Especial Ciencia. Objetivo: MARTE

El horizonte natural de expansión de la especie humana parece ser su entorno más cercano, y no nos referimos al planeta Tierra, sino a su satélite Luna y al cuarto planeta rocoso del sistema solar, que bajo el nombre del dios de la guerra, Marte, espera que su entorno sea el escenario de una futura y más que probable colonización. Al menos eso parecen indicar todos los esfuerzos científicos y tecnológicos desarrollados por las principales potencias del planeta en el campo de la investigación, la exploración espacial y la astronáutica.

Ilustración de la sonda Hope (Esperanza en español) insertándose en la órbita de Marte. / Imagen de MBRSC

La misión árabe Hope alcanza la órbita de Marte

La sonda enviada por los Emiratos Árabes Unidos al planeta rojo se ha insertado con éxito en la órbita programada, convirtiéndose en la primera misión interplanetaria de un país árabe. Su objetivo científico es estudiar los cambios meteorológicos a lo largo de un año marciano.

Tal y como estaba previsto, a las 16:57h del 9 de febrero (hora peninsular española), la sonda Hope (Esperanza en castellano o Al-Amal en árabe) ha alcanzado la órbita del planeta rojo, según han confirmado los responsables de esta misión de Emiratos Árabes Unidos (EAU), que se convierte así en el quinto país o potencia espacial en conseguirlo (tras Rusia, EE UU, Europa e India).

El acontecimiento se produce justo un día antes de la inserción por parte de China de su nave Tianwen-1 en la órbita de Marte, y a una semana de que el vehículo Perseverance de la NASA aterrice en su superficie, el próximo 18 de febrero.

Emiratos Árabes Unidos se convierte en el quinto país o potencia que llega a Marte, después de Rusia, Estados Unidos, Europa e India, y un día antes de que lo haga previsiblemente China

Hope ha tenido que poner en marcha sus seis propulsores Delta-V durante 27 minutos para reducir la velocidad de crucero de 121.000 km/h a unos 18.000 km/h que le han permitido lograr la inserción orbital. La maniobra se ha realizado con sistemas autónomos, ya que existe un retraso en la señal de radio de unos 11 minutos con la Tierra que impide gestionar las operaciones en directo.

“La inserción en la órbita marciana ha sido la parte más crítica y peligrosa de la misión, ya que la sonda Hope estuvo expuesta a tensiones y presiones a las que nunca antes se había enfrentado”, ha señalado Omran Sharaf, director del proyecto desde el Centro Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC).

“Aunque habíamos pasado seis años diseñando y probando sin descanso el sistema, no hay manera de simular completamente el impacto que produce la desaceleración y la navegación necesarias para alcanzar la inserción de forma autónoma”, añade Sharaf, quien ha destacado que tenían encomendado “construir pero no comprar” los sistemas.

Por su parte, Sarah bint Yousef Al Amiri, ministra de Tecnología Avanzada de los Emiratos y presidenta de la Agencia Espacial emiratí, ha recordado que la sonda llega a Marte en un doble aniversario: “En 2021 conmemoramos el 50 aniversario del nacimiento de los Emiratos, y también el medio siglo del desembarco del primer objeto hecho por el hombre en el planeta rojo (la sonda soviética Mars 3 en 1971). Nos marca un punto importante para que los EAU continúen dirigiendo el futuro de su economía hacia la investigación, la ciencia y la tecnología”.

Estudiar la meteorología durante un año marciano

Ahora Hope mantendrá esta órbita, calibrando y probando sus instrumentos de investigación, antes de pasar a su órbita propiamente científica, desde la que proporcionará la primera imagen completa de la meteorología del planeta rojo a lo largo de un año marciano (687 días terrestres).

Hessa Al Matroushi, directora científica de la misión en el MBRSC explica que la nave describirá una órbita elíptica durante los próximos dos años alrededor de Marte, “permitiendo analizar de una forma única la atmósfera del planeta en diferentes lugares y a través de las diferentes estaciones con su instrumentación científica, que explorará las diferentes capas atmosféricas estableciendo una nueva perspectiva nueva y global de su comportamiento y conexiones”.

La sonda Hope, equipada con tres instrumentos científicos (una cámara y dos espectrómetros) proporcionará la primera imagen completa de la meteorología del planeta rojo a lo largo de un año marciano

Durante los dos próximos meses Hope realizará pruebas de instrumentación y sistemas desplazándose en una órbita elíptica entre los 1.000 y los 49.380 km por encima de la superficie de Marte. Después de una fase de pruebas y validación de datos, unas seis semanas después de estar navegando por esa órbita, en abril de 2021, comenzará la exploración científica.

La sonda tiene una órbita de ciencia elíptica de 20.000-43.000 km, que completará cada 55 horas obteniendo una imagen global del planeta cada nueve días. Sus tres instrumentos, una cámara de alta resolución y dos espectrómetros (uno infrarrojo y otro ultravioleta), permitirán estudiar los cambios en el clima marciano entre la atmósfera superior e inferior, así como completar la primera imagen de la dinámica atmosférica y el clima del planeta en todo momento del día y a través de todas las estaciones del año.

Los tres instrumentos de la sonda Hope. / Imagen de EMM

En el desarrollo de los instrumentos científicos, los ingenieros emiratíes han contado con la colaboración y el asesoramiento de colegas estadounidenses que trabajan en las universidades de Colorado, California, Arizona y Berkeley. En conjunto, el proyecto ha costado unos 200 millones de dólares.

Los primeros datos de la misión se publicarán en septiembre y se pondrán a disposición de la comunidad científica internacional. Después, los resultados de las investigaciones se presentarán a principios de diciembre.

Según sus promotores, esta misión fue diseñada para acelerar la innovación y la investigación científica en los Emiratos, así como para inspirar a las generaciones más jóvenes en Oriente Medio a estudiar carreras científicas y tecnológicas.

SiNC

La sonda china Tianwen-1 realiza con éxito su inserción orbital en Marte

Ilustración de la nave china Tianwen-1 alcanzando la órbita de Marte. / Imagen de CGTN

La nave ‘Preguntas al Cielo’ de China ha alcanzado la órbita del planeta rojo, donde en mayo o junio lanzará un rover para explorar su superficie. El gigante asiático se convierte así en la sexta potencia espacial que alcanza Marte, tras Rusia, EE UU, Europa, India y Emiratos Árabes Unidos que lo consiguió el 9 de febrero.

Un día después de que la sonda árabe Hope realizara su inserción orbital en Marte, lo ha conseguido también la nave china Tianwen-1, según ha confirmado la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA, en inglés) y la agencia oficial de noticias del gobierno chino Xinhua.

Después de un viaje de casi siete meses, un potente motor de la nave se ha encendido para reducir su velocidad lo suficiente como para ser capturada por la gravedad de Marte y entrar en órbita elíptica alrededor del planeta rojo

Después de un viaje de casi siete meses desde la Tierra, el potente motor 3000N de Tianwen-1 se encendió a las 12:52 h (hora peninsular española) para empezar la desaceleración. 

Un cuarto de hora más tarde la nave ya había reducido su velocidad lo suficiente como para ser capturada por la gravedad de Marte y entrar en una órbita elíptica alrededor del planeta rojo, del que se mantendrá a una distancia de unos 400 km en su punto más cercano.

Tianwen-1, que significa ‘Preguntas al Cielo’ por un poema escrito por Qu Yuan (alrededor del 340 al 278 a. C.), tardará unos 10 días terrestres en completar su órbita.

Este acontecimiento marca la finalización por parte de China de un paso clave en su actual programa de exploración de Marte, que está diseñado para mantener un orbitador a su alrededor, pero también para, en tres o cuatros meses, lanzar un ‘aterrizador’ del que, a su vez, saldrá un rover o vehículo de exploración.

Tras entrar en la órbita marciana, los instrumentos a bordo del orbitador, que incluyen cámaras y varios analizadores de partículas, comenzarán a trabajar y realizarán estudios del planeta.

Esta misión está diseñada para mantener un orbitador alrededor del planeta rojo, pero también para lanzar en mayo o junio un ‘aterrizador’ del que saldrá un rover para explorar la superficie marciana 

Desde su lanzamiento el 23 de julio de 2020 en un cohete Larga Marcha 5 desde el centro espacial de Wenchang (China), la nave, de unas cinco toneladas de peso, lleva 202 días viajando por el espacio.

Tianwen-1 ha realizado cuatro correcciones orbitales y una maniobra en el espacio profundo, además de tomar sus primeras fotografías en blanco y negro mientras se aproximaba a Marte. Ha volado 475 millones de kilómetros y estaba a 192 millones de kilómetros de la Tierra cuando alcanzó la órbita del planeta rojo.

Un radiotelescopio orientable con una antena de 70 metros de diámetro situado cerca de la ciudad china de Tianjin, es una instalación clave para recibir los datos científicos enviados por la misión. El retraso de la comunicación en un sentido es de unos 10,7 minutos.

Aterrizaje en mayo o junio

La nave realizará ahora múltiples correcciones orbitales para entrar en una órbita de estacionamiento temporal en el planeta rojo, estudiando posibles lugares de aterrizaje para preparar el ‘amartizaje’ en mayo o junio de su rover en la región de Utopia Planitia.

El rover explorará la región de Utopia Planitia, en cuyo subsuelo hay grandes cantidades de agua helada, un recurso de interés científico y estratégico para las futuras misiones tripuladas

Se trata de una gran llanura del hemisferio norte bajo la que se han detectado en el subsuelo grandes cantidades de agua helada, un recurso de interés científico y estratégico para las futuras misiones tripuladas. 

Si el aterrizaje en el suelo marciano tiene éxito, descenderá el vehículo de exploración –de forma similar a como lo ha hecho otro en la Luna– para operar durante al menos 90 días marcianos (aproximadamente tres meses en la Tierra). 

La misión en su conjunto, con orbitador, ‘aterrizador’ y rover, estudiará aspectos como la estructura geológica de Marte, la distribución del agua helada en su superficie, la ionosfera y el clima del planeta rojo, sin olvidar el salto tecnológico que China pretende dar en la exploración espacial frente a su competidor EE UU.

Ilustración del módulo de aterrizaje y el rover de la misión Tianwen-1. / Imagen de Xinhua News Agency

SiNC

Diez claves sobre el ‘rover’ Perseverance y otras nuevas misiones a Marte

Ilustración del rover Perseverance operando en la superficie de Marte. / Imagen de NASA/JPL-Caltech

Tras la llegada de las naves emiratí y china a la órbita de Marte, le toca ahora el turno a la estadounidense, que después de “siete minutos de terror” colocará directamente el rover Perseverance en la superficie del planeta rojo para buscar restos de vida. Resolvemos algunas dudas frecuentes sobre esta nueva misión de la NASA.

1. ¿Por qué están llegando ahora tantas misiones a Marte?

Porque salieron a la vez, aprovechando una “ventana” de lanzamiento que ocurre cada 26 meses en la que la distancia entre la Tierra y Marte es menor. Esto facilita las operaciones, permite ahorrar combustible y, por tanto, costes a la hora de mandar naves al planeta rojo. Esa ventana estuvo abierta a finales de julio de 2020: el 19 despegó la sonda Hope emiratí, el 23 la nave china Tianwen-1 y el 30 el rover Perseverance de la misión Mars 2020 estadounidense.

Las misiones salieron a la vez, aprovechando una “ventana” de lanzamiento que ocurre cada 26 meses en la que la distancia entre la Tierra y Marte es menor

Ahora están llegado, respectivamente, el 910 y 18 de febrero. Desgraciadamente el rover de la misión europea y rusa ExoMars, que también estaba previsto que despegara el verano pasado y que llegara ahora, no lo pudo hacer y tendrá que esperar a que se abra la próxima ventana en 2022.

2. ¿En qué se diferencian las tres misiones actuales?

La sonda Hope de Emiratos orbitará alrededor de Marte durante un año marciano (dos terrestres) para estudiar su meteorología. La china Tianwen-1 también mantendrá un orbitador, pero además, a partir de mayo dejará caer un ‘aterrizador’ con un rover, que descenderá de esa plataforma para explorar la región de Utopia Planitia, en cuyo subsuelo hay agua helada. Por su parte, la misión estadounidense va a colocar a Perseverance, el vehículo más grande y sofisticado jamás enviado a aterrizar en otro planeta, mediante un método diferente.

Sonda Hope emiratí, misión china Tiawen-1 (con orbitador, ‘aterrizador’ y rover) y el Perseverance estadounidense. / Imagen de MBRSC – W. X. Wan et al.-Nature Astronomy – NASA/JPL-Caltech

3. ¿Otra vez los “siete minutos de terror” con Perseverance?

Sí, se repite el sistema de aterrizaje utilizado con el rover Curiosity y el módulo Insight porque ha funcionado bien. Los ingenieros de la NASA denominan así a los siete minutos que tarda la nave en desacelerar de forma automática desde los 19.500 km/h a los que entra en la atmósfera de Marte hasta los aproximadamente 3 km/h con los que se posa en su superficie.

Si todo va bien y no surge ningún contratiempo, a las 21:55 h (hora peninsular española) el rover de la NASA se habrá posado sobre Marte tras un descenso completamente automatizado

Como las señales de radio tardan unos 11 minutos en llegar a la Tierra (más de lo que dura todo el descenso) no se pueden gestionar los comandos en directo, así que todas las fases están perfectamente programadas y sincronizadas: separación de la etapa de navegación o crucero, entrada en la atmósfera, despliegue de un paracaídas de 21,5 m de diámetro, soltar el escudo térmico, activar la novedosa solución TRN (terrain relative navegation) para sondear el mejor punto de aterrizaje, separación de la carcasa del rover, un sistema de grúas (skycrane) lo descuelga y, finalmente, lo deposita en el suelo, mientras que el skycrane activa sus propulsores para alejarse y estrellarse lejos del Perseverance.

