El lunes lanza la misión robótica ExoMars 2016
Europa se lanza a buscar vida en Marte
Desde las áridas estepas de Kazajistán, el hombre dio sus primeros pasos en la carrera espacial. El primer satélite artificial, el Sputnik, y la perra Laika fueron lanzados en 1957, mientras que Yuri Gagarin se convirtió en 1961 en el primer ser humano en viajar al espacio. Dentro de un mes, el 12 de abril, se cumplirán 55 años de aquella histórica hazaña para la Humanidad que, en plena Guerra Fría, propició una feroz competición entre la URSS y EEUU que culminaría con la llegada de los estadounidenses a la Luna en 1969.
En los años 60, con las dos potencias mundiales invirtiendo enormes cantidades de dinero en el sector aeroespacial, todo parecía posible a la hora de planear la exploración del cosmos. Durante las décadas siguientes, numerosas naves no tripuladas fueron enviadas a otros planetas y a sus lunas. Pero a pesar de que el hombre ha logrado construir a 400 kilómetros de la Tierra una casa en el espacio permanentemente habitada por astronautas, todavía no ha logrado dar el salto a otros mundos, que sólo ha podido ver de momento a través de los ojos de vehículos robóticos y sondas que han orbitado esos cuerpos celestes.
Marte ha sido siempre uno de los grandes objetivos de las naves no tripuladas, a las que está previsto que mañana se sume ExoMars2016. Se trata de la primera fase de una ambiciosa misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) y Roscosmos (la agencia espacial rusa), que investigará la presencia de vida en el Planeta Rojo: «Nuestro propósito no es sólo descubrir si hubo vida en el pasado, sino si también la hay en la actualidad bajo la superficie», señala a este diario Leo Metcalfe, responsable de operaciones científicas de ExoMars2016.
Asimismo, la ESA asegura que esta misión ayudará a preparar un futuro viaje tripulado. Y es que, a pesar de que ha transcurrido ya casi medio siglo desde la llegada del hombre a la Luna, todavía queda mucho trabajo por hacer y mucho dinero por invertir antes de poder enviar humanos al inhóspito Marte.
Ayer llegaron a Moscú los responsables de la ESA, que hoy viajan a Kazajistán para asistir al lanzamiento. En el cosmódromo de Baikonur, el mismo desde el que voló Yuri Gagarin, todo está listo para el despegue del cohete ruso Protón en el que viajará la naveExoMars2016 rumbo a Marte. El despegue está previsto para las 15.31 (10.31, hora peninsular española) del lunes 14 de marzo.
La nave ExoMars2016 lleva dos componentes independientes, pero viajan integrados. Se separarán cuando se aproximen a Marte, dentro de siete meses. Por un lado, está el satélite para estudiar gases traza (en inglés, Trace Gas Orbiter, TGO), que se quedará orbitando el planeta a 400 kilómetros de distancia para analizar la composición de su atmósfera. El segundo componente es un módulo llamado Schiaparelli, que aterrizará en la superficie para ensayar las maniobras de entrada y descenso necesarias para que dentro de dos años envíen otra nave, ExoMars2018, con un vehículo robótico a bordo que explorará el planeta, taladrará su superficie a dos metros de profundidad y analizará muestras.
El coste de la misión ExoMars asciende a 1.300 millones de euros, 200 millones más de lo previsto al inicio, cuando estaba previsto llevarla a cabo con la NASA. La contribución española es de un 6,7%. Airbus Defence and Space España, Crisa, Elecnor Deimos, GMV, RYMSA Espacio, Sener y Thales Alenia Space España son las empresas de nuestro país que han participado en esta misión, cuyo contratista principal ha sido Thales Alenia Space. En sus instalaciones de Cannes se ha integrado la nave espacial, que en diciembre fue trasladada a Turín y de allí a Baikonur.
ExoMars2016 va a ser lanzada ahora aprovechando la posición favorable de la Tierra y Marte, que permitirá completar el viaje en sólo siete meses. En principio, el despegue estaba previsto para principios de enero, pero la detección de un problema técnico en dos de los sensores del sistema de propulsión del módulo demostrador de entrada, descenso y aterrizaje llevó a los responsables de la misión a posponer el lanzamiento un par de meses: «El 14 de marzo, la distancia que separa la Tierra y Marte será de unos 140 millones de kilómetros. En total, nuestra nave recorrerá unos 500 millones de km hasta llegar a Marte», detalla Silvia Bayón, ingeniera de sistemas del satélite ExoMars de la ESA.
La distancia entre ambos planetas varía en función de su posición, que va cambiando. Por ello, la duración de la travesía a Marte oscila entre un mínimo de seis meses y medio y un máximo de dos años y medio. «La trayectoria que seguirá ExoMars es prácticamente media revolución alrededor del Sol entre la Tierra y Marte (el ángulo de la transferencia es de algo menos de 180 grados). Las trayectorias más largas consisten en realizar 1, 5 revoluciones alrededor del Sol entre la Tierra y Marte (el ángulo de la transferencia en ese caso es de alrededor de 540 grados). En esos casos, el viaje a Marte dura entre dos años y dos años y medio», explica la ingeniera española, que trabaja desde hace 12 años en el proyecto ExoMars y que habitualmente esta en ESTEC, el centro de la ESA en Holanda.
Según explica Leo Metcalfe, la ventana de lanzamiento de la nave se prolongará hasta el 25 de marzo. Es decir, tienen de plazo hasta ese día para realizar el despegue. Si no se pudiera llevar a cabo por cualquier causa, tendrían que esperar dos años hasta que la posición de los planetas volviera a permitir reducir al máximo el viaje, y con ello, la cantidad de combustible que debe llevar a bordo.
