Misiones europeas a Marte para la próxima década

Aunque menos popular que el de la NASA, la agencia espacial europea (ESA) mantiene un programa de exploración de Marte cada vez más ambicioso. Después del éxito de la sonda Mars Express, la primera nave europea que ha estudiado el planeta rojo, los próximos años Europa enviará el orbitador ExoMars Trace Gas Orbiter y el rover ExoMars 2018 (esta última misión probablemente se aplace a 2020). Pero, ¿cuáles son los planes de Europa para explorar Marte durante la próxima década?

Diseño original de la misión PHOOTPRINT para traer muestras de Fobos a la Tierra (ESA).
Diseño original de la misión PHOOTPRINT para traer muestras de Fobos a la Tierra (ESA).

Aunque todavía no está nada decidido, la ESA mantiene varias opciones de misiones dentro del marco del MREP (Mars Robotic Exploration Preparation Programme). Hace unos tres años ya vimos que las candidatas principales en este programa eran las misiones PHOOTPRINT e INSPIRE, una tendencia que se ha mantenido hasta ahora.

PHOOTPRINT

PHOOTPRINT (Phobos Sample Return) es una versión europea de la fracasada misión Fobos-Grunt rusa para traer a la Tierra muestras de Fobos, la mayor luna de Marte, y por el momento es la misión candidata mejor situada para convertirse en la siguiente sonda marciana de la ESA. Su origen se remonta al intenso periodo de cooperación con la agencia espacial rusa Roscosmos impulsado por el anterior jefe de la ESA Jean-Jaques Dordain después de que la NASA dejase plantada a Europa en el programa ExoMars.

Diseño de Airbus Defence and Space para la misión PHOOTPRINT (ESA/Airbus).
Diseño de Airbus Defence and Space para la misión PHOOTPRINT (ESA/Airbus).
Diseño de Thales Alenia para PHOOTPRINT (ESA/TAS).
Diseño de Thales Alenia para PHOOTPRINT (ESA/TAS).

Inicialmente planeada para 2022, la misión se ha aplazado ahora a 2024 -recordemos que las ventanas de lanzamiento a Marte tienen lugar cada dos años más o menos- y sigue manteniendo opciones de colaboración con Rusia. El clima político internacional no es que favorezca este tipo de misiones conjuntas precisamente, pero esa es otra historia. De forma idéntica a la misión Fobos-Grunt, PHOOTPRINT es una sonda dividida en tres partes: un módulo de propulsión (PM, Propulsion Module), un módulo de aterrizaje en Fobos (LM, Lander Module) y un módulo de retorno a la Tierra que incluye la cápsula con las muestras (ERV, Earth Return Vehicle y ERC, Earth Return Capsule).

Esquema de la misión PHOOTPRINT (ESA).
Esquema de la misión PHOOTPRINT (ESA).

La ESA mantiene tres opciones de diseño para PHOOTPRINT. En la primera, Rusia se encargaría de la fabricación del módulo PM -que estaría basado en la etapa Fregat, como la Fobos-Grunt- y del módulo ERV. El resto de elementos, incluyendo la cápsula, se fabricarían en Europa. En caso de que el presupuesto disponible no sea suficiente, la segunda opción incorporaría un mayor número de elementos rusos, lo que convertiría la misión en una especie de Fobos-Grunt 2.0 -o Boomerang, como la llaman ahora en Rusia-. Por último, la tercera opción sería una misión totalmente europea, una posibilidad muy remota dado el presupuesto del que dispone la ESA para la exploración de Marte. Para las dos primeras opciones el lanzador elegido sería el Protón ruso, mientras que en el último caso la sonda se lanzaría mediante un cohete europeo Ariane 5 o Ariane 6.

Opciones de colaboración con Rusia que se barajan actualmente para PHOOTPRINT (ESA).
Opciones de colaboración con Rusia que se barajan actualmente para PHOOTPRINT (ESA).

PHOOTPRINT tendría una duración total de tres años e incluiría unos 35 kg de instrumentos científicos. La sonda tardaría once meses en viajar hasta Marte, donde se situaría en una órbita circular de 6500 kilómetros. Tras pasar entre nueve meses y un año alrededor de Fobos para elegir un lugar de aterrizaje, el módulo PM se separaría de la sonda y esta descendería sobre la luna marciana. Allí usaría un brazo robot de dos metros para recoger las muestras que se introducirían en la cápsula. Durante el proceso se encenderían los motores del módulo ERV para evitar que la nave rebote en la baja gravedad de Fobos (de 0,002 a 0,008 g dependiendo de la zona). Después de pasar varios días en la superficie de Fobos, el módulo ERV despegaría en 2026 con unos cien gramos de muestras, dejando atrás el módulo de aterrizaje. El viaje de regreso duraría ocho meses y en 2027 la cápsula con las muestras reentraría en la atmósfera terrestre a 12 km/s para llevar a cabo un aterrizaje en Kazajistán o Australia.

Diseños para la cápsula de retorno de muestras de Fobos (ESA).
Diseños para la cápsula de retorno de muestras de Fobos (ESA).

A priori PHOOTPRINT tiene todas las papeletas para ser aprobada. Sería además un magnífico ensayo de las tecnologías asociadas con una misión de retorno de muestras de Marte (MSR), una de las misiones prioritarias de la NASA. Lamentablemente, la cooperación rusa se ha convertido en un escollo por culpa de las enormes presiones políticas del otro lado del Atlántico para que la ESA cancele o limite sus contactos con Rusia. Por otro lado, la ESA lo tiene muy difícil para desarrollar esta misión en solitario y la NASA no ha mostrado un interés excesivo en esta sonda. En definitiva, el futuro de PHOOTPRINT depende de cómo se desarrolle el conflicto en Ucrania y de las relaciones entre Rusia y Occidente durante los próximos años. Como en los mejores años de la Guerra Fría, vamos.

Diseño original de PHOOTPRINT (ESA).
Uno de los diseños originales de PHOOTPRINT (ESA).

INSPIRE

Si PHOOTPRINT es la reencarnación europea de Fobos-Grunt, INSPIRE (Mars Network Science Mission) es similar a la antigua propuesta de misión rusa Mars-Net y consiste en una nave con tres sondas de superficie para investigar la estructura interior de Marte. Si es aprobada, INSPIRE despegaría desde la Guayana Francesa en 2026 o 2028 -originalmente estaba previsto 2024, pero es imposible que la ESA lleve a cabo dos misiones marcianas al mismo tiempo- mediante un cohete Soyuz-Fregat. La sonda sería puesta en una trayectoria de escape directa o pasaría primero por una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). En ambos casos emplearía un motor de 1,1 kN de empuje denominado MREP High Thrust Engine para salir del pozo gravitatorio terrestre.

Diseño de Airbus para la misión INSPIRE. Se aprecian las tres cápsulas de los aterrizadores (ESA/Airbus).
Diseño de Airbus para la misión INSPIRE. Se aprecian las tres cápsulas de los aterrizadores (ESA/Airbus).
Misión INSPIRE (ESA).
Misión INSPIRE para estudiar el interior de Marte (ESA).

La nave tardaría entre 7 y 18 meses en llegar a Marte. En las cercanías del planeta rojo se desprenderían las tres sondas, que entrarían directamente en la atmósfera marciana. La primera sonda se separaría 11,5 días antes de alcanzar Marte y la última 5,5 días antes. El bus con las sondas encendería su motor para evitar chocar con el planeta y de este modo impedir que pueda ser contaminado con microorganismos terrestres. Las tres sondas usarían paracaídas, airbags y un pequeño cohete de combustible sólido para aterrizar suavemente. Los tres aterrizadores tendrían un diseño no muy diferente de la fracasada sonda británica Beagle 2 y dispondrían de cámaras a color, un taladro y estaciones meteorológicas, aunque su instrumento principal sería el sismómetro SEIS, idéntico al de la sonda InSight de la NASA. Gracias a este instrumento, las tres sondas formarían una red que permitiría estudiar el interior del planeta rojo en tres dimensiones durante un año marciano con una resolución y sensibilidad muy superior al de la misión InSight.

