Europa aterrizará en Marte en 2016

El proyecto europeo de exploración marciana ExoMars ha sido revisado, y replanteado. Se trata ahora de una empresa conjunta con la NASA. Con los nuevos planes Europa construirá un orbitador y un aterrizador para 2016, en 2018 ambas agencias enviarán vehículos de exploración: el rover Exomars por parte de Europa y un vehículo no especificado por parte de la NASA. Debería continuarse la estrategia conjunta con misiones en 2020 y 2020.
Esta semana, la ESA hizo público un Anuncio de Oportunidad para el módulo de aterrizaje de 2016. Esto es básicamente un llamado a la comunidad investigadora para presentar ideas sobre cómo utilizar el módulo de aterrizaje para labores científicas. Al parecer los recursos destinados para ello serán mínimos.

El orbitador Trace Gas Orbiter (TGO) viajará junto con la plataforma de aterrizaje al planeta Marte. TGO investigará el misterioso origen del gas metano de Marte.
El módulo de aterrizaje es, ante todo, un demostrador tecnológico que pretende demostrar la capacidad de Europa de hacer descender un vehículo a la superficie de forma segura. Todo lo demás se considera secundario, incluida la ciencia.
La NASA realizó una misión similar en 1997 la Mars Pathfinder, que aterrizó en la región de Ares Vallis en Marte. Esta misión demostró la viabilidad del sistema de aterrizaje por airbags que fue empleado por los rovers Spirit y Opportunity en 2004 para aterrizar de forma segura en Marte. Igual que la misión europea, en la misión Pathfinder los instrumentos científicos estaban reducidos al mínimo.
Europa aún no ha aterrizado en Marte. Realizó un intento anteriormente: la sonda británica Beagle 2, que despegó junto a la sonda Mars Express en 2003. Desgraciadamente el módulo de aterrizaje Beagle 2 nunca llamó a casa, y se perdió para siempre. Esta vez se pretende desarrollar un sistema de descenso y aterrizaje con el que pueda equiparse a las misiones futuras en las que la ciencia será la prioridad.
El peso del módulo para 2016 es de 600 kg, ahí está es todo lo necesario para entrar en la atmósfera marciana, sobrevivir al llameante descenso y hacer un aterrizaje controlado.
Como siempre, es un viaje peligroso hasta la superficie de Marte.

La plataforma de superficie debe deshacerse de su coraza protectora después de la fase de fuego de la entrada.
La cápsula de entrada con un módulo de aterrizaje se separará del orbitador unos días antes de la llegada al planeta rojo.
Posteriormente, la cápsula de 2,4 m de ancho, equipada con cubierta cónica de protección llegará a la parte superior de la atmósfera marciana a unos 5,7 km/s (20.000 km/h).
Al rozar violentamente contra el aire marciano, su velocidad de comenzará a disminuir. Al mismo tiempo, el escudo térmico protector frontal del módulo se calentará mucho.
Después la velocidad se reducirá lo suficiente como para que se pueda desplegar un paracaídas, que reducirá aún más la velocidad de caída. Por último, la plataforma de descenso se separará del paracaídas y disparará sus retrocohetes.
Con información de velocidad y distancia procedente de un radar Doppler, la plataforma debería ajustar su velocidad a cero a alrededor de un metro y medio por encima del suelo.

Un radar Doppler debe evaluar la velocidad y la distancia al suelo
La sonda no tiene patas, por lo que simplemente topa con el suelo. Un material deformable situado en la parte inferior de la plataforma debería evitar cualquier malfuncionamiento causado por incrustación de las rocas del terreno en lugar de aterrizaje.
La masa total puesta sobre el suelo marciano ascenderá a unos 300 kg.
Una de las grandes incógnitas de todo esto será el comportamiento del clima marciano, y los ingenieros se están preparando para hacer frente a condiciones muy desfavorables. Vincenzo Giorgio, líder de la parte industrial del proyecto ExoMars del contratista principal Thales Alenia Space (Italia), declaró al respecto:
"Debido a la inserción hiperbólica, no tendremos control cuando aterricemos en Marte, y, lamentablemente, estaremos en la mitad de la temporada de tormentas de polvo. Ese es el peor de los casos para un aterrizaje en el planeta. Por lo tanto tenemos que trabajar en un diseño capaz de soportar vientos horizontales muy fuertes. "
La plataforma de aterrizaje no llevará paneles solares o una fuente de energía de radioisótopos, sino que contará sólo con una batería. Esto dará a los instrumentos científicos integrados en la plataforma al menos cuatro días de energía, tal vez ocho, para funcionar, después la sonda morirá.
El orbitador deberá pasar por encima de la plataforma un par de veces mientras que la batería sigue viva, permitiendo descargar los datos para ser después transmitidos a la Tierra. Pero, ¿qué tipo de datos?
La masa disponible en la plataforma para instrumentación científica será tan sólo tres kilos. Esta instrumentación incluye sensores ambientales. Estos compilarán datos de presión, cantidad de polvo atmosférico, tal vez condiciones de luz ultravioleta, etc. Todo está aún por decidir. Y ahí entraría el Anuncio de Oportunidad: los científicos deben proponer lo que les gustaría hacer.
Podría haber una cámara o no puede ser una cámara. Es posible que ningún investigador en Europa proponga una. Sin embargo, lo dudo ¿Realmente somos capaces de enviar una sonda hasta el final a la superficie de Marte y no tomamos una foto? Dr. Jorge Vago es científico del proyecto ExoMars de la ESA. Vago declaró al respecto:
"El objetivo está orientado a realizar una demostración de tecnología. Estamos tratando de hacer un poco de espacio para algunos instrumentos científicos en la nave que está realmente llena de sistemas necesarios para el aterrizaje. Este no es el tipo de sistema de aterrizaje que usaríamos para hacer aterrizar, una sonda, digamos como la Beagle-2. El objetivo realmente es demostrar un gran sistema, sin carga útil, más o menos.
"Esta será la primera misión en mucho tiempo que intente aterrizar en medio de la temporada de tormentas de polvo, y el módulo de aterrizaje se diseñó para afrontar esto. Todas las demás misiones evitarán esta época del año como una peste. Y en este sentido, será una oportunidad única para caracterizar la atmósfera de entrada, descenso y aterrizaje."
"Una de las cosas que esperamos hacer es medir la presión, porque hay algunas discrepancias entre los resultados de los modulos de descenso Viking y el Pathfinder, que están volviendo locos a los modeladores, y que piden a gritos una nueva medida para tratar de resolver el problema. Y en una temporada de alto contenido de polvo, podría haber descargas electrostáticas en la atmósfera que debieramos vigilar."
"Hay muchas medidas que se podrían hacerse en pocos días y que serían muy útiles. Por supuesto, no tendrán el mismo nivel de rendimiento científico que podría obtenerse de un observatorio ambiental que pueda quedarse funcionando en la superficie durante un año marciano completo. Sin embargo, creemos que podremos obtener resultados útiles."
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