Novedades con MMX, la sonda japonesa que debe traer a la Tierra muestras de Fobos

El año pasado supimos que Japón estaba estudiando seriamente la posibilidad de mandar una sonda para traer muestras a la Tierra de Fobos, la mayor luna de Marte. La sonda, conocida como MMX (Martian Moons eXploration) o 火星衛星探査機 (Kasei Eisei Tansaki en japonés), sigue adelante y hay novedades con el proyecto. La misión ha completado la fase de concepto (pre-Fase A) y sus objetivos y parámetros generales han quedado claros, aunque su diseño todavía podría cambiar en el futuro. MMX debe recoger muestras de Fobos con el objetivo último de averiguar cómo adquirieron los planetas rocosos el agua durante su formación y, por lo tanto, comprender la habitabilidad del sistema solar recién nacido.

Diseño actual de la sonda MMX (JAXA/ISAS).
Diseño actual de la sonda MMX (JAXA/ISAS).

El renovado interés en Fobos y Deimos se debe a que, según las teorías más recientes, no serían dos asteroides capturados tal y como se creía en los años 70, sino que podrían ser el resultado de los restos de la colisión de un protoplaneta con el proto-Marte poco después de la formación del sistema solar. De hecho, algunas variaciones de estas teorías defienden que originalmente se formaron otras lunas ya desaparecidas a partir de este impacto. Por lo tanto, de ser así, analizar muestras de Fobos es casi lo mismo que analizar muestras del proto-Marte primigenio.

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Marte, Fobos y Deimos (JAXA/ISAS).

De acuerdo con las simulaciones numéricas Fobos y Deimos estarían formadas por una proporción casi idéntica de materiales procedentes del proto-Marte y del protoplaneta que chocó con él. Además, los materiales eyectados por esta gran colisión podrían haber experimentado pocos cambios antes de aglomerarse para formar las lunas marcianas, así que lo fascinante es que, de ser cierta esta hipótesis, seríamos capaces de identificar y analizar las características del proto-Marte y del protoplaneta a partir de una muestra de Fobos (lo que no ocurre, por ejemplo, con los meteoritos marcianos hallados en la Tierra, que han experimentado numerosos cambios físico-químicos desde que salieron despedidos de Marte).

Sonda MMX (JAXA/ISAS).
Sonda MMX (JAXA/ISAS).
Configuración al lanzamiento de MMX (JAXA/ISAS).
Configuración al lanzamiento de MMX (JAXA/ISAS).
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Diseño original de MMX (JAXA/ISAS).

MMX tendría una masa al lanzamiento de unas 3 toneladas y estaría dividida en tres secciones: un módulo propulsor —Propulsion Module— para entrar en órbita de Marte y realizar las maniobras para acercarse a Fobos, un módulo de regreso —Return Module— con los sistemas de comunicaciones, la aviónica, la cápsula para las muestras y los paneles solares, así como un módulo de aterrizaje —Exploration Module— con cuatro patas y un brazo robot para recoger las muestras. A diferencia de otros conceptos de misiones similares (Fobos-Grunt, PHOOTPRINT, etc.), el módulo de retorno serviría también como el módulo principal, simplificando el diseño y los costes. MMX despegaría en septiembre de 2024 mediante un cohete H-2 o H-3 (originalmente la JAXA quería lanzar la misión en 2022, pero ha decidido retrasarla dos años por culpa de las dificultades presupuestarias derivadas de financiar el nuevo observatorio de rayos X sustituto de Hitomi).

Trayectoria de MMX (JAXA/ISAS).
Trayectoria de MMX (JAXA/ISAS).
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Elementos de MMX: arriba, el Exploration Module con las patas de aterrizaje y el brazo robot para tarer las muestras. En medio el Return Module y en la parte inferior el Propulsion Module (JAXA/ISAS).

