Primera sonda en aterrizar en Marte y transmitir datos desde la superficie

La misión Mars 3, llevada a cabo por la Unión Soviética, fue la primera misión en lograr un aterrizaje suave en la superficie de Marte. Lanzada en 1971, esta misión tenía como objetivo estudiar Marte tanto desde la órbita como desde la superficie, analizando la geología, la atmósfera y el clima del planeta rojo.

Hasta mediados de los años 60, la URSS había utilizado las naves 2MV y 3MV para explorar Venus y Marte, desarrolladas por la OKB-1 de Serguéi Koroliov. Estas naves, aunque consideradas exitosas, eran demasiado simples para una exploración en profundidad, tenían una masa inferior a 1.000 kg, ya que dependían del cohete Mólniya. La NPO Lávochkin desarrolló una nueva generación de sondas más grandes y complejas que utilizarían el nuevo lanzador Protón-K, capaz de poner en órbita baja el doble de masa que el Mólniya. Así, en lugar de lanzar sondas en la ventana de 1967, se decidió rediseñar completamente las cápsulas debido a los descubrimientos de la sonda Mariner 4, que mostró que la atmósfera marciana tenía una presión muy inferior a la esperada. Las nuevas sondas, denominadas M-69 o 2M, incluirían un orbitador (OO) y un módulo de aterrizaje (SA), basados en las sondas lunares Ye-6M.

El nuevo diseño de las M-69 tenía una masa de 4.850 kg y usaba un tanque esférico central como estructura principal, con equipos electrónicos en una sección presurizada. El vehículo de aterrizaje, de 260 kg, estaba protegido por un escudo térmico puntiagudo y contaba con paneles solares y una antena parabólica para la comunicación. Un sistema de control de datos de 11 kg gestionaba los sistemas de a bordo, incluyendo un sistema de control a reacción. Las cámaras podían tomar 169 imágenes cada una con una resolución máxima de 200-500 metros. A pesar de los avances, decidieron eliminar las sondas de aterrizaje para la ventana de lanzamiento de 1969 debido a la complejidad del diseño. Lamentablemente, las sondas M-69 nunca lograron su objetivo; la M-69A se perdió debido a una explosión en la tercera etapa del Protón-K, y la M-69B se destruyó al fallar un motor en la primera etapa del cohete.

Aunque el fracaso de las M-69 fue un duro golpe para NPO Lávochkin, la oficina de diseño se concentró en la ventana de lanzamiento de 1971, coincidiendo con las misiones estadounidenses Mariner 8 y 9. La URSS necesitaba las efemérides orbitales para una misión de aterrizaje, pero estas no estaban disponibles públicamente y pedirlas a la NASA era impensable debido a la Guerra Fría. Ante la opción de retrasar la misión a 1973, se decidió lanzar tres sondas en 1971: un orbitador (M-71S) para recopilar las efemérides y dos sondas de aterrizaje (M-71P). Las M-71, con un diseño parcialmente nuevo y más combustible debido a una ventana de lanzamiento menos favorable, incluían un cuerpo cilíndrico de tres metros, dos paneles solares y un avanzado sistema de control. Equipadas con cámaras Vega y Zufar, magnetómetro, fotómetros, radiómetros y espectrómetro, estas sondas tenían un diseño más eficiente para aterrizar en Marte.

Las misiones M-71 resultaron extremadamente ambiciosas. El orbitador M-71S, lanzado el 10 de mayo de 1970, falló al no encenderse la etapa Blok-D y quedó en órbita baja como Kosmos-419. Sin la ayuda de la navegación por radio, las sondas de aterrizaje M-71P (una vez exitoso el lanzamiento y rumbo a Marte serían conocidas como las misiones Mars 2 y Mars 3), se dirigieron a Marte sin ayuda del orbitador. Mars 2, lanzada el 19 de mayo de 1971, se estrelló debido a un ángulo de entrada incorrecto el 27 de noviembre, convirtiéndose en el primer objeto humano en alcanzar Marte.

La Mars 3 fue lanzada el 28 de mayo de 1971 desde el cosmódromo de Baikonur, utilizando un cohete Protón-K/D. El viaje de la Mars 3 hacia Marte duró aproximadamente seis meses. Durante este período, la nave realizó varias maniobras de corrección de curso para asegurarse de que alcanzara su destino de manera precisa. El 2 de diciembre de 1971, la Mars 3 llegó a Marte y se insertó con éxito en una órbita elíptica alrededor del planeta. Poco después de entrar en órbita, el módulo de aterrizaje se separó del orbitador y comenzó su descenso hacia la superficie marciana. El módulo de aterrizaje aterrizó suavemente en la región de Ptolemaeus, cerca del ecuador de Marte.

Tras el aterrizaje, el módulo de aterrizaje de la Mars 3 comenzó a transmitir datos a la Tierra, convirtiéndose en la primera sonda en transmitir datos desde la superficie de un planeta, en este caso Marte. Sin embargo, la transmisión se interrumpió abruptamente después de solo 14,5 segundos, posiblemente debido a una falla en los sistemas electrónicos del módulo de aterrizaje, tal vez causada por una tormenta de polvo en la atmósfera marciana. A pesar de esta interrupción, la Mars 3 logró enviar una imagen parcial que bien pudiera ser ruido y algunos datos meteorológicos antes de perder contacto.

El orbitador de la Mars 3 continuó su misión desde la órbita marciana, recopilando una gran cantidad de datos científicos a lo largo de varios meses. El orbitador tomó imágenes detalladas de la superficie de Marte, revelando características geológicas significativas como cráteres de impacto, valles y posibles antiguos lechos de ríos. Las observaciones del radiómetro infrarrojo y el espectrómetro de masas proporcionaron información sobre la composición atmosférica de Marte, confirmando que la atmósfera estaba compuesta principalmente por dióxido de carbono, con trazas de nitrógeno y argón. Estas mediciones también mostraron que la atmósfera marciana era extremadamente delgada, con una presión superficial muy baja en comparación con la atmósfera terrestre. Además, el orbitador realizó mediciones de la radiación en el entorno marciano, proporcionando datos importantes sobre la cantidad de radiación que podría afectar a futuras misiones tripuladas al planeta.

La misión Mars 3 finalizó oficialmente en agosto de 1972, cuando el orbitador agotó su combustible y dejó de enviar datos. A pesar de los problemas técnicos que limitaron el éxito del módulo de aterrizaje, la Mars 3 fue considerada una misión exitosa por la cantidad y calidad de los datos obtenidos por el orbitador, mientras que el aterrizador, aunque de vida breve, demostró la posibilidad de alcanzar la superficie de otros mundos, algo aún impensable en aquélla época.

Cronología de la misión Mars 3

Lanzamiento	28 de mayo de 1971
Inserción orbital y aterrizaje en Marte	2 de diciembre de 1971
Pérdida de contacto del aterrizador en la superficie	2 de diciembre de 1971
Pérdida de contacto con el orbitador y fin de la misión	Agosto de 1972

Imágenes de la misión Mars 3

Referencias y más información:

• 40 años de la sonda soviética Mars 3 – Blog Eureka de Daniel Marín
• Soviet Mars Images – Don P. Mitchell Web
• Mars 3 – NSSDCA Master Catalog Search
• Mars 3 Lander – NSSDCA Master Catalog Search
• Beyond Earth. A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958-2016. Asif A. Siddiqi (PDF)

Misiones espaciales a Marte en No Sólo Sputnik!: