ExoMars es el nombre del ambicioso programa que la Agencia Espacial Europea (ESA) ha puesto en marcha en estrecha colaboración con su homólogo ruso, la agencia Roscosmos. Para cumplir su objetivo, la misión analizará con una precisión nunca alcanzada hasta ahora el metano presente en la atmósfera marciana, y tratará de determinar si es de origen biológico o geológico. Hoy por hoy, la procedencia del metano de Marte es uno de los mayores enigmas científicos que envuelven al planeta vecino.
El Director de Ciencia de la ESA, Álvaro Giménez, declaró: «esta misión produce en todos nosotros una tremenda excitación, y coloca a Europa en cabeza de la carrera por la exploración de Marte».
El programa ExoMars consta de dos misiones espaciales diferentes: la primera, que se lanzará dentro de apenas unos días (el 14 de marzo) desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazakhstan, consiste en una sonda orbital, Trace Gas Orbiter (TGO), y un módulo de aterrizaje, llamado Schiapparelli, que deberá posarse suavemente sobre la superficie; la segunda, que partirá en 2018, colocará sobre el polvoriento suelo del planeta vecino un vehículo autónomo de exploración cargado de instrumental científico.
Un viaje en dos etapas, pues, con el que los científicos de la ESA esperan poner punto y final a la cuestión que ha llevado al hombre a enviar ya más de cuarenta misiones a Marte: averiguar si allí hubo, o hay todavía, alguna forma de vida. Por supuesto, ambos vuelos servirán también para otra serie de cometidos, como probar los nuevos sistemas de entrada, descenso y aterrizaje, así como el grado de autonomía y movilidad del rover. Todo con vistas a preparar, para 2020, una futura misión destinada a recoger muestras “in situ” y traerlas de regreso a la Tierra.
Según explica Silvia Bayón, ingeniera de sistemas de la misión, «esta es la mayor nave lanzada a Marte por la ESA. El satélite pesa más de 4.300 kg, incluyendo los 600 kg. del módulo de aterrizaje. Eso supone un reto tremendo, tanto en el lanzamiento como en las maniobras de frenado cuando lleguemos al Planeta Rojo. Solo en las maniobras de aproximación y captura de la órbita marciana consumiremos más de la mitad del combustible. Es la primera vez que la ESA utiliza la maniobra de aerofrenado en una misión».
Siete meses de viaje
La primera de las dos misiones de ExoMars comenzará dentro de solo dos días, cuando un lanzador ruso Protón encienda sus motores y comience su viaje de siete meses hasta Marte, donde está previsto que llegue en octubre. Tres días antes de alcanzar la atmósfera marciana, el módulo Schiapparelli se separará de la sonda TGO y cubrirá en solitario la última etapa del trayecto. Cuando el módulo se encuentre a 122,5 km. de la superficie marciana activará todos sus sistemas y se preparará para el aterrizaje. Dos escudos térmicos (uno anterior y otro posterior) le protegerán durante la maniobra de aerofrenado en la atmósfera, en la que penetrará a una velocidad de 21.000 km. por hora. La temperatura de los escudos durante esta fase se elevará por encima de los 1.500 grados centígrados.
Cuando Schiapparelli se encuentre a 11 km. de altura, su velocidad se habrá reducido hasta los 1.650 km. por hora. Y será en ese momento cuando se desprenda de los escudos térmicos, ya inservibles, y despliegue su paracaídas. A pocos metros del suelo, también el paracaídas se desprenderá, y cuando el módulo esté a solo dos metros de altura, utilizará sus motores de propulsión líquida para frenar hasta una velocidad de apenas 7 Km/h. Será un impulso breve, de apenas unos segundos, tras los que los motores se apagarán y Schiapparelli caerá al suelo. El impacto será amortiguado por una estructura deformable que va unida a la base del módulo y que ha sido construida en España. «Aunque Schiapparelli no está equipado para enviar fotos desde la superficie de Marte -afirma Silvia Bayón- sí que lo hará durante el descenso y las maniobras de aterrizaje».
El lugar elegido para posarse en Marte es la llanura Meridiani Planum, la misma donde, en 2004, aterrizó el rover Opportunity de la NASA, situada a dos grados al sur del ecuador marciano y recubierta por una capa de óxido férrico (oligisto) que, aquí en la Tierra, suele formarse solo en presencia de agua líquida.
Origen biológico
Pero la mayor parte del trabajo científico de esta primera misión no estará sobre la superficie, sino en órbita. Allí, en efecto, y tras separarse del módulo de aterrizaje, la sonda TGO se dirigirá directamente a su órbita de trabajo, a 400 km. de altitud sobre Marte, y comenzará a tomar datos. Como se ha dicho, su principal objetivo será analizar el metano presente en la atmósfera marciana y tratar de averiguar su procedencia. TGO también estudiará otros gases atmosféricos de posible origen biológico, como vapor de agua, óxidos de nitrógeno y otros derivados del metano. Algo que sus instrumentos le permitirán hacer con una procesión diez veces mayor que la actual. La sonda buscará tanto las zonas de origen de esos gases en la superficie marciana como la naturaleza de las fuentes de emisión. Si las localiza, futuras misiones a Marte, como la de recogida de muestras de 2020, aterrizarán en los lugares indicados.
La nave permanecerá, como mínimo, todo un año marciano (687 días de la Tierra) estudiando los gases atmosféricos Un día marciano dura 24 horas, 39 minutos y 35,244 segundos, alrededor de un 3 % más que un día terrestre. Un año marciano dura casi dos años terrestres Después, cuando llegue la segunda misión ExoMars en 2018, la TGO servirá de enlace de comunicaciones entre el rover y la Tierra. Para llevar a cabo su trabajo, la TGO cuenta con cuatro instrumentos principales: NOMAD, que incluye dos espectrómetros de infrarrojo y uno ultravioleta para la identificación de los componentes en la atmósfera de Marte; ACS, que estudiará la estructura y la química de la atmósfera; CaSSIS, una cámara de alta resolución para ayudar a identificar las fuentes de los gases detectados en la atmósfera, y FREND, un detector de neutrones para mapear el hidrógeno en la superficie y en el subsuelo de Marte.
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