Buscando un lugar de aterrizaje para ExoMars 2018
No todos los días tiene uno la oportunidad de seleccionar el lugar de aterrizaje de una nave espacial que va a explorar un mundo alienígena. Así que suponemos que los científicos planetarios deben estar encantados con el anuncio conjunto por parte de la Agencia Europea del Espacio (ESA) y el Instituto de Investigaciones Espaciales de Rusia (IKI) de la campaña para seleccionar el lugar de aterrizaje de la misión ExoMars 2018.
Para los más despistados, recordar que esta misión ruso-europea pretende poner en la superficie de Marte un rover de 300 kg. Dotado del conjunto de instrumentos Pasteur, será la primera misión espacial después de las Viking que busque directamente evidencias de formas de vida presentes o pasadas en Marte. Así que, ¿a qué lugar del planeta rojo enviarías una sonda para llevar a cabo una tarea tan fascinante?
Pues a las regiones más antiguas. A diferencia de la Tierra, un planeta peculiar con una actividad geológica brutal que borra sistemáticamente las huellas del pasado remoto, Marte posee zonas con una antigüedad superior a los 3600 millones de años, cuando el planeta fue habitable y tuvo masas de agua líquida de forma más o menos estable en su superficie. O lo que es lo mismo, zonas de un pasado desaparecido que llevan esperando eones para ser exploradas, que se dice pronto. Estas regiones se formaron durante la antigua Era Noeica y se caracterizan por su abundancia en arcillas -o ‘filosilicatos’ en jerga de geólogo-, minerales que requieren la presencia de agua líquida y un pH más o menos neutro para formarse. Los rovers Opportunity y Curiosity han descubierto minerales arcillosos en al menos dos puntos de Marte, confirmando así las observaciones desde la órbita realizadas por las sondas Mars Express y MRO.
Eso sí, las arcillas pueden formarse tanto en masas de agua superficiales -como parece que es el caso de las encontradas por Curiosity en el cráter Gale- como por fuentes hidrotermales a gran profundidad. Es decir, su existencia no implica necesariamente que Marte fuese húmedo y caliente en el pasado, sólo húmedo. Por otro lado, las sondas orbitales y los rovers Spirit y Opportunity han encontrado gran cantidad de sulfatos, minerales que sí requieren la presencia de agua líquida superficial para formarse por evaporación. La pega es que este agua debe haber sido tremendamente ácida y salada, una combinación capaz de poner contra las cuerdas biológicas al extremófilo terrestre más resistente. Las zonas marcianas ricas en sulfatos son también muy antiguas, pero no tanto como las de la Era Noeica. Corresponden a la Era Hespérica, hace entre 1800 y 3600 millones de años, caracterizada por los descomunales episodios volcánicos que dieron lugar a la meseta de Tharsis y a sus volcanes gigantes. Bien es cierto que Curiosity ha demostrado que Marte bien pudo ser habitable en plena Era Hespérica, pero eso es otro tema.
O sea, para que nos entendamos, las arcillas aparecieron cuando Marte tuvo un clima habitable, de ahí que a este periodo también se le conozca como la Era Filósica -por los filosilicatos, se entiende-. El Filósico no coincide exactamente con el Noeico, ya que al final de esta última era Marte comenzó a experimentar episodios volcánicos violentos que luego dominarían la era Hespérica. El rover ExoMars 2018 será la primera sonda que explore una zona de la Era Filósica y utilizará su potente taladro para buscar muestras situadas a más de dos metros de profundidad. Una profundidad lo suficientemente importante para que las posibles sustancias orgánicas puedan sobrevivir a la acción de los perclotratos y a la intensa radiación que azota la superficie marciana. El equipo de ExoMars deberá ser muy cuidadoso y evitar cualquier posible contaminación de los instrumentos con sustancias orgánicas de origen terrestre para garantizar que los análisis sean fiables. Y es que precisamente esta contaminación ha traído de cabeza al equipo de Curiosity después de que se descubriese que el rover había transportado en su interior sustancias orgánicas desde la Tierra sin proponérselo.
Pero además de ser una región antigua, la zona de aterrizaje de ExoMars 2018 debe cumplir con una serie de requisitos adicionales. Por un lado, tiene que poseer evidencias morfológicas y minerales de la presencia de agua líquida en el pasado. Por otro, tiene que presentar formaciones rocosas expuestas que el rover pueda explorar fácilmente y que se hallen dentro de la elipse de aterrizaje de la misión (con unas dimensiones de unos 104 x 19 kilómetros). Por último, la zona no debe tener demasiado polvo superficial -de reciente formación en términos geológicos- para evitar una posible contaminación en la extracción de muestras por parte del taladro. El sistema de aterrizaje de ExoMars limita además las zonas que se pueden explorar a aquellas regiones de la superficie de Marte con una altura dos kilómetros inferior al radio medio del planeta, o sea, el ‘nivel del mar’ de Marte. De esta forma el paracaídas de la sonda tendrá tiempo de sobra para frenar la velocidad de descenso. Puesto que el rover usa energía solar, la región de estudio deberá estar comprendida entre las latitudes 5º sur y 25º norte.
