 2016, consiste en un satélite que orbitará marte (Trace Gas Orbiter, TGO) y una sonda de aterrizaje (Schiaparelli), cuyo principal objetivo no es tanto científico como tecnológico: Lo que esta sonda de aterrizaje busca es poner a prueba la tecnología europea para aterrizar en Marte.

Por su parte, dentro de dos años despegará ExoMars 2018, que consistirá en un aterrizador capaz de desplazarse por la superficie marciana. Si todo sale bien, la experiencia de Schiaparelli aterrizando en Marte, garantizará el éxito de la misión de 2018.

Ciencia del programa ExoMars

Tres son los objetivos principales del programa ExoMars:

  • Buscar signos de vida pasada y presente en Marte.
  • Investigar cómo varía el agua y el ambiente geoquímico en Marte.
  • Investigar los gases de traza en Marte y sus orígenes.

El programa está centrado en el campo de la exobiología, el segundo objetivo es fundamental para la posible presencia de vida, ¿Y qué hay del tercer objetivo? Este es un tema interesante y controvertido que merece una explicación.

Los gases de traza son gases que se encuentran en la atmósfera de un planeta en muy baja concentración, en este caso, el objetivo se refiere sobre todo al metano. El metano es un gas que en la tierra también se encuentra presente, está compuesto por carbono e hidrógeno, y se da la circunstancia de que la radiación ultravioleta del sol rompe las moléculas de metano. Si el metano se está rompiendo, pero aparece en la atmósfera de un planeta, es porque algún proceso lo está generando, y en la tierra los procesos que generan el metano son de dos tipos: biológicos y geológicos.

En Marte hace años que se vienen observando trazas de metano, con lo que la duda que surge inmediatamente es ¿De dónde procede este gas? ¿Podría proceder de microorganismos presentes en Marte generando metano? Hace más de diez años que venimos haciéndonos estas preguntas, y a día de hoy ni si quiera tenemos claro cuál es realmente la concentración de metano en Marte, pero sí sabemos que varía estacionalmente y que se produce en ciertas zonas localizadas del planeta rojo.

Pero para encontrar respuestas claras a las preguntas que suscita esta presencia de metano en la atmósfera marciana, primero necesitamos estudiar en profundidad la concentración y localización de este metano. De esta tarea se encargará el orbitador TGO (Trace Gas Orbiter), y en especial su espectrómetro ACS.

Trace Gas Orbiter

Trace Gas Orbiter es el orbitador del programa ExoMars. Entrará en órbita de Marte el 19 de octubre de 2016, y durante un año realizará maniobras de aerofrenado, consistentes en sumergirse ligeramente en la atmósfera marciana para frenarse de forma controlada y modificar su órbita sin gastar combustible. Estas maniobras tienen fines puramente técnicos, no científicos. Las operaciones científicas comenzarán al finalizar el aeofrenado, en diciembre de 2017. Los instrumentos de ExoMars son:

  • Espectrómetros: Atmospheric Chemistry Suite (ACS) y Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD). Estudiarán la atmósfera marciana en diferentes tipos de luz, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, lo que permitirá determinar en todo momento la concentración de metano, y hacer un mapa global de su distribución.
  • Colour And Stereo Surface Imaging System (CaSSIS). Una cámara para obtener imágenes de las posibles fuentes del metano. De esta forma ExoMars no depende de otras misiones para obtener fotografías de sus objetos de estudio.
  • Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND). Estudiará la concentración de agua en el subsuelo.

Schiaparelli

Es el otro de ExoMars 2016. Se separará de TGO días antes de la llegada a Marte, e irá directo hacia la atmósfera del planeta, que lo frenará antes de caer a la superficie. Para aterrizar de forma segura cuenta con un escudo térmico, un paracaídas de 12 metros de diámetro, y algunos motores de hidracina que usará para controlar los últimos metros de descenso sobre la superficie.

El principal objetivo de Schiaparelli es aterrizar en Marte, demostrando que la Agencia Espacial Europea dispone de la tecnología y los conocimientos necesarios para una misión de este tipo. Ni si quiera lleva paneles solares, por lo que apenas vivirá unos días en la superficie de Marte y no tomará demasiados datos científicos.

Los instrumentos de Schiaparelli son:

  • Una estación meteorológica.
  • Que analizará la atmósfera marciana a diferentes alturas durante el descenso.
  • Que tomará 15 imágenes en blanco y negro durante el descenso con fines ingenieriles y para ayudar a localizar la posición donde finalmente aterrice.
  • Un sistema de espejos capaces de reflejar un láser, que podrían ser usados en un futuro para hacer mediciones con láser desde la órbita marciana.

ExoMars 2018

Por su parte, el rover del programa ExoMars que viajará a Marte en el 2018, se centrará más en estudiar el subsuelo marciano. Se sabe que hace miles de millones de años Marte fue un planeta más caliente y húmedo, y quizás favorable para la vida. Si llegó a desarrollarse vida marciana y pudo sobrevivir al cambio climático, es bastante probable que esa vida se encuentre bajo tierra. Hace tiempo que a los biólogos y geólogos se les ponen los dientes largos por estudiar el subsuelo marciano, y por primera vez ExoMars 2018 llevará a Marte un taladro, capaz de perforar el suelo y obtener muestras.

Referencias

1 comentario

  1. Pablo dice: Responder

    Soy un gran fan de la exploraciópn espacial! Siempre me ha gustado la idea de que nuestra especie llegase a pisar suelo marciano algún día, aunque es cierto que es un camino repleto de obstáculos. Navegando por internet he encontrado un post sobre Pablo y Ángel, los dos candidatos españoles para el proyecto Mars One. Os dejo el enlace por si estáis interesados: http://www.juguetronica.com/blog/dos-espanoles-buscan-alcanzar-sueno-vivir-marte/

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