Se determina la causa del accidente de Schiaparelli

Elementos del módulo Schiaparelli observados en noviembre de 2016 por la sonda MRO. Arriba se observa el sitio de impacto; abajo a la izuierda, el paracaídas y el escudo térmico posterior; abajo a la derecha el escudo frontal. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona.

La investigación sobre las causas del aterrizaje forzoso del módulo Schiaparelli de ExoMars ha determinado que fue un conflicto en la información del ordenador a bordo lo que provocó que la secuencia de descenso acabara prematuramente.

El módulo demostrador de entrada, descenso y aterrizaje Schiaparelli se separó del orbitador TGO (Trace Gas Orbiter) el 16 de octubre de 2016, según lo planeado, iniciando un viaje de tres días hacia Marte.

El 19 de octubre, la mayor parte del descenso de seis minutos, se desarrolló según lo previsto: el módulo entró correctamente en la atmósfera, mientras el escudo térmico lo protegía en su veloz bajada. A su vez, los sensores de los escudos delantero y trasero recopilaban valiosos datos científicos y técnicos sobre la atmósfera y escudo térmico.

Al mismo tiempo que entraba en la órbita del Planeta Rojo, la telemetría de Schiaparelli se iba enviando al TGO, marcando un hito en la historia de la exploración marciana. Esta transmisión en tiempo real ha resultado fundamental para reconstruir la secuencia de acontecimientos.

Mientras el TGO grababa las transmisiones de Schiaparelli, el orbitador Mars Express de la ESA monitorizaba la señal portadora del módulo de aterrizaje, al tiempo que, desde India, lo hacía el Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT).

En los días y semanas siguientes, la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA capturó una serie de imágenes que identificaban el módulo, el escudo frontal y el paracaídas todavía unido al escudo trasero, en una zona de Marte muy cercana al punto de aterrizaje previsto.

Las imágenes sugerían que estos elementos se habían separado del módulo según lo esperado, aunque era evidente que Schiaparelli había descendido a gran velocidad, debido a los residuos esparcidos por la zona del impacto.

Ahora acaba de concluir una investigación externa independiente, dirigida por el Inspector General de la ESA. En ella se identifican las circunstancias y las causas del aterrizaje forzoso, y se ofrecen recomendaciones generales para evitar este tipo de defectos y debilidades en el futuro.

Unos tres minutos tras la entrada en la atmósfera, el paracaídas se desplegó, pero el módulo experimentó unas velocidades de rotación inesperadamente altas. Esto causó una breve saturación –es decir, se superó el intervalo de medición esperado– en la Unidad de Medición de Inercia, que medía la velocidad de rotación del módulo.

Esta saturación provocó un grave error en el cálculo de orientación por parte del software del sistema de guiado, navegación y control. La combinación de este cálculo de orientación incorrecto con las posteriores mediciones del radar hizo que el ordenador estimara que el módulo se encontraba por debajo del nivel del suelo.

Esto desencadenó el despliegue prematuro del paracaídas y del escudo trasero, el encendido de los propulsores durante tan solo 3 segundos en lugar de 30, y la activación del sistema sobre el terreno, como si Schiaparelli ya hubiera aterrizado. El paquete científico de superficie envió un paquete de datos de mantenimiento antes de que se perdiera la señal.

En realidad, el módulo permaneció en caída libre desde una altitud de unos 3,7 km, lo que resulta en una velocidad de impacto de unos 540 km/h.

El informe de la Comisión de Investigación de Schiaparelli indica que el módulo estuvo a punto de aterrizar con éxito en el lugar previsto y que se logró una parte muy importante de los objetivos de demostración. Los resultados de vuelo revelaron la necesidad de actualizaciones de software y ayudarán a mejorar los modelos informáticos de comportamiento del paracaídas.

Ilustración artística del rover de ExoMars 2020, la plataforma de ciencia de superficie y el orbitador TGO. Imagen no está a escala. Crédito: ESA/ATG medialab.

“Todo lo que hemos aprendido nos servirá para seguir preparando la misión ExoMars 2020, que incluirá un robot explorador y una plataforma de superficie. Aterrizar en Marte es un todo un desafío, pero un desafío que debemos superar para poder cumplir nuestros objetivos finales”, indicó David Parker, director de Vuelos Tripulados y Exploración Robótica de la ESA.

“Resulta interesante pensar que, si no se hubiera producido la saturación y las fases finales hubieran concluido sin problemas, probablemente no habríamos identificado otros puntos débiles que también contribuyeron al incidente. Gracias a esta investigación hemos descubierto aspectos que requieren de atención particular y que beneficiarán a la misión de 2020”, señaló Jan Woerner, Director General de la ESA.

Tras el incidente, ExoMars 2020 se ha sometido a una importante revisión que ha permitido confirmar que está en el buen camino para cumplir la ventana de lanzamiento. Tras recibir completa información sobre el estado del proyecto, los Estados miembros de la ESA que forman parte de la Comisión del Programa de Vuelos Tripulados, Microgravedad y Exploración reafirmaron su compromiso con la misión, que incluye el primer robot explorador de Marte dedicado a perforar la superficie en búsqueda de pruebas de vida en el Planeta Rojo.

Entretanto, el TGO ha comenzado su fase de aerofrenado en los límites de la atmósfera, que durará un año y que finalizará cuando llegue a su órbita científica a principios de 2018. En las oportunidades de observación de noviembre y junio, el satélite ya ha demostrado que sus instrumentos científicos están listos para empezar a trabajar.

Además de su objetivo principal de analizar la atmósfera en busca de gases que podrían estar relacionados con actividad biológica o geológica, el orbitador también funcionará como repetidor para el robot explorador y la plataforma de superficie de la misión de 2020.

Se puede descargar una copia del informe aquí (en inglés).

Fuente: ESA