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Diseños estudiados para INSPIRE. A la izquierda, el diseño de Airbus y a la derecha el de Thales Alenia Space (ESA).
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Evolución en el diseño de INSPIRE (ESA).

INSPIRE tendría una masa al lanzamiento de unas dos toneladas (600 kg en seco) y usaría un cohete Soyuz-Fregat. Cada cápsula de aterrizaje tendría un diámetro de dos metros (inicialmente era de 1,15 metros) y una masa de 400 kg. La masa de cada sonda una vez en la superficie marciana sería de unos 130 kg. Cada sonda tendría una forma circular de 1,1 metros de diámetro y 0,5 metros de alto y dispondría de varios paneles solares desplegables. La precisión del aterrizaje no sería muy grande, con un error de unos cien kilómetros, pero sería más que suficiente para llevar a cabo la misión. La zona de aterrizaje más prometedora para las tres sondas es la región de Elysium, una planicie volcánica sin variaciones de relieve significativas que puedan poner en peligro la misión.

Secuencia de descenso de los aterrizadores (ESA).
Secuencia de descenso de los aterrizadores de INSPIRE (ESA).
Diseño de Airbus para los aterrizadores (ESA).
Diseño de Airbus para los aterrizadores (ESA).
Zonas de aterrizaje de las sondas de superficie (ESA).
Zonas de aterrizaje de las sondas de superficie (ESA).

Mars Precision Lander (MPL)

La siguiente propuesta de misión marciana es MPL (Mars Precision Lander) que podría despegar entre 2026 y 2028 con un Soyuz-Fregat. Como su nombre indica, el objetivo principal de esta sonda es aterrizar en Marte con una precisión superior a los diez kilómetros y desplegar un pequeño rover de 100 kg capaz de recorrer más de 170 metros por sol (un día marciano). La cápsula contaría con un sistema de control activo durante la entrada atmosférica como el de Curiosity o el del rover de la NASA de 2020 para aumentar la precisión de la trayectoria de descenso. La masa depositada en la superficie del planeta rojo sería de 300 kg.

Mars Precision Lander (ESA).
Mars Precision Lander (ESA).

El objetivo de esta misión no está muy claro aún, pero evidentemente la ESA aspira a que pueda convertirse en un elemento de la misión MSR de la NASA para retorno de muestras. En este caso el rover europeo se encargaría de recoger las muestras que irá dejando a su paso el rover de 2020 y las llevaría hasta otra sonda para devolverlas a la Tierra. O lo que es lo mismo, MPL solamente saldría adelante dentro de un nuevo marco de colaboración con la NASA.

Diseño preliminar del rover MPL (ESA).
Diseño preliminar del rover MPL (ESA).
Diseño original de la cápsula MPL (ESA).
Diseño original de 2011 de la cápsula MPL (ESA).

MarsFAST

Poco se sabe de esta misión, salvo que se trata de un estudio reciente de misión conjunta entre la ESA y la NASA para enviar una sonda a la superficie marciana usando el sistema de descenso Skycrane empleado en Curiosity y el rover de 2020. La ESA contribuiría con un rover de 156 kg capaz de desplazarse unos 290 metros por sol. La misión primaria tendría una duración de 180 soles y su objetivo sería servir de banco de pruebas para la misión MSR o bien directamente recoger las muestras del rover de 2020 para ser enviadas a la Tierra por un lanzador que debería llegar en otra misión posterior. El resto de la masa puesta en la superficie incluiría varios instrumentos científicos estáticos y/o una carga útil relacionada con la misión MSR. Ni que decir tiene, esta sonda es incompatible con MPL, así que su futuro dependerá del grado de colaboración entre la NASA y la ESA y, en concreto, el desarrollo de la misión MSR.

