Phoenix

Primera misión en detectar hielo de agua en el planeta rojo

La misión Phoenix Mars Lander de la NASA representó un hito en la exploración del planeta rojo al convertirse en la primera nave en confirmar directamente la existencia de hielo de agua en Marte. Su nombre evocaba la idea de renacimiento, ya que gran parte de su diseño provenía de la cancelada Mars Surveyor 2001 y del fallido Mars Polar Lander de 1999. Phoenix despegó el 4 de agosto de 2007 y aterrizó de forma exitosa en las llanuras polares de Vastitas Borealis el 25 de mayo de 2008. Su objetivo principal fue analizar el hielo subsuperficial, estudiar el suelo marciano y evaluar su potencial para albergar condiciones habitables en el pasado o incluso en la actualidad.

La misión Phoenix Mars Lander de la NASA fue concebida como un intento de recuperar lo perdido tras el fracaso de la Mars Polar Lander en 1999, que se estrelló en la superficie marciana por un fallo en los cohetes de descenso. Tras ese accidente y la cancelación de la Mars Surveyor 2001, muchas de las piezas ya fabricadas para aquella misión quedaron almacenadas. En lugar de desecharlas, se optó por reutilizar gran parte de esa tecnología, mejorada y adaptada a los nuevos objetivos, en un nuevo proyecto que recibiría el nombre de Phoenix, evocando el renacimiento de una nave a partir de otra fallida. Su diseño incorporó además el brazo robótico previsto para la Surveyor 2001 y una antena de comunicaciones inspirada en los rovers Spirit y Opportunity, junto con nuevas mejoras de software y sistemas redundantes para evitar los errores pasados.

La nave pesaba unos 350 kg y se basaba en un módulo de aterrizaje fijo, sin ruedas ni sistemas de desplazamiento, lo que simplificaba la misión pero limitaba su radio de acción. La estructura estaba dominada por una plataforma hexagonal, con dos grandes paneles solares circulares capaces de proporcionar entre 200 y 300 W en condiciones óptimas de iluminación, aunque su rendimiento disminuiría a medida que el Sol se hundiera en el horizonte polar con la llegada del invierno. En el centro de la plataforma se encontraba el mástil con cámaras estereoscópicas y un brazo robótico de 2,35 m de longitud, equipado con una pala y una herramienta capaz de tomar muestras de suelo y hielo a diferentes profundidades para depositarlas en los analizadores científicos de a bordo. La nave incluía también un sistema de propulsión para el descenso, con doce cohetes de hidracina capaces de frenar la velocidad de caída durante los últimos segundos antes de posarse sobre la superficie.

El conjunto científico de Phoenix estaba formado por varios instrumentos. El brazo robótico integraba una cámara que ofrecía imágenes detalladas del suelo excavado. El instrumento TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer) consistía en un conjunto de hornos de alta sensibilidad donde se introducían pequeñas cantidades de suelo y hielo para ser calentados y analizar así los gases liberados, una técnica fundamental para identificar compuestos volátiles y agua. Otro instrumento esencial fue MECA (Microscopy, Electrochemistry and Conductivity Analyzer), que incluía un microscopio óptico, un microscopio de fuerza atómica y un conjunto de celdas para medir la química y propiedades eléctricas del suelo. La cámara estereoscópica de superficie, situada en el mástil, ofrecía imágenes panorámicas de alta resolución en color, mientras que la estación meteorológica de la misión, con un sensor canadiense LIDAR, permitió observar directamente la formación de nubes y precipitaciones. Phoenix también llevaba un analizador de gases atmosféricos para caracterizar el entorno polar marciano.

El lanzamiento de Phoenix tuvo lugar el 4 de agosto de 2007 desde Cabo Cañaveral, Florida, mediante un cohete Delta II 7925. Tras abandonar la Tierra, la nave emprendió un viaje interplanetario de casi diez meses. Durante este tiempo se realizaron varias maniobras de corrección de trayectoria, que ajustaron con precisión el punto de entrada en la atmósfera marciana. El 25 de mayo de 2008, Phoenix inició la fase de descenso, que combinó la entrada atmosférica con escudo térmico, el despliegue de un paracaídas supersónico y, finalmente, el encendido de los cohetes de descenso para reducir la velocidad hasta casi cero antes de posarse suavemente en las llanuras polares de Vastitas Borealis. El aterrizaje se produjo a las 23:38 UTC, en una zona elegida por su accesibilidad y por la sospecha, confirmada posteriormente, de contener hielo de agua a escasa profundidad.

Desde el primer momento en Marte, Phoenix desplegó sus paneles solares y comenzó a transmitir imágenes panorámicas de la región circundante, un paisaje plano salpicado de piedras y con el característico patrón poligonal en el terreno asociado al permafrost. Pocos días después, el brazo robótico inició las excavaciones, encontrando rápidamente cúmulos brillantes en el subsuelo que, al ser expuestos a la superficie, comenzaron a sublimarse, confirmando que se trataba de hielo de agua y no de dióxido de carbono congelado. Era la primera vez que se obtenía evidencia directa de hielo en Marte, validando décadas de hipótesis basadas en observaciones orbitales. El brazo robótico permitió entregar estas muestras al TEGA, donde fueron calentadas y analizadas. Los resultados confirmaron la presencia de agua y revelaron además la existencia de percloratos, compuestos químicos que liberan oxígeno al calentarse y que complicaron la detección de moléculas orgánicas, ya que al oxidarse destruían cualquier posible rastro durante el análisis. El hallazgo de percloratos sorprendió a los investigadores y añadió complejidad a la comprensión de la geoquímica marciana.

Los análisis de MECA mostraron que el suelo presentaba un pH cercano a la neutralidad y contenía sales como sodio, potasio, magnesio y cloruros, lo que sugiere un entorno químico menos hostil de lo esperado y con nutrientes que, en el pasado, pudieron haber favorecido entornos habitables. El estudio del ciclo del agua reveló que el vapor se intercambia constantemente entre el suelo y la atmósfera dependiendo de la temperatura, un fenómeno similar al observado en regiones polares de la Tierra. El instrumento meteorológico canadiense observó por primera vez la formación de copos de nieve de dióxido de carbono cayendo desde las nubes, aunque sublimaban antes de alcanzar el suelo. Estas observaciones proporcionaron la primera prueba directa de que en Marte nieva en ciertas condiciones atmosféricas.

La misión superó los 90 días previstos y se prolongó hasta un total de 125 días de actividad. Durante ese tiempo, Phoenix excavó, analizó muestras, midió parámetros atmosféricos y proporcionó un flujo constante de imágenes y datos que transformaron el conocimiento de la región polar. Finalmente, con la llegada del invierno marciano, la reducción de la luz solar impidió a los paneles mantener la producción de energía necesaria y la nave fue quedando inactiva. En agosto de 2008 se perdió el contacto definitivo, y meses más tarde las imágenes de la cámara HiRISE de la Mars Reconnaissance Orbiter mostraron al aterrizador cubierto por una capa de hielo de dióxido de carbono. En 2010 nuevas imágenes revelaron daños irreparables en los paneles solares, confirmando que Phoenix nunca volvería a despertar.

El legado científico de Phoenix fue notable. No solo confirmó la presencia de agua en forma de hielo a muy poca profundidad, sino que también proporcionó claves sobre la química del suelo marciano, descubriendo compuestos inesperados como los percloratos. Sus observaciones meteorológicas mostraron que el clima marciano es más dinámico de lo supuesto, con ciclos de vapor de agua y precipitaciones en forma de nieve. Además, la detección de sales y un suelo con pH neutro sugieren que, al menos en el pasado, Marte pudo haber ofrecido condiciones más benignas para la vida. A nivel tecnológico, Phoenix demostró la viabilidad de reutilizar diseños de misiones anteriores y de operar con éxito en las difíciles regiones polares de Marte. Su legado fue la base para futuras misiones de astrobiología, que tendrían en cuenta los efectos de los percloratos al diseñar experimentos de detección de compuestos orgánicos.

En resumen, Phoenix fue un renacimiento literal de hardware descartado y al mismo tiempo un renacimiento del interés científico por las regiones polares de Marte. Su misión demostró que incluso un aterrizador estático y de bajo coste podía lograr descubrimientos trascendentes. Aunque quedó inerte bajo una capa de hielo de dióxido de carbono, su huella en la exploración de Marte permanece como una de las más valiosas contribuciones a la astrobiología del planeta rojo.

Cronología de la misión Phoenix

Lanzamiento	4 de agosto de 2007
Aterrizaje en Marte	25 de mayo de 2008
Pérdida de contacto con el aterrizador	Agosto de 2008

Imágenes de la misión Phoenix

Referencias y más información:

• Mars Phoenix – NASA Science.
• Phoenix – NASA JPL

Misiones espaciales a Marte en No Sólo Sputnik!: