Despega ExoMars, la nueva era de exploración europea en Marte

Cuando en 1877 el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli dibujó un mapa con los ‘canales’ de Marte, poco podía imaginar que una nave llevaría su nombre al planeta rojo casi 140 años después. El módulo de descenso Schiaparelli y el orbitador TGO (Trace Gas Orbiter) son los dos componentes de Exomars 2016, una misión que la Agencia Espacial Europea (ESA) y la rusa Roscosmos han lanzado hoy a las 10:31h (hora peninsular española) en un cohete Protón desde el cosmódromo de Baikonur (Kazajistán). A las 21:13h el satélite fue liberado desde la última etapa del lanzador para iniciar su viaje de siete meses rumbo a su destino.

“Es difícil expresar con palabras la emoción que sentimos tras doce años de trabajo”, explica a Sinc Silvia Bayón, ingeniera de sistemas del satélite Exomars, quien conoce bien los avatares por lo que ha pasado la misión: “Inicialmente era solo europea, luego cambió a una cooperación con NASA en la se pasó de una arquitectura única a dos separadas –una en 2016 y otra en 2018–, y finalmente hubo que cambiar a la colaboración con Roscosmos (Rusia), y en todo este proceso el diseño de la misión y el satélite han variado bastante, así como los análisis de los diversos lanzadores (Ariane, Atlas, Protón)”.

“Hasta hace dos o tres años había mucha gente que pensaba que no podríamos lanzar en 2016”, coincidieron en señalar Bayón y el director de ciencia de la ESA, Álvaro Giménez, durante un encuentro con la prensa celebrado la semana pasada en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) que tiene la ESA cerca de Madrid. “Es una misión impresionante, única, que pone a Europa dentro del esquema de exploración global de Marte y demuestra que los europeos también somos capaces de aterrizar allí”, subrayó Giménez.

El aspecto tecnológico es uno de los más importantes de ExoMars, ya que se ha lanzado la nave más grande enviada hasta ahora a Marte por la ESA, con más de 3.700 kg de masa (incluyendo los 3.130 de TGO y los 600 kg de Schiaparelli). Por comparar, Mars Express tenía una masa en el lanzamiento de 1.000 kg. También es la primera vez que se utiliza una arquitectura en la que una sonda despliega un aterrizador, desde que en la década de los 70 se hiciera con las misiones Viking de la NASA.

Está previsto que el próximo 16 de octubre se separare el módulo Schiaparelli de descenso y entrada (también llamado EDM) del orbitador TGO, que tres días después hará una maniobra –de unas dos horas y en la que se consumirá la mitad del combustible– para insertarse en la órbita de Marte. Justo ese día, el 19 de octubre, se posará Schiaparelli en la superficie marciana.

Secuencia de descenso del módulo Schiaparelli prevista para el próximo 19 de octubre. / ESA/ATG medialab

El objetivo de este módulo de descenso es demostrar tecnologías para la reentrada en la atmósfera marciana y el aterrizaje en su superficie, y todo durante los seis minutos que durará el descenso. “Van a ser los seis minutos más largos en la vida de mucha gente que ha trabajado en este proyecto”, adelanta Mariella Graziano, directora ejecutiva de sistemas espaciales en GMV, una de las siete empresas españolas que participan en el proyecto, quien también destaca, que al margen del retorno económico que supone la misión para la industria española, “el hombre necesita descubrir, y eso no se paga con nada”.

Vida corta del módulo Schiaparelli

ExoMars es una misión de exobiología y, por tanto, todos sus componentes han tenido que cumplir unos fuertes requisitos de protección planetaria, sobre todo en el módulo Schiaparelli. Una vez que ‘amartice’, podrá funcionar entre dos y ocho soles (días marcianos), dependiendo de la duración de sus baterías, y aunque incluye algunos instrumentos científicos para el análisis de la transparencia y condiciones de la atmósfera, su tarea principal es testar las tecnologías para el descenso y el aterrizaje.

El módulo (de 1,65 m de diámetro) probará un grueso escudo térmico, que podría enfrentarse a una tormenta de arena durante la reentrada, un paracaídas supersónico de 12 metros de diámetro y diversos sistemas de guiado, navegación y control, además de una estructura deformable para el impacto de tierra final. Su velocidad pasará de los 21.000 km/h a los que viajará a unos 122,5 km de altura hasta los menos de 11 km/h antes del impacto.

