Cómo planea la NASA traer muestras de Marte a la Tierra

Traer muestras del planeta rojo a la Tierra es una misión prioritaria para la NASA y lo lleva siendo desde hace varias décadas. No obstante, la agencia espacial no dispone del dinero necesario para llevar a cabo directamente una misión de este tipo, así que ha optado por un plan por etapas más modesto. La primera fase de esta ambiciosa misión comenzará con el rover de 2020, que recogerá varias muestras del suelo marciano y las irá depositando a lo largo del camino (en un principio estaba previsto que las almacenase todas juntas). Lo que todavía no está claro es qué hacer a continuación, aunque las opciones se han ido reduciendo en los últimos años.

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Sonda SRO (Sample Return Orbiter) para recoger las muestras en órbita marciana (NASA).

La misión general se conoce como SRM ([Mars] Sample Return Mission) y estará formada por al menos dos misiones separadas (tres si contamos el rover de 2020). Por un lado tenemos el el SRO (Sample Return Orbiter), una sonda destinada a recoger las muestras en órbita marciana y traerlas a la Tierra. Por otro lado, la otra pieza del rompecabezas sería la sonda SRL (Sample Retrieval and Launch [Mission]), destinada a recolectar las muestras obtenidas por el rover de 2020 y lanzarlas a la órbita de Marte para que sean recogidas por la sonda SRO.

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Esquema actual de la misión SRM (Sample Return Mission), formada por tres misiones distintas: rover de 2020, SRO y SRL (NASA).

El orbitador SRO sería lanzado en 2024 mediante un Atlas V 421 (o un cohete Vulcan de características parecidas) y utilizaría un sistema de propulsión eléctrica (SEP) dotado de motores iónicos y paneles solares capaces de generar 18 kW para devolver las muestras a la Tierra. Todavía no está claro si el planeado orbitador de 2022 influirá en esta misión, aunque en principio se trata de dos sondas totalmente independientes. También se han estudiado versiones del SRO con propulsión química o que trabajen en conjunción con otras sondas.

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Detalles del SRO (NASA).
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Otras configuraciones del SRO para misiones de retorno de muestras de Fobos y Deimos o con otras sondas a Marte (NASA).

Finalmente, en 2028 se lanzará la sonda SRL mediante un Vulcan equivalente al Atlas V 551. La SRL aterrizará en Marte mediante un sistema de Skycrane similar al empleado por Curiosity y el rover de 2020. A partir de este punto existen dos posibilidades. La primera, que es el concepto tradicional que barajaba la NASA hasta hace unos años, es incluir en la sonda SRL un pequeño rover que se encargará de recoger las muestras (fetch rover) y traerlas hasta el cohete MAV (Mars Ascent Vehicle), que será el encargado de ponerlas en órbita marciana para que las capture el SRO.

Este esquema cuadraba con el plan inicial según el cual el rover de 2020 se dedicaría a almacenar las muestras en un pequeño contenedor. En este caso, la SRL solo tendría que aterrizar cerca de la posición final del rover de 2020, por lo que el fetch rover no tendría que recorrer una gran distancia para hacerse con todas las muestras y volver hasta el MAV. Sin embargo, ahora que se ha decidido que el rover de 2020 dejará las muestras dispersas por la superficie, este plan ya no es tan viable, puesto que un pequeño rover tendría bastantes dificultades para repetir el trayecto de su hermano mayor. Por este motivo, el último concepto de moda pasa por mandar un MAV móvil, esto es, un rover basado en el Curiosity que transportaría el cohete MAV a cuestas. Este MAV móvil sería capaz de desplazarse a lo largo de una distancia considerable y podría lanzar el MAV desde casi cualquier punto de su recorrido. El problema es que está por ver si los ingenieros son capaces de diseñar un MAV lo suficientemente compacto para que pueda ser transportado por este rover.

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Conceptos de MAV móvil para la misión SRL de 2028 (izquierda) o MAV fijo con un ‘fetch rover’ (derecha) (NASA).

Una vez recogidas las muestras, estas se colocarían en un contenedor en la parte frontal del MAV y serían puestas en órbita mediante un pequeño lanzador de dos etapas. Poco después, el orbitador SRO capturaría el contenedor, de unos veinte centímetros de diámetro, y lo trasvasaría a una cápsula especialmente sellada para garantizar que la probabilidad de que se pueda escapar alguna partícula marciana durante la reentrada y aterrizaje en la Tierra sea inferior a una millónesima. Se han estudiado varios diseños de cápsulas, algunas con paracaídas o ballutes, y otras incluso sin ningún mecanismo de frenado. Si todo sale bien, las muestras marcianas llegarían a la Tierra en 2033.

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Proceso de captura de las muestras por el SRO en órbita marciana (NASA).

Otra opción que reduciría el riesgo de contaminación sería capturar las muestras en las cercanías de la Luna mediante una nave Orión tripulada de forma similar al esquema de la misión ARM. Para esta misión, la nave Orión podría estar dotada de un pequeño módulo de servicio frontal denominado OSCAR (Orion Sample Capture and Return), también propuesto para misiones de recogida de muestras lunares. La Orión con el OSCAR se acoplaría con la sonda SRO para retirar las muestras en la órbita lunar o en algún punto de Lagrange del sistema Tierra-Luna. Por supuesto, otra opción aún más ambiciosa sería recoger las muestras en la órbita de Marte mediante una misión tripulada como el Proyecto HERRO, aunque evidentemente este concepto todavía está muy verde, por decirlo suavemente.

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Ejemplos de la encapsulación de muestras en la parte frontal del cohete MAV (NASA).
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Modelo de cápsula sin paracaídas para traer las muestras a la Tierra (NASA).
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Nave Orión con un módulo OSCAR acoplándose con la sonda SRO en las cercanías de la Luna (el disco frontal inflable tiene como función evitar que la sonda SRO contamine a la Orión con partículas procedentes de Marte) (NASA).
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Módulo de servicio OSCAR en la versión de la misión sin acoplamiento entre los dos vehículos (NASA).
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Mecanismo de acoplamiento entre el módulo OSCAR de la Orión y la sonda SRO (NASA).

Como vemos, después de muchos años la NASA comienza a tener un plan cada vez más sólido para traer al fin muestras del planeta rojo a la Tierra. Con un poco de suerte, en 2033 ya tendremos un pedazito de Marte entre nosotros.


56 Comentarios

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Impresionante el concepto del rover con el lanzador a cuestas. Como la guerra de los mundos pero al revés :- )

DiegoDiego

No acabo de entender muy bien el propósito de que el rover de 2020 vaya recogiendo muestras y dejándolas dispersas por la superficie. Si total un segundo rover va a tener que pasearse por esos mismos sitios recogiéndolas, ¿no podría simplemente coger directamente las muestras el segundo rover?

Daniel Marín

Piensa que el proceso de selección de muestras no es trivial. El rover de 2020 pasará semanas o meses analizando determinadas zonas y solo entonces se decidirá si dejar las muestras para el siguiente rover en función de su interés. De esta manera la misión de la sonda de 2028 será mucho más sencilla. Además, los científicos tendrán años entre misión y misión para pensar qué muestras son las prioritarias.

Pedro RodriguezPedro Rodriguez

Me gustaria que una mision tripulada, pisara el suelo marciano antes del 2033,pues se resolverian muchas incognita y a la larga saldria mas economico,me imagino que la nasa y otras organizaciones estarian interesados en comenzar la terraformacion de marte,es importante para nuestra especie tener otro lugar donde ir en caso de una catastrofe en nuestro planeta,tambien marte como la luna, seria un lugar apropiado para desviar un asteroide o cometa que se dirija a la tierra.No creo que el dinero sea un obtaculo,pues en realidad que harian con el dinero si pasara un cataclismo en nuestro bello planeta.

Daniel Marín

Piensa que el proceso de selección de muestras no es trivial. El rover de 2020 pasará semanas o meses analizando determinadas zonas y solo entonces se decidirá si dejar las muestras para el siguiente rover en función de su interés. De esta manera la misión de la sonda de 2028 será mucho más sencilla. Además, los científicos tendrán años entre misión y misión para pensar qué muestras son las prioritarias.

