Mars Pathfinder

Aterrizó en 1997 y desplegó a Sojourner, el primer rover operativo en explorar la superficie marciana

Mars Pathfinder fue una misión diseñada bajo la filosofía “más rápido, mejor, más barato” de la administración de la NASA tras el varapalo de la fracasada misión Mars Observer. Como parte del programa Discovery, esta misión tenía un costo total de 265 millones de dólares, con un tiempo de desarrollo de apenas tres años. Su principal objetivo era demostrar la viabilidad de aterrizar de manera económica en Marte con un sistema de airbags y desplegar un rover autónomo para explorar la superficie. Pathfinder no solo logró este objetivo, sino que también superó todas las expectativas al recopilar una cantidad significativa de datos científicos y operar mucho más allá de su vida útil diseñada.

El diseño de la Mars Pathfinder destacaba por su ingenio y simplicidad, con un módulo de aterrizaje tetraédrico que protegía al rover Sojourner durante el viaje interplanetario y el descenso a la superficie marciana. Este módulo, denominado Carl Sagan Memorial Station tras el aterrizaje, se desplegaba en forma de «pétalos» una vez en la superficie, permitiendo la liberación del rover y exponiendo sus instrumentos científicos. Entre estos, se incluía la cámara Imager for Mars Pathfinder (IMP), montada en un mástil que podía alcanzar una altura de 1 metro. La IMP estaba diseñada para capturar imágenes panorámicas en color y en 3D del entorno marciano, facilitando el análisis de características geológicas y documentando los movimientos y actividades del rover Sojourner.

El módulo también incorporaba un paquete meteorológico llamado Atmospheric Structure Instrument/Meteorology Package (ASI/MET), que medía la presión, temperatura, y velocidad del viento, proporcionando datos clave sobre las condiciones climáticas marcianas. Además, incluía un conjunto de imanes conocido como Magnet Arrays, utilizado para capturar partículas de polvo marciano y analizar su composición mineralógica.

El sistema de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) de Mars Pathfinder fue revolucionario. Tras ingresar en la atmósfera marciana, el módulo utilizaba un escudo térmico para protegerse del calor generado por la fricción. Posteriormente, un paracaídas supersónico desaceleraba la nave, mientras que pequeños retrocohetes ajustaban su velocidad y orientación en las etapas finales del descenso. Antes del impacto, airbags inflables hechos de un material resistente absorbían la energía del aterrizaje, permitiendo que el módulo rebotara hasta detenerse. Este innovador método no solo garantizó un aterrizaje seguro, sino que también redujo significativamente los costos y riesgos de la misión.

El rover Sojourner, de apenas 10,6 kg y unas dimensiones de 65 cm x 48 cm x 30 cm, representó el primer vehículo robótico en operar sobre otro planeta, estableciendo un precedente para futuras misiones. Su estructura era robusta y compacta, construida para resistir las condiciones extremas de Marte. Sojourner podía desplazarse eficazmente por terrenos irregulares, superar obstáculos de hasta 13 cm de altura y adaptarse a rocas marcianas dispersas.

La instrumentación del Sojourner se basaba principalmente en el espectrómetro alfa-protón de rayos X (APXS), que permitía analizar la composición química de rocas y suelos, identificando elementos como silicio, hierro y magnesio. Además, contaba con cámaras de navegación en blanco y negro montadas en la parte delantera, que enviaban imágenes a la estación para planificar rutas y documentar su entorno. Sojourner también llevaba sensores para medir la interacción entre sus ruedas y el suelo, proporcionando información sobre la mecánica del regolito marciano.

La autonomía limitada de Sojourner lo hacía dependiente de las órdenes del módulo de aterrizaje, que procesaba imágenes capturadas por la IMP para identificar rutas seguras y enviarlas al rover.

Desarrollo de la misión Mars Pathfinder

La misión Mars Pathfinder comenzó con su lanzamiento el 4 de diciembre de 1996, a bordo de un cohete Delta II desde Cabo Cañaveral. Tras un viaje de siete meses que incluyó cuatro maniobras de corrección de trayectoria, la nave alcanzó Marte y aterrizó el 4 de julio de 1997 en Ares Vallis, una extensa llanura en el hemisferio norte conocida por sus depósitos rocosos, resultado de antiguas inundaciones. Durante la fase de descenso, el módulo desplegó un paracaídas supersónico para desacelerar su entrada en la atmósfera, seguido de retrocohetes para ajustar su trayectoria final. En las etapas finales, un sistema de airbags inflables absorbió la energía del impacto, permitiendo que el módulo rebotara varias veces hasta detenerse de manera segura en la superficie marciana.

El lugar de aterrizaje fue elegido por su diversidad geológica y porque ofrecía condiciones relativamente seguras. Ares Vallis es una llanura que se cree fue modelada por el flujo de agua que transportó rocas desde las tierras altas marcianas hacia las llanuras bajas.

Tras su exitoso aterrizaje en Marte, el módulo de aterrizaje fue bautizado como Carl Sagan Memorial Station, en honor al renombrado astrónomo y divulgador científico Carl Sagan, destacando su contribución al estudio del cosmos y su inspiración para todos los amantes al espacio.

El rover Sojourner comenzó sus operaciones en el segundo sol marciano (día marciano), después de descender con éxito por una rampa desde el módulo de aterrizaje. A lo largo de 83 soles, Sojourner exploró un área de aproximadamente 100 m², realizando análisis químicos, pruebas de movilidad y experimentos tecnológicos.

Sol 1 a Sol 3:
El primer sol estuvo dedicado a desplegar completamente las “pétalos” del módulo de aterrizaje y realizar diagnósticos del sistema. Sojourner realizó su primer análisis químico en el suelo marciano con el APXS, que confirmó la presencia de silicatos en el regolito. El tercer sol marcó el análisis de la primera roca apodada “Barnacle Bill”, revelando una composición de basalto rico en sílice.

Sol 4 a Sol 15:
El rover continuó sus análisis de rocas cercanas, incluyendo “Yogi”, una roca más grande que mostró características consistentes con procesos de enfriamiento rápido en presencia de agua. Pathfinder también recopiló datos meteorológicos que mostraron fluctuaciones diarias de temperatura entre -13 °C y -77 °C y velocidades de viento moderadas de hasta 10 m/s.

Sol 16 a Sol 50:
Durante este período, Sojourner exploró más lejos del módulo de aterrizaje, investigando rocas como “Scooby-Doo” y tomando imágenes detalladas del terreno para estudiar la interacción entre las ruedas del rover y el regolito marciano. Pathfinder observó nubes de hielo temprano por la mañana y “demonios de polvo” en la tarde, aportando información crucial sobre la dinámica atmosférica marciana.

Sol 51 a Sol 83:
En sus últimos días operativos, el rover realizó análisis finales en una roca apodada “Chimp”, mientras Pathfinder intentaba completar una imagen panorámica de alta resolución conocida como “Super Pan”.

Resultados de la misión Mars Pathfinder

Mars Pathfinder reveló que Marte tuvo un pasado geológicamente activo, con agua líquida desempeñando un papel crucial en la formación de su superficie. Los análisis químicos realizados por el rover Sojourner en las rocas de Ares Vallis evidenciaron una mezcla de materiales volcánicos y sedimentarios, indicando procesos relacionados con el vulcanismo y la sedimentación en presencia de agua. Estas observaciones apoyaron la hipótesis de que Marte albergó un entorno más cálido y húmedo en su pasado remoto. Además, el módulo de aterrizaje recopiló datos meteorológicos que mostraron un clima dinámico, con fluctuaciones marcadas de temperatura entre el día y la noche, y patrones de viento capaces de generar fenómenos como pequeños remolinos de polvo.

Mars Pathfinder no solo cumplió con creces sus objetivos científicos, sino que reavivó el interés del público en Marte, convirtiéndose en un símbolo de innovación y éxito de la NASA. Sojourner pasó 83 días de una misión de siete días planificada explorando el terreno marciano, adquiriendo imágenes y tomando mediciones químicas, atmosféricas y de otro tipo. La misión no solo demostró nuevas tecnologías de aterrizaje y movilidad, sino que también sentó las bases para misiones más ambiciosas que aún estaban por llegar.

Cronología de la misión Mars Pathfinder

Lanzamiento	4 de diciembre de 1996
Aterrizaje en Ares Vallis	4 de julio de 1997
Pérdida de contacto	27 de septiembre de 1997
Fin oficial de la misión	10 de marzo de 1998

Imágenes de la misión Mars Pathfinder

Referencias y más información:

• Mars Pathfinder / Sojourner Rover – JPL
• Mars Pathfinder – NASA Science
• Mars Pathfinder Rover – NSSDCA
• Golombek, M. P. «Overview of the Mars Pathfinder Mission: Launch through landing, surface operations, data sets, and science results» – Journal of Geophysical Research​.
• Beyond Earth. A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958-2016. Asif A. Siddiqi (PDF)

Misiones espaciales a Marte en No Sólo Sputnik!: