Eligiendo el lugar para recoger las primeras muestras de Marte que estudiaremos en la Tierra

Por Daniel Marín, el 24 octubre, 2018. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • ESA • Marte • NASA • Sistema Solar ✎ 48

El rover Mars 2020 de la NASA promete ser una misión clave para el estudio de Marte. No solo porque este gemelo de Curiosity se dedicará a buscar huellas de la posible presencia de vida en el pasado del planeta rojo, sino porque se dedicará a recoger muestras de la superficie que deberán ser recogidas y traídas a la Tierra por una misión posterior. Por eso elegir el lugar de aterrizaje de Mars 2020 es tan crucial, ya que las muestras de esta misión serán analizadas exhaustivamente durante las próximas décadas. La comunidad científica ha seleccionado tres lugares de aterrizaje. El favorito es el cráter Jezero, seguido de la zona noreste de Syrtis Major y, en último lugar, las colinas Columbia. Las colinas Columbia fueron exploradas por el rover Spirit y han sido seleccionadas por la presencia de antiguas fuentes hidrotermales, mientras que Jezero y Syrtis Major presentan pruebas de que el agua corrió por su superficie hace eones. Pero lo interesante es que estas dos últimas zonas están relativamente cerca. Así que, ya puestos a traer muestras de un lugar interesante, ¿por qué no traerlas de varios sitios?

Rover Mars 2020 (NASA).

Lamentablemente las zonas de aterrizaje de Jezero y Syrtis Major están a 37 kilómetros la una de la otra, una distancia demasiado grande a la hora de diseñar un plan de exploración robusto y seguro. Pero a principios de este año los investigadores e ingenieros de la NASA identificaron una elipse de aterrizaje situada a medio camino entre Jezero y Syrtis Major que ha sido apodada Midway por motivos obvios. El terreno de Midway es fácil de atravesar por un rover e incluye estructuras geológicas similares a las de Syrtis Major, una zona interesante porque posee rocas sedimentarias muy antiguas. Además Midway está a tan solo 27 kilómetros de la elipse de aterrizaje de Jezero, lo que significa que ahora sí es factible planificar una misión que explore las dos zonas.

Rover Mars 2020 y sus instrumentos (NASA).

El problema es que el rover Mars 2020 ha sido diseñado para una misión primaria de 15 kilómetros y, aunque obviamente puede durar más, no se puede garantizar que lo consiga. Para más inri la región entre Jezero y Midway está repleta de campos dunas que no serán nada fáciles de atravesar. Por el momento no se ha decidido si el rover descenderá en Jezero —el lugar favorito de la comunidad científica por su delta fluvial fósil— y se dirigirá con posterioridad a Midway —una zona más segura para aterrizar—, o será al revés. Sea como sea, si se elige la opción de visitar Midway y Jezero habría que planificar cuidadosamente la estrategia para soltar las muestras. El plan actual es que el rover las deposite sobre la superficie en una sola zona al final de su misión primaria, que durará poco menos de dos años y medio (836 soles o días marcianos). Las muestras que recoja a lo largo de la misión extendida se supone que serán depositadas en la misma zona, lo que significa que el rover tiene que regresar al mismo lugar en repetidas ocasiones.

Los tres lugares candidatos y las elipses de aterrizaje del rover Mars 2020 (NASA).
Posible ruta de exploración de Jezero y de camino a Midway. A la derecha la elipse de aterrizaje (NASA).

Esta opción es válida si el rover se limita a explorar una misma zona como Jezero, pero si visita las dos deja de ser posible. No en vano, se estima que el rover tardará 401 soles en recorrer la distancia entre Jezero y Midway. Cuanto más lejos o dispersas estén las muestras, más distancia tendrá que recorrer el futuro rover de la misión de recogida de muestras, así que simplificar el trabajo del rover Mars 2020 puede traer como consecuencia complicar el del futuro rover. El rover Mars 2020 lleva 42 tubos para almacenar las muestras, aunque cinco de ellas se reservarán por si acaso no puede usar el brazo robot y no se usarán con este fin. Los tubos, que se llenarán con material excavado por el brazo robot y serán sellados herméticamente, tienen una longitud de 5 centímetros y un diámetro de 1 centímetro, con una masa de 15 gramos. Los encargados de la misión esperaban usar veinte tubos en la misión primaria. Una posibilidad es que el rover unas pocas muestras en Jezero y se lleve el resto a Midway, donde dejaría todas las demás. De esta forma si algo sale mal en el trayecto a Midway las muestras de reserva de Jezero pasarían a ser las prioritarias (o al revés si finalmente aterriza en Midway y luego se desplaza a Jezero).

Plan para depositar las muestras en un lugar (NASA).
Brazo robot del rover Mars 2020 y sistema de recogida de muestras (NASA).
Tubos para las muestras (NASA).