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Propuesta de misión MarsFAST entre la NASA y la ESA para enviar una sonda a Marte con el sistema Skycrane. El rover sería contribución de la ESA (ESA).
MarsFAST emplearía el sistema Skycrane de Curiosity, pero pondría en la superficie una plataforma estática (ESA).
MarsFAST emplearía el sistema Skycrane de Curiosity, pero pondría en la superficie una plataforma estática (ESA).

MSR-Orbiter

Esta es otra propuesta que entraría dentro de las misiones de retorno de muestras MSR de la NASA, por lo que para su realización sería imprescindible un acuerdo entre las dos agencias espaciales. No obstante, la ESA ya llevó a cabo varios estudios relacionados con esta misión en 2011 y antes de que la NASA abandonase el programa ExoMars. El orbitador MSR (MSR-O) sería el encargado de recoger en órbita marciana la cápsula con las muestras de superficie previamente situada en órbita por un lanzador MAV de la NASA. A continuación las introduciría en una cápsula con escudo térmico y pondría rumbo a la Tierra. Con el fin de permitir un viaje de ida y vuelta a Marte, MSR-O debería emplear propulsión iónica o un módulo de propulsión independiente que serviría para colocar la sonda en órbita marciana.

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Orbitador MSR-O para traer a la Tierra las muestras marcianas. Diseño de 2011 (ESA).
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MSR-O para traer las muestras de la superficie de Marte a la Tierra (ESA).

Como vemos, a la agencia espacial europea no le faltan ideas para estudiar Marte. Del mismo modo, resulta más que evidente el acercamiento de la ESA a la NASA a raíz del empeoramiento de las relaciones con Rusia en los últimos años. Si finalmente las dos agencias deciden colaborar en la misión MSR, esperemos que al menos la NASA no vuelva a dejar a Europa en la estacada.


23 Comentarios

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Daniel FernandesDaniel Fernandes

La única pregunta que tengo es… Daniel, ¿cual es tu opinión?

Me gustaría conocerla si no es molestia.

Daniel Marín

Mi opinión es que el programa espacial de la ESA depende de las relaciones entre EEUU y Rusia. Europa no puede -ni al parecer quiere- crear un programa realmente independiente que realmente satisfaga sus intereses. Una pena.

Jose L.Jose L.

Se que mi comentario se va algo fuera de tema, pero me pregunto qué pasaría si en lugar de seguir buscando vida en Marte (que es probable que no exista 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 para un ambiente similar. Suena a científico loco lo se, pero me negarian que sería algo interesante?

AndrónicoAndrónico

Por la razón de que no se ha demostrado que no haya vida. Han posibilidades de que exista y misterio del metano y como se distribuye irregularmente como ha demostrado Curiosity hace que la prudencia tenga que ser extrema, absoluta

MarceloMarcelo

¿Quién dice que no es probable que haya vida y más aún, que nunca existió?
Recién empezamos a explorar.

JofaserimonJofaserimon

¿Y para qué quieres transformar el planeta en vez de conservarlo tal y como está? Creo que es mejor idea adaptarse al planeta, que adaptar el planeta a unos futuros colonizadores.

Respecto al tema, creo que se están centrando demasiado en Marte, y dejando al resto del sistema solar casi “abandonado”. Y más porque hay misiones entre las diferentes agencias espaciales que dan la impresión de ser muy parecidas, como si se “copiasen”.