Reducir al máximo el peso de una nave es una de las principales prioridades a la hora de diseñar cualquier misión. Y ExoMars 2016 es un vehículo voluminoso, de 4.300 kilogramos. Según explica Silvia Bayón, combina dos retos: «Es una nave muy pesada y, además, la órbita de transferencia a Marte requiere una energía muy alta. Para poder lanzarla, vamos a explotar al máximo la capacidad del cohete Protón».
De hecho, añade, es tan voluminosa que han sido necesarios tres aviones Antonov, de gran tamaño, para trasladar sus componentes al cosmódromo de Baikonur: «Lo normal en la mayor parte de las misiones es usar un avión o dos, como mucho. Pero éste es un satélite muy grande. Los dos módulos viajaban separados y, además, necesitábamos transportar a Kazajistán una especie de tienda de campaña para el módulo Schiaparellique actuará como una sala limpia portátil dentro de la sala limpia de Baikonur».
Las salas limpias donde se integran los diversos instrumentos de las naves espaciales son instalaciones con un ambiente controlado para minimizar el riesgo de contaminar sus componentes. Pero, debido a que el módulo Schiaparelli va a aterrizar en Marte, van a extremar las precauciones para evitar contaminar ese planeta con material o partículas procedentes de la Tierra. Es una de las preocupaciones actuales en las agencias: «Tenemos controles de carga biológica más estrictos que en otras misiones», afirma.
Si todo marcha según el plan, el 16 de octubre el satélite orbitador TGO se separará del módulo Schiaparelli, bautizado así en honor del astrónomo italiano que a finales del siglo XIX hizo el primer mapa de Marte basándose únicamente en sus observaciones con telescopio. Tres días después, el módulo entrará en la atmósfera marciana e iniciará la etapa de descenso y aterrizaje en la superficie de Marte.
«Mandar en la misma misión un satélite que tiene que capturar la órbita de Marte y una sonda que va a aterrizar es complicado. La NASA lo hizo en los 70 con las misiones Viking [lanzadas entre 1975 y 1976], pero desde entonces prefiere mandar misiones separadas con los módulos de entrada y los satélites, porque eso te permite que los componentes se separen mucho más tarde, como una media hora antes de la hacer la entrada en Marte, de modo que ésta suele ser más precisa».
Pese a las complicaciones técnicas, la ESA decidió mandar los dos componentes juntos porque necesitaban un satélite orbitador que pudiera hacer ciencia y encargarse de las comunicaciones entre los componentes de la misión y la Tierra.
«En el caso de ExoMars2016, tenemos que hacer la separación del orbitador TGO y del módulo de descenso Schiaparelli tres días antes del aterrizaje de éste último en Marte. Durante esos tres días, Schiaparelli entrará en modo de hibernación, con casi todos los instrumentos apagados, para reducir al máximo su consumo de energía. Media hora antes de entrar en la atmósfera de Marte, se despertará», dice Bayón.
Seis minutos de descenso
Cuando Schiaparelli entre en la atmósfera marciana soportará una temperatura de 1.600 º C y viajará a 21.000 kilómetros por hora, una velocidad que tendrá que reducir drásticamente, hasta los 10 kilómetros por hora, en sólo seis minutos: “El módulo lleva un escudo térmico que lo protege durante los tres primeros minutos. A los 3 minutos 20 segundos de la reentrada, cuando viaje a 1.700 km/hora, se abrirá un gran paracaídas de 12 metros de diámetro, que permitirá frenar la velocidad hasta los 250 km/hora. A los 5 minutos 20 segundos, el paracaídas se desprende y durante el último minuto opera un sistema de propulsión de retrocohetes, que consigue reducir la velocidad a 4 km/hora cuando se encuentre a dos metros del suelo. Esos dos últimos metros son de caída libre, y la velocidad es de 10 km/hora. Es entonces cuando una estructura deformable amortigua el aterrizaje”, relata la ingeniera. Existen diversos tipos de airbag para amortiguar el impacto, que valoraron antes de decidirse por ese sistema.
El módulo Schiaparelli es básicamente un demostrador de tecnologías, aunque también hará algunos experimentos científicos durante los primeros días en la superficie marciana. Entre ellos estudiará el polvo marciano: «Aterrizará en Marte en una época en la que suelen producirse tormentas de arena”, apunta Leo Metcalfe, que señala que los estudios que realice ExoMars serán útiles para preparar una futura misión tripulada a Marte. “Investigará aspectos muy variados como la presencia de agua y hielo, el clima marciano, el campo magnético, la presencia de polvo en la atmósfera…», enumera.
Simultáneamente, el orbitador de gases traza TGO entrará en la órbita de Marte a mediados de octubre aunque, según señala Leo Metcalfe, tardará un año en alcanzar su posición de trabajo, desde la que realizará un inventario de los gases presentes en la atmósfera marciana. Y es que, para ahorrar combustible, hará una serie de maniobras de Aero frenado para capturar la órbita de Marte. “Es la primera vez que en la ESA usamos el Aero frenado. Si no lo hiciéramos así, tendríamos que llevar aproximadamente otros 1.000 kilos de combustible para hacer la maniobra”, añade Bayón. El orbitador TGO estará a unos 400 km. de la superficie marciana.
En particular, ExoMars investigará el origen del gas metano detectado en Marte, pues su presencia indica que hay una fuente activa que lo emite. El orbitador TGO, señala Metcalfe, ayudará a descubrir si procede de una fuente geológica, como procesos de vulcanismo, o biológica.
Los astronautas seguirán muy de cerca esta misión de exploración robótica, como declaró Pedro Duque durante su intervención por videoconferencia en un acto celebrado el viernes en ESAC, el centro de Astronomía de la ESA, en Madrid: «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. Esto es importante para determinar si merece la pena ir».
Fuente; http://goo.gl/4Cxo6V