MMX llegaría a Marte en agosto de 2025 y permanecería en órbita del planeta rojo tres años estudiando el medio cismarciano, además de Fobos y Deimos. Finalmente, la sonda se situaría en una órbita cuasiestacionaria (QSO) sobre Fobos y abandonaría el módulo de propulsión. Una vez seleccionada la zona de aterrizaje, MMX pasaría apenas una hora en la superficie recogiendo muestras con un pequeño brazo robot. El objetivo es recoger 100 gramos de regolito de hasta 10 centímetros de profundidad, aunque el mínimo para que la misión sea considerada un éxito son 10 gramos. Una vez completada su misión, se desprendería del módulo de aterrizaje y saldría de la órbita marciana en agosto de 2028. La cápsula con las muestras entraría en la atmósfera terrestre en julio de 2029. La Delta-V total de la misión se estima en un mínimo de 5 km/s dependiendo de la ventana de lanzamiento.

Brazo robot para recoger las muestras de Fobos (JAXA/ISAS).
Brazo robot para recoger las muestras de Fobos (JAXA/ISAS).

JAXA ya ha decidido los carga científica de la misión, que estará formada por siete instrumentos científicos: NGRS (Neutron and Gamma-ray Spectrometer), un espectrómetro de neutrones para averiguar la composición de la superficie de Fobos; WAM (Wide Angle Multiband Camera), una cámara gran angular (75º x 58º) con siete filtros; TL (Telescopic Camera), una cámara monocromática para obtener imágenes en alta resolución (1º x 0,8º) de la superficie de Fobos y Deimos y concretar la zona de aterrizaje en Fobos; NIRS (Near-Infrared Spectrometer), un espectrómetro infrarrojo (de 1 a 3,8 micras) para analizar la composición de Fobos y Deimos a distancia; un altímetro LIDAR; CMDM (Circum-Martian Dust Monitor), un detector de partículas de polvo (de 10 micras de diámetro como mínimo) para analizar el ambiente cismarciano y alrededor de Fobos; MSA (Mass Spectrum Analyzer), un espectrómetro de masas para analizar las partículas del medio marciano. Si el presupuesto lo permite, JAXA contempla la opción de añadir instrumentos adicionales, incluyendo un pequeño rover para explorar la superficie de Fobos suministrado por la agencia espacial alemana DLR.

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Instrumentos científicos de MMX (JAXA/ISAS).

MMX contará con una importante participación internacional. Estados Unidos suministrará el espectrómetro NGRS, mientras que Francia ha decidido recientemente comprometerse en la misión participando con el espectrómetro infrarrojo NIRS. Para Japón el proyecto MMX es un desafío que le permitiría quitarse la espina del fracaso de la sonda Nozomi de 1998, hasta la fecha la única misión japonesa lanzada hacia la órbita del planeta rojo. Además se trata de un paso lógico tras la experiencia adquirida con la misión Hayabusa, que trajo muestras del asteroide Itokawa (500 metros de diámetro), y Hayabusa 2, que traerá muestras del asteroide Ryugu (900 metros de diámetro). Para la NASA es una oportunidad de obtener más datos de cara a una misión tripulada a Fobos en 2033 después de que no se haya aprobado ninguna misión de bajo coste a Fobos de tipo Discovery (como MERLIN), mientras que para Francia supone la posibilidad de retomar la investigación de las lunas de Marte tras el fracaso de la misión rusa Fobos-Grunt en 2012. Recordemos que la agencia espacial francesa CNES participó en esta misión —que debía haber traído más de 200 gramos de regolito fobosiano— con más de 50 kg de instrumentos científicos.

Si MMX es finalmente aprobada —y tiene todas las papeletas— será mucho más difícil justificar el desarrollo de la misión europea PHOOTPRINT o la rusa Fobos-Grunt 2/Búmerang, más ambiciosas desde el punto de vista científico. Para Rusia sería especialmente sangrante ver como una misión de relativo bajo presupuesto como MMX logra lo que no pudo conseguir Fobos-Grunt en 2012.

Referencias:

  • http://cosmos.isas.jaxa.jp/?p=110
  • http://mmx.isas.jaxa.jp/en/index.html
  • http://www.cieletespace.fr/actualites/la-france-et-le-japon-sur-phobos-en-2025
  • http://www.issibj.ac.cn/Outreachs/Summer_School/201611/W020161103373533329896.pdf
  • http://www.isas.jaxa.jp/j/topics/event/2016/0729_open/image/leaflet/1-3.pdf
  • https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2017/pdf/2086.pdf

41 Comentarios

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Chato WilburyChato Wilbury

Pues ojalá se apruebe, porque las otras agencias no tienen pa’ cuándo.

