Como hemos comentado en innumerables ocasiones en este blog, la prioridad de la comunidad de científicos planetarios es traer muestras de Marte a la Tierra. La NASA también ha declarado públicamente que ese es el objetivo final de su programa de exploración del planeta rojo. ¿La pega? Que la NASA no tiene dinero para este proyecto. Una misión de retorno de muestras necesita de tres pasos obvios: recoger las muestras, colocarlas en un cohete para ponerlas en órbita de Marte y mandarlas a la Tierra. Una misión capaz de realizar estas cuatro fases es totalmente prohibitiva para el presupuesto de la NASA, así que la agencia decidió hace muchos años dividir cada una de las fases en una misión distinta, un proyecto que se ha denominado en conjunto con el nombre genérico de MSR (Mars Sample Return [Mission]). El problema es que esta misión sigue siendo demasiado cara y la NASA la ha pospuesto una y otra vez. Sin embargo, algo se está moviendo al otro lado del Atlántico y ya se puede hablar de una propuesta en firme para lanzar la misión de retorno de muestras en 2026.

Para ser precisos el primer eslabón del proyecto MSR —recoger las muestras— ya está en marcha. Se trata del rover Mars 2020, el gemelo de Curiosity (en aspecto y en coste). Mars 2020 deberá recoger muestras de lugares selectos de la superficie marciana para almacenarlas en pequeños tubos que luego depositará a lo largo de su recorrido (el lugar de aterrizaje de Mars 2020 no ha sido seleccionado todavía, pero los finalistas son el cráter Jezero, la zona noreste de Syrtis Major y las colinas Columbia). Mars 2020 dejará diseminados por la superficie unos veinte contenedores con muestras, pero hasta ahora se creía que la siguiente misión encargada de recogerlos tardaría muchos años en regresar al lugar. Entonces, ¿a qué se deben las prisas de la NASA?¿Resulta de repente mucho más barato recoger muestras de Marte?

Para nada. Digamos que tenemos varios factores que se han alineado para permitir que la NASA se plantee esta propuesta. Lo primero es el cambio de administración en la Casa Blanca, que siempre es una oportunidad para lanzar globos sonda a ver si hay suerte. El segundo factor es que el programa de exploración de Marte ha perdido bastante impulso estos últimos años después de dos décadas de éxitos rotundos. Efectivamente, no hay en estos momentos ninguna misión en firme más allá del rover Mars 2020 y, como hemos visto, el retorno de muestras siempre se ha presentado como una opción tremendamente costosa.

El hecho de que todas las sondas marcianas de la NASA lanzadas desde 2001 sigan en funcionamiento —con la excepción de Spirit y Phoenix— tampoco ayuda, ya que la agencia espacial debe dedicar una fracción del presupuesto cada vez más grande a mantener operativas estas naves. Está claro que si buscas un ejemplo claro de «morir de éxito», ese es el programa de exploración de Marte de la NASA. La misión de retorno de muestras permitiría centrar de nuevo el programa y darle un foco claro y nítido. Además, y esto es importante, serviría para adelantarse la prometida misión de retorno de muestras marcianas que China ha prometido llevar a cabo antes de 2030.

El siguiente factor es que, como hemos visto, la flota de sondas marcianas cada vez se hace más vieja. Esto significa que durante la próxima década es muy probable que, como mínimo, dos de los tres orbitadores de los que dispone la NASA actualmente dejen de funcionar. Hablamos de la Mars Odyssey, lanzada en 2001, y la Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), lanzada en 2005 (no tenemos en cuenta aquí las sondas europeas Mars Express o ExoMars TGO). Odyssey ha excedido con creces su vida útil, mientras que MRO ha tenido pocos achaques hasta la fecha, pero su combustible se acabará en 2024 o 2025. Eso dejaría a la NASA solo con MAVEN en órbita, aunque esta sonda —al igual que TGO— está en una órbita excéntrica poco adecuada para funcionar como retransmisor. Pero el verdadero problema es que se perdería la capacidad redundante para transmitir los datos de las sondas de superficie a la Tierra, además de la gran pérdida que supondrá el no poder disponer de una cámara de alta resolución como la HiRISE de la MRO para espiar el planeta rojo en detalle.

