Ahora que Japón ya ha lanzado la sonda MMX para traer las muestras de Fobos, ya está planeando su siguiente paso en el planeta rojo. La agencia espacial japonesa JAXA lleva años intentando sacar adelante un programa de exploración marciano ambicioso, pero los presupuestos dedicados a la exploración espacial no han estado a la altura. Sin ir más lejos, hace una década JAXA intentó desarrollar el rover marciano MELOS (Mars Exploration with a Lander-Orbiter Synergy), que usaba un sistema de aterrizaje similar al sky crane empleado por los rovers Curiosity y Perseverance. Ahora, el objetivo de JAXA es más realista y el siguiente paso será una misión para demostrar tecnologías asociadas con el aterrizaje en Marte.

Por ahora la siguiente misión japonesa a Marte no está aprobada, pero se apoya en el Plan Espacial Básico de junio de 2023, que se centra en desarrollar tecnologías de aterrizaje para la próxima década. Esta misión recibe el nombre provisional de «Misión Paso 1» (STEP1ミッション), o STEP1 a secas. Forma parte de una estrategia de tres pasos en la que STEP1 sería una misión que despegaría a partir de 2030 para demostrar, como decíamos, tecnologías asociadas con el aterrizaje en Marte, STEP2 demostraría un aterrizaje de precisión, con una elipse de unos 20 km, para un aterrizador de 50 kg con unos 10 kg de instrumentos. STEP2 usaría la experiencia de la sonda lunar SLIM, que aterrizó con una enorme precisión en la Luna. Se pensó mandar este aterrizador junto con el orbitador I-MIM para estudiar el hielo marciano, pero actualmente esta misión está cancelada de facto. Por último, STEP3 sería una misión que despegaría alrededor de 2040 y contaría con un aterrizador de 300 a 500 kg y un rover de 100 a 300 kg.

STEP1 despegaría mediante un cohete H3 japonés y usaría como orbitador un vehículo denominado el OTV (Orbital Transfer Vehicle). Dotado de propulsión química, sería capaz de llevar unos 200 kg a la órbita marciana y podría reutilizarse en misiones posteriores. El OTV llevaría tres sondas de superficie (quizá hasta cuatro) dotadas de un escudo térmico hinchable. Cada sonda tendría una masa de 20 a 30 kg y el escudo, de 8,2 kg, mediría 3 metros de diámetro y se inflaría con 0,2 kg de nitrógeno a 90 kPa. Plegadas en configuración de vuelo, las sondas tendrían una forma cilíndrica de 80 x 40 centímetros. Lo interesante de usar un escudo hinchable en un aterrizador tan pequeño es que el coeficiente balístico sería tan bajo, de tan solo 3 kg/m², que la sonda no necesitaría paracaídas para llevar a cabo el aterrizaje. Así que nada de «siete minutos de terror» en la fase EDL (a no ser que el escudo se pinche).

Eso sí, no sería un aterrizaje suave, precisamente: cada sonda aterrizaría a una velocidad de 145 km/h y sufriría un impacto de 400 a 1000 g. Esto hace de cada sonda un penetrómetro que se enterraría entre 20 y 30 centímetros en la superficie marciana. Este penetrómetro incluiría 1 kg de instrumentos científicos, a elegir entre una estación meteorológica simple, magnetómetro, un sismómetro o cámaras, todo alimentado por paneles solares flexibles. Las sondas de superficie serían liberadas en el apoastro por el OTV desde una órbita polar y muy elíptica de 250 x 20.000 kilómetros y efectuarían un encendido de frenado con una Delta-V de 20 m/s. La aceleración máxima sería de unos 6 g, pero el calentamiento máximo rondaría los 40 kW/m², siempre por debajo de 100 kW/m². La elipse de aterrizaje sería de unos 150 x 30 kilómetros, comparable a las de las primeras sondas estadounidenses. La comunicación con la Tierra sería a través del OTV y la vida de la misión sería de un mes aproximadamente.

Las sondas aterrizarían en las regiones polares, en cuyo caso se optaría por llevar magnetómetros y la estación meteorológica, o la zona de los volcanes de Tharsis. En este último caso las sondas llevarían sismómetros para desplegar una red sísmica. También se ha valorado desplegar un microrrobot saltador de unos 100 gramos, unido por un cable a cada sonda. Por su parte, el OTV llevaría varios instrumentos: THSS, un sondeador de ondas submilimétricas; MAI, una cámara de atmósfera y auroras; así como una cámara de alta resolución para fotografiar la entrada y las sondas en la superficie. También podía desplegar un pequeño satélite, Mars Cube.

Paradójicamente, STEP1 recuerda poderosamente a la malograda misión rusa Mars 96, también dotada de penetradores con escudos térmicos hinchables. En febrero de 2027 STEP1 debe ser revisada para definir sus objetivos y diseño principal. De ser aprobada, volaría a principios de la próxima década. Mientras, JAXA ya ha construido un prototipo de escudo hinchable de 2,5 metros de diámetro con paneles solares, batería y radio incorporados. Por otra parte, el ISAS (Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de la JAXA) ha inaugurado una sala de demostración de protección planetaria, un requisito indispensable que Japón no tenía. Veremos si sale adelante y STEP1 logra vengar el recuerdo de Mars 96 cuatro décadas más tarde.

Referencias:

• https://www8.cao.go.jp/space/comittee/27-kagaku/kagaku-dai72/siryou1-8.pdf