Momentos claves durante los “7 minutos de terror” del aterrizaje de Perseverance. / Imagen de NASA/JPL-Caltech

Cámaras y micrófonos grabaran imágenes y sonidos durante todo el descenso. Si todo va bien, a las 21:55 h (hora peninsular española) del 18 de febrero, el rover estará en el suelo de Marte, pero cualquier mínimo error o evento meteorológico inesperado (una tormenta de arena, por ejemplo) podría alterar los planes: el amartizaje podría ser más violento de lo esperado o en un lugar distinto al previsto. La NASA retransmitirá el acontecimiento en español, además de otros medios e instituciones.

4. ¿Dónde va a aterrizar?

En el cráter Jezero, de unos 50 km de diámetro y situado en la zona ecuatorial de Marte. Los científicos piensan que hace millones de años estaba inundado de agua: era un lago donde desembocaba un río. Este transportaba compuestos arcillosos que tienden a atrapar y preservar la materia orgánica, por lo que el delta es un buen lugar para encontrar restos de vida marciana si es que la hubo.

Hace millones de años el cráter Jezero era un lago donde desembocaba un río, y las arcillas del delta podrían preservar materia orgánica de origen biológico  

Imagen real de un antiguo delta del cráter Jezero captado por el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA y recreación del lago que pudo cubrir este cráter hace miles de millones de años, con entrada y salida de agua. / Imagen de NASA – JPL-Caltech – ASU

5. ¿Cuál es el objetivo de Perseverance?

El principal es buscar evidencias de vida microbiana antigua en Marte, particularmente en rocas conocidas por su capacidad de preservar restos biológicos durante largos periodos de tiempo, pero Perseverance también va a explorar un entorno novedoso y tomar muestras.

El objetivo de Perseverance, el vehículo más grande y sofisticado jamás enviado a aterrizar en otro planeta, será buscar evidencias de vida microbiana antigua en Marte

Será la primera misión que recoja y almacene rocas y regolito (pequeños fragmentos, polvo y arena de la capa superficial) del suelo marciano para su posible retorno a la Tierra en futuras misiones. Además, el rover caracterizará la geología, el clima presente y pasado del planeta, sus condiciones de habitabilidad y preparará el camino para las siguientes exploraciones robóticas y humanas.

6. ¿Cuántos instrumentos científicos lleva?

Siete, y en el desarrollo de dos de ellos (MEDA y SuperCam) han participado centros de investigación españoles. En conjunto, servirán para cumplir los objetivos de la misión realizando experimentos sin precedentes y probando nuevas tecnologías. Son estos:

Mastcam-Z: sistema de cámaras para captar imágenes panorámicas, estereoscópicas y hacer zoom (Universidad Estatal de Arizona).

SuperCam: instrumento equipado con una cámara, un láser y espectrómetros para analizar a distancia la composición química y mineralógica de compuestos, incluidos los orgánicos. Podrá, por ejemplo, examinar muestras como la punta de un lápiz a siete metros. Se ha construido en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México en colaboración con el instituto IRAP francés y la Universidad de Valladolid, que ha desarrollado su sistema de calibración.

PIXL: un espectrómetro fluorescente de rayos x para analizar con precisión la composición química del material de la superficie marciana (Laboratorio JPL de la NASA).

SHERLOC: espectrómetro Raman con láser ultravioleta para detectar compuestos orgánicos y otras sustancias. Incluye una cámara de alta resolución para tomar imágenes microscópicas a color del suelo de Marte (También del JPL).

MOXIE:experimento para producir oxígeno a partir de CO2 marciano. Si tiene éxito, sería una forma con la que los astronautas podrían generar combustible en Marte para regresar a la Tierra (Instituto de Tecnología de Massachusetts, MIT).

MEDA: estación meteorológica made in Spain con sensores que medirán la temperatura, velocidad y dirección del viento, presión, humedad relativa, radiación solar, así como el tamaño y forma del polvo. El investigador principal es José Antonio Rodríguez-Manfredi del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

RIMFAX: generador de imágenes de radar de lo que hay bajo la superficie marciana, proporcionando una resolución a escala centimétrica de la estructura geológica del subsuelo (Instituto Noruego de Investigación en Defensa).

El Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) lidera la estación meteorológica MEDA, y la Universidad de Valladolid participa en el instrumento SuperCam, que analizará compuestos a distancia con la ayuda de un láser

Diagrama de los instrumentos del rover. / Imagen de NASA

Además de los siete instrumentos, el rover cuenta con un taladro perforador (coring drill), un retroreflector láser de fabricación italiana (parecido a los que dejaron los astronautas en la Luna y que ayudará a posicionar al vehículo desde el espacio en el futuro), un depósito para muestras (coaching system) donde se almacenará y sellará en tubos la arena o rocas recogidas en la superficie marciana para traerlas a la Tierra en una próxima misión de la NASA, así como el pequeño helicóptero Ingenuity.

7. ¿Para qué va a servir el helicóptero?

Es un demostrador tecnológico que viaja en la ‘panza’ del Perseverance. Ingenuity será la primera aeronave que volará de forma controlada en otro planeta. Es una misión independiente, de alto riesgo pero también con posibles recompensas.

Ingenuity será la primera aeronave que volará de forma controlada en otro planeta

Si la pequeña nave tiene dificultades, la recogida de datos científicos de la misión principal no se verá afectada, pero si vuela tal y como está diseñada, además de proporcionar imágenes en alta resolución del planeta rojo desde ángulos inéditos (como si fuera un dron), puede servir de referencia para futuros proyectos. Las próximas misiones a Marte podrían recurrir a helicópteros de segunda generación para añadir una dimensión aérea a sus exploraciones.

8. ¿Cómo es de grande el rover?

Es del tamaño de un automóvil y pesa 1.025 kilogramos. Mide unos 3 metros de largo, 2,7 metros de ancho y 2,2 metros de alto. Su estructura y la de sus equipos asociados (etapa de navegación, etapa de descenso y escudo térmico) se basan en el diseño de su predecesor, el rover Curiosity, que continúa explorando la superficie de Marte.

9. ¿Cuánto ha costado la misión?

Según la Planetary Society, una organización internacional dedicada a promover la exploración y divulgación del espacio, el coste de la Mars 2020 Perseverance se estima en unos 2.700 millones de dólares, incluyendo unos 2.200 para desarrollar la nave, 243 para el lanzamiento y 300 para las operaciones científicas que se llevarán a cabo durante los al menos dos años (un año marciano) de operación del rover.

10. ¿Por qué se llama Perseverance?

Este nombre, sugerido por un estudiante de Secundaria con 13 años, Alexander Mather, salió ganador en el concurso escolar “Nombra al rover”, organizado por la NASA para bautizar a la misión. Los responsables de la agencia consideraron que ‘Perseverance’ (perseverancia en español) capta muy bien el espíritu de la exploración espacial.

Las redacciones de los estudiantes finalistas en ese concurso, junto a los 10.932.295 nombres y apellidos de personas que participaron en otra campaña, llamada “Envía tu nombre a Marte”, se grabaron en tres microchips de silicio que viajarán por el planeta rojo a bordo del Perseverance.

Placa con tres microchips donde van grabados más de 10 millones de nombres de ‘exploradores’ terrestres y redacciones de estudiantes. / Imagen de NASA

Enrique Sacristán

Agencia SiNC

La NASA retransmite en español el amartizaje de Perseverance

Este 18 de febrero la NASA va a ofrecer su primera transmisión en español de un aterrizaje robótico en otro planeta: el del rover Perseverance en Marte. El acontecimiento también lo comentarán en directo expertos del CCCB de Barcelona y se podrá seguir en canales de YouTube, como el del Centro de Astrobiología en Madrid.

El aterrizaje del rover Mars Perseverance se podrá seguir en español a través de la NASA y otros medios. / Imagen de NASA – JPL-Caltech

“Únete a nosotros este jueves 18 de febrero para experimentar la culminación de un viaje épico: el aterrizaje de nuestro rover Perseverance en Marte. #JuntosPerseveramos”.

Así anima la NASA a seguir la primera transmisión que realiza en español de un aterrizaje robótico en otro planeta. El programa brindará a los espectadores un análisis detallado de esta misión al planeta rojo y destacará el papel que los profesionales hispanos de la agencia espacial estadounidense han tenido en ella.

El programa “Juntos perseveramos” de la NASA en español comenzará a las 20:30 h (hora peninsular española), y el momento álgido, el aterrizaje del rover Perseverance en Marte, está previsto a las 21:55 h

La conexión comenzará a las 20:30 h (hora peninsular española) en la web de la agencia y en sus cuentas de redes sociales en español: Twitter, Facebook y YouTube. El aterrizaje del rover en el planeta rojo está previsto para las 21:55 h.

“Juntos perseveramos” será presentado por la ingeniera de Perseverance Diana Trujillo. Una sección pregrabada incluirá entrevistas con científicos, ingenieros y astronautas hispanos de la NASA. También habrá un segmento infantil en colaboración con Sésamo, la versión latinoamericana del Sesame Street de EE UU o Barrio Sésamo en España.

Estudiantes y prominentes figuras hispanas del mundo del entretenimiento, el periodismo y la política también enviarán mensajes de apoyo. Trujillo ofrecerá traducción en vivo de inglés a español y comentarios durante la fase de entrada, descenso y aterrizaje de Perseverance: sus ‘siete minutos de terror‘ en Marte.

Lanzado el 30 de julio de 2020, el rover Perseverance buscará señales de vida microbiana pasada, recolectará muestras en el suelo marciano para su envío futuro a la Tierra, caracterizará la geología y el clima de Marte y allanará el camino para la futura exploración humana más allá de la Luna. También transporta un experimento tecnológico, el helicóptero Ingenuity, que intentará realizar el primer vuelo controlado y con motor en otro planeta.

La española María José Viñas, periodista que lidera la comunicación en español de la NASA, anima a seguir este nuevo amartizaje en un idioma que hablan casi 500 millones de personas en todo el mundo, además de agradecer las muestras de apoyo que ha recibido la iniciativa, incluyendo la del cantante Juanes.

La señal de la NASA y la evolución del aterrizaje se podrá seguir en directo a través de canales de multitud de medios y centros de investigación que han participado en la misión, entre ellos el Centro de Astrobiología (CAB, centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, INTA), donde se ha desarrollado un instrumento científico del roverMEDA (analizador de dinámicas ambientales de Marte). Uno de los canales de YouTube en los que se podrá seguir la emisión será el del CAB.

Por su parte, en la web y el canal de YouTube del Centre de Cultura Contemporània de Barcelona (CCCB) también se dará cobertura en directo de la llegada de Perseverance al planeta rojo con la ayuda de expertos, viendo las reacciones en directo de los técnicos de la sala de control de la NASA y hablando con investigadores que han participado en la misión. 

En el programa participarán los astrofísicos Guillem Anglada del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) y Mariona Badenas, del Planetary Science en el MIT (EE UU), junto a los profesores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) Ignasi Casanova, con experiencia en la NASA y la ESA, y Miquel Sureda, también ingeniero espacial del IEEC y divulgador que conducirá el acto.

Las conexiones con expertos implicados en la misión serán con Adriana Ocampo, geóloga planetaria colombiana y directora del programa de ciencia de la NASA, Juan Ángel Vaquerizo, astrofísico y divulgador científico del INTA, y Jorge Pla, investigador del CAB que ha participado en la construcción de MEDA.

Esta retransmisión del CCCB, denominada  “Próxima parada: Marte”, forma parte de las actividades que ha organizado en el marco de la exposición “Marte. El espejo rojo”, que se inaugurará el próximo 25 de febrero para destacar la vinculación de los humanos con el planeta rojo.

SiNC

Las próximas ‘embajadas’ de la ciencia española en Marte

El rover Perseverance de la NASA llega este jueves al planeta rojo tras siete meses de viaje interplanetario. Dos de los siete instrumentos que lleva el robot, MEDA y SuperCam, tienen una importante participación española y servirán tanto para profundizar en el conocimiento científico como para plantear los próximos pasos de la exploración humana.

Ilustración de las diferentes herramientas y componentes de Perseverance y los países participantes. / Imagen de NASA/JPL-Caltech

El rover Perseverance –Percy, para sus creadores y amigos– ‘habla’ un poquito de castellano. El próximo vehículo científico de la NASA llegará al cráter Jezero de Martesi todo va bien, el próximo jueves 18 de febrero sobre las 21.55 horas (CET).

Su principal propósito será buscar evidencias de vida antigua, aunque también profundizará en el conocimiento de este planeta y ayudará a plantear los próximos pasos para una eventual exploración humana.

De todo el instrumental del rover marciano, dos heramientas cuentan con una importante participación española: SuperCam y Meda

Para lograr todo ello, Perseverance lleva consigo siete instrumentos que recopilarán imágenes y datos sobre la geología, la atmósfera y las condiciones ambientales del planeta rojo, tratando de encontrar potenciales signos de vida microbiana pasada. También pondrá a prueba diversas tecnologías, como un pequeño helicóptero y un experimento de generación de oxígeno, además de almacenar muestras de Marte para que sean traídas de vuelta a la Tierra en futuras misiones.

De todo el instrumental que lleva el quinto rover marciano de NASA (tras Sojourner en 1997, Spirit y Opportunity en 2004, y Curiosity en 2012), dos herramientas cuentan con una importante participación de la ciencia española: MEDA y SuperCam.