La decisión sobre el lugar de aterrizaje será tomada el año que viene directamente por el cuartel general de la NASA después de que la semana pasada tuviese lugar la última conferencia científica sobre el tema. El rover Mars 2020, de 1.050 kg, debe despegar en julio de 2020 y llevará el primer helicóptero que volará por los cielos de otro planeta. Este pequeño vehículo experimental tendrá una masa de 1,8 kg y unas dimensiones de 1,1 x 0,25 x 0,02 metros. Dispondrá de dos hélices contrarrotatorias con un diámetro de 1,21 metros. El rover «dejará caer» el helicóptero en una zona plana y se espera que realice unos cinco vuelos de hasta dos minutos de duración en un intervalo de un mes.

El rover Mars 2020 llevará un pequeño helicóptero bajo el chasis (NASA).
El rover Mars 2020 lleva múltiples cámaras para filmar el aterrizaje (NASA).
Secuencia de EDL de Mars 2020 (NASA).
Etapa sky crane del rover Mars 2020 (NASA).

La misión de retorno de muestras (MSR) no ha sido aprobada todavía, pero la NASA y la agencia espacial europea (ESA) acordaron el pasado 26 de abril llevarla a cabo de forma conjunta. Según el plan preliminar, en 2026 se lanzaría el primer elemento de la misión MSR, la sonda SRL (Sample Retrieval Lander). Esta sonda de la NASA estaría formada por un aterrizador que llevaría hasta la superficie el rover europeo SFR (Sample Fetch Rover), encargado de recoger las muestras dejadas atrás por el rover Mars 2020. El SFR pasaría las muestras a una cápsula (OS) situada en el extremo cohete MAV (Mars Ascent Vehicle) de propulsión híbrida, construido por la NASA, mediante el brazo robot STA (Sample Transfer Arm) de fabricación europea. El MAV, de una etapa, se encargaría de dejar la cápsula con las muestras en una órbita estable alrededor de Marte.

Esquema de la misión de retorno de muestras de la NASA y la ESA con las sondas SRL y ERO (NASA).
Cohete MAV de propulsión híbrida para poner las muestras marcianas en órbita (NASA).
Orbitador europeo ERO para traer las muestras marcianas a la Tierra (Airbus/ESA).
El rover europeo SFR (ESA).

Gracias a la participación europea también sería posible lanzar en 2026 la segunda sonda de la misión MSR, denominada ERO (Earth Return Orbiter). ERO, que despegaría mediante un lanzador Ariane 6, sería una sonda europea que capturaría la cápsula con las muestras en órbita marciana y las traería a la Tierra en 2029. Con suerte, antes de que la misión china de retorno de muestras marciana logre el mismo objetivo. Con tanto en juego, el administrador asociado de la Dirección de misiones científicas de la NASA, Thomas Zurbuchen, tiene ante sí una decisión complicada. ¿Jezero, Midway o ambos?

Referencias:

  • https://www.nature.com/articles/d41586-018-07064-y


48 Comentarios

  1. ¿Por qué no se miniaturizan los RTG para producir Curiosities en masa? Y ya les vamos metiendo máquinas de carga y rotatorias: grúas, excavadoras, perforadoras, grupos motorizados de presión para la extracción de hielo. [DUDA: ¿por sublimación y posterior condensado…o… presurizamos el acuífero con un fluido caliente para después extraer la mezcla de nuestra olla express subterránea?]

    ¡Automatizar la creación de hábitats es vital! Buenos compresores vamos a necesitar para mantener esa burbuja de presión sin fugar al cuasi-vacío exterior. Molaría fraguar hormigón con el regolito o de los yacimientos que sea. Hay que fundir los metales de las minas marcianas in situ.

    Sin embargo aquí veo mucho instrumento rechulón pero poca ingeniería civil. La comunidad científica no tiene la sangre suficiente para llevar las riendas de la colonización interplantaria. ¡Abran paso a los ingenieros! Ya habrá tiempo para buscar microbios cuando la infraestructura básica esté desplegada.

    1. Por que el problema de un RTG no es el tamaño si no que con lo que se rellena no se refina desde que se dejaron de hacer bombas nucleares. (Aunque ahora se esta volviendo a refinar Pu238 para su uso en los RTG)

  2. Se ha generado una curiosa nube en Marte formada de agua-hielo y está siendo estudiada por la ESA. Su formación parece debida (si no he entendido mal) por el calentamiento de un depósito de agua acumulada en un volcán y no por la actividad volcánica.

    http://sci.esa.int/mars-express/60878-mars-express-keeps-an-eye-on-curious-cloud/

    Ya ha sido previamente vista en 2009, 2012 y 2015 por la Mars Express. Si no me equivoco, es un efecto estacional en el que supongo que el ángulo de la luz solar calienta determinadas zonas del volcán, produciendo que en las partes superiores de Arsia Mons se concentren en forma de nubes. No parece aclarar el origen concreto, no sé dicen que es en Arsia Mons donde se producen o simplemente donde se acumulan.

Deja un comentario