Lanzamiento de la sonda china Tianwen 1 a Marte

Por Daniel Marín, el 23 julio, 2020. Categoría(s): Astronáutica • China • Marte • Sistema Solar ✎ 86

China ha dado un salto de gigante en sus ambiciosos planes para explorar el sistema solar con el lanzamiento de su primera misión interplanetaria. El 23 de julio de 2020 a las 04:41 UTC se lanzó la sonda marciana Tianwen 1 desde la rampa LP-101 del centro espacial de Wenchang, en la isla de Hainán, a bordo del cohete Larga Marcha CZ-5 Y4. Tras el reciente lanzamiento de la sonda emiratí Al Amal, China se convierte así en el séptimo país/organización que envía una nave al planeta rojo tras tras la Unión Soviética/Rusia, EE.UU., la ESA, Japón, India y Emiratos Árabes Unidos. No obstante, Tianwen 1 es una sonda muy ambiciosa que incluye un orbitador y una etapa de descenso con un rover. Es la primera vez que un país lanza una sonda tan compleja en su  primer intento por llegar a Marte, si bien es cierto que, en realidad, se trata de la segunda sonda marciana construida por China después de la malograda Yinghuo 1, una pequeña nave de 115 kg que fue lanzada en 2011 por Rusia junto con la sonda Fobos-Grunt. Sin embargo, las dos sondas quedaron varadas en órbita baja terrestre y reentraron poco después en la atmósfera. En todo caso, la diferencia de diseño y capacidades entre la modesta Yinghuo 1 y la Tianwen 1 son el mejor ejemplo del enorme avance de China en materia aeroespacial durante esta última década. Por otro lado, este ha sido el cuarto lanzamiento de un Larga Marcha CZ-5, el cohete chino más potente en servicio, que este mismo año debe lanzar la sonda lunar de retorno de muestras Chang’e 5 y, el año que viene, el Tianhe, el primer módulo de la estación espacial permanente china. El pasado mayo un CZ-5B —una versión del CZ-5 con solo dos etapas— puso en órbita la primera nave tripulada china de nueva generación.

La sonda Tianwen1 antes del lanzamiento (Weibo).

Tianwen 1 (TW-1 o 天问一号, «preguntas celestiales» o «cuestiones celestiales» en mandarín) debe su nombre a la obra  Tianwen, que forma parte de la antología de poemas Chu Ci, escrita en el siglo IV a.C. por el poeta Qu Yuan (屈原). La sonda fue bautizada con este nombre el pasado abril, ya que anteriormente era conocida simplemente como Huoxing 1 (火星一号), es decir, ‘Marte 1’. China ha declarado que las próximas misiones planetarias también se denominarán Tianwen, del mismo modo que las sondas lunares chinas se llaman todas Chang’e. Tianwen 1 tiene una masa al lanzamiento de 4920 kg y se divide en dos partes: el orbitador y la cápsula con la etapa de descenso y el rover. El orbitador tiene una masa de 3175 kg, mientras que la etapa de descenso alcanza los 1745 kg. La etapa de descenso no entrará directamente en la atmósfera marciana como los últimos rovers de la NASA, sino que se separará una vez en órbita marciana, como ocurrió en los años 70 con las sondas Viking de la NASA. Si todo sale bien, Tianwen 1 llegará a la órbita marciana en febrero de 2021 y el rover aterrizará en Utopia Planitia en abril.

Despegue de la Tianwen 1 mediante un Larga Marcha CZ-5 (CNSA).

La cápsula de descenso empleará navegación óptica para rotar el centro de gravedad y maniobrar con el fin de reducir el tamaño de la elipse de aterrizaje. Una vez desplegado el único paracaídas supersónico, la sonda frenará su velocidad y, a continuación, se separará la etapa de descenso, que encenderá sus motores hipergólicos para aterrizar. La etapa también empleará un sistema de navegación óptica autónoma derivado del empleado en las sondas lunares Chang’e 3 y Chang’e 4. Una vez en la superficie, desplegará dos rampas para que el rover pueda descender. El rover está basado en el diseño de los rovers lunares Yutu y Yutu 2 de las Chang’e 3 y Chang’e 4, aunque es más grande, con una masa de 240 kg y unas dimensiones de 2 x 1,65 x 0,8 metros (los rovers Yutu tienen una masa de 140 kg). Esto significa que juega en la misma liga que los rovers MER de la NASA Spirit y Opportunity (de 185 kg cada uno). La misión primaria del rover durará 92 días.

Elementos de la misión (Nature Astronomy).
Emblema de la misión (Weibo).
Símbolo del programa de exploración planetaria de China (Weibo).
La sonda antes del lanzamiento con los técnicos formando el nombre de la misión (Weibo).

Además de lo ambicioso de su misión, Tianwen 1 lleva trece instrumentos científicos que han sorprendido a la comunidad científica por sus prestaciones. Muchos de estos instrumentos incorporan la experiencia china en el programa de sondas lunares Chang’e. El orbitador transporta siete instrumentos científicos: la cámara de alta resolución HRC (High Resolution Camera), con una resolución de 10 metros por píxel en color y de 2,5 a 0,5 metros en blanco y negro, la cámara MRC (Medium Resolution Camera), con una resolución de 100 metros por píxel, el radar OSR (Orbiter Subsurface Radar), el detector de partículas MINPA (Mars Ion and Neutral Particle Analyzer) para estudiar la atmósfera marciana y su interacción con el viento solar, el espectrómetro MMS (Mars Mineral Spectrometer) para analizar la composición de la superficie, el sensor MEPA (Mars Energetic Particle Analyzer) para estudiar partículas energéticas y el magnetómetro MM (Mars Magnetometer), desarrollado en colaboración con la Academia de Ciencias de Austria.