MEDA: mucho más que una estación ambiental

Gracias a MEDA (Analizador de Dinámicas Ambientales de Marte, por sus siglas en inglés) podremos conocer, casi en cualquier momento de la jornada y durante todos los días, qué tiempo hace en Marte. “Y digo diariamente, con cierta broma, porque aún no hemos definido el calendario de festivos marcianos”, se ríe José Antonio Rodríguez Manfredi, ingeniero del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) e investigador principal de este proyecto.

Trabajaremos todos los días, aún no hemos definido el calendario de festivos marcianos

Jose Antonio Rodríguez Manfredi, investigador principal de MEDA

Según explica a SINC, MEDA incorpora sensores en diferentes puntos del vehículo para tomar imágenes del cielo marciano y medir el viento (en horizontal y vertical), la radiación del sol, la presión atmosférica, la humedad relativa, la temperatura y la radiación infrarroja y ultravioleta. “Todo ello, en conjunto, nos va a permitir ver cómo se comporta la atmósfera y el polvo marciano”, apunta.

Este polvo es, precisamente, uno de los agentes más importantes de la atmósfera del planeta rojo. Las partículas del regolito pueden ser tremendamente finas y hacer que la dinámica de la atmósfera cambie completamente en todo el planeta: “Pueden servir como ‘pantalla’ de la radiación y que se cargue de energía, aumentando la temperatura unos 10 o 12 grados; y puede afectar al comportamiento de otros instrumentos de manera muy seria, obturando los filtros”, detalla el investigador.

Imagen de todos los sensores de MEDA que van acoplados a diferentes partes del rover Perseverance. / Imagen de CAB, INTA-CSIC

Pero la importancia de MEDA no se queda en ser una mera “estación meteorológica” en el planeta rojo. Es, junto a MOXIE (un experimento que intentará generar oxígeno a partir del dióxido de carbono marciano), el primer instrumento en incorporarse al programa de exploración humana de Marte. “Por supuesto que vamos a hacer ciencia, pero también tiene importancia para las futuras misiones humanas al planeta”, indica Rodríguez Manfredi.

A partir del Sol 1 (primer día en Marte, tras la llegada), MEDA podrá hacer su encendido y primera verificación de que los sistemas funcionan bien. Luego el instrumento permanecerá siempre activo, incluso en momentos en los que el resto del rover esté parado o inactivo, gracias al generador de radioisótopos que provee energía constante a Perseverance.

Los datos de temperatura, presión atmosférica, humedad y radiación ayudarán a entender los patrones meteorológicos de Marte y planificar las futuras misiones humanas y robóticas al planeta. / Imagen de NASA/JPL-Caltech

“Para estudiar el ambiente, necesitamos repetibilidad y constancia para recoger los datos. Si el rover está ‘durmiendo’, perfecto por nuestra parte. Mientras no nos quiten los cables, nuestro ordenador seguirá recopilando y, cuando se ‘despierte’, MEDA entregará los datos a Perseverance para que los envíe a la Tierra”, explica el ingeniero español.

MEDA podrá recopilar datos de manera independiente, incluso si el rover está inactivo o parado

MEDA, diseñado y fabricado por Airbus, es el tercer instrumento español enviado a Marte, siendo la tercera estación ambiental que lidera el Centro de Astrobiología después de REMS (Curiosity) y TWINS (InSight), aún activas.

De estas “hermanas mayores”, como las denomina el investigador, el CAB ha aprendido mucho, tanto de sus logros como de sus problemas. Entre las principales diferencias con las predecesoras, destaca que MEDA tiene el triple de tamaño en volumen y masa, incorpora avances tecnológicos que no llevan las otras estaciones, podrá medir más magnitudes y tomará más imágenes del planeta.

SuperCam: cinco técnicas en un instrumento

Por su parte, el instrumento SuperCam de Perseverance podrá examinar rocas y minerales marcianos mediante cinco técnicas diferentes. En un mástil en el que se acoplan diversas tecnologías, esta cámara, que incorpora un láser y varios espectrómetros, ayudará a profundizar en el conocimiento geológico de la superficie marciana. Analizará diferentes tipos de suelos del planeta que podrían preservar vida, así como sustancias y elementos tóxicos para los humanos.

Pero combinar varias técnicas en un solo instrumento trae un problema: los datos que se miden con una técnica pueden resultar asombrosos o inéditos, mientras que otra puede considerarlos inconclusos o incluso irrelevantes. Es aquí donde entra el trabajo del equipo del investigador de la Universidad de Valladolid (Uva) Fernando Rull: hace falta un calibrador que dé sentido a todos estos datos.

El sistema de calibración es un panel de 28 muestras, con pequeños discos con una composición química precisa, colocados cerca del mástil de SuperCam

“Normalmente, cada técnica e instrumento lleva su propio sistema de calibración. Pero cuando el instrumento es coordinado, hay que montar un nuevo sistema que sea capaz de calibrar cada una de las técnicas y, además, establecer una correlación entre ellas”, explica a SINC el investigador.

El sistema de calibración es un panel de 28 muestras, con discos de un centímetro de diámetro que tienen una composición química muy precisa, colocados cerca del mástil de SuperCam, justo encima del generador de radioisótopos que provee energía a toda la misión. “Cada técnica va a dar información de lo que analice, pero correlacionar todos esos datos es novedoso. Por eso SuperCam es el instrumento más complejo que lleva el rover”, recalca Rull.

SuperCam es un instrumento desarrollado en colaboración conjunta por el Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE. UU.), el Instituto de Investigación en Astrofísica y Ciencias Planetarias (IRAP, Francia), el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia, la Universidad de Hawaii y la Universidad de Valladolid.

Sistema de calibración de SuperCam en el Perseverance. / Imagen de Universidad de Valladolid

Las antenas de Robledo, claves en la comunicación

Otro de los puntos esenciales de esta misión, también con implicación española, es la comunicación con el rover. Las antenas de la Red del Espacio Profundo situadas en Canberra (Australia), Goldstone (California, EE. UU.) y Robledo de Chavela (Madrid) resultan imprescindibles tanto para enviar instrucciones a Perseverance como para recibir todos sus datos.

En lo que respecta a la estación española, la NASA confirma a SINC que la antena DSS 63, de 70 metros, será la que esté en comunicación con la misión hasta que entre en la atmósfera marciana, en torno a las 21:48 h (hora peninsular española), “momento en el que se perderá la comunicación y el control se realizará desde California”, detallan. Y otra de las antenas de esta estación, la DSS-56, construida por el INTA e inaugurada el pasado enero, también recibirá señales de la misión de Perseverance.

Inauguración de la nueva antena DSS-56 de la estación de Robledo de Chavela. / Imagen de INTA

Por otro lado, las antenas de la estación americana y la española serán las que se comuniquen con el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), un satélite en órbita que recogerá la primera señal del rover en cuanto se haya logrado posar sobre la superficie marciana. Si Perseverance tiene éxito se unirá a las más de 40 misiones a las que da soporte la Estación de Robledo de Chavela.

Los mayores retos tras años de trabajo

A falta de unas pocas horas de que Perseverance aterrice en la superficie de Marte, Rodríguez Manfredi y Rull echan la vista atrás y recuerdan las mayores dificultades de estos años de trabajo mano a mano con NASA.

Por parte del investigador de MEDA, reconoce que el tiempo ha sido el mayor desafío en su parte de la misión. “Esto empezó con una llamada de la NASA en julio de 2014, y desde entonces no ha habido un fin de semana en el que no hayamos tenido que correr para estar preparados”, reconoce.

Definir las 28 muestras y validarlas ha sido muy complicado, pero colocarlas y fijarlas en un soporte que aguante el lanzamiento y aterrizaje ha sido el mayor reto

Fernando Rull, investigador Universidad de Valladolid

El equipo de Rodríguez Manfredi ha tenido que trabajar “en tiempo récord” durante seis años antes del lanzamiento de la misión a finales de julio de 2020: “Tuvimos que empezar de cero a concebir el instrumento, diseñarlo, hacer análisis antes de fabricar las piezas, construirlo, probarlo, calibrarlo y entregarlo a la NASA”.

Admite que ahora respira algo más tranquilo, aunque no deja de estar pendiente del calendario, a la espera de que el Perseverance llegue sano y salvo el jueves por la noche. A partir de entonces, su deseo es aprovechar la capacidad de este instrumento para hacer lo que más le gusta: “Ciencia en Marte y contribuir al avance del conocimiento. Es un sueño cumplido para mí”.

Por su parte, Rull se acuerda de todas las decisiones que iban a repercutir en este sistema de calibración. “Definir las 28 muestras y validarlas ha sido todo un proceso muy complicado”, reconoce, “pero colocarlas y fijarlas en un soporte, que aguante los enormes esfuerzos del lanzamiento y sobre todo aterrizaje, ha sido el mayor reto”.

Este investigador lamenta que no pueda seguir el lanzamiento y progreso de la misión in situ, desde Cabo Cañaveral (EE UU) o cualquiera de los centros de seguimiento de NASA, por las limitaciones de la pandemia. “Esto es una de las cosas que más pena y dolor nos ha dado, así que estaremos pendientes desde casa”, concluye.

José Luis Zafra

Agencia SiNC

Crédito a la foto de cabecera: Imagen del polo norte del planeta Marte. / Imagen de Alexander Antropov en Pixabay

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