ExoMars Sin señal del módulo europeo que debía aterrizar en Marte

La Agencia Espacial Europea ha confirmado el éxito parcial de la misión ExoMars, pero sigue pendiente de los datos que llegarán mañana del módulo Schiaparelli. Por lo que se sabe hasta ahora, podría estar posado o estrellado en el planeta rojo

La Trace Gas Orbiter, la sonda que buscará el posible origen del gas metano
La Trace Gas Orbiter, la sonda que buscará el posible origen del gas metano - ESA

Aunque a la hora de escribir estas líneas los datos no estaban confirmados, todo parece indicar que Europa ha aterrizado con éxito en Marte. Por primera vez, tras un viaje de 496 millones de km. y siete meses de duración, una misión pensada y construida en el viejo continente debía aterrizar en el planeta rojo. Su objetivo: aclarar, de una vez por todas, si allí existe, o existió alguna vez, alguna forma de vida.

Largos minutos de tensión se vivieron en el centro de control de la ESA en Colonia, Alemania, mientras se esperaba que la veterana sonda Marx Express adquiriera los datos de las dos partes de la misión y los transmitiera a la Tierra. Por un lado, el orbitador TGO debía confirmar que se había insertado correctamente en la órbita marciana. Por el otro, el módulo Schiapparelli debía emitir su primera señal de que había aterrizado en Marte sin novedad. En total más de dos horas de espera, incluídos los 9 minutos y 45 segundos que tarda una señal de radio en llegar desde Marte hasta la Tierra. Durante todo ese tiempo el equipo permaneció a ciegas, sin saber si todo había salido como se esperaba. Por fin, a las 18:35, llegó la señal del TGO, fuerte y clara. A las 20.30 se confirmó que la nave había entrado en órbita y que estaba lista para comenzar su misión. Pero a la hora de escribir estas líneas, el aterrizador Schiaparelli no había podido confirmar aún éxito de su misión. Ni los radiotelescopios indios, ni la Mars Express pudieron decir si el pequeño módulo había aterrizado o se había estrellado.

El programa ExoMars consta de dos misiones bien diferenciadas. La primera, compuesta por un orbitador (TGO) y un pequeño módulo de aterrizaje de 300 kg. (Schiapparelli), es la que acaba de llegar. La segunda lo hará en 2020, y depositará sobre la polvorienta superficie marciana un sofisticado vehículo robótico cargado de instrumentación científica, capaz de perforar hasta dos metros de profundidad en busca de biomarcadores que delaten la presencia de vida marciana, presente o pasada.

Pero volvamos al día de hoy. Esta misma tarde, el módulo orbital Trace Gas Orbiter (TGO), llevó a cabo con éxito su delicada maniobra de inserción en la órbita de Marte. Para ello, tuvo que modificar su trayectoria, encender su motor principal y reducir su velocidad lo suficiente como para dejarse «capturar» por la gravedad marciana. La ignición duró exactamente 139 minutos y cualquier fallo en el encendido habría hecho que la nave pasara de largo, dejando atrás el planeta.

Ahora, TGO ha entrado en una órbita muy elíptica, de cuatro días marcianos de duración. De hecho, en esta primera fase su distancia a la superficie de Marte variará desde los 300 km. en su punto más cercano a los casi 96.000 km. en el más alejado. Finalmente, y tras varias maniobras de aerofrenado que se llevarán a cabo entre 2017 y 2018, TGO conseguirá colocarse en una órbita circular a 400 km. de altura y podrá empezar a cumplir, durante dos años, con su misión científica. En 2020, cuando llegue la segunda misión ExoMars y coloque el rover sobre la superficie del planeta, el orbitador TGO pasará a convertirse en un enlace de comunicaciones entre la Tierra y el sofisticado vehículo robótico.

Mientras, y al mismo tiempo que TGO entraba en órbita, el módulo de aterrizaje Schiapparelli, que se separó de la nave hace tres días, el pasado 16 de octubre, entraba como una flecha en la atmósfera de Marte y, en apenas seis minutos, habría tenido que posarse sobre su superficie.

Ambas maniobras, la inserción orbital del TGO y el aterrizaje de Schiapparelli, se llevaron a cabo en dos horas y 19 minutos, aunque la confirmación de que todo había salido bien solo fue parcial. Los científicos solo obtuvieron datos procedentes de la Trace Gas Orbiter pero no del módulo Schiaparelli.

Aterrizar con éxito en Marte constituye todo un desafío. Y aunque se ha intentado muchas veces desde la pasada década de los 60, sólo se ha conseguido en siete ocasiones. Por eso, la misión principal del módulo Schiapparelli, que apenas durará unos pocos días, hasta que se agoten sus baterías, será la de poner a prueba el sistema de aterrizaje ideado por la Agencia Espacial Europea con vistas a la misión ExoMars 2020. En otras palabras, Schiapparelli deberá demostrar si la industria europea es capaz, o no, de llevar a cabo un aterrizaje controlado sobre la superficie de otro planeta.

Así estaba previsto el aterrizaje de Schiaparelli

Exactamente a las 16:42 (hora española) del pasado 16 de octubre, tres días antes de llegar a Marte, los módulos TGO y Schiapparelli se separaron en el espacio. Quince minutos más tarde, Schiapparelli entró en hibernación para ahorrar energía mientras seguía acercándose al planeta rojo. Hoy, y apenas una hora antes de entrar en la atmósfera, Schiapparelli se despertó y empezó a preparar todos sus sistemas para el momento decisivo. Se encendió el ordenador de a bordo y se pusieron en marcha los sistemas de telecomunicaciones, guiado, navegación y control, al mismo tiempo que se preparaba el sistema propulsor que, más tarde, tendría la delicada misión de frenar el módulo antes de tocar el suelo. Los sensores solares instalados en la parte posterior del módulo comprobaron que Schiapparelli estaba correctamente orientado.

La entrada de Schiapparelli en la atmósfera, su descenso y su aterrizaje se llevaron a cabo de forma automática . De hecho, cualquier intervención humana habría sido imposible, ya que toda la maniobra duró apenas seis minutos, y a esa distancia una señal de radio enviada desde la Tierra tardaría 9 minutos y 45 segundos en llegar. Demasiado tiempo como para controlar nada antes de que que fuera demasiado tarde.

Schiapparelli entró en la atmósfera marciana a las 16:42 (hora española) a una altura de 121 km. y a casi 21.000 km. por hora. En los tres o cuatro minutos siguientes, tuvo que reducir esa tremenda velocidad, primero con la propia fricción atmosférica contra el escudo térmico frontal, destinado a absorber la mayor parte del calor de la entrada, y después por sus propios medios.

A 11 km. de la superficie, la velocidad de Schiapparelli ya se había reducido a "solo" 1.700 km. por hora. En ese momento, y en menos de un segundo, se desplegó su paracaídas, de 12 metros de diámetro. 40 segundos más tarde, el módulo eyectó el escudo frontal y su sistema de radar Doppler empezó a tomar medidas tanto de su altitud como de su velocidad vertical y horizontal.

El paracaídas debía reducir la velocidad del módulo hasta los 250 km. por hora y entonces, a 1,2 km. de altura, el módulo tenía que deshacerse también de el paracaidas, dejando a Schiapparelli en caída libre. Apenas un segundo después de la eyección, debían activarse sus nueve retrocohetes para seguir reduciendo su velocidad de descenso. En teoría, los motores no se apagaron hasta que el módulo estuvo a solo dos metros de altura. Estaba previsto que el impacto contra el suelo marciano se produjera a unos pocos metros por segundo, y su fuerza debía ser absorbida por una estructura deformable situada en la base del aterrizador. Así, y en apenas 6 minutos, el módulo Schiapparelli tendría que haber hecho historia posándose sobre la superficie de Marte.

Meridiani Planum, el lugar elegido para el aterrizaje, es relativamente llano. Se encuentra cerca del ecuador marciano y está muy cerca del lugar de aterrizaje del rover Opportunity, de la NASA.Schiapparelli fue diseñado para aterrizar sin problema en terrenos con rocas de hasta 40 cm. de altura y desniveles de hasta 12,5 grados.

Durante la fase crítica de la misión, varias estaciones terrestres llevaron a cabo una cobertura minuto a minuto, durante 24 horas, de las maniobras de inserción orbital de TGO y del aterrizaje de Schiapparelli. Entre ellas, las estaciones de la ESA en Malarg, Argentina, New Norcia, en Australia y Cerberos en España, así como la red de estaciones de espacio profundo de la NASA en Goldstone, Estados Unidos, Robledo de Chavela, en Madrid, y Canberra, en Australia.