Robert HillRobert Hill

Llevo mucho tiempo pensando que una manera de terraformar Marte sería dotarlo de una luna lo bastante grande para que “masajee” el núcleo calentándolo, activandolo y que así volviera a tener campo magnético fuerte y temperatura suficiente como para mantener agua líquida.

Si le damos la vuelta a la tortilla, podemos pensar que el pasado caliente y con agua de Marte, pudo acabar bruscamente al colisionar su luna con otro objeto espacial y dejar de proporcionar esas condiciones, en el planeta.

Con esta teoría tendríamos la respuesta al pasado húmedo, el repentino cese del agua y su campo magnético y la solución para devolvérselo en un futuro y hacerlo habitable.

Además me parece factible.

Blue_HypergiantBlue_Hypergiant

¿Factible el qué? ¿El llevar una luna enorme hasta marte? xD
Por regla general, es el planeta el que “masajea” al satélite, no al revés, además el que Marte tuviera una gran luna no cambiaría nada en ese aspecto (como tampoco lo hace en la Tierra), y de tenerla y causar ese efecto, se parecería más a un infierno volcánico tipo Ío que a un planeta habitable.

Saludos.

Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

Estaba por escribir algo similar.
Bien acertado tu comentario.
Saludos.

JulioSpXJulioSpX

Yo creia que era la gravedad de la Tierra, concentrada sobre su nucleo, la que proveia su energia interna.

CharlesCharles

El calor interno de la Tierra es suma de varios factores: el calor latente desde su formación, de la desintegración de isótopos radiactivos y del efecto marea con la Luna/Sol. Los dos primeros parecen ser los mñas importantes.

En Marte todos estos efectos son mucho más pequeños pues es mucho más pequeño y viejo que la Tierra, más alejado del Sol y sin Lunas importantes.

alferalfer

Hola,
Tenía entendido que las fuerzas de marea que provoca la Luna son las que mantienen el núcleo de la Tierra caliente, pero dices que “tampoco lo hace en la Tierra”, ¿a qué te refieres?
Otra cosa es que funcionase en Marte calentandolo, no manteniendolo, y lo dificil que sería llevar una luna hasta allí.

Un saludo

Ciudadano XCiudadano X

Hola, las fuerzas de marea no juegan un rol relevante en el interior de la Tierra, un saludo.

Como estoy en un telefono voy a dejar que guglees tu quien lo causa

Blue_hypergiantBlue_hypergiant

Como ya han dicho, la Luna no tiene nada que ver con el calor interno de la Tierra, de ser así nuestro planeta sería un erial volcánico de manera continua. Es el calor interno acumulado desde su formación y el decaimiento de materiales radiactivos los principales causantes de ello.
En teoría Marte al tener la mitad del tamaño de la Tierra y mucha menos masa, se enfrió mucho antes y su actividad geológica cesó.
Y aún nos queda el misterio de Venus…

Ruben

La luna juega un papel muy importante en el campo magnético de la tierra, imagina que si afecta las mareas. Lo que hace que se mueva el núcleo de la tierra es precisamente el efecto marea de la luna. Y es este movimiento el que genera el campo magnético. El cual ayuda a que no se erosione la atmósfera de la tierra por efectos del viento solar. Protege de rayos gama y cosmicos etc.

Pluton si no tuviera a Caronte por ser un planeta enano pequeño hace muchos millones de años que no tendría actividad geológica y lo mas probable es que su centro ya se habría enfriado. Pero gracias a Caronte, su centro sigue caliente, tiene actividad geológica, y casi seguro que tiene campo magnético (Falta comprobarlo).

Si Marte tuviera una luna grande probablemente todavía tendría un campo magnético fuerte y probablemente seria habitable y quiza hasta tendría vida.