VicentaVicenta

¡Qué locura! Estamos haciendo planes para 2026, 2028, … ¿Cuántos políticos tendrán que pasar todavía hasta esas fechas que querrán dejar su huella y que no será la misma que la de los actuales? y, ¿cuántos lectores ya no estarán para leerlo?
Lo que quiero decir es que resulta desesperante el “gota a gota” con el que se espera conseguir algún conocimiento en el “espacio” o en “ciencia”y que diferente sería en una sociedad racional donde miles de millones de euros o de dólares, no se tirasen en “agujeros financieros” y en corruptelas políticas.

JimmyMurdokJimmyMurdok

El problema es el poco interés de la sociedad por el espacio. Muchísima gente no tiene ni idea de que tenemos una estación espacial orbitando, de las sondas que llegan a la superficie de los planetas… el interés del espacio tira en gran medida de epopeyas como llegar a la luna, la ISS, los satélites o las sondas generan poco hype y por lo tanto los políticos destinan un porcentaje muy justito. La política de comunicación de las agencias espaciales públicas con los logros de estas, son el caballo que tira del carro de su presupuesto.

ToroydToroyd

No seáis pesimistas… los próximos años van a ser de lo más excitante…

2016: Exomars, Insight, Juno llega a Júpiter, Bepi Colombo, datos de la New Horizons
2017: Solar Orbiter, Cheops
2018: Exomars, lanzamiento del James Webb, Tests de la Orion en órbita Lunar

Y los años siguientes tendremos misiones a Júpiter y sus lunas, varios telescopios de nueva generación, los nuevos objetivos de las cápsulas Orion y el SLS, más todo lo que hagan los rusos y los asiáticos.

Jose Manuel MárquezJose Manuel Márquez

La Bepi Colombo se retrasa a 2017 y la Exomars 2018 segun parece a 2020.
Por cierto, me pregunto que diferencia puede haber entre la Bepi Colombo y la Messenger. Parecen una repeticion de objetivos. Poca atencion, por otra parte, se le ha dado a la Bepi en este blog.

Oscar GarciaOscar Garcia

Que cansinos con Marte, ¿En qué quedó aquel telescopio en GEO para hacer exposiciones muy largas que se iba a hacer con Rusia?

joseluisujoseluisu

La principal premisa que sustenta las futuras misiones a Marte es la expectativa de la existencia de vida, tanto actual como pasada. Con cada rover nos acercamos más a esa posible evidencia, si bien no ha podido demostrarse nada en ese sentido, muy a nuestro pesar. La exploración de superficie ha confirmado la presencia de agua anterior, tanto por orografía del terreno como por análisis químico. Pienso que la esperanza última se encuentra en el subsuelo, donde tal vez pudiera persistir vida a nivel bacteriano. Por ello, y de acuerdo con mi opinión, las futuras misiones deberían enfocar el objetivo en ese sentido. Más precisas, más decididas. Menos repetitivas.

GermánGermán

Tal vez suceda tal y como lo contó el libro “Marte Rojo”, que aún habiendo colonos allí, se cansaron de buscar pruebas de vida, y al final llevaron vida de la Tierra.
En Marte parece siempre lo mismo: nos vamos a cansar de enviar rovers y a lo mejor no encontraremos nada. Entonces esperaremos a los colonos, ¿y si así y todo alguna vez se envía alguno y no encuentran rastros de vida que va a pasar, seguirán siempre esperando?
Alguna vez alguien va a tener que tomar una decisión al respecto.

VicentaVicenta

A veces pienso si existe algún interés que se desconoce para poder comprender el goteo repetitivo de misiones a Marte para explorar una pequeña zona y una imprecisa cualidad del planeta. Claro, ya se han enviado tantas que con el tiempo lo explorado ya tiene una relevancia.
La pregunta es, ¿en lugar de tanto “goteo”, no es posible para las agencias espaciales enviar naves grandes con múltiples robots, tanto terrestres como atmósfericos, que se desplegarn al llegar a la atmósfera marciana y se realizaran exploraciones mucho más completas y con sentido y que optimizaran cada uno de los costosos viajes al “planeta rojo”.

