ExoMars, así es la misión a Marte más ambiciosa de Europa

Entre este año y 2018, la ESA y Roscosmos, la agencia espacial rusa, lanzarán a Marte dos misiones muy ambiciosas tecnológicamente que, además, persiguen objetivos científicos igualmente ambiciosos. ExoMars es un programa que busca detectar pruebas de la presencia pasada de vida en el planeta rojo (y de la posibilidad de que todavía pueda haberla en su subsuelo) y, al mismo tiempo, demostrar las tecnologías necesarias para enviar, primero, una misión de retorno de muestras a Marte y, después, una posible misión tripulada.

Para ello, el programa está dividido en dos misiones. La primera partía ayer al planeta rojo y está formada por un orbitador (Trace Gas Orbiter, o TGO) y un módulo de descenso (Schiaparelli) que tiene que probar nuevas tecnologías para la reentrada en la atmósfera marciana y para el aterrizaje. La segunda misión se lanzará dentro de dos años y la constituirá un rover que taladrará su superficie en busca de esas elusivas pruebas de que Marte puede albergar vida.

La novedad de ExoMars

Hasta 2018, sin embargo, aún queda tiempo, así que los científicos están más pendientes de la primera de estas dos misiones, la de TGO. Para comprender por qué es distinta de las sondas que se han enviado recientemente a Marte, Silvia Bayón, ingeniera de sistemas del satélite, explicó en un evento en ESAC (Centro Europeo de Astronomía Espacial) que, con una masa en el lanzamiento de 3.700 kg., es la nave más grande que la ESA ha mandado a Marte y que, además, "es la primera vez que una misión marciana tiene esta arquitectura desde los 70, con las Viking".

Bayón se refiere a un orbitador de gran tamaño (Mars Express, lanzada en 2003, y con el módulo Beagle 2, pesaba 1.000 kg.) que debe desplegar sobre la superficie un módulo de descenso. Por esta razón, la ingeniera apunta que "esto implica que el módulo de entrada se tiene que separar tres días antes. Doce horas después de esta separación, TGO tiene que hacer una maniobra para no seguir una trayectoria de colisión con Marte y, tres días después, hace la maniobra de captura de Marte, que dura dos horas y consume la mitad del combustible".

ExoMars 2016 seguirá una trayectoria directa al planeta rojo, que durará unos siete meses, y una vez que se haya separado del módulo de descenso, tardará un año en situarse en su órbita de operaciones científicas. Para ello, utilizará una táctica que ninguna misión de la ESA ha empleado hasta ahora, el aerofrenado, que se sirve del rozamiento con las capas superiores de la atmósfera marciana para colocar la sonda en la posición, y velocidad, en la que se mantendrá durante el siguiente año marciano (687 días terrestres).

Cuando TGO realice todas estas maniobras, Schiaparelli ya habrá completado su misión de demostración de tecnología. El módulo probará, en octubre, el rendimiento de su escudo térmico (un poco más grueso de lo habitual porque hay una alta probabilidad de que aterrice durante una tormenta de arena), el paracaídas supersónico de 12 metros de diámetro con el que frenará su caída y los retrocohetes que deben asegurar su aterrizaje.

Aunque lleva instrumentos científicos para estudiar la transparencia de la atmósfera marciana y los campos eléctricos cerca de su superficie, Schiaparelli no tiene la ciencia dentro de sus objetivos. De hecho, una vez toque tierra, no podrá seguir funcionando mucho más, entre dos y ocho soles (días marcianos), hasta que se agoten sus baterías. Pero su faceta de demostración tecnológica es importante para el desarrollo de esa largamente acariciada misión de retorno de muestras, que se considera un paso previo muy importante al envío de astronautas al planeta rojo.

¿Por qué se estudia el metano de Marte?

El lado científico de ExoMars 2016 lo aporta el orbitador TGO. Su principal cometido es estudiar la débil atmósfera marciana y, sobre todo, la presencia de metano en ella. "En los últimos 10 años se han detectado trazas de metano, del que en la Tierra hay dos orígenes: procesos biológicos y procesos geológicos", explica Leo Metcalfe, responsable de operaciones científicas de la misión.

Añade que "el metano no sobrevive mucho tiempo en la atmósfera de Marte, es destruido por la radiación ultravioleta, así que si se encuentra metano en su atmósfera, tiene que haber fuentes. Si son geológicas, volcánicas, son también importantes porque, en la Tierra, la combinación de actividad volcánica y agua líquida es fundamental para la vida". ¿Pero hay todavía agua líquida en el planeta rojo? En palabras de Metcalfe:

"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".

Esas fuentes emisoras del metano en la atmósfera marciana son uno de los objetivos más relevantes de las misiones de exploración que se envían a Marte. Pueden apuntar a la posibilidad de que el planeta no esté tan desértico como se aprecia a simple vista, pero obtener confirmación irrefutable de ese origen no es tan sencillo. Es de esperar que TGO ayude a dar pasos mucho más grandes en esa dirección, sobre todo porque será capaz de obtener datos con mucha más precisión que su precedente europeo en el planeta, Mars Express, y cuando se lance el rover de la misión de 2018, se espera avanzar todavía más en este aspecto.

La tecnología de ExoMars

El orbitador, además, también tiene sus propios objetivos tecnológicos. Hasta 2022, se prevé que actúe como plataforma de comunicaciones entre las misiones en la superficie de Marte y la Tierra, más allá del rover de ExoMars 2018, y las particularidades de su misión obligan a que sea una nave con un funcionamiento bastante autónomo.

Silvia Bayón explica que "TGO combina el traslado de Schiaparelli, las tareas científicas y la plataforma de comunicaciones entre Marte y la Tierra. Requiere mucho nivel de autonomía a bordo. Puede haber retraso de hasta 24 minutos en las comunicaciones, y tendremos un mes casi sin comunicaciones por las conjunciones solares (en 2017). Lleva algoritmos complejos para detectar y corregir fallos del sistema".

Para la ESA, ExoMars tiene que demostrar que puede participar en la nueva fase de la exploración de Marte, la que debe llevar, teóricamente, hacia el desarrollo de una misión tripulada. Y la colaboración con Roscosmos, que se ha encargado de lanzar TGO, es también fundamental en ese aspecto. Como dijo Pedro Duque en el evento sobre la misión celebrado en ESAC, "es un paso adelante muy importante para demostrar que Europa en conjunto puede ser un socio muy válido para las próximas misiones de exploración".

Imagen | ESA/ATG Medialab