Una luna grande es un factor importantisimo para que se pueda dar la vida. Yo creo que lo que plantea Robert Hill es acertado en teoría pero casi imposible en la practica.

Blue_hypergiantBlue_hypergiant

Si. el tener un gran satélite es algo muy beneficioso para
la estabilidad del planeta, sobre todo en términos de estabilidad en la duración de los días y el equilibrio del eje de rotación, pero jamás escuché de ninguna teoría ni prueba de que eso afecte al estado del interior del planeta, no en el sistema Tierra- Luna. Así que sin ir más lejos he buscado sobre el tema y he encontrado la noticia de un estudio del año 2016 que los relaciona:
https://astronomynow.com/2016/04/01/...etic-field/
Eso sí, es el único que he encontrado y tampoco es que tenga respuesta definitivas y confirmadas, si no más bien posibles causas y quizás, de hecho el propio título del artículo contiene un “puede ser”.

Un saludo.

Ruben

Si es una teoría reciente, yo lo leí en un libro de astronomía de la UNAM y también creo que lo escuche en un podcast de astronomía que se llama Coffe Break que para mi es el segundo mejor podcast de divulgación, claro por supuesto después de Radio Skylab.

Saludos

TiXolOTiXolO

Buen tema para la sección “Retroalimentación” de RadioSkylab

HilkHilk

Sí, a casi todo. Pero me atrevería a afirmar que al oponer plutón y caronte la misma cara ambos, respectivamente y girar en torno a un centro de masas común, no existe efecto marea

Kapitán KirkKapitán Kirk

El planeta Mercurio no necesita tener una satélite para tener un campo magnético. Creo que se está confundiendo el “efecto marea” con su efecto lejano en el dinamismo de un núcleo interno, y por ende su magnetoesfera etc.

Además es imposible llevar a Ceres al alcance de Marte, que lo capture, y que al final no sirva para nada. Qué genios!

CharlesCharles

La Luna no es la causante de la rotación del núcleo, sea donde sea que lo hayas mirado lo has debido entender mal (más bien es justo al contrario), tampoco del campo magnético. Date cuenta que el campo magnético de la Tierra tiene una dinámica muy compleja lo cual indica que su causante no es únicamente la rotación del núcleo.

Por otra parte, tampoco es lícito decir que el efecto de marea de la Luna en la Tierra es nulo, igual que existen mareas de mar también existen mareas de tierra (mareas de manto). Son evidentemente pequeñas pero ciertamente contribuyen a calentar el interior de la Tierra.

Este calentamiento de marea no es gratuito, la Tierra reduce su periodo de rotación y la Luna se aleja irremediablemente. De lo cual se deduce que cuando la Luna nació debió estar mucho más cerca de la Tierra y este efecto debió ser muy importante en el pasado.

SeñorXSeñorX

Dotar de energía al núcleo marciano mediante la colocación de un satélite especialmente masivo en las cercanías es una idea que he escuchado muchas veces, no hay mas que mirar el sistema pluton-caronte o tierra-luna para darse cuenta que algo así aportaría mucha energía (calor) a marte, a priori parece una buena idea, lamentablemente no es tan factible, por ejemplo un objeto apropiado podría ser Ceres, pero calcular el delta-V necesaria para modificar su órbita (dada su enorme masa) saldrían datos totalmente descabellados,(depósitos de combustible del tamaño del Everest y seguramente me quede corto) pese a ello, si, habría formas de mover esa mole, energia nuclear o solar y usando la misma masa de Ceres como combustible, con la robotica suficiente y en un plazo de miles o decenas de miles de años podría hacerse.

Todo esto solo seria útil como ejercicio mental, ya que hay formas mucho mas rápidas y baratas de terraformar marte, incluso se pueden crear campos magnéticos artificiales, en fin ya se ha hablado sobre ello por aquí, de todas formas como a ti, cuando miro marte solo pienso ¿en como podría terraformarse?…

Un saludo.

CharlesCharles

Entiendo que cuando hablas de delta V te refieres a energía (la delta V es la misma para Ceres que para una sonda liviana) el problema aplicar esa Delta V a una mole como Ceres.