Respecto a TGO, además de llevar y soltar a Schiaparelli, incorpora cuatro instrumentos (la suite ACS de química atmosférica, el detector FREND de hidrógeno, la cámara CaSSIS y los espectrómetros NOMAD, con participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía) que desarrollarán las tareas científicas y la plataforma de comunicaciones entre Marte y la Tierra. “Requiere mucho nivel de autonomía a bordo”, señala Bayón, “porque puede llegar a haber un retraso de 24 minutos en las comunicaciones con la Tierra y, en el verano de 2017, la conjunción solar de Marte interrumpirá dichas comunicaciones durante un mes”.

Localización de los cuatro instrumentos de TGO y el módulo Schiaparelli. / ESA/ATG medialab

El orbitador TGO (con unas dimensiones de 3,2 x 2 x 2 m y 17, 5 m con los paneles solares desplegados) también incluye un avance que se empleará por primera vez en una misión de la ESA: la utilización de una técnica del aerofrenado para alcanzar su órbita científica alrededor del planeta rojo, a una altitud de 400 km. sobre el suelo marciano.

Una vez que la sonda esté en esa órbita, comenzará su fase de ciencia, que durará un año marciano (687 días terrestres), y que se centrará en caracterizar los ‘gases traza’ (aquellos que representan menos de 1 % del volumen de la atmósfera marciana, como el metano, el vapor de agua, el dióxido de nitrógeno y el acetileno), así como en buscar respuestas a la pregunta de si alguna vez llegó a haber vida en el pasado del planeta rojo.

“Hace 3.500 millones de años, había agua líquida en la superficie de Marte y, posiblemente, vida también”, explica Leo Metcalfe, responsable de operaciones científicas de ExoMars 2016. De hecho, este planeta y la Tierra empezaron teniendo condiciones similares, y favorables para los seres vivos al principio del origen del sistema solar, hace unos 4.600 millones de años. Sin embargo, durante el denominado ‘bombardeo intenso tardío’, hace unos 4.000 millones de años, la superficie marciana comenzó a volverse más parecida a como la que hoy conocemos, y se transformó en un entorno muy hostil para la vida.

Para determinar hasta qué punto es así, TGO analizará la presencia de metano en la atmósfera marciana, un gas traza que en la Tierra tiene origen biológico o geológico, por procesos volcánicos. Metcalfe señala que el metano no sobrevive mucho tiempo en la atmósfera de Marte, es destruido por la radiación ultravioleta, así que si se encuentra allí, tiene que haber fuentes. “Aunque fuera de origen volcánico también sería importante, porque en nuestro planeta la combinación de actividad volcánica y agua líquida es fundamental para la vida”, subraya el experto.

Metcalfe también recuerda que en los últimos diez años se han acumulado bastantes evidencias de que se puede encontrar todavía en la superficie de Marte agua líquida. “Debería ser altamente salina para no congelarse. También hay cavernas, de origen volcánico, de las que no se sabe lo que hay debajo. Es posible que las condiciones bajo la superficie sean más compatibles con la existencia de vida”.

Próximo objetivo: enviar un rover

Para profundizar en esa investigación, los responsables de ExoMars tienen previsto enviar un rover que pueda taladrar la superficie marciana en 2018 como una segunda fase de la misión, aunque es probable las fechas se retrasen. Además, la posibilidad de que Marte aún pueda tener condiciones favorables para la vida abre la puerta a que esta misión suponga un primer paso hacia una futura misión tripulada al planeta rojo.

“La atención de todos los astronautas está puesta en esta misión”, destacó Pedro Duque por videoconferencia durante la presentación en ESAC. “La medición de los gases de Marte se va a conseguir con varios órdenes de precisión mayor de lo que se ha logrado hasta ahora, y esto es importante para determinar si merece la pena ir”.

Según el astronauta español, no es sencillo concretar cuando un humano podrá pisar la superficie de Marte: “No es tanto una cuestión de tiempo medido en años, sino de la cantidad de gente y recursos que podamos dedicar a ello, porque va a ser difícil que resucite Kennedy”, bromeó Duque.