ExoMars 2018 despegará en mayo de ese mismo año mediante un cohete Protón-M/Briz-M desde Baikonur y llegará a Marte en enero de 2019, entrando en su atmósfera a 20000 km/h. La nave estará formada por un módulo de transporte (CM, Carrier Module) construido por la ESA y un módulo de descenso (DM, Descent Module) de Roscosmos. El CM se encargará de suministrar energía eléctrica y corregir la trayectoria del vehículo hasta llegar al planeta rojo. El DM está formado por el escudo térmico, el sistema de paracaídas y una etapa de descenso mediante retrocohetes. La etapa de descenso, también construida por Roscosmos, se posará en Marte y el rover de la ESA bajará hasta la superficie por una rampa. La etapa de descenso incluye la plataforma de superficie (SP, Surface Platform) con un conjunto de instrumentos meteorológicos y geofísicos suministrados por Roscosmos. La agencia espacial rusa suministrará también los calefactores de radioisótopos (RHUs) con plutonio-238 para mantener la temperatura del vehículo dentro de unos márgenes aceptables.
El rover, de 1,5 x 1,7 metros (sin tener en cuenta los paneles solares) y 310 kg de masa, tendrá una vida útil de unos 218 días (unos siete meses), aunque obviamente en principio nada impide que pueda durar muchísimo más. Recorrerá la superficie mediante seis ruedas -cada una de 28,5 centímetros de diámetro y 12 cm de ancho-, cubriendo una distancia mínima de unos cuatro kilómetros. Los instrumentos de la etapa de descenso, aún por determinar, podrán aguantar hasta un año marciano. Su velocidad máxima es de 70 metros por hora, aunque no se espera que supere los 10-40 m/h.
A pesar de buscar evidencias de vida en el pasado, ExoMars 2018 no podrá visitar ninguna Región Especial de Marte. Las Regiones Especiales -así, con mayúsculas- son aquellas zonas en las que actualmente aparece agua líquida en Marte de forma muy esporádica. Estas regiones alcanzan temperaturas superiores a los -25º C en algún momento del año, permitiendo la aparición de agua líquida que excava barrancos en las paredes de algunos cráteres (el agua puede correr brevemente en la superficie marciana antes de congelarse o evaporarse si posee un alto contenido en sales).
ExoMars 2018 deberá resolver dos grandes misterios que traen de cabeza a los investigadores. El primero es, como mencionamos más arriba, la existencia de sustancias orgánicas de origen marciano. Curiosity ha sido incapaz de descubrir ningún compuesto orgánico complejo, pero es posible que ExoMars logre hallar alguno protegido de los percloratos y la radiación en la profundidad del subsuelo. Ni que decir tiene, la existencia de vida marciana en el pasado y presente depende directamente de la existencia de estas sustancias. El otro misterio es el de los carbonatos. Aunque se han descubierto arcillas y sulfatos, los carbonatos marcianos se resisten a aparecer. Pero, ¿por qué son tan importantes estos minerales? Porque serían una de las pruebas necesarias para apoyar la existencia de un gran océano marciano en el pasado. La atmósfera de Marte, compuesta por dióxido de carbono, fue más densa en el pasado. O sea, que de haber existido un gran océano en el planeta rojo deberíamos ver en la actualidad enormes depósitos de carbonatos. A no ser, claro está, que la atmósfera marciana no fuera tan densa o que nunca existiese un océano de gran tamaño. Aunque también es posible que los carbonatos fueran borrados del mapa por el agua ácida de periodos posteriores. En fin, un misterio, como decíamos.
En junio de este año se harán públicos hasta cuatro lugares candidatos para la misión ExoMars 2018 después de que el próximo marzo se celebre un congreso internacional para seleccionar la zona de aterrizaje. En octubre de 2017, pocos meses antes del lanzamiento, se anunciará la zona definitiva. Algunos de los lugares que podrían ser seleccionados son Mawrth Vallis, Nili Fossae o el cráter Holden, todos ellos propuestos anteriormente para Curiosity. La misión ExoMars 2018, junto al rover de la NASA de 2020, nos permitirá saber hasta qué punto es probable que Marte haya albergado vida en el pasado… o en el presente.
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