Es difícil hacer los cálculos puesto que no está muy claro qué tipo de propulsión podría usarse. Dado que Ceres tiene agua podriamos imaginar un motor de fusión nuclear, espulsando hidrógeno, oxígeno y helio a velocidad de escape conseguimos aplicar un pequeñísimo momento al satélite.

No me he parado a hacer los cálculos (hay que saber a que velocidad saldrían disparados esos gases y cuanta agua disponemos) pero por intuición me temo que gastaríamos todos los volátiles de Ceres sin apenas haber variado su órbita.

Otro problema es hacer que Marte capture a Ceres, en nuestras sondas las capturas se realizan mediante maniobras muy precisas (la tendencia natural de los encuentros orbitales es a ser hiperbólicos), así que todo lo anterior hay que hacerlo de forma muy cuidadosa al acercarnos a Marte, un pequeño error y podríamos pasarnos de largo o directamente provocar una colisión.

Lo peor de todo es que nadie garantiza que Marte se active haciendo esto.

Vamos, que no lo veo factible y ni a medio ni a largo plazo.

torombolotorombolo

¿Y como se supone que se llevaria una luna de ese tamaño hasta marte?

Y lo que es mas importante…. ¿De donde sacarias dicha luna? (Porque en el “Chino” del barrio va a ser que no las venden)

apalankatorapalankator

Pero hombre, eso ya se ha hecho antes, sólo habría que preguntarle a los trapistianos como consiguieron llevar 3 o 4 réplicas de la Tierra a la zona habitable de su estrella.
Hablando un poco más en serio, creo que se subestima la energía que produce el efecto marea, todavía no se explica de dónde sacan su calor Encélado, Europa y seguro que se descubrirá más actividad telúrica inexplicable en algunos satélites y yo diría que la causa es el efecto marea.
De todas formas Marte tiene el problema de su baja masa, que hace que pierda su atmósfera en el espacio porque su gravedad es insuficiente para para “sujetarla”

Blue_HypergiantBlue_Hypergiant

En Europa y Encélado siempre se ha teorizado el efecto marea para explicar el calor interno de estos cuerpos, al menos es lo que siempre he leído, pero no así en en el sistema Tierra-Luna, donde se pone en cuestión y es de lo que va la discusión en los comentarios jeje. Además de que no es lo mismo el efecto marea creado sobre un planeta causado por un satélite con una fracción de su masa (como en la Tierra), que el creado por un gigante gaseoso millones de veces más masivo sobre su luna (Europa y Encélado).

apalankatorapalankator

En un estupendo artículo del blog de Ramanujan he leído que para explicar la actividad geológica de Encélado se necesitan 5 veces la energía que se calcula que se produce con los movimientos de marea, de ahí digo que esta magnitud está subvalorada, porque la emisión de energía existe. En realidad en el artículo se buscan justificaciones para este desajuste como calor residual de su formación, reacciones químicas de serpentinización o que la actividad que muestra se produce sólo de manera periódica, pero me parecen explicaciones demasiado endebles.
Y me parece que si el cálculo actual se queda corto en el caso de Encélado, Plutón y ya se verá en Europa, se quedará corto en todos los demás incluido el sistema Tierra-Luna.
Es solo una opinión oiga.
Saludos

TxemaryTxemary

La energía necesaria para mover una luna hasta Marte y ponerla en su órbita es varios órdenes de magnitud mayor que la que necesitarías para calentar el núcleo de Marte… así que no, no es buena idea.

Fernando GeneraleFernando Generale

Yo creo que serie bueno ver está misión de retorno de muestras pero… las sondas espaciales japonesas tienen las mismas fiabilidad que las soviticas

ErickErick

Pues sería otro gran paso para el conocimiento de Marte, que se apruebe esta misión…la verdad es que la agencia japonesa JAXA está haciendo un gran trabajo con un presupuesto limitado, hoy en día en la parte de misiones científicas muy superior a Roscomos por ejemplo, que hace tiempo no le sale una buena desgraciadamente…y teniendo en cuenta la diferencia de presupuestos, no muy lejos de la ESA…

Espero además que incluyan ese pequeño rover para Fobos, sin duda serán una pasada sus imágenes…
s2

renecoreneco

¿No sería mas barato y confiable mandar un pequeño laboratorio a Fobos? es algo complejo y demoroso tomar una muestra para luego traerla a la Tierra tomando en cuenta que muchas sondas han fracasado en viajes a Marte.