JimmyMurdokJimmyMurdok

Buen artículo. Solo una cosa no me queda clara. ¿Qué ventaja tiene dejar las muestras esparcidas en lugar de mantenerlas juntas? A priori parece que solo complica la cosa. De hecho estableciendo un estandar para transferir las muestras se podrían ahorrar un rover…

Jose PJose P

Daniel, se sabe cuando vamos a tener alguna novedad de MOM y MAVEN? Todavía no salió nada acerca del misterioso gas metano en la atmósfera de Marte? Lo último que escuché al respecto fue cuando Curiosity detectó algunas trazas esporádicas el año pasado.
Saludos!

José PJosé P

Que pena. Me resulta evidente que los Indios ya tienen que contar con algo. Como mínimo con resultados negativos. Por otro lado, Curiosity debe seguir analizando la atmósfera con SAM, sobre todo después de los últimos descubrimientos.
Espero que no estén especulando con quién publica primero, porque con los datos de uno, mas los propios, se pueden llegar a conclusiones precisas y contundentes. Será el caso que en esta oportunidad publicar segundo se mejor?

CarlosCarlos

Es idea mía o los de la NASA como que siempre escojen las misiones más caras y cómplicadas. No sería mejor y mas fasil que el rover del 2020 aterrize en un punto A. Determinado de marte y que se desplaze asta un punto B a donde aterrizaría la zonda que retornaría las muestras a la tierra y se las entregue. Y que la zonda de retorno pueda recojer sus propias muestras en la zona B en caso de que el rover no pueda llegar asta ella. Por algúna situación. No se si es una tontería pero me parese una obcion mas factible.

Javier PergaJavier Perga

Por favor, te pido por el bien de tu idioma y el de tu credibilidad, ya que no sabes las reglas alfabéticas, que pases tus textos por un editor y que te los corrija los errores brutales que tienes escribiendo. Le va a sangrar los ojos a mas de uno.

JuanchoJuancho

fasil, desplaze, asta, zonda…. joder, la verdad es que tiene mucho mérido escribir tan mal. Yo no podría ni a propósito.

Oscar GarciaOscar Garcia

Me parece una misión supercomplicada. Creo que no nos damos cuenta de lo complicado que es traer muestras de Marte. Marte es un cuerpo grande, con cierta gravedad y una pequeña atmósfera.

¿Porqué no mejor una misión tipo Cassini a Neptuno?

AntonioAntonio

¿Por qué no mejor una misión tripulada? No habría que trasladar muestras ni ostias.

pochimaxpochimax

Porque este método es muchísimo más barato. De hecho, es factible en una década con el presupuesto NASA actual. El viaje tripulado no lo es.

JoseJose

Tiene logica. El primer rover selecciona. Y estudia las mejores muestra y el segundo las recoge y las manda de vuelta. El primer rover es cientifico y el segundo un simple camionero transportista.

Si fueramoscapaces de mandar rovers de 3 o 5 toneladas a marte no habria este problema. Pero al poder mandar solo 1 tonelada hay q conformarse con este sistema.

PhobosPhobos

¿No es más sencillo enviar un Rover-Laboratorio dedicado exclusivamente a analizar muestras?

Si lo hacen para esta misión concreta, entiendo que ahorrarían peso en muchos instrumentos dedicados anteriormente. Se trata de buscar indicios de vida, y no de buscar grandes panorámicas ni instrumentes avanzados recurrentes de otras misiones anteriores.

Un saludo.

sebafsebaf

Bueno, Curiosity ES un rover laboratorio, y Curiosity 2.0 también lo será, pero como se ha dicho otras veces, nunca se podrá comparar con las capacidades de un laboratorio en la tierra, lo cual es imposible de enviar a Marte hoy en día.

PhobosPhobos

Oki, entiendo… tan sólo que a veces parece más apropiado arriesgar en misiones con destinos y finalidades concretas, pues a Marte lo empezamos a conocer, y si bien una misión tripulada hacia allí es imposible hoy en día, creo que la especialización de las misiones nos daría mayor conocimiento. Parece demasiado complejo traer rocas desde su superficie, más allá de los meteoros que ya disponemos. Un saludo

JordiJordi

Lanzamientos en 2020, 2024 y 2028… no sería posible acortar estos intervalos, o incluso lanzar el rover recoge muestras y el orbitador en la misma ventana de lanzamiento?

FERNANDO GENERALEFERNANDO GENERALE

Seria mucho mas practico que la NASA cancelara cuanto antes el SLS y podíamos tener las muertas de marte mucho antes pero claro hay que darle de morfar al plutocracia yanki
:(

JoseJose

Sin sls no habran vuelos tripulados a la luna y marte en decadas…. X no hablar de los futuros rovers q se podrian mandar… Ya casi tienen su dichoso cohetito. Dejemosles acabarlo. Y ver que futuros proyectos nos sorprenden

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Es el congreso y no la NASA quien manda. Obama ya lo canceló y le obligaron a ponerlo en marcha de nuevo.
A estas alturas ya no se si quiero que lo cancelen o darle cancha a ver que posibilidades ofrece, pero es que el precio a pagar…

Daniel CamachoDaniel Camacho

Veran que al final el SLS terminara mandando ambas sondas en 2024 y tendremos las muestras el siguiente año. ¿Porque digo esto? Bueno, sencillo. Tres razones. La primera: Marte esta recibiendo demasiada atencion publica. La NASA necesita una razon de existir en estos tiempos y la mejor que tiene es Marte, dudo mucho que le quiera decir a los americanos que su mision de 2020 va a tener sus frutos hasta trece años despues. Segunda: El SLS necesita misiones para mantener su razon de existir. Y si en los siguientes dos años se amarra por fin a Europa Clipper tendra casi en la bolsa a MSR, asi lo pelearan tanto sus ingenieros como la misma cupula de la NASA. Y tercera: Es altamente probable que el siguiente presidente de Estados Unidos sea un democrata. Barack Obama esta luchando por dejar un legado. Cual quiera que este sea. Esta tomando todas las opciones de las que dispone. Ambiental, seguridad nacional, relaciones exteriores, y no olvidemos la NASA, si a esa misma que castigo en 2010 ahora la quiere utilizar para terminar bien sus ocho años de mandato. Si logra convencer al americano que fue un buen gobernante entonces el americano votara por un democrata. ¿Que hara este democrata?. Bueno, al tener el respaldo del presidente saliente tendra que impulsar lo que ha estado haciendo Obama en la politica espacial y la NASA por ende. Que tenemos entonces. Bueno un panorama en el que pintan buenos años para la exploracion de Marte al menos. No esperen aterrizar en Mercurio, u orbitar Pluton, navegar en Titan o perforar Europa. Pero si tener muestras marcianas en 2025.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Discrepo. Si puedes mandar el MSR en un Atlas V (o equivalente) no te lías a usar el SLS que puedes utilizar para ir a Europa rápido, hacer chuladas tripuladas o poner una mini estación cerca de la Luna… para estas fechas con suerte hasta tienen un lunar lander basado en los super draco.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Pero entonces en tu propuesta el SLS, se encarga de mandar todo el conjunto: el aterrizador con el rover para recoger muestras y el minicohete a cuestas para devolverlas dejando un módulo orbitando a la espera para para mandarlas a la tierra… en cualquier caso el segundo rover va a necesitar bastante tiempo, en el mejor de los casos se recogen y mandan en menos de 2 años, se lanzan y un orbitador que lleva 2 años y 6 meses en el espacio y se encarga de devolverlas en 2026… no digo que no se pueda hacer, pero se puedes hacer lo mismo con dos Atlas V/Vulcan en 2024 y 2026 y sigue saliendo más barato. Además me da la impresión de que el rover de 2020 va a necesitar bastantes años para recoger todas las muestras y es esto lo que retrasa todo el proyecto.

Daniel CamachoDaniel Camacho

Claaaaaro que los que impulsan esta mision estan dando estas fechas. No quieren sufrir la misma decepción que los ingenieros de JEO XD. En fin en dos años saldremos de dudas.

JoaquinJoaquin

Como dice Dani,traer muestras de Marte es un autentico rompecabezas. Todos soñamos con misiones tripuladas a Marte pero antes habrá que mandar misiones no tripuladas para tantear el terreno, que ademas son más baratas.Lo importante es que el sueño de llegar a Marte siga vivo porque hemos pasado unos años muy malos para la exploración espacial debido a la crisis.

joseluisujoseluisu

Un plan ambicioso, desde luego, sobretodo por la necesidad de una perfecta coordinación. Previsto en varias etapas, encierra riesgos de que alguno de los elementos involucrados padezca un fallo catastrófico, arruinando el conjunto de la operación. Los horizontes temporales de las distintas misiones están alejados del presente, pero supongo que eso no constituye un problema para la NASA, dado que su objetivo primordial lo constituye su propia supervivencia, por lo que cuanto mayores sean las expectativas creadas en mayor medida se conseguirá esa pretensión. Me hubiera gustado más que un rover, tipo Curiosity, dispusiese de un perforador de superficie para adentrarse en zonas escogidas, tales como las que muestran trazas de corrientes de agua recientes, debidas a probables salmueras.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

A mi también me molaría, pero la NASA es algo contradictoria: se buscan señales de vida pero se evitan los mejores sitios para no contaminar. En el artículo del otro día:
http://danielmarin.naukas.com/2015/0...ano-de-2020
“el rover debe evitar las llamadas líneas recurrentes en pendiente (RSL), es decir, aquellas zonas por las que corre agua líquida sobre la superficie de tanto en tanto. Igualmente, no puede aterrizar en las regiones con hielo a menos de cinco metros de la superficie”

AgüimenseAgüimense

A mi me preocupa más lo que ha nosotros nos puedan contaminar ésas muestras, que lo poco que nosotros podamos contaminar en Marte. Tengan en cuenta que de existir vida allí microbiana o lo que sea, debe ser muy resistente. A ver si, cuando lleguen ésas muestras nos van a comer por las patas parriba. Un saludo.

IvánIván

Hace tiempo ví un arma que utilizaban los navios para lanzar proyetiles de 1 o 2 kg de masa a velocidades de vertigo, mediante aceleración magnética. Son tan potentes que atravesaban el casco de un barco a pesar de no llevar explosivo, porque la energía cinética que adquieren esincreíble, hablamos de velocidades mach10, incluso podrían poner un proyectil en orbita, o eso había leído.
Para el vehículo encargado de enviar las muetras al SRO una versión mini de un aparato de éstos creo que podría ser factible.El gran consumo enegético que se debería ir almacenando en condensadores hasta que esten listos para el lanzamiento sería el mayor problema, pero despues son todo ventajas. No creo que vayan a traer muestras muy pesadas, y unos pocos gramos de muestra en una cápsula metálica y sellada, que en total pese un cuarto de kg, sería más facil de poner en órbita y que el SRO las tome después. Además el rover equipado con el cañon electromagnétco podría llevar varias cápssulas en las que meter muestras, y hacer varios lanzamientos, siempre que los paneles le permitan recargar las baterias y los condensadores para el cañon.
Alguién sabría decirme qué velocidad debe adquirir un proyectil de unos 250gr para ponerse en órbita marciana? Allí la gravedad es mucho menor, de 3,7 m/s^2

apalankatorapalankator

A mí me parece muy buena idea,si es factible recoger las muestras una vez en órbita, claro.
Este concepto se podría utilizar para la recogida de muestras en algunos satélites más alejados del Sol, pero con mucha menos gravedad.

Jimmy MurdokJimmy Murdok

Necesitas espacio para acelerar “con calma” y no cargarte los sistemas de control que te harán para entrar en órbita, hay que ajustar la dirección horizontalmente para entrar en órbita y luego acoplarse con la nave de retorno. Lo que dices es más o menos viable en Marte, pero te hacen falta grandes distancias para acelerar y ahora mismo solo se puede aterrizar una tonelada. Es más sencillo con un cohete encima de una plataforma de una tonelada.