Con el fin de suplir estas carencias la NASA ha propuesto el orbitador NeMO, que tiene que despegar en la ventana de 2022. Pero para que esta nave esté lista en esa fecha hay que empezar a gastar el dinero ya mismo. El inconveniente es que algunos miembros de la comunidad científica —y también ciertos pesos pesados dentro de la NASA— no ven con buenos ojos una misión ‘de relleno’ que tiene una justificación científica muy endeble en relación con su coste. Así que como alternativa a NeMO ha cobrado fuerza la propuesta de lanzar la siguiente parte de la misión de retorno de muestras en 2026. De esta forma es probable que más de un orbitador siga funcionando y que pueda usarse como retransmisor de esta misión. Por lo tanto no habría necesidad de lanzar antes un orbitador tipo NeMO. El dinero que se ahorrará la NASA al no mandar ninguna sonda marciana entre 2020 y 2026 se podrá emplear para construir la sonda de retorno de muestras que será bastante cara.

Esta sonda debe incluir un rover de pequeño tamaño que recoja los veinte contenedores de muestras depositados por Mars 2020 y el cohete MAV (Mars Ascent Vehicle) capaz de situar las muestras en órbita marciana. Hasta ahora los diseños que hemos visto de esta sonda incluían un rover de tamaño medio similar al concepto MAX-C y contemplaban un aterrizaje mediante la técnica sky crane usada por Curiosity y Mars 2020. Pero la nueva propuesta quiere agilizar las cosas y por eso se está estudiando usar un rover más simple —lo que no implica que sea más pequeño— sin instrumentos científicos dignos de mención, así como una etapa de aterrizaje tradicional con patas que sustituiría a la técnica sky crane. De esta forma es de suponer que la NASA quiere ahorrar una importante cantidad de dinero. Sea como sea, la sonda usaría el escudo térmico de 4,5 metros de diámetro de Curiosity y Mars 2020.

A diferencia de propuestas anteriores, que preveían el empleo de un cohete de combustible sólido de dos o tres etapas, el MAV tendría ahora una única etapa y sería de tipo híbrido (para aumentar su eficiencia y permitir prescindir de etapas adicionales). Este diseño es capaz de aguantar temperaturas de hasta -90 ºC, facilitando su conservación en la fría superficie marciana. Su longitud será de unos 2,4 metros y su masa rondará los 300 kg, ya que la capacidad total de carga del sistema es de 600 kg (de este modo el rover podría tener hasta 300 kg de masa). Otra novedad es que el rover debe recoger las muestras en un periodo de tiempo muy corto. Si antes se hablaba de años, ahora todo el proceso debe durar 240 días —o soles (días marcianos)— como máximo (130 soles para conducir el rover, 20 soles para recoger los tubos de muestras y 90 soles para otras tareas). Una vez recogidas las muestras se insertarán en una cápsula situada en la parte frontal del MAV y este despegará para colocar la cápsula en una órbita de unos 350 kilómetros de altura y 18º de inclinación.

 

Pero la rapidez de la propuesta no se limita a esta misión y se extiende al último eslabón del programa, es decir, la sonda que debe recoger la cápsula con muestras en órbita marciana y traerla a la Tierra. La NASA quiere que esta sonda esté en órbita de Marte 455 días después del aterrizaje del MAV. Esto significa que todo el proceso de retorno de muestras, desde el lanzamiento del MAV hasta que las rocas marcianas lleguen a la Tierra, transcurriría en tres años. O sea, con suerte tendríamos en nuestro planeta las muestras para 2029. La sonda de retorno de muestras debe usar propulsión solar eléctrica (SEP) con motores iónicos de nueva generación. Situaría la cápsula con las muestras en una trayectoria de entrada en la atmósfera de la Tierra o la dejaría en alguna zona del espacio cislunar para cumplir con los requisitos de los protocolos de contaminación biológica (esto implica que otra misión —¿tripulada?— debería traerla desde el espacio hasta la Tierra).

La propuesta ya está sobre la mesa. Ahora le toca a la administración Trump tomar la decisión de aprobarla o no. ¿Tendremos muestras de la superficie del planeta rojo sobre la Tierra en 2029?

Referencias: 

• http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/ssbsite/documents/webpage/ssb_181241.pdf