En busca de señales de vida en Marte: los instrumentos del rover de 2020

Mientras Opportunity y Curiosity siguen vivitos y coleando en Marte, la NASA se prepara para lanzar otro rover en 2020. Ya sabíamos que la futura misión tendrá como objetivo principal buscar pruebas de vida pasada o presente en el planeta rojo, pero a partir de hoy conocemos los instrumentos que llevará este nuevo explorador de la NASA.

Los instrumentos del nuevo rover de 2020 (NASA).

La misión, que aún no tiene nombre oficial, usará el mismo diseño que Curiosity, incluyendo el novedoso y espectacular sistema de descenso Sky Crane. Los siete instrumentos científicos del futuro rover que prometen llevar nuestro conocimiento de Marte a un nuevo nivel son los siguientes:

• Mastcam-Z: son las cámaras del rover. Como su nombre indica, su diseño será idéntico al de la pareja de cámaras estereoscópicas Mastcam de Curiosity, pero incluyen la capacidad de hacer zoom (3,6:1) sobre el paisaje, toda una novedad en una misión marciana. Esta capacidad permitirá distinguir características del suelo cercanas al rover de tan solo un milímetro o de 3-4 metros a cien metros de distancia. Esta capacidad permitirá realizar fácilmente mapas de los trayectos que debe recorrer el rover y permitir que se desplace a mayor velocidad. Actualmente Curiosity debe fotografiar su entorno cada treinta metros aproximadamente para planificar su ruta. El investigador principal del instrumento es el famoso Jim Bell, quien también es presidente de la Planetary Society.

Mastcam-Z (NASA).

• MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer): MEDA es una estación meteorológica que sigue los pasos del instrumento REMS de Curiosity, también fabricado en España. MEDA nos dará datos sobre la temperatura, humedad, presión atmosférica y el viento de la superficie. A diferencia de REMS, no lleva sensores para medir la radiación ultravioleta procedente del Sol, pero sí incluye un láser LIDAR para determinar la cantidad de aerosoles que hay en la atmósfera marciana. El instrumento corre a cargo del Centro de Astrobiologia (CAB) y su investigador principal es José Rodríguez Manfredi.

MEDA (NASA).

• SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals): este espectrómetro para buscar sustancias orgánicas será uno de los protagonistas indiscutibles de la misión. Localizado en el extremo del brazo robot, SHERLOC usará un láser ultravioleta para analizar a distancia las rocas de superficie y las muestras previamente recogidas mediante el taladro del rover. Será capaz de detectar la presencia de minerales concretos y buscar las esquivas sustancias orgánicas marcianas. SHERLOC usará un láser ultravioleta (248,6 nanómetros de longitud de onda) para analizar zonas de 7 x 7 milímetros con una resolución espacial de 30 picometros. El láser ultravioleta excitará las supuestas moléculas orgánicas, lo que permitirá detectarlas mediante un espectrómetro Raman y de fluorescencia. SHERLOC debe determinar la existencia de biomarcadores en las rocas marcianas y averiguar de este modo si hay o hubo vida en Marte. Es el primer espectrómetro Raman ultravioleta que se envía a la superficie de Marte. Su investigador principal es Luther Beegle (JPL).

SHERLOC (NASA).

SHERLOC será capaz de detectar sustancias orgánicas gracias a la espectroscoía Raman ultravioleta (NASA).

• SuperCam: otro de los instrumentos principales. Si Mastcam-Z es una especie de Mastcam 2.0, SuperCam es una versión mejorada de la ChemCam de Curiosity. Al igual que su hermana menor, la cámara SuperCam debe analizar las rocas usando un láser para determinar su composición a distancia, pero en este caso también se incluye la capacidad de diferenciar sustancias orgánicas complejas. SuperCam lleva incorporado un espectrómetro Raman y un espectrómetro infrarrojo y visible para averiguar los minerales que forman las rocas. Usará la misma disposición que la ChemCam de Curiosity, es decir, la óptica estará montada sobre las cámaras Mastcam-Z y la electrónica irá dentro del rover. Al igual que en el caso de ChemCam, SuperCam será desarrollada conjuntamente entre EEUU (en el Laboratorio de Los Álamos) y Francia (CNES). Su investigador principal es Roger Wiens.

SuperCam (NASA).

• PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry): se trata de un espectrómetro de fluorescencia de rayos X que estará situado en el extremo del brazo robot del rover, de manera similar al espectrómetro APXS de Curiosity. Su objetivo es analizar la composición de las rocas y minerales del suelo mediante contacto directo. PIXL excitará las sustancias de la superficie por rayos X para luego estudiar el espectro de fluorescencia que delata la composición de las rocas, lo que permitirá llevar a cabo investigaciones litoquímicas a la escala de posibles formas de vida bacterianas. La investigadora principal es Abigail Allwood (JPL).

