Trayendo pedazos de Marte a la Tierra en 2031: cómo la NASA y Europa planean hacerlo

Las primeras muestras del Planeta Rojo bajarán a la Tierra dentro de poco más de una década, si todo sale según lo planeado.

La NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) están trabajando juntas en una muy esperada misión de retorno de muestras de Marte , que según los defensores es el siguiente paso lógico en nuestro estudio del Planeta Rojo y su potencial para albergar vidas. 

“Necesitamos traer materiales [marcianos] de regreso y llevarlos a nuestros laboratorios”, dijo Brian Muirhead, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, durante una presentación con el grupo de trabajo de Operaciones Futuras en el Espacio (FISO) de la NASA el mes pasado.

Los científicos de los laboratorios de todo el mundo podrán analizar tales muestras con mucha más precisión y de muchas maneras, de lo que un rover podría hacer solo en el Planeta Rojo, ayudándonos a “comprender la historia de Marte desde un punto de vista biológico”. “, agregó Muirhead, quien lidera la campaña de devolución de muestras de Marte de la NASA.

Los investigadores incluso podrían encontrar signos de vida en estas rocas de Marte , que están programadas para regresar a la Tierra en 2031.

El plan de la NASA-ESA aún no es oficial, subrayó Muirhead, y los detalles aún se están resolviendo. Pero aquí hay un resumen del concepto, tal como está concebido actualmente.

La campaña comienza el próximo mes de julio, con el lanzamiento del rover Mars 2020 del tamaño de un automóvil de la NASA . El robot de seis ruedas está programado para aterrizar en febrero de 2021 dentro del cráter Jezero de 30 millas de ancho (50 kilómetros), que albergaba un delta del río en el pasado antiguo.

Mars 2020 (que pronto obtendrá un apodo más pegadizo, a través de una competencia de nombres de estudiantes ) caracterizará la geología de Jezero, buscará signos de vida antigua, demostrará diversas tecnologías que podrían permitir la futura exploración humana del Planeta Rojo y realizar una variedad de otros trabajos, incluyendo la recolección y almacenamiento en caché de muestras.

El rover lleva 43 tubos para este propósito, cinco de los cuales serán “referencias” que ayudarán a los investigadores a comprender el entorno por el que han pasado los otros tubos, dijo Muirhead. Por lo tanto, Mars 2020 podría obtener un máximo de 38 muestras. Idealmente, el rover soltará algunos de estos en un lugar accesible y mantendrá otros en su cuerpo, agregó.

El próximo gran paso llega en 2026, con el lanzamiento de la misión Sample Retrieval Lander (SRL) de la NASA. SRL incluirá un módulo de aterrizaje estacionario, el Sample Fetch Rover (SFR) provisto por la ESA y un cohete llamado Mars Ascent Vehicle (MAV), que no tendrá más de 10 pies (3 metros) de altura, dijo Muirhead.

La misión aterrizará cerca del sitio de aterrizaje de Mars 2020, y luego SFR golpeará la tierra roja. Este pequeño robot será más pequeño que los rovers Spirit y Opportunity del tamaño de un carrito de golf de la NASA , y aprovechará la tecnología desarrollada para el rover ExoMars de caza de la ESA , que se lanzará hacia el Planeta Rojo el próximo verano, solo una semana después de Marte 2020 hace.  

El SFR no llevará instrumentos científicos, dijo Muirhead. Su único trabajo, como su nombre lo indica, será hacer que las muestras caídas por Mars 2020 vuelvan al módulo de aterrizaje, donde se colocarán en el contenedor de muestras en órbita del tamaño de una pelota de baloncesto, u OS. (La campaña de devolución de muestras es compleja, por lo que es aún más pesada en los acrónimos que la mayoría de las misiones espaciales). Si Mars 2020 realmente conserva algunas de sus muestras recolectadas, este rover más grande también podría pasar al módulo de aterrizaje. 

“Hemos tenido que diseñar el módulo de aterrizaje para acomodar a estos dos rovers que vienen y nos envían tubos”, dijo Muirhead.

Todo esto llevará tiempo. Se espera que la misión de superficie SRL dure unos ocho meses, con cinco meses dedicados a la búsqueda, dijo Muirhead. Mientras tanto, el MAV estará sentado allí, esperando su momento.

“Tiene que sobrevivir al ambiente de la superficie, principalmente temperatura [baja], pero también polvo”, dijo Muirhead. “Y luego debe lanzarse y entregarse en la órbita de Marte. Por lo tanto, es un entorno desafiante para la propulsión de cohetes”.