Diseñado para poner a prueba los sistemas de entrada, descenso y aterrizaje, Schiapparelli está programado para funcionar durante apenas unos días tras el aterrizaje. A pesar de ello, cuenta con alguna instrumentación científica, como la estación meteorológica DREAMS, que medirá las condiciones del tiempo local (temperatura, humedad, presión, velocidad y dirección del viento...) y tomará medidas, por primera vez dn una misión en Marte, de las propiedades eléctricas de la atmósfera.

Durante el descenso del módulo, diferentes sensores proporcionaron también a los científicos de la misión datos sobre la atmósfera y la superficie del planeta rojo. El experimento, llamado AMELIA, tomó buena nota de la densidad, presión y temperatura atmosféricas mientras Schiapparelli iba perdiendo altura, desde los 130 km. a casi al ras del suelo.

También se contaba con que una pequeña cámara, llamada DECA, tomara 15 fotografías en blanco y negro durante el descenso, para que los técnicos de la misión pudieran hacerse después una idea de las condiciones exactas del punto de aterrizaje. Por desgracia, la cámara no está diseñada para tomar fotos en la propia superficie. Las imágenes estarán disponibles a partir de mañana.

El misterio del metano en Marte

Por su parte, el módulo orbital TGO (Trace gas Orbiter), analizará desde el aire los gases traza presentes en la atmósfera marciana, entre ellos el metano, que en la Tierra es de origen biológico. Se denomina gas traza a cualquier gas que represente menos del 1% del volumen de la atmósfera de un planeta. En la atmósfera terrestre, por ejemplo, el metano es un gas traza y se encuentra en 1,8 partes por millón, o lo que es lo mismo, supone un 0,00018% del total. Otros gases traza de la Tierra incluyen el argón, el dióxido de carbono o el neón.

Sin embargo, en la atmósfera marciana, mucho menos densa que la nuestra, el metano se encuentra en concentraciones menores, que no superan las 10 partes por mil millones. Otros gases traza marcianos son el vapor de agua, el óxido de nitrógeno o el acetileno.

Se da la circunstancia de que en la Tierra, el metano se libera a la atmósfera como consecuencia de distintos procesos biológicos, la mayor partte ligados a la actividad de organismos unicelulares que participan en la descomposición de la materia orgánica, por ejemplo, en el intestino de los rumiantes o en zonas húmedas y pantanosas. Una pequeña parte del metano terrestre es de origen geológico, y procede de reservas naturales de gas o de la actividad volcánica o hidrotermal de los fondos oceánicos.

El hecho de que el metano juegue un papel tan destacado en la actividad biológica terrestre ha hecho preguntarse a los científicos si también el de Marte podría tener un origen similar. Es decir, ¿Existe en la actualidad en Marte alguna forma de vda capaz de producir el metano que detecan los instrumentos? ¿O se trata, por el contrario, de un proceso meramente geológico que nada tiene que ver con la biología?

Sea como sea, lo cierto es que el metano detectado en la atmósfera de Marte es muy joven. Los investigadores, en efecto, creen que no puede tener más de 400 años de antiguedad, ya que las moléculas de este gas se rompen debido a la acción de los rayos ultravioleta emitidos por el Sol. Es decir, que debe existir actualmente alguna fuente productora de metano sobre la superficie. Y localizar esas fuentes es, precisamente, una de las misiones fundamentales del módulo TGO.

Sus instrumentos, en efecto, tienen una capacidad miles de veces superior que la de cualquier otro usado hasta ahora para detectar y analizar tanto el metano como otros gases traza de la atmósfera marciana. Y lo que es más, es capaz de distinguir las diferencias que existen entre las moléculas de metano de origen biológico y geológico. Algo que ayudará enormemente a determinar si hay, o no, alguna forma de vida en Marte.

El éxito de esta primera fase del programa ExoMars ha avivado el optimismo de la gencia Espacial Europea. Ahora, y si finalmente Schiaparelli aterrizó sin problemas, todo queda preparado para la segunda misión, en 2020. Los datos recogidos hasta entonces por el orbitador TGO serán de la máxima importancia a la hora de elegir un lugar concreto para el aterrizaje del rover. La apuesta, esta vez, es firme, y los investigadores de la ESA están convencidos qde que estamos a punto de resolver el misterio de la posible existencia de vida en nuestro planeta vecino.

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