En mayo de 2021, el róver chino Zhurong aterrizó con éxito en la planicie Utopía, una llanura en el hemisferio norte de Marte. Dos meses antes, en febrero de 2021, lo hizo Perseverance, de la NASA, en el cráter
Jezero. Se trata de los últimos róveres operativos en la superficie marciana. Desde su llegada a Marte, ambos están explorando el
planeta.
Perseverance ha publicado recientemente el análisis in situ de una muestra de roca y está documentando con
imágenes la superficie de distintas áreas con su dron Ingenuity, un pequeño helicóptero que realiza vuelos cortos y
cuyas fotografías van a permitir configurar un mapa topográfico en 3D. Ambas misiones exitosas han vuelto a situar
Marte en el centro de la exploración extraterrestre.
¿Por qué Marte?
Desde que arrancó la exploración espacial, Marte ha sido un destino anhelado por el imaginario
colectivo como alternativa habitable: bien como origen de otras formas de vida o bien como una hipotética segunda
casa para la humanidad.
Con sus 144 millones de km2, apenas el 28% de la extensión de la Tierra, Marte ofrece una
superficie firme sobre la que edificar colonias humanas, pero también presenta un comportamiento telúrico
significativo como ha demostrado la sonda Insight.
Si bien su atmósfera es una centésima parte de la terrestre, es
irrespirable (más de un 95 % es dióxido de carbono), y está sacudida por fuertes vientos que provocan tormentas
de polvo que cubren con nubes oscuras el planeta durante semanas o meses.
Tampoco cuenta con una capa de ozono
capaz de bloquear la radiación solar. Sin mencionar que su temperatura media anual es de menos de cincuenta grados
bajo cero.
Marte sigue siendo el destino por excelencia en las proyecciones que hacen las agencias espaciales y las comunidades científicas”
A pesar de estas evidencias, que desafían la vida tal y como la conocemos, Marte sigue siendo el destino por
excelencia en las proyecciones que hacen las agencias espaciales y las comunidades científicas para una posible
colonización futura. Al fin y al cabo, Marte es el único planeta alcanzable hoy en día por el ser humano que
presenta similitudes con la Tierra.
Entre ellas, además de la presencia de agua congelada en su superficie, están su
estructura
sólida de roca, sus ciclos estacionales (con cuatro estaciones diferenciadas, cuyas oscilaciones térmicas van desde los 20º C en verano a los -130º C en invierno) y su densidad, que, si bien es más baja que la terrestre,
permite pasearse por los desiertos, valles y montañas marcianos a paso ligero, con un 38 % de la gravedad
terrestre, durante las casi 25 horas que dura un día marciano, contemplando la salida y puesta de sus dos lunas:
Deimos y Fobos.
Con este resumen grosso modo de la viabilidad de la vida en la aridez marciana, podemos decir que Marte sigue
siendo un destino ambicionado en la carrera espacial y un campo de investigación científica de primer orden.
Retorno de muestras en Marte
- 1ª Misión: Lanzar el róver Perseverance.
- 2ª Misión: Amartizar una plataforma cerca del cráter Jezero para almacenar las muestras.
- 3ª Misión: El orbitador pondrá rumbo a la Tierra junto con las muestras recogidas.
Primera parada, la Luna
La escala previa en la Luna se ha convertido en un lugar común de la planificación de misiones marcianas tripuladas. Nuestro pequeño satélite natural sirve para probar una primera expedición humana
extraterrestre, en un entorno expuesto y hostil, sin apenas gravedad ni atmósfera.
El programa Artemis, de la NASA,
espera enviar a dos astronautas
a nuestro satélite en 2024 en su tercera misión: le precederán una primera misión no tripulada para ensayar la nave
Orion y otra tripulada, sin descenso a la
Luna, para comprobar los sistemas de soporte vital, las comunicaciones y los sistemas de navegación.
En la presentación del programa, la NASA esgrime tres motivos: en primer lugar, garantizar el liderazgo de EE UU en la exploración espacial frente a los países competidores; en segundo lugar, lograr la suficiente experiencia en misiones tripuladas de exploración planetaria para dar el salto a Marte; y, en tercer lugar, dar paso a que las compañías americanas privadas y sus socios estratégicos puedan sumarse a esa exploración de la Luna.
Como parte de Artemis, se está construyendo la base lunar Gateway, en colaboración con otras agencias espaciales y
con participación de empresas españolas que servirá como puerta de llegada y salida para los astronautas.
Una vez en la Luna, los astronautas aprenderán a vivir y operar en un cuerpo celeste, pero a una distancia de
tres días de la Tierra, frente a los más de dos años que supondría una misión de ida y vuelta a Marte: en las
mejores condiciones de distancia y gravedad, un viaje tripulado desde la Tierra hasta Marte sólo de ida y vuelta se
estima que llevaría entre unos 400 y 450 días terrestres.
Para 2024, sin embargo, no está previsto usar aún Gateway. El plan americano consiste en llevar a la tripulación
a bordo de la nave Orion a la órbita lunar. Desde allí, descenderán en un aterrizador y pasarán una semana
aproximadamente en la Luna.
La NASA está estudiando la posibilidad de que Orion pueda también conectar con Gateway para ese primer viaje, pero de momento el plan contempla que la nave sea independiente, si bien sí que usará Gateway para las siguientes misiones a la Luna del programa Artemis.
Entre los elementos necesarios para la exploración humana en la Luna, están un sistema de comunicaciones fijo,
LunaNet, y una base lunar permanente, el campamento base Artemis, que dispondrá de las infraestructuras necesarias
de comunicaciones, energía, escudo de radiación, suministro de agua y almacenamiento para garantizar
misiones de uno o dos meses de duración.
Como parte de Artemis, se está construyendo la base lunar Gateway, en colaboración con otras agencias espaciales”
Dentro de Artemis, Gateway es un ejemplo de colaboración internacional: liderado por la NASA, contará con módulos y
componentes de la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial Japonesa
(JAXA), y también la Agencia Espacial Federal Rusa Roscosmos, se ha mostrado interesada en colaborar.
Al mismo
tiempo, la NASA ha puesto en marcha el programa CLPS (Commercial Lunar Payload Services), dentro de Artemis, a
través del cual ha contratado a 14 empresas privadas para que ofrezcan experimentos científicos y demostraciones
tecnológicas en la superficie lunar, en una colaboración público-privada que incide en un enfoque empresarial que
estiman necesario para poner en marcha futuras misiones tripuladas a Marte y reconoce el ineludible papel que
juegan ya las nuevas empresas de lo que se conoce como New Space.
En este sentido, fuera de los contratos
adjudicados por la NASA, SpaceX, junto con el multimillonario japonés Yusaku Maezawa, han anunciado para 2023 el
primer vuelo civil a la Luna, un viaje de turismo espacial de seis días de duración por la órbita lunar, con su programa DearMoon, y la empresa Blue Origin está desarrollando por su cuenta un sistema de aterrizaje lunar, llamado Blue Moon, para el ransporte “seguro, repetitivo y económico” de mercancías a la superficie lunar, que
espera poder ofrecer a gobiernos, instituciones científicas y clientes comerciales a partir de 2024, como primer
paso para el desarrollo de una colonia lunar.
Por su parte, otros países como China, con su programa Chang’e de exploración lunar, o Rusia, han anunciado
misiones tripuladas a la Luna a partir de 2024, mientras la India y Emiratos Árabes Unidos, entre otros, trabajan en
misiones a la luna, de momento no tripuladas.
El progreso de todos estos esfuerzos y las sinergias internacionales
y público-privadas darán las claves para configurar las futuras misiones de exploración tripulada en Marte.
De hecho, esta primera parada en la Luna, además de servir como plataforma real de validación de las futuras
misiones tripuladas, pone de manifiesto la necesidad de una cooperación internacional en el terreno de la
exploración espacial.
El éxito de las misiones a la Luna impulsará, así mismo, la sensibilización e implicación
necesarias de las generaciones presentes y 9 venideras en la exploración planetaria,
al igual que sucedió en 1969 con el alunizaje de la misión Apolo.
Tecnología humana en Marte: las misiones de exploración
Perseverence es el sexto róver operativo en Marte. Le precedieron Zhurong, éxito que convirtió a
China en el segundo país, después de EE UU, en colocar un vehículo de exploración en el planeta; el Curiosity (que
aterrizó en el 2006, y sigue en operación), el Spirit y el Opportunity, (dos róveres gemelos que aterrizaron en
2004, el segundo todavía en operación) y el Sojourney, de 1997, primer róver que logró funcionar en otro planeta.
Todos ellos, a excepción de Zhurong, son vehículos de la NASA. La Agencia Espacial Europea lanzó una sonda en
2016, a bordo de la misión ExoMars, pero el módulo de descenso Schiaparelli no logró superar el aterrizaje. La
agencia europea prepara ya su próximo intento, ExoMars 2022, esta vez con el róver Rosalind Franklin. También
Reino Unido lanzó una sonda, el vehículo Beagle II, en 2003, pero no pudo desplegar sus paneles solares tras el
aterrizaje, la antena de comunicaciones quedó tapada y perdió contacto con la Tierra.
A estos vehículos de
exploración podemos sumar el módulo de aterrizaje Phoenix, que en 2008 se posó en el Polo Norte, y su posterior
evolución, la misión InSight, que en 2018 lo hizo en la planicie Elysium, en el ecuador. Ambos son módulos fijos de
la NASA con capacidad de perforar para estudiar el subsuelo. InSight, actualmente en operación, es un robot
geofísico dotado de un sismómetro.
Junto con las misiones que han aterrizado, se pueden encontrar más de 40 sondas orbitando el planeta, que
resumimos en el número 39 de esta misma publicación.
Las más recientes son MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile
EvolutioN) de la NASA, que orbita el planeta desde 2014, ExoMars, de la ESA, que, pese al accidente con el róver,
dejó un orbitador que está en operación desde 2016, Hope Mars, una misión de Emiratos Árabes Unidos que orbita el
planeta desde febrero de 2021, Tianwen-1 (la sonda china que llevaba el róver Zhurong) y Mars 2020 (el satélite de
la NASA en el que viajaba Perseverance).
Los próximos hitos anunciados comprenden futuras misiones estatales desde las agencias espaciales europea,
norteamericana, india, japonesa, rusa y china, además de iniciativas privadas anunciadas por SpaceX.
Algunas
implican la colaboración entre agencias, como ExoMars 2022, una misión conjunta de la ESA y Roscosmos, o Mars Sample
Return (MSR), iniciativa de la ESA y la NASA y cuya fecha estimada de lanzamiento es 2026.
Esta última misión se plantea el reto de enviar a la Tierra muestras de suelo marciano para que puedan ser estudiadas a fondo por los científicos”
Esta última misión se plantea el reto de enviar a la Tierra muestras de suelo marciano para que puedan ser
estudiadas a fondo por los científicos, con lo que incluye el primer lanzamiento desde Marte con destino a la Tierra, un
paso previo para plantear una misión tripulada.
El programa MSR prevé tres lanzamientos para completar esta ambiciosa misión: una primera misión, ya lanzada con éxito, ha sido Mars 2020, con su róver Perseverance que está
operando en la superficie marciana. Entre sus cometidos, Perseverance debe obtener muestras de roca y almacenarlas
en tubos, que debe situar después en zonas estratégicas.
La segunda misión, Sample Retrieval Lander mission, consistirá en amartizar una plataforma cerca del cráter Jezero,
donde opera el Perseverance. Desde este módulo de aterrizaje descenderá un pequeño róver Sample Fetch Rover,
vehículo buscador de muestras para localizar los tubos previamente ubicados por Perseverance en las zonas
estratégicas y recopilarlos.
Una vez hecho esto, el róver regresará a la plataforma y los colocará en un contenedor
único, localizado en un vehículo de ascenso MAV (Mars Ascent Vehicle) ubicado en la misma plataforma. El MAV deberá lograr todo un hito en la carrera espacial: el primer despegue desde otro planeta. Su objetivo será colocar el
contenedor, del tamaño de una pelota de baloncesto, en la órbita marciana.
Tras este hito, se pondrá en marcha la tercera y última misión del programa, llamada Earth Return Orbiter mission:
se lanzará con destino a Marte un orbitador capaz de capturar el contenedor. Una vez logrado, el orbitador sellará
las muestras en una cápsula de entrada y pondrá rumbo a la Tierra, donde liberará la cápsula de entrada para que sea
recibida por los científicos.
Tras el éxito de la primera misión, Mars 2020, cuyo róver Perseverance aterrizó a principios de 2021 y está operando nominalmente en el planeta, las fechas previstas de las otras dos misiones apuntan a julio de 2026 para el lanzamiento del módulo de aterrizaje y, unos meses más tarde, en septiembre, para el lanzamiento del orbitador.
Esta sonda llegaría a la órbita marciana en octubre de 2027, mientras que el aterrizador se posaría en Marte en agosto de 2028. Si todo sale bien, las muestras llegarían a la Tierra en 2031. Cinco años de misión para poder traer una cápsula del tamaño de una pelota de baloncesto.
La complejidad técnica del Mars Sample Return es muy considerable, pero está todavía lejos de los requisitos que tendrán que cumplir las naves espaciales que lleven a los primeros
humanos a Marte.
Avances tecnológicos y científicos
Las misiones en curso van anunciando descubrimientos que ayudan a la comunidad científica a
comprender mejor el pasado y el presente del planeta rojo, su composición y su posible evolución. De hecho, entre
los motivos señalados por la Agencia Espacial Europea para ir a Marte, se destaca en primer lugar el enorme interés
que reviste este planeta para entender la propia evolución de la vida en la Tierra.
Marte fue una vez, según los
científicos, un lugar muy similar al que hoy es nuestro hogar, con mares y ríos, una atmósfera densa y,
probablemente, vida. Las páginas de la NASA publican regularmente los descubrimientos científicos gracias a los datos recabados por sus misiones de exploración, desde la existencia de masivas erupciones volcánicas que sacudieron
el planeta en el pasado, alterando su clima, hasta la evidencia de agua en su superficie, ahora únicamente en forma
de hielo, que podrían haber albergado vida microbiana.