Rengel

Los nuevos ingefnieros de la NASA no entiendne que entre mas complicado es algo ams porsibilidades de triunfar y menos posibilidad de conseguir presupeusto. YA me estoy empezando a resignar a que EEUU no traiga muestras de Marte y mucho menos un amision tripulada mientras yo viva, y pretendo pasar los 100 años y apenas tengo 35.

Jose L.Jose L.

Saludos Daniel, gracias por tu blog. Quisiera hacerte una pregunta, yo al igual que (supongo) la mayoría aquí sueño con estar vivo el día (si es que llega) en que el hombre confirme la existencia de vida fuera de nuestro planeta. Pero, realmente me inquieta saber, con todos los datos que nos han suministrado las diferentes misiones a Marte, es posible saber cuáles son las probabilidades reales de encontrar vida o pruebas de que existió en ese planeta?

Jose L.Jose L.

Gracias por el aporte Pedro, veo que también tienes un blog interesante, un gran artículo

AgüimenseAgüimense

Muy interesante. Pero he notado que hay cierto miedo de que si hay vida en marte acabemos con ella. Vamos a darle la vuelta a la tortilla. Yo creo que si hay vida en marte serán organismos fuertísimos adaptados a vivir en ésas condiciones extremas. El miedo lo debemos tener los seres humanos cuando lleguemos allí. Un saludo.

YAGYAG

¡Jajaj! Yo no soy Pedro, aunque me guste mucho esa página y por eso la recomiende con tanta vehemencia. Y tienes toda la razón, Agüimense, los más adaptados a Marte son los organismos marcianos (de existir, que seguramente sí). Y aunque la ciencia es mucho más rápida que la evolución biológica, también es un medio de adaptación fundamentalmente consciente, así que no extinguiremos nada si no queremos. Está en nuestra mano.
En el corto plazo, cuando aún estamos en pañales científicamente (para establecernos en Marte), es ilógico plantear la extinción de la vida local.

danidani

igual es un poco off topic pero he empezado a ver la serie de 4 capitulos Space Race que narra los inicios de la carrera espacial. Es una serie de la BBC. Supongo que a los espaciotrastornados os gustará

jose-londonjose-london

Hay una cosa que me intriga, si las muestras son para analizar propiedades físico-químicas, todavía vale…pero si quieren seguir buscando trazas de vida aquí en la Tierra, han pensado que los ‘canisters’ deben mantener las condiciones de presión, temperatura, humedad, etc..para que las posibles bacterias no sucumban al viaje de Marte a la Tierra?

Francisco GalueFrancisco Galue

Me gustaría comparar cuanto saldría una misión tripulada a Marte en comparación a esta propuesta de traer muestras de Marte a la Tierra.

Robert Zubrin había planteado en los 90 la idea de “Marte Directo” en donde los astronautas en Marte pudieran descender en el Planeta Rojo y sintetizar mediante los compuestos de la atmosfera marciana el combustible necesario para regresar a la Tierra. En teoría esto pudiera permitir un ahorro considerable de peso y costos de la misión. Como globo de ensayo, se había propuesto enviar una sonda de recogida de muestras con esto concepto. De esta forma pudiera recoger kilos de muestras en vez de gramos.

AntonioAntonio

Es fácil de encontrar su presupuesto para Marte Directo. Para cinco misiones de cuatro astronautas cada una: unos 30.000 millones de dólares si lo hace la NASA, unos 5.000-6.000 si se hace de forma totalmente privada en EE.UU. y unos 3.000-4.000 para lo mismo en Rusia.

Jose L.Jose L.

Que pasaría si en lugar de seguir buscando vida en Marte (que lo más probable es que no existe y que nunca haya existido) enviamos cápsulas que depositen en diferente áreas del planeta colonias de miles de osos de agua y millones de bacterias extremofilas de las más campeonas que tenemos. Suena a científico loco lo se, pero me negarian que sería algo interesante?

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