PIXL (NASA).

• MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment): las técnicas ISRU (In-Situ Resource Utilization) son fundamentales de cara a una futura misión tripulada al planeta rojo. Se trata de usar los recursos naturales de Marte para crear combustible, agua u oxígeno, lo que permite reducir significativamente la masa inicial de una misión a Marte. MOXIE experimentará una técnica para generar oxígeno a partir del dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Se espera que MOXIE pueda producir 0,015 kg de oxígeno cada hora. El investigador principal es Michael Hecht (MIT).

MOXIE (NASA).

• RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Exploration): las sondas Mars Express y MRO llevan sendos radares para estudiar el subsuelo marciano desde la órbita, per RIMFAX será el primero que lo haga desde la superficie del planeta. El radar alcanzará unos 500 metros de profundidad con una resolución de 5-20 cm. RIMFAX es un instrumento noruego y su investigador principal es Svein-Erik Hamran.

RIMFAX (NASA).

Además de estos experimentos, se confirma que el rover llevará un sistema de perforación capaz de taladrar las rocas marcianas y guardar hasta 31 muestras en un contenedor especial. Mientras que el taladro de Curiosity pulveriza las rocas para facilitar su análisis posterior, el del futuro rover extraerá núcleos prístinos del suelo con el fin de conservar intacta la historia geológica de cada muestra. Las muestras recogidas podrían ser traídas a la Tierra por una misión posterior suponiendo que el presupuesto lo permita (y las muestras tengan el interés esperado, claro). El brazo robot también incorporará un sistema de abrasión parecido a los que llevan los MERs Spirit y Opportunity -y del que carece Curiosity- para dejar al descubierto la capa superior de las rocas antes de analizarlas.

El rover de 2020 llevará un sistema para almacenar hasta 31 muestras del suelo (NASA).

La masa total de los siete instrumentos es de 45 kg, comparados con los 75 kg de Curiosity. Esta diferencia se debe a la ausencia de instrumentos pesados como SAM o ChemIn. Por otro lado, la masa total del rover será igual que la de Curiosity, o sea, una tonelada. La NASA ha seleccionado estos siete instrumentos a partir de 58 propuestas procedentes de todo el mundo (curiosamente no hay ningún instrumento ruso a pesar de que Curiosity lleva uno, ¿casualidad?). España también participó con el espectrómetro SOLID (Signs Of LIfe Detector), que finalmente no ha sido seleccionado. SOLID debía analizar las muestras del suelo en busca de más de 500 biomarcadores para buscar indicios de vida.

Experimento español SOLID, no seleccionado (NASA).

Como se puede apreciar, ninguno de los siete experimentos requiere un análisis de las muestras tan lento y tedioso como los complejos instrumentos ChemIn o SAM de Curiosity, lo que permitirá que el futuro rover se desplace por la superficie mucho más rápido. Al mismo tiempo, es importante señalar que, por motivos presupuestarios, el rover de 2020 no incorporará ningún instrumento para descubrir directamente formas de vida y solamente podrá detectar biomarcadores (que no es poco). Tampoco lleva un taladro capaz de perforar a más de un metro de profundidad para buscar sustancias orgánicas que no hayan sido destruidas por la radiación. La misión primaria durará un año marciano, como Curiosity, aunque el uso de generadores de radioisótopos (RTG) probablemente permitirá dure mucho más. El lugar de aterrizaje del rover de 2020 no será seleccionado hasta poco antes del despegue, pero probablemente será alguno de los que ya se consideraron para Curiosity, como por ejemplo Nili Fossae o los cráteres Holden, Eberswalde y Jezero, entre otros.

Elementos de diseño del rover de 2020 heredados de Curiosity (NASA).

Plan provisional de operaciones durante la misión primaria del rover de 2020 (NASA).

La etapa de descenso del sistema Sky Crane del rover de 2020 ya se está construyendo (fuente).

La misión de 2020 debe costar unos 1900 millones de dólares, bastante por debajo del presupuesto de Curiosity (2500 millones). El rover de 2020, junto con la misión ruso-europea ExoMars 2018, será la primera desde las sondas Viking que busque la presencia de biomarcadores en Marte, es decir, sustancias asociadas con la vida. Durante la próxima década sabremos por fin hasta qué punto el planeta rojo ha sido -o es- habitable para los microorganismos.

¿Qué misterios nos mostrará el rover de 2020? (NASA).