Charon101Charon101

Las misiones actualmente están lo más optimizadas posibles y los datos que recaban son estudiados durante años por científicos de todo el planeta. Además, los costos de enviar un rover como el Curiosity se reparte en los años de estudio y desarrollo.
A falta de super lanzador, para poder enviar un super-rover (2 veces el tamaño del Curiosity) es impensable y si lo hubiera, sería casi prohibitivo el coste.

En cuanto a sondas futuras, no sé, creo que hemos llegado a un punto que será difícil de superar. Estos últimos años han sido magníficos y salvo que ESA, JAXA, CNSA y Roscosmos se pongan las pilas, viviremos el fin de las que aún operan y las que faltan por llegar, para pasar a una etapa donde la observación y el estudio de planetas extrasolares cada vez irá tomando mayor importancia y recursos. Otra cosa será disponer de los superlanzadores pronto y recursos para misiones para ellos. Entonces se podrá dar un “salto” en cuanto a capacidades de las sondas y posibilidades de acortar tiempos de viaje y vida de las mismas,

VicentaVicenta

Pues la impresión que da es que las agencias que envían sondas a Marte han encontrado un “modus vivendi”, que no aporta gran cosa, y que ha sido aceptado por las correspondientes instituciones políticas porque no tienen mucho que decir. De lo que se trata es que de una vez por todas en algún lugar se planteen retos científicos y tecnológicos que aporten verdaderas novedades y nos dejemos ya de tanta repetición. Al final todo acabará por inanición.

JoaquinJoaquin

Muy interesante artículo Dani.Esta claro que mientras no haya voluntad política(y por lo tanto dinero)para misiones tripuladas se seguirán mandando misiones roboticas a Marte.Si se llegó a la Luna en tan corto espacio de tiempo fue por la tremenda rivalidad entre EE.UU y la U.R.S.S y ahora está rivalidad no existe y por lo tanto no es rentable mandar misiones tripuladas pero por otro lado los avances en la robotica han sido enormes yo creo que todavia nos pueden dar muchas sorpresas.No olvidemos que antes de pisar la Luna se mandaron docenas de sondas hasta cartografiarla hasta el último detalle y creo que esto pasará con Marte hasta que se decida mandar una misión tripulada que espero estar vivo para verlo.

MiguelMiguel

Desde luego va a cuentagotas ,y los plazos de las misiones largisimos y eso que no haya mas retrasos.
Aparte de lo cuesta mandar una sonda que con el poco interes politico y poco conocimiento a pie de
calle se hace poco atractivo y se destinan pocos fondos.Aparte Marte sigue siendo el objetivo mas
accesible para nosotros por distancia y caracteristicas se deberia incrementar las misiones sobre el,
estudiar si ha habido vida, y preparar el terreno para una mision tripulada.De todas formas lo de el
proyecto privado de Mars One tambien parece un fracaso y no se si al final se hara algo.

joseluisujoseluisu

Tal vez pecamos de impaciencia, pero lo cierto es que no se advierten avances significativos derivados del trabajo de las sucesivas sondas de superficie, si tomamos como referente, por ejemplo, la misión de la Phoenix, en 2008. Su vida útil alcanzó los 6 meses. Contaba con un perforador, adaptado a su brazo robótico, capaz de penetrar hasta medio metro en el subsuelo marciano. Tras una capa de 4 centímetros de polvo, detectó hielo de agua.
La NASA ha colaborado con iniciativas de diversas universidades en el estudio del permafrost del hemisferio norte terrestre, en cuanto a la presencia de bacterias en el mismo. No es extrapolable esa actividad a Marte? Supongo que sí. La ausencia de evidencias de microorganismos en el hielo marciano es bastante desalentadora, puesto que medios para su análisis han existido y existen, pero los resultados no llegan.

FERNANDO GENERALEFERNANDO GENERALE

A mi simple mente me gustaría que la astrofisica y la exobiologia estuvieran tan de moda comolo están las neuro ciencias.

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