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ExoMars: la gran misión astrobiológica europea camino de Marte



Marte ha sido el rincón más estudiado del Sistema Solar y va a seguir siéndolo. Numerosas sondas espaciales orbitales y de superficie lo han visitado recogiendo valiosa información sobre su composición e historia geológica. Su atractivo científico es innegable porque, a pesar de su apariencia de esterilidad, es el planeta que más se acerca a las condiciones terrestres y desde que fue posible observarlo a través de telescopios se ha valorado la posibilidad de que albergara vida; incluso vida inteligente. Son famosos los abigarrados mapas de G. Schiaparelli y P. Lowell, de finales del s. XIX y principios del XX, con innumerables “canales” marcianos.

Actualmente se considera a Marte la primera parada en la colonización humana del Sistema Solar. Un conocimiento profundo es esencial si se quiere lograr que el ser humano ponga pie algún día en aquel mundo desolado. Y en este contexto la ahora iniciada misión europea ExoMars (Exobiology on Mars), es un importante paso más.

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Dejando atrás la Tierra



Los antecedentes


Desde Mars Express, la veterana sonda orbital todavía operativa, la agencia Espacial Europea no se implicaba en la exploración del planeta rojo. Si hasta el momento sólo la NASA ha mantenido casi ininterrumpidamente la exploración de Marte con el envío de repetidas misiones, ahora la ESA toma la iniciativa con este ambicioso proyecto. Esta es la segunda vez, desde la fallida Beagle 2 en 2003, que la ESA intenta llegar a Marte y también lo hace con un programa astrobiológico. Antes sólo una vez, allá por los lejanos años 70, las sondas Viking de la NASA intentaron resolver la gran incógnita de la vida pero sin obtener datos concluyentes. Recientemente MSL Curiosity solo se ha centrado en demostrar la  habitabilidad de Marte en el pasado, cosa que ha confirmado. Pero en esta ocasión el objetivo es más ambicioso porque con ExoMars se pretende, además de poner a prueba nuevas tecnologías; conocer la composición atmosférica de Marte con una precisión sin precedentes y en un segundo paso, poner en la superficie un vehículo que perfore profundamente el suelo buscando vida microscópica oculta.

 

 

Una misión doble


Han tenido que pasar doce años de desarrollo y diversos avatares para que ExoMars despegara. Pensada como una misión única de la ESA en colaboración con la NASA, se acabó desdoblando en dos, una en 2016 y la segunda  para 2018. Además la NASA al final retiró su apoyo y la ESA ha tenido que buscar la colaboración de la agencia espacial rusa Roscosmos. El programa ExoMars tiene, en conjunto, un presupuesto de 1.300 millones de euros, en el que la participación española es de un 6,7%. Las empresas ELECNOR Deimos, GMV, SENER, Airbus, RYMSA, Thales Alenia Space España y CRISA han contribuido en diferentes aspectos tanto de TGO como del módulo Schiaparelli, y algunas de ellas también participarán en la misión de 2018.
La sonda ExoMars 2016 despegó desde Baikonur el 14 de marzo mediante un cohete lanzador Protón-M. ExoMars 2016 incluye el orbitador TGO (Trace Gas Orbiter) para el estudio de la atmósfera marciana y el módulo de descenso EDM Schiaparelli (Entry, Descent and landing demostrator Module) y alcanzará Marte el próximo mes de octubre. ExoMars 2016 es sólo la primera etapa del programa ruso-europeo de exploración de Marte ExoMars, que incluye la próxima misión ExoMars 2018 destinada a situar un vehículo perforador sobre la superficie del planeta rojo.

 

 

El módulo Schiaparelli


El principal objetivo del módulo de descenso Schiaparelli es demostrar la fiabilidad de los sistemas de entrada, descenso  y aterrizaje que deberán poner en la superficie marciana el rover de ExoMars 2018. Durante el descenso se pondrán a prueba: su grueso escudo térmico (preparado para resistir incluso tormentas de arena), el paracaídas supersónico de 12 metros de diámetro, diversos sistemas de guiado, navegación y control; además de una estructura deformable para el impacto final en Meridiani Planum. Su velocidad tendrá que pasar, en sólo 6 minutos, de los 21.000 km/h hasta los menos de 11 km/h antes del impacto. Una vez en la superficie podrá funcionar entre dos y ocho soles (días marcianos), dependiendo de cómo respondan sus baterías y, aunque incluye algunos instrumentos científicos para el análisis de la transparencia y condiciones de la atmósfera, su tarea principal es precisamente poner a prueba todas estas tecnologías para la siempre delicada tarea de poner un vehículo en una superficie planetaria.

 

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El descenso: seis minutos muy delicados


Objetivo principal: aclarar el misterio del metano marciano


En cuanto al TGO, que transporta y lanzará a Schiaparelli hacia su destino, incluye cuatro instrumentos principales: la suite ACS de química atmosférica, el detector FREND de hidrógeno, la cámara CaSSIS y NOMAD, este último diseñado y construido en parte con la participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía, y uno de los instrumentos más importantes en esta primera fase de la misión ExoMars porque ayudará a seleccionar el lugar  de aterrizaje más interesante para el vehículo ExoMars 2018. TGO tiene además como importante labor servir de enlace de comunicaciones entre Schiaparelli (y el futuro rover de 2018) y la Tierra gracias a su antena de alta ganancia.


NOMAD consta de tres espectrómetros que cubren desde el infrarrojo al ultravioleta y analizará la composición de la atmósfera con una precisión mil veces superior a la de Mars Express. Desde que se descubrió en 2004 (y más tarde por Curiosity) la presencia de metano, se ha observado una distribución irregular y unas cantidades muy variables, cosa que no puede explicar ningún modelo previo de la atmósfera marciana. Se sabe que la vida media del metano es de unos 300 años ya que se destruye por descomposición fotoquímica, así que procesos superficiales deben estar acelerando la descomposición. Así que para entender el ciclo del metano en Marte hay que explicar tanto su origen como su desaparición prematura.


Se sabe que en nuestro planeta la mayoría del metano atmosférico es producido por microorganismos anaerobios (metanógenos). Esta es una posibilidad que obviamente excita la imaginación: el metano podría demostrar la existencia de vida marciana oculta. Pero existen otras opciones menos excitantes aunque también muy interesantes porque podrían delatar calor interno, y por tanto cierta actividad volcánica actual en Marte, y/o presencia de agua subterránea.
Entre las posibles fuentes geológicas de metano podrían estar ciertas reacciones químicas como la llamada serpentinización: reacción de transformación del olivino, un mineral habitual en Marte (así como en la Tierra), en serpentina con liberación de metano. Lo interesante es que esta reacción en la Tierra ocurre necesariamente con la participación del agua, en sistemas volcánicos hidrotermales. Esto en Marte sería una sorpresa porque los datos actuales indican  que la actividad volcánica marciana cesó al menos hace unos 20 millones de años.
Otra vía inorgánica de producción de metano sería la desestabilización de clatratos (hielos con gas atrapado), bien por calor de origen volcánico o cataclísmico (impactos de meteoritos). Las condritas carbonáceas (meteoritos portadores de compuestos orgánicos) también podrían proporcionar metano en cantidades pequeñas por acción de la radiación ultravioleta. Otra posible fuente de metano no biológico podría venir de descargas eléctricas generadas en las tormentas de polvo y frecuentes torbellinos que pueden ionizar el CO₂  y las moléculas de agua facilitando su combinación para formar metano.


Si el metano es de origen biológico o geológico lo puede dilucidar el instrumento NOMAD porque es capaz de detectar también la composición isotópica del metano (CH₄) y sabemos que los organismos utilizan  el isótopo estable de carbono más ligero y abundante: el carbono-12, frente al carbono-13. Además, en colaboración con la cámara de alta resolución CaSSIS, se podrá determinar la distribución superficial con precisión para localizar exactamente las regiones donde se origina y donde desaparece.


Si todo va bien,  en la próxima oposición de Marte, dentro de dos años despegará ExoMars 2018 para aterrizar en el lugar que la actual misión haya ayudado a determinar. Y quién sabe si este avanzado laboratorio remoto sobre ruedas nos regalará el mayor descubrimiento desde que se inició la exploración robótica del espacio. Estaremos atentos.



Referencias:


http://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/despega-exomars-la-nueva-era-de-exploracion-europea-en-marte/


http://exploration.esa.int/mars/46124-mission-overview/


http://danielmarin.naukas.com/2016/03/14/lanzamiento-de-exomars-2016-europa-y-rusia-camino-de-marte/


http://www.agenciasinc.es/Noticias/La-inminente-mision-ExoMars-puede-resolver-el-misterio-del-metano-en-Marte

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