Técnicamente, además de los datos propios de la exploración científica, cada lanzamiento sigue siendo un reto de la
ingeniería que nos aproxima, poco a poco, a una futura misión tripulada. En abril, el instrumento científico MOXIE
(Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) a bordo del Perseverance logró producir cinco gramos de
oxígeno, extrayéndolos de la atmósfera marciana.
Todo un paso para una futura instalación capaz de albergar vida humana en la superficie del inhóspito planeta rojo. Igualmente, la cantidad de víveres y consumibles necesarios para
mantener una tripulación durante tres años (tiempo aproximado que duraría una misión a Marte) requeriría de un enorme espacio en el lanzador.
«Además de los datos propios de la exploración científica, cada lanzamiento sigue siendo un reto de la ingeniería que nos aproxima, poco a poco, a una futura misión tripulada»
Para solventar este problema, se llevan a cabo esfuerzos en el cultivo de alimentos fuera de la Tierra, en granjas espaciales bien instaladas en la
Estación Espacial Internacional (ISS) o a bordo de misiones de exploración: China logró en 2019 que brotaran
semillas por primera vez en la Luna, dentro del contenedor sellado instalado en el aterrizador Chang’e-4. Tanto la ESA, en programas como MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative), como la NASA, desde el Johnson Space Center Engineering, trabajando en sistemas de soporte que permitan a los primeros exploradores cultivar sus propios nutrientes.
Por el momento, solo China y EE UU se han aventurado a anunciar misiones tripuladas a Marte, para la década de 2030.
Habrá primero que esperar al éxito de las misiones tripuladas a la Luna, que nos darán pistas mucho más fiables de
la posibilidad, de momento remota, de poner el primer ser humano en este planeta, tan inhóspito como fascinante.
La aportación Española a las misiones de exploración
Bien sea a la Luna o a Marte, España participa en las misiones de exploración desde las primeras misiones al planeta rojo, primero gracias a estaciones terrestres como Robledo de Chavela, después a través de la contribución de científicos españoles en misiones pioneras, como Phobos I y II (Roscosmos) o Mars 96 (Roscosmos con la colaboración de la ESA), donde hubo participación de universidades, industria e instituciones españolas en el desarrollo de parte del instrumental científico.
A partir de la misión Rosetta, en 2004, la industria espacial española ha participado en las misiones marcianas de la ESA y en algunas de la NASA y de Roscosmos: Mars Science Laboratory (NASA) en 2011, Phobos Grunt (Roscosmos) en 2011, Exomars (ESA) en 2016, Mars2020 (NASA), en 2020, ExoMars 2022.
Por ceñirnos a las últimas misiones de la NASA, en el Curiosity de MSL, la industria española aportó la antena de alta ganancia (HGAS) y el instrumento científico REMS (Rover Environmental Monitoring Station); en el Perseverance de Mars2020, suministró nuevamente la antena de alta ganancia (HGAS) y la estación ambiental MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer). Por su parte, en el InSight hubo un instrumento de manufactura española, la estación TWINS que lleva a cabo mediciones sísmicas.
Por ceñirnos a las últimas misiones de la NASA, en el Curiosity de MSL, la industria española aportó la antena de alta ganancia (HGAS) y el instrumento científico REMS (Rover Environmental Monitoring Station); en el Perseverance de Mars2020, suministró nuevamente la antena de alta ganancia (HGAS) y la estación ambiental MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer). Por su parte, en el InSight hubo un instrumento de manufactura española, la estación TWINS que lleva a cabo mediciones sísmicas.
En cuanto a las misiones de la ESA, para ExoMars 2020 hubo una nutrida representación de la industria española, tanto en el orbitador TGO como en el módulo Schiaparelli, que finalmente no logró aterrizar con éxito.
Esta aportación española se va a repetir para ExoMars 2022, con tecnología nacional, procedente de casi una veintena de empresas aeroespaciales e instituciones científicas, tanto en los instrumentos embarcados como en componentes clave para el orbitador y el róver.
También en la exploración de nuestro satélite España ha sido un actor clave, gracias a las estaciones de seguimiento espacial de Fresnedillas (Madrid), Robledo de Chavela (Madrid) y Maspalomas (Gran Canaria). Estos centros desempeñaron un papel esencial en todas las misiones Apolo, incluida la que puso al primer hombre en la Luna.
En el siglo XXI, varias empresas españolas han anunciado contratos para el diseño y construcción de la estación lunar Gateway, por lo que diferentes módulos contarán con tecnología nacional.
La participación continuada tanto de empresas como de instituciones y universidades españolas en las misiones de la NASA, la ESA y Roscosmos muestra la buena salud del sector espacial nacional.