Elementos de la sonda.
Sonda Tianwen 1 (Weibo).
Instrumentos científicos de la misión (CNSA).
Partes de la sonda (CNSA).

Por su parte, el rover lleva otros seis instrumentos: la cámara a color MSC (Multi-Spectrum Camera), formada por dos cámaras en estéreo con 9 filtros y un sensor de 2048 x 2048 píxeles, las cámaras de navegación NTC (Navigation and Topography Camera), el radar GPR (Ground-Penetrating Radar), basado en el que han llevado los dos rovers lunares Yutu y Yutu 2 y capaz de alcanzar los 100 metros de profundidad, el espectrómetro MSCD (Mars Surface Compound Detector), que incluye un espectrómetro infrarrojo y otro láser, además de un microscopio, la estación meteorológica MMMI (Mars Meteorological Measurement Instrument) y el magnetómetro MSMFD (Mars Surface Magnetic Field Detector). El espectrómetro láser LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) ha sido desarrollado en colaboración con el CNES francés a través del IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) y tiene un diseño parecido al de los instrumentos ChemCam y SuperCam de los rover Curiosity y Perseverance, también construidos con ayuda del IRAP. Al igual que estos, empleará un láser para vaporizar las rocas a distancia y analizar su composición.

Maqueta del rover (Xinhua).
El rover durante las pruebas en la cámara de vacío (Xinhua).
Partes del rover (Weibo).
Recreación del rover y la etapa de descenso en Marte (CCTV).
Zona de Utopia Planitia, cerca del Elysium Mons, donde aterrizará Tianwen 1 (Weibo).

Las comunicaciones con la sonda se efectuarán principalmente a través de la nueva antena de 70 metros en la ciudad de Tianjin, la más grande de Asia, que China ha completado este mismo año. También se usará otra antena en Argentina, donde China ya tiene una estación de tierra. La Agencia Espacial Europea (ESA) también ha acordado colaborar con China en el uso de sus estaciones terrestres en esta misión (recordemos que EE.UU. no permite a China acceder a su potente red DSN de estaciones de espacio profundo). Tras una corrección orbital el 5 de octubre, Tianwen 1 se colocará en órbita de Marte el 11 de febrero de 2021. La órbita inicial será de 400 x 180 000 kilómetros, pero luego irá reduciendo el periastro hasta quedar en una órbita científica unos 265 x 12 800 kilómetros (la cápsula con la etapa de descenso se liberará antes de alcanzar esta órbita final). El aterrizaje de la etapa de descenso con el rover está previsto para el 23 de abril de 2021, en la región de Utopia Planitia, no muy lejos de donde aterrizó la Viking 2, una zona, como muchas en Marte, con abundante hielo subterráneo (de hecho, se cree que la Viking 2 se quedó a apenas 10 centímetros de alcanzar la capa de hielo con su brazo excavador). Más allá de Tianwen 1, China traer muestras del planeta rojo a la Tierra en 2031, para lo cual lanzará dos sondas en 2028. Ahora que Tianwen 1 ha superado el lanzamiento, le queda lo más importante: aterrizar en Marte. Muchos lo han intentado, pero pocos lo han conseguido (como puede dar fe la Agencia Espacial Europea). En abril de 2021 China deberá demostrar que todos estos años de preparación no han sido en vano.

Arquitectura de la misión de retorno de muestras de Marte: dos sondas despegarán en 2028 y una de ellas aterrizará en Marte en 2029. Las muestras llegarán a la Tierra en septiembre de 2031.
Recreación del aterrizaje (Xinhua).
Fases del descenso.
Pruebas de encendido de los motores de la etapa de descenso (Xinhua).
Nuevo control de la misión marciana Tianwen 1, inaugurado el pasado 12 de diciembre (Xinhua).
Antena de 70 metros para comunicarse con la sonda Tianwen 1 que China ha construido en Tianjin (Xinhua).
La cofia con el emblema del programa de exploración planetario chino (Weibo).
Integración con el lanzador (Weibo).
El CZ-5 en el edificio de ensamblaje vertical (Weibo).
Otra imagen del lanzamiento (Weibo).
El público ve el lanzamiento (Weibo).
Emblemas de la misión (Weibo).
Tianwen 1 (Weibo).



86 Comentarios

  1. Buenas, os dejo un par de imágenes sobre la misión Tianwen-1 que muestran las posiciones de la Tierra y Marte el 23 de julio de 2020 y el 10 de febrero de 2021:

    https://ibb.co/S7dWyTg

    Están generadas con la app «Mobile Observatory Pro» en mi móvil.

  2. Espero que la sonda de aterrizaje haya sido bien desinfectada. Sería el colmo que en el futuro Marte sea poblado por cepas de Corona virus 19

    1. Creo recordar que Daniel ha dicho alguna vez que un buen pellizco del presupuesto de una sonda/rover a Marte se va en garantizar que esté todo lo desinfectada que se pueda. ¿Se sabe cómo lo ha hecho China?

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Por Daniel Marín, publicado el 23 julio, 2020
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