Las naves espaciales se han lanzado desde la superficie de la luna de la Tierra antes, las misiones Apolo lo hicieron varias veces, pero ningún vehículo ha dejado el Marte mucho más masivo después de aterrizar allí. Entonces el MAV hará historia de exploración.

Las especificaciones del MAV aún no se han confirmado, dijo Muirhead. El equipo de devolución de muestras está buscando dos opciones: una versión de propulsor sólido de dos etapas y un cohete de una etapa que emplea tecnología de propulsión híbrida. Muirhead dijo que la decisión sobre el diseño debería llegar a fin de año.

Después de tomar el sistema operativo a bordo, el MAV se lanzará desde el módulo de aterrizaje con energía solar y desplegará el contenedor del sistema operativo en la órbita de Marte, al menos a 190 millas (300 km) sobre la superficie del planeta. Será sacado del vacío por la tercera gran pieza de este gran plan: Earth Return Orbiter (ERO) de la ESA.

Al igual que la misión SRL, ERO se lanzará en 2026. La ESA recientemente invitó a las empresas europeas a presentar propuestas para construir la nave espacial.

“La misión se está convirtiendo en una realidad, y estamos orgullosos de dar a la industria europea la oportunidad de unirse al desafío”, dijo en un comunicadoOrson Sutherland, gerente de estudio de ERO de la ESA .

El ERO utilizará propulsión eléctrica y contará con módulos desmontables de varias etapas, aprovechando las tecnologías desarrolladas para la misión BepiColombo lanzada recientemente a Mercurio, dijeron funcionarios de la ESA. 

El orbitador europeo instalará el sistema operativo recién capturado dentro de un sistema de contención estéril y luego esterilizará las articulaciones de ese sistema, probablemente usando calor, dijo Muirhead. Tales protocolos asegurarán que no se filtre material de Marte durante la entrada a la atmósfera de la Tierra, lo que podría contaminar nuestro planeta. 

El sistema de contención se colocará dentro de un vehículo de entrada especial, que se desplegará desde el ERO cuando la nave espacial se acerque a la Tierra. El vehículo de entrada atravesará la atmósfera de nuestro planeta y chocará contra una playa, o lecho de un lago seco, en Utah. 

El equipo ha diseñado el vehículo de entrada para operar sin paracaídas, basándose en tecnologías completamente pasivas. Esta estrategia saca de juego un gran punto potencial de falla, dijo Muirhead.

El vehículo de entrada experimentará fuerzas de impacto de aproximadamente 1,000 Gs si golpea la tierra de la playa, y quizás 3,000 Gs si tiene la mala suerte de estrellarse contra una roca, dijo Muirhead. (La aceleración en la superficie de la Tierra debido a la gravedad de nuestro planeta es 1 G.) 

“Estamos diseñando para ambos [escenarios]”, agregó.

La fecha de aterrizaje prevista es 2031. Marte y la Tierra se alinean favorablemente para los lanzamientos interplanetarios solo una vez cada 26 meses. Entonces, si el SRL y el ERO no están listos en 2026, la próxima oportunidad vendría en 2028, con un retorno de muestra de 2033 a la Tierra. 

“Pero más allá de eso, realmente perdemos oportunidades para hacer MSR [retorno de la muestra de Marte]”, dijo Muirhead. “Esta es realmente una buena oportunidad, y estamos trabajando muy duro para que esta oportunidad valga la pena”. 

Una vez más, la campaña descrita anteriormente es solo un concepto en este momento. Aunque la solicitud de presupuesto federal de 2020 asigna algo de dinero a la NASA para el desarrollo de MSR , el proyecto aún no está oficialmente en los libros de la NASA ni en los de la ESA. 

Entonces no sabemos cuánto costaría todo esto. Muirhead dijo que el equipo está tratando la campaña como un costo limitado con un límite máximo, aunque no está claro cuál será ese límite.

MSR será difícil de lograr, ya que requiere “múltiples misiones que serán más desafiantes y más avanzadas que cualquier misión robótica anterior”, dijeron funcionarios de la ESA en un comunicado diferente . 

Pero el equipo cree que está a la altura del desafío.

“La campaña y los estudios de diseño que llevamos a cabo con la ESA avanzan extremadamente bien”, dijo Muirhead. “Estamos preparados para proceder con esta asociación para implementar los objetivos, a la espera de la aprobación de nuestras respectivas agencias de financiación”. 

tomado de: https://www.space.com/mars-sample-return-plan-nasa-esa.html

Publicado por Mars Society Colombia

Somos representantes oficiales para Colombia de The Mars Society, nuestro objetivo el establecimiento de las primeras colonias de humanos en el Planeta Marte

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