TxemaryTxemary

Barato, no, ni de lejos, ni muchísimo menos… y confiable, bueno, habrían instrumentos que nunca se han diseñado para mandar al espacio así, que habría que estudiarlo, pero barato… ya te digo que no saldría.

renecoreneco

Tengo mis dudas, recorrer dos veces la distancia Tierra-Marte tendría que ser mas caro que un solo viaje para un minilaboratorio especifico para la tarea de interés.

JorgeSJorgeS

El retorno de muestras tiene inconvenientes como el coste y complejidad, pero también tiene grandes ventajas, entre ellas que ningún laboratorio autónomo puede superar a un laboratorio en la tierra, además que las muestras ya estarían aquí para volver ser analizadas en un futuro con analizadores y técnicas que aún no han sido desarrolladas.

renecoreneco

Un análisis a futuro deja la duda de contaminación terrestre para la muestra, bueno un análisis terrestre también deja esa duda de contaminación.

Kapitán KirkKapitán Kirk

Hola Fer, es una buena cuestión que también me pregunto, a ver si álguien nos ayuda.
Sin tenerlo nada claro se me ocurre que interesa por:

– Su estraña geología con su imponente cráter.
– La órbita tan baja al límite de que Marte lo pulverice.
– Estrías o surcos poco explicados que lo rodean.
– Su baja densidad 1’8, demasiado porosa.
– La posibilidad de contener hielo debajo del regolito (explicaría la densidad en parte).
– Los intentos fracasados de otras sondas con verdadera mala fortuna.
– Porque los UFO-plastas piensan que es una nave alienígena. :-)

Salu2

JxJx

Phobos se acerca lentamente a Marte, y es la mas grande y cercana de las lunas de Marte, se me ocurre que tiene mayor gravedad, lo que permite mejorar fijación para la sonda, al mismo tiempo esta sujeto a el desgarre por efecto de marea que la pulverizara dentro de unos cuantos millones de años. La densidad de Phobos es muy baja, es porosa, por lo que se presume es mas el aglomeramiento de material que un pedazo arrancado de alguna parte, o sea es un cuerpo de segunda generacion. Como característica inusual, Phobos órbita mas rápido alrededor de Marte de lo que rota el propio planeta Marte sobre su eje.

Pedro

Yo también me hago esa pregunta. Entiendo que Fobos es más interesante que Deimos, pero me pregunto por qué nadie, absolutamente nadie, propone una misión de recogida de muestras de Deimos. Corremos el riesgo de enviar diversas misiones a Fobos y ninguna a Deimos.

Saludos

CristianCristian

“La Delta-V total de la misión se estima en un mínimo de 5 km/s dependiendo de la ventana de lanzamiento.” Supongo que eso es luego de estar en órbita terrestre?

Robert HillRobert Hill

Joé la que he montado con lo de la luna de Marte 8 I

Pese a todo, yo pienso que sí influye la atracción gravitacional de una luna sobre su planeta ( y viceversa mucho más, por supuesto), aunque no sea una influencia muy grande, algo hará.
Los mares sufren sus mareas, ergo el núcleo planetario lo ha de sufrir en menor medida al ser cuasi-líquido. Pero esa energía de “masaje” aplicada se transformaría (en mi humilde opinión) en unos pocos grados de calor, muy lejos de provocar un infierno volcánico y magmático, lo justo para mejorar las condiciones del planeta.

¿Que sea tarea de titanes casi imposible, o incluso poco efectivo con respecto a la energía necesaria para llevarlo a cabo?, pues sí, puede ser, no lo niego.
Pero, ¿y si un día descubrimos un asteroide lo suficientemente grande, y con la trayectoria adecuada para que, con un poco de esfuerzo, lo pongamos en vías de ser atrapado por la gravedad de Marte?…

Soñar es gratis.

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