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.

Así es la superficie del asteroide Bennu a tan solo 40 metros de distancia

La sonda OSIRIS-REx de la NASA ha realizado su segundo acercamiento cercano a la superficie del asteroide Bennu antes de la misión de recogida de muestras prevista para el próximo 20 de octubre de 2020 en la zona denominada «Nightingale».

Estas imágenes muestran una secuencia de 13 minutos y medio. Empieza a una distancia de 128 metros sobre la superficie y llega tan solo hasta los 44 metros. El brazo robot será el encargado de recoger las muestras de la superficie. Créditos: NASA.

Para realizar estos acercamientos cercanos, la sonda realiza varias maniobras para salir de su órbita a un punto intermedio y acercarse hasta los 40 metros de distancia de la superficie, antes de otra maniobra para alejarse del asteroide.

Secuencia de acercamiento de la sonda Osiris Rex para reconocimiento de la zona seleccionada para el primer intento de recogida de muestras. Créditos: NASA.

Bennu tiene 492 metros de diámetro, es un asteroide carbonáceo de tipo B y próximo a la Tierra, con una órbita alrededor del Sol que va desde los 135 a los 210 millones de kilómetros de distancia. (de 0,9 a 1,4 Unidades Astronómicas).

La sonda OSIRIS-REx es la primera misión de la NASA para la recogida y retorno de muestras a un asteroide. Se espera que recoja un mínimo de 60 gramos y abandone el asteroide antes de octubre de 2022. Con suerte las muestras estarían en la Tierra en septiembre de 2023. Solo Japón ha intentado misiones de este tipo, con las sondas Hayabusa y Hayabusa 2 a los asteroides Itokawa y Ryugu. La primera de ellas retornó a la Tierra con muestras de Itokawa en 2010 y Hayabusa actualmente está orbitando Ryugu.

Animación de la secuencia de recogida de muestras de la sonda OSIRIS-REx mediante el brazo TAGSAM

El rover Curiosity cumple 8 años en la superficie de Marte

Ocho años han pasado desde que el rover Curiosity se posó suavemente sobre la superficie de Marte gracias a una novedosa maniobra de descenso denominada «SkyCrane», que consistía en descender los últimos metros suspendido por unos cables sobre una grúa voladora.

Nubes captadas por el rover Curiosity en el Sol 2410 (17 de mayo de 2019). Créditos: NASA

Desde el 6 de agosto de 2012, Curiosity ha recorrido más de 23 kilómetros, perforando 26 rocas y recogiendo seis muestras de suelo, revelando que el planeta fue en el pasado adecuado para la vida. Estudiar las texturas y composición de los estratos de rocas antiguas está ayudando a los científicos a reconstruir cómo el clima marciano cambió con el tiempo, perdiendo sus lagos y arroyos hasta convertirse en el desierto frío y yermo que es hoy.

El rover Curiosity es junto a la sonda Insight también de la NASA, las dos únicas misiones activas en la superficie del planeta rojo. En febrero de 2021 si todo va bien, amartizarán el rover Perseverance acompañado del mini helicóptero Ingenuity de la NASA y el rover chino de la misión Tianwen 1.

La Crew Dragon de SpaceX regresa con éxito

Los astronautas de la primera misión tripulada estadounidense en el espacio en casi diez años ya están de vuelta. Ayer 2 de agosto, la cápsula Endeavour amerizó con éxito frente en el golfo de México a 60 km de Pensacola, Florida, dando por exitosa y finalizada la misión DM2 (Demo 2). La tripulación compuesta por los astronautas Bob Behnken y Doug Hurley ha permanecido 64 días en el espacio y realizado 1024 órbitas a la Tierra.

Splashdown! Primer amerizaje de una cápsula tripulada nortemericana desde la misión Apolo-Soyuz en el año 1975. Créditos: NASA/SpaceX

Tras el lanzamiento el pasado 30 de mayo, la nave de SpaceX se acopló con la Estación Espacial Internacional. Durante el transcurso de la misión Bob Behnken ha realizado tres paseos espaciales (EVA) junto con el cosmonauta ruso Chris Cassidy para instalar unas baterías en el exterior de la estación y realizar labores de mantenimiento. Chris Cassidy permanece en órbita juntos con sus otros dos compañeros de la Expedición 63, Anatoli Ivanishin e Iván Vágner.

La Crew Dragon acoplada a la ISS. (Créditos: NASA)

Una vez finalizada esta primera misión de la nueva nave espacial tripulada Crew Dragon, la NASA realizará una verificación y análisis para certificarla para futuros vuelos. No olvidemos que SpaceX espera poder reutilizar cada nave Crew Dragon hasta 10 veces ya sea en vuelos tripulados o de carga.

La primera misión totalmente operacional de la nueva nave tripulada, la Crew 1 formada por los astronautas Michael Hopkins, Victor Glover, Shannon Walker y Soichi Noguchi (JAXA), será lanzada el próximo 27 de septiembre y permanecerá acoplada a la ISS durante seis meses, tal como hacen las Soyuz rusas.

La cápsula Crew Dragon en el golfo de México tras el amerizaje. Créditos: NASA

Ahora sí, Estados Unidos puede presumir de tener una nave espacial tripulada propia plenamente operativa para acceder al espacio. Diez años han pasado desde la retirada del transbordador espacial, demasiado tiempo en el que la NASA ha dependido de las Soyuz rusas para acceder al espacio.

La sonda Insight, lista para «perforar» Marte

La sonda Insight, operativa en la superficie de Marte desde el 26 de noviembre de 2018, ha desplegado con éxito el instrumento alemán HP3 sobre el suelo marciano gracias a su brazo robor IDA.

Instrumento HP3
Secuencia de despliegue del instrumento HP3 sobre el suelo marciano. En la misma se puede observar el estado del sismómetro SEIS con la cubierta protectora. Créditos: NASA

El instrumento HP3 (Heat and Physical Properties Package – HP3), construido por la Agencia Espacial Alemana DLR, incluye una minisonda térmica con un taladro percutor capaz de llegar a entre tres y cinco metros de profundidad. Medirá los flujos de calor del suelo en tramos de 35 centímetros con gran precisión.

Instrumento HP3 Mars Insight
El instrumento HP3 de la Mars Insight al detalle. Créditos: NASA/DLR

Para poder conocer mejor si Marte fue habitable en el pasado es necesario desvelar los secretos de su historia y de su interior. Desconocemos el estado y tamaño del núcleo o si existe algún tipo de actividad sísmica.

Cuando comience la perforación, se comprobará el buen estado de los sensores del instrumento sísmico francés SEIS, capaces de «escuchar» el más mínimo movimiento en la corteza marciana y registrar hasta la caída de meteoritos en la superficie. Recordamos que la sonda, construida por los EEUU dentro de su programa Discovery, tiene instrumentos aportados por otros países como también la estación metereológica española TWINS y los ya mencionados SEIS y HP3.

Autorretrato de la sonda Insight tomada el 3 de diciembre de 2018
Autorretrato de la sonda Insight tomada el 3 de diciembre de 2018. Créditos: NASA

Con todos los instrumentos desplegados y operativos, la misión primaria de la sonda se extenderá durante dos años terrestres, aproximadamente 708 soles marcianos. Actualmente la sonda Insight es junto al rover Curiosity, las dos únicas sondas activas en la superficie del planeta Marte, hasta que les acompañen el rover Exomars de la ESA y Roscosmos, el rover Mars 2020 gemelo del Curiosity de la NASA y un aterrizador y rover chino, misiones previstas para ser lanzadas a partir del próximo año.

El futuro rover Exomars 2020, bautizado recientemente con el nombre de Rosalind Franklin, portará también un taladro que permitirá extraer muestras del subsuelo a una profundidad de hasta dos metros para su posterior análisis.

Por otro lado el rover Mars 2020 de la NASA recolectará muestras que analizarán en el futuro mediante otra misión de recogida y vuelta de muestras a la Tierra. Además portará un pequeño dron.

Estos ambiciosos ingenios intentarán mejorar nuestro conocimiento sobre el pasado del planeta. Si pudo ser habitable y en caso afirmativo, por qué dejó de serlo.