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.



57 Comentarios

  1. 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?

  2. 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.

    1. 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.

  3. 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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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 14 agosto, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Marte • NASA • Sistema Solar