Instrumento científico Made in Spain viajará a Marte

El primer instrumento de España para una misión a Marte realizará informes meteorológicos diarios del planeta rojo. Se esperan valores extremos.
Entre los objetivos principales del Mars Science Laboratory de la NASA se incluye la evaluación del ambiente actual en su lugar de aterrizaje, así como reunir pistas para conocer como eran los entornos miles de millones de años atrás. La estación de medio ambiente española desempeñará un papel central en el estudio de las condiciones modernas midiendo los cambios diarios y estacionales.
Animación del aterrizaje y funcionamiento en Marte del rover Curiosity (Mars Science Laboratory)
El Rover Environmental Monitoring Station, REMS o, es uno de los 10 instrumentos de la carga científica de la misión. REMS utiliza sensores en el mástil, en el casco y el interior del cuerpo del robot, Curiosity. El Ministerio de Ciencia e Innovación de España y el Centro de España para el Desarrollo Tecnológico e Industrial suministra este instrumento. Los componentes se instalaron en La Curiosity en septiembre pasado y ahora se están probando en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, California.
Si bien la mayor parte de la electrónica Curiosity tienen algún tipo de protección contra ambiente marciano, el equipo que desarrolló y construyó esta estación necesitó diseñar los sensores externos de manera que pudiesen tolerar las temperaturas extremas de las que deberán realizar un seguimiento.
"Ese fue nuestro mayor desafío de ingeniería", explicó el investigador principal de REMS Javier Gómez Elvira, un ingeniero aeronáutico del Centro de Astrobiología en Madrid, España. "Los sensores se enfriarán mucho y atravesarán grandes cambios térmicos todos los días." El Centro de Astrobiología está afiliado al Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España y al Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.
La temperatura del aire alrededor del mástil del rover probablemente caerá a cerca de - 130º C en algunas noches de invierno y subirá a cerca de - 50 ° C, 12 horas más tarde. En los días más calurosos, las temperaturas del aire por la tarde podrían llegar a unos agradables 10º a 30º C, dependiendo del lugar de aterrizaje se seleccione.

Instrumento REMS y sus dos dedos encargados de medir la velocidad del viento , su dirección del viento y la temperatura. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech
Otros desafíos han sido tener en cuenta cómo el propio vehículo perturba el movimiento del aire, y limitar la masa de la estación meteorológica a sólo 1,3 kilogramos.
El instrumento registrará la velocidad del viento, dirección del viento, presión atmosférica, humedad relativa, temperatura del aire y temperatura del suelo, además de una variable que no se ha medido por ninguna misión marciana anterior: la radiación ultravioleta. El plan es que tome medidas durante cinco minutos cada hora de los 23 meses de duración de la misión. 23 meses son aproximadamente un año marciano.
El seguimiento de la temperatura del suelo y de la radiación ultravioleta, junto con otros datos meteorológicos contribuirán a comprender mejor el clima marciano y ayudarán a la misión a evaluar si el entorno alrededor del rover tiene condiciones favorables para la vida microbiana.
"Es importante conocer la temperatura y la humedad a nivel del suelo", dijo Gómez Elvira. La humedad en el lugar de aterrizaje será muy baja, pero a conocer los ciclos diarios de humedad a nivel del suelo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor la interacción del vapor de agua entre el suelo y la atmósfera. Si el ambiente sostiene o sostuvo o alguna vez, microbios subterráneos, esta interacción podría ser clave.
La radiación ultravioleta también puede afectar a la habitabilidad. Por ejemplo, las lámparas ultravioleta se usan comúnmente para ayudar a mantener condiciones de esterilización de equipos médicos y de investigación. El sensor ultravioleta en el casco de Curiosity toma medidas en seis bandas de longitud de onda distintas del espectro ultravioleta, incluyendo las longitudes de onda que desde más arriba recoge el Mars Reconnaissance Orbiter.
La estación meteorológica ayudará a extender años de sinergia entre las misiones que estudian Marte desde la órbita y las que lo hacen desde la superficie.
"Vamos a obtener información sobre si las condiciones locales son favorables para la habitabilidad, y también contribuiremos a comprender globalmente la atmósfera de Marte", añadió Gómez Elvira. "Los modelos de circulación de la atmósfera de Marte se basan principalmente en las observaciones de los orbitadores. Nuestras mediciones proporcionarán una forma de verificar y mejorar los modelos."
Por ejemplo, una parte significativa de la atmósfera marciana se deposita congelada en el suelo como un casquete polar de hielo de dióxido de carbono durante los invierno del norte y el sur, para después retornar a la atmósfera en la primavera de cada hemisferio. Como el lugar de aterrizaje de Curiosity estará lejos de cualquiera de los polos, REMS comprobará si los patrones estacionales de los cambios de presión del aire se ajustan a los modelos existentes de los efectos de las idas y venidas de los hielos polares de dióxido de carbono.
El sensor de presión de aire, desarrollado para REMS por el Instituto Meteorológico de Finlandia, utiliza un escudo de polvo en el casco de la Curiosity. Los componentes más llamativos de la estación meteorológica son dos dedos que se extienden horizontalmente del mastil de teledetección del rover. Cada uno de estos "dedos" tiene tres sensores electrónicos para detectar el movimiento del aire en tres dimensiones. La colocación de los dedos en un ángulo de 120 grados entre sí permite calcular la velocidad del viento sin preocuparse porque el mástil principal bloquee el viento. Uno de los dedos tiene también un sensor de humedad, y la otra un conjunto de sensores infrarrojos direccionales para medir la temperatura del suelo.
Para desarrollar el REMS y prepararse para el análisis de los datos que se generen, España ha reunido un equipo de cerca de 40 investigadores entre ingenieros y científicos. El equipo planea publicar a diario información meteorológica de Marte en línea.
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