Aterrizajes en la superficie de Marte

Con la llegada del rover chino Zhurong a la superficie de Marte, ya son once las misiones que han conseguido aterrizar en la superficie del planeta rojo y transmitir datos.

La historia de la exploración con sondas automáticas de el planeta rojo estuvo plagada de errores o fatalidades en sus inicios. Soviéticos y americanos compitieron en plena carrera espacial por ser los primeros en orbitar el planeta y en ‘amartizar’ una sonda en la superficie marciana.

Aunque multitud de blogs y bitácoras del mundo han analizado los citados intentos, aquí consideramos que el primer vehículo que aterrizó con éxito suavemente sobre la superficie de Marte es el módulo de descenso soviético Mars 3, el cual se posó suavemente el 2 de diciembre de 1972, consiguiendo enviar al módulo orbitador una fotografía parcial, sin detalles legibles, posiblemente por una tormenta de arena que asolaba las tierras del cráter Ptolomeo, lugar del aterrizaje.

Sonda Mars 3 en Marte

Dicho módulo, que contaba con un minirover llamado PrOP-M además de numerosos instrumentos, transmitió información al orbitador durante 20 segundos antes de quedarse mudo e inoperativo para siempre.

Primera imagen recibida desde la superficie de Marte
Primera imagen recibida desde la superficie de Marte por la sonda soviética Mars 3. Créditos: Roscosmos / Ted Stryk

Esta sería por tanto la primera imagen obtenida desde la superficie de Marte. Desgraciadamente no se pudo completar la transmisión de la misma por lo que llegó incompleta. La luminosidad de la misma indica que la zona estaba nublada y las imágenes previas al amartizaje se podía observar el globo completo de Marte barrido por una tormenta global de arena.

Rover soviético Prop-M
Recreación artística del rover soviético Prop-M y la sonda Mars 3 sobre la superficie marciana.

Se desconoce si el rover finalmente fue desplegado en la superficie de Marte. Imágenes actuales desde la órbita a alta resolución aun no permiten diferenciar detalles tan pequeños, algún día lo sabremos.

Tras ese aterrizaje suave con éxito, siguieron numerosos intentos más por parte de la extinta URSS y no sería hasta el año 1976 cuando los estadounidenses consiguieron posar a los gemelos módulos Viking. El Programa Viking contaba con dos misiones, Viking 1 y Viking 2 compuestas de un orbitador para cartografiar el planeta y un lander o aterrizador cada una.

Carl Sagan junto al modelo del aterrizador Viking, presente en las misiones Viking 1 y 2
Carl Sagan junto al modelo del aterrizador Viking, presente en las misiones Viking 1 y 2

Ambas misiones Viking contaban con instrumentación para el análisis de la composición del suelo y atmósfera marciana y búsqueda de materias orgánicas y vida. Tres experimentos biológicos con dispares resultados hizo que los científicos determinaran que no existe la vida en el planeta y que en caso de haberla, debería localizarse en el subsuelo a salvo de la radiación ultravioleta.

Imágenes desde la superficie marciana captadas por las sondas Viking. Créditos: NASA

Las misiones se consideraron un éxito, transmitiendo datos durante más de seis años en el caso del aterrizador Viking 2 y cuatro años el Viking 1.

En el año 1997 llegaría el primer rover americano y primero en recorrer la superficie, el Sojourner, precursor de los que vendrían después, en la misión Pathfinder que contaba además con un aterrizador. Amartizó en la región de Ares Vallis utilizando un novedoso sistema de airbags para amortiguar el impacto. El aterrizador contaba con sensores atmosféricos y metereológicos además de un magnetómetro y un anemómetro. El rover disponía además de cámaras, instrumentación para analizar las rocas circundantes y minerealogía marciana. Con una misión estimada para un mes en caso del aterrizador y una semana en el caso del rover, estuvieron operativos más de tres meses en la superficie del planeta, a un costo mucho menor que en el caso de las sondas Viking. Sirvió además para el testeo de tecnologías que más tarde se usarían en el desarrollo del programa Mars Exploration Rovers.

El rover Sojourner sobre la superficie de Marte
El rover Sojourner sobre la superficie de Marte captado por el aterrizador Pathfinder en 1997. Créditos: NASA.

En 2004 la NASA envió dos rovers similares dentro del programa Mars Exploration Rovers (MER’S). Eran dos vehículos mucho mayores que el Sojourner, con una gran autonomía y además de cámara estéreo disponían de un brazo robot con dos espectómetros, un taladro y un microscopio, para estudiar las rocas y suelo marciano y comprobar si alguna vez hubo agua en Marte. El primero de ellos, el rover Spirit, permaneció operativo durante más de siete años en el cráter Gusev, recorriendo un total de 7,7 kilómetros y encontrando evidencias de un ciclo activo de agua en el pasado marciano.

El ocaso en Marte captado por el rover Spirit

El otro de los gemelos, el rover Opportunity, que con catorce años de misión y 45,16 km recorridos sobre la superficie del planeta, se trata del explorador más longevo de la historia de la exploración y del vehículo que más distancia ha recorrido en otro mundo. En junio de 2018 entró en hibernación y tras una tormenta global en el planeta marciano no ha vuelto a restablecer la comunicación.

En 2007, la NASA envió la sonda de aterrizaje Phoenix cerca del polo norte. Provisto de una pala excavadora, descubrió hielo de agua en el planeta.

Imagen del brazo pala excavadora de la sonda Phoenix sobre la superficie marciana
Brazo de la misión Phoenix recogiendo muestras del regolito marciano. Créditos: NASA.

En diciembre de 2018 la NASA logró aterrizar la sonda estática InSight en la zona cercana al ecuador marciano de Elysium Planitia. Provista de un sismómetro, detectó numerosos aremotos aunque de menor magnitud a la esperada. Confirmó que el planeta rojo tiene una estructura interna parecida a la terrestre, con una corteza menos gruesa y densa de lo previsto, un manto y un gran núcleo líquido.

Misiones operativas en la superficie marciana

Actualmente, la NASA mantiene operativos dos rovers, el Mars Science Laboratory, más conocido como rover Curiosity, y el rover Perseverance, primera parte de la misión conjunta entre la NASA y la ESA de retorno de muestras MSR, que consiste en otras dos sondas, que deberían de despegar en 2026 aunque la NASA ha paralizado por el momento el desarrollo de la misión por su alto coste a la espera de un plan menos ambicioso para el retorno de muestras marcianas. 

El rover Curiosity lleva en la superficie de Marte desde el 6 de agosto de 2012. Se encuentra en el cráter Gale, en una zona donde existieron lagos no muy profundos permaneciendo durante cerca de un millón de años en el antiguo Marte con una química adecuada para soportar vida microbiana. Desde entonces ha recorrido algo más de 25 kilómetros hasta la ladera del Monte Sharp, una elevación en el centro del cráter que contiene material sedimentario. Ha detectado además un ciclo permanente y estable de metano, que podría deberse o bien por reacciones químicas entre las rocas y agua o por presencia de organismos vivos.

El rover Perseverance aterrizó en Marte el 18 de febrero de 2021. De aspecto similar al Curiosity pero con diferente instrumentación, y con objetivos científicos más orientados a la búsqueda de vida reciente o pasada, le acompañó el Ingenuity, un pequeño helicóptero que se convirtió en la primera aeronave propulsada en volar en Marte, realizando un total de 72 vuelos, el último en enero de 2024. Actualmente solo el rover se mantiene operativo en el cráter Jézero. 

La última misión en llegar a la superficie fue el rover chino Zhurong. Aterrizó en la región de Utopia Planitia en 15 de mayo de 2021 y estuvo activo hasta mayo de 2022.

Misiones en desarrollo

La ESA junto con Roscosmos puso en desarrollo la segunda parte de la misión Exomars, que consistía en poner un rover en la superficie marciana. Bautizado como Rosalind Franklin, tenía previsto explorar la superficie marciana en busca de lugares de interés geológico para perforar hasta el subsuelo y determinar si en algún momento llegó a albergar vida. Para ello incorpora un taladro para taladrar y examinar el subsuelo hasta dos metros de profundidad. Pospuesta en varias ocasiones por unos problemas en el paracaídas de la fase de descenso, el lanzamiento estaba previsto para 2022 pero el conflicto de Rusia y Ucrania y las posteriores sanciones europeas han provocado que finalmente se cancelara la misión indefinidamente.

Aspecto que tiene el rover europeo Rosalind Franklin de la misión cancelada ExoMars de Marte

Asimismo la JAXA, agencia espacial japonesa, tiene planeado lanzar en septiembre de 2026 la sonda MMX- Martian Moons Exploration, una misión con participación de la NASA y la ESA, de retorno de muestras a Fobos, la mayor de las lunas de Marte. Llegaría a órbita marciana un año después. Una vez allí, el módulo de propulsión realizará varias correcciones orbitales para interceptar a Fobos, desplegando el módulo de aterrizaje/exploración en la superficie junto con el módulo de retorno, que una vez recogidas las muestras será el encargado de retornar a la Tierra con la cápsula de las muestras en 2031. 

Por otro lado el proyecto MSR – Mars Sample Return o misión de retorno de muestras de la superficie marciana consta de tres partes. La primera de ellas actualmente en marcha es la selección y recogida de muestras por el rover Perseverance. La segunda de ellas debería despegar en 2026 y se trata de la misión SRL – Sample Retrieval Lander, un rover europeo que aterrizará en el cráter Jézero para recoger las muestras seleccionadas por Perseverance y depositarlas en un cohete que despegará para alcanzar la órbita marciana. Allí esperará la tercera de las misiones, el orbitador europeo ERO – Earth Return Orbiter, que recogerá las muestras y las traerá de regreso a la Tierra en una cápsula de la NASA. Por el momento la NASA ha congelado los fondos de la misión por su elevado coste a la espera de un plan menos arriesgado y costoso para traer muestras marcianas.

NOTA: El modismo ‘amartizaje’, suma de aterrizar y Marte, no es una palabra reconocida en la lengua española, pero su uso está muy extendido en aficionados a la astronomía y la astronaútica. Es similar en su composición a otras palabras correctas en el idioma, como son ‘aterrizaje’ aterrizar sobre la superficie terrestre, ‘amerizaje’ o ‘amarizaje’ aterrizar sobre el mar o ‘alunizaje’ aterrizar sobre la Luna.

Lanzamiento exitoso de la nave espacial china Shenzhou 12 y acoplamiento a la estación espacial Tiangong

Tras cinco años desde la última misión, China ha vuelto a lanzar una misión tripulada al espacio. La nave espacial Shenzhou 12, tripulada por los astronautas Nie Haisheng, Liu Boming y Tang Hongbo, despegó a bordo de un cohete Larga Marcha CZ-2F/Y Y12 desde el Centro Espacial de Jiuquan el 17 de junio de 2021. Al poco más de seis horas tras el despeque, se acoplaron con éxito con la estación espacial china o Tiangong.

Los astronautas Tang Hongbo, Nie Haisheng y Liu Boming (CSNA)

Se trata de la séptima misión tripulada china de la historia y primera tripulación a bordo de la Tiangong. Actualmente en construcción, la estación cuenta únicamente con el módulo central Tianhe (paz celestial), en órbita desde el 29 de abril, y la nave de carga Tianzhou 2 acoplada desde el 29 de mayo. El módulo central Tianhe, muy similar al Zveda ruso de la ISS, tiene una masa de 22,5 toneladas y 16,6 metros de longitud (3 metros más que el Zvezda), con un diámetro máximo de 4,2 metros en la parte más ancha y 2,8 metros de diámetro mínimo. Orbita la Tierra a una altura de 393 km y 42º de inclinación.

Lanzamiento del cohete Larga Marcha CZ-2F con la nave tripulada Shenzhou 12 desde Jiuquan. (CNSA)

La Shenzhou 12 permanecerá en órbita tres meses acoplada a la estación. Durante este tiempo, los astronautas deberán poner en marcha la estación y verificar los sistemas del módulo Tianhe. Batirán el récord chino de permanencia en el espacio, establecido actualmente en 33 días y logrado por la misión Shenzhou 11 en 2016.

Se trata del tercer vuelo espacial del comandante de la misión Nie Haisheng, tras las misiones Shenzhou 6 en 2005 (2ª misión tripulada china) y la Shenzhou 10 en 2013. Liu Boming participó en la histórica misión Shenzhou 7 junto con Zhai Zhigang, único astronauta chino que ha realizado una caminata espacial o actividad extravehicular. Para Tang Hongbo es la primera misión espacial.

El año próximo se acoplarán los módulos Wentian y Mengtian para completar la construcción de la estación, momento en el que pasará a estar permanentemente habitada por tres astronautas y un máximo de seis en los relevos de tripulaciones. Antes de ello, la agencia espacial china lanzará dos nuevos cargueros Tianzhou (el primero de ellos está previsto enviarlo en septiembre) y una nueva misión tripulada de mayor duración, la mision Shenzhou 13 (prevista en octubre). Una vez completada su construcción, la masa conjunta del módulo central y los dos módulos adicionales será de 66 toneladas. En el futuro, también se acoplará periódicamente el futuro telescopio espacial Xuntian (lanzamiento previsto en 2024) para tareas de mantenimiento además de recibir la visita periódica de cargueros Tianzhou y misiones tripuladas Shenzhou.

Vista de la nave espacial Shenzhou 12 momentos antes de acoplarse al módulo central Tianhe. CNSA

Tras este éxito y otros recientes como el retorno de muestras lunares y el aterrizaje en Marte de la sonda Tianwen, China muestra todo su potencial y se abre a cooperar con otras agencias en el espacio. Hace unos días aparecían los primeros detalles de la estación ILRS, proyecto conjunto entre China y Rusia para la construcción de una base tripulada en la superficie lunar para la próxima década, fruto de unir los dos programas actuales de exploración lunar de las dos potencias espaciales y con misiones tripuladas a partir de 2036. Queda mucho tiempo para ello y para esa fecha es posible que los chinos puedan tener la capacidad del alunizaje tripulado. Antes de todo lo anterior, ¿cuándo veremos a astronautas de otros países en la estación espacial china? ¿serán rusos los primeros como podría sugerir el proyecto de cooperación en el ámbito lunar? ¿paquistaníes? ¿por qué no europeos?. El tiempo lo dirá.

Recreación de la nave espacial tripulada Shenzhou 12 acoplándose con el módulo central Tianhe y el carguero Tianzhou 2

China prepara una misión doble a los límites del sistema solar para celebrar su centenario

Científicos chinos están evaluando la viabilidad de un proyecto para enviar dos sondas espaciales a los bordes del sistema solar, según Wu Weiren, diseñador jefe del Programa de Exploración Lunar de China.

Según el proyecto, la primera de las sondas chinas cubrirá una distancia de aproximadamente 100 veces mayor que la que hay entre nuestro sol y la Tierra para 2049, centenario de la fundación de la República Popular China. El proyecto tiene como objetivo realizar exploraciones científicas y experimentos en el borde del sistema solar, entre el límite interior de la heliosfera y la heliopausa, una región a unos 15 mil millones de kilómetros de la Tierra. Las sondas se mandarían separadas, una a la nariz y la otra a la cola de la heliosfera, una región del espacio dominada por el viento solar creado por nuestro Sol, para estudiar distintas áreas de esta burbuja y conocer cómo interactúa con el medio interestelar.

Los Voyager 1 y 2 de la NASA cruzaron el borde de la heliosfera en agosto de 2012 y noviembre de 2018, respectivamente. En el mapa se muestran las posiciones de las dos naves espaciales a diciembre de 2018. Ambas penetraron el límite (heliopausa) de la burbuja desde la parte de la «nariz» de la heliosfera. (Créditos: NASA/JPL-Caltech)
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Dos cuásares a punto de colisionar

El telescopio espacial Hubble no necesita corregir su «vista». Se trata de una pareja de cuásares tan próximos que desde telescopios terrestres se distinguía solo uno a 10.000 millones de años luz de distancia.

Cuásar-J0749+2255

El equipo de astrónomos que ha publicado el hallazgo en Nature Astronomy, estiman que en el universo lejano debe haber un cuásar doble de cada mil, tratándose probablemente de dos núcleos de dos galaxias en fusión. Hasta ahora se han descubierto aproximadamente 100 cuásares dobles, pero el de este hallazgo es por mucho el más antiguo del universo conocido y los más cercanos entre sí, a tan solo 10.000 años luz de distancia (en comparación, la Vía Láctea tiene cerca de 100.000 años luz de diámetro).

Para llevar a cabo el descubrimiento utilizaron el observatorio espacial Gaia y Sloan Digital Sky Survey para estudiar varios cuásares que se movían en el universo distante. Después utilizaron el telescopio espacial Hubble que con su mayor resolución pudieron identificar a dos de estas fuentes de luz como dos parejas de cuásares dobles.

Un cuásar es el núcleo de una galaxia lejana que brilla tanto que puede eclipsar toda la galaxia. La intensidad de su brillo proviene probablemente de un agujero negro supermasivo que se alimenta vorazmente de materia liberando enormes cantidades de energía y radiación. Son los objetos más brillantes del universo.

El estudio de los cuásares es interesante porque ayudan a comprender cómo se formaron y evolucionaron las galaxias.

El rover Perseverance de la NASA aterriza con éxito en Marte

  • Primera imagen a color del rover Curiosity en Marte
  • Primera imagen del Perseverance en Marte
  • Una de las seis ruedas del Perseverance nada más tocar tierra marciana
  • Descenso en paracaídas sobre el cráter Jezero captado por la cámara HIRISE de la sonda Mars Reconnaisance Orbiter

La NASA ha conseguido posar suavemente el rover Perseverance en el cráter Jezero de Marte el 18 de febrero de 2021. Tras superar con éxito la impresionante fase de entrada en la atmósfera, descenso y aterrizaje con la ya famosa y complicada maniobra denominada «sky crane», el rover Perseverance y el pequeño helicóptero Ingenuity ya se encuentran a salvo y operativos en la zona Canyon de Chelly del cráter Jezero, muy cerca del centro de la elipse de aterrizaje prevista por el equipo de la misión. Con este «amartizaje» exitoso, son ya cinco los vehículos todoterreno o rover que la NASA ha conseguido poner en la superficie de Marte de manera consecutiva y tres las misiones operativas actualmente en la superficie junto con el rover Curiosity y la misión InSight.

Zona de aterrizaje del rover Perseverance y comparación de las elipses de aterrizaje con otras misiones de la NASA. Créditos: NASA

Durante los próximos días el equipo de la misión tiene previsto el despliegue del mástil, encendido y prueba de la instrumentación y estado de los sistemas y la realización de la primera panorámica de la zona de aterrizaje. También en estos días llegarán las imágenes tomadas en la secuencia de descenso y aterrizaje, capturas que prometen ser alucinantes como ya hemos podido comprobar con la primera que han recibido y publicado a apenas seis metros de la superficie marciana:

El rover Perseverance a seis metros de la superficie
El rover Perseverance a seis metros de la superficie captado desde el vehículo de aterrizaje mientras depositaba suavemente al rover suspendido por cables. Créditos: NASA

Una vez comprobado el correcto estado del vehículo comenzará a rodar. El rover es un complejo laboratorio móvil con instrumentación para buscar biomarcadores e intentar averiguar si hubo vida en el pasado remoto de Marte, estudiar la minerealogía y clima marciano y además es la primera parte de una misión muy ambiciosa, la de recoger y enviar muestras de rocas y regolito marciano a la Tierra. Para ello estudiará y clasificará las mejores muestras que encuentre de lo que parece fue un antiguo delta fluvial. En los próximos años otras misiones estadounidenses y europeas se encargarán de recoger esas muestras, llevarlas a órbita marciana y desde allí traerlas a nuestro planeta.

Instrumentos principales del rover Perseverance. Créditos: NASA

La misión con un coste estimado de 2.700 millones de dólares, es la misión más cara y pesada enviada a la superficie del planeta rojo. Aunque es similar en aspecto a su predecesor, el rover Curiosity, sus misiones son muy diferentes. El Curiosity estudió el interior del cráter Gale, donde existieron lagos de agua permanente demostrando que Marte pudo ser habitable en una etapa del pasado de Marte entre los 3800 y 3200 millones de años. Por tanto la NASA ha querido ir más allá con esta misión, el rover Perseverance intentará buscar rastros químicos y biológicos de una posible vida pasada ya extinta en la superficie del planeta. Sin duda un objetivo de lo más emocionante. Para ello utilizará sus dos instrumentos principales, los espectrómetros PIXL y SHERLOC situados en el extremo del brazo robot para detectar sustancias orgánicas en las rocas marcianas.

Recreación artística del mini helicóptero Ingenuity que intentará realizar los primeros vuelos controlados en Marte. Créditos: NASA

Además del objetivo primario de la misión que no es otro que la de determinar si hubo vida pasada en Marte, la misión Mars 2020 de la que forma parte el rover Perseverance tiene otros objetivos secundarios y experimentos que realizar. El rover cuenta además con el experimento MOXIE, que intentará producir oxígeno a partir del CO2 de la atmósfera marciana y el mini helicóptero Ingenuity, que promete deleitarnos con imágenes a poca altura del rover y sus inmediaciones. Los próximos meses prometen ser apasionantes para los amantes de la exploración marciana, recordemos que también está previsto que China descienda un aterrizador con un rover (más pequeño que el Perseverance pero más grande que los MERs Spirit y Opportunity) en la zona de Utopia Planitia, una vez que el orbitador Tianwen cartografíe mejor la zona exacta del aterrizaje. Meses apasionantes para los espaciotrastornados en Marte.

Si quieres ver el vídeo grabado en directo de la llegada y aterrizaje del rover Perseverance en Marte os dejamos el vídeo completo retransmitido por Radio Skylab, donde además de narrar el histórico descenso desgranan todos los objetivos científicos de la misión.

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