Desde hace muchos años el planeta rojo ha despertado la fascinación de los científicos espaciales. Descubrir la mejor forma de llegar a él y su composición atmosférica o la búsqueda de vida, son muchas las preguntas que el cuarto planeta del sistema solar despierta. No en vano la humanidad ha realizado más de 50 misiones a Marte en cerca de 100 años de exploración espacial.
Los objetivos son variados y las expectativas de los científicos son altas: desde identificar si existe alguna forma de vida hasta la colonización del planeta. Pero los obstáculos a superar también lo son. Por ello, este 2020, las misiones a Marte despegan nuevamente al alcanzarse la ventana de lanzamiento. Los resultados de estas misiones, y las que vengan en los próximos años, serán claves para el siguiente paso: la llegada de los primeros humanos al planeta rojo.
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Misiones a Marte en el pasado
La importancia de conocer a Marte reside en cómo nos ayudará a entender la formación de los planetas y la posibilidad de encontrar vida fuera de la Tierra. Los intereses científicos son varios; pero se han centrado en investigar su composición, su atmósfera, tomar imágenes de su superficie y la búsqueda de agua.
Hasta la fecha, se han lanzado 56 misiones a Marte, pero solo 26 han resultado exitosas. Esta cifra demuestra las enormes dificultades que esta exploración genera. Las exploraciones empezaron en 1960 con el programa Marsnik de la Unión Soviética. Fueron sondas que tenían el objetivo de llegar a Marte; sin embargo, no lograron abandonar la órbita terrestre.
La primera misión con éxito fue lanzada por la NASA el 28 de noviembre de 1964. Se trata de Mariner 4, que se acercó a 6 120 millas de Marte y envió 22 fotos. No obstante, fue hasta 1971 que una nave pudo entrar a la órbita marciana. Se trató de Mars 3, lanzada por Rusia, que entró en órbita e, incluso, logró aterrizar y transmitir imágenes de la superficie. Empero, sus sistemas se perdieron tan solo dos minutos después, probablemente por una tormenta de polvo.
Ese mismo año, Estados Unidos logró colocar el primer satélite artificial en Marte, la Mariner 9. Posteriormente, en 1974, la sonda Mars 5 envió fotografías desde la órbita marciana.
En los 70, las naves gemelas Viking obtuvieron las primeras imágenes detalladas de Marte, al mapear el 97 % del planeta. Tras este logro, siguen cerca de dos décadas de misiones fallidas.
Solo hasta 1997 se logra otro aterrizaje con el Mars Pathfinder y el astromóvil Sojourney. El vehículo recorrió durante dos meses la superficie marciana analizando rocas y probando nuevas tecnologías. No obstante, las cuatro misiones siguientes de la NASA, una japonesa y otras rusas fallaron posteriormente.
Mars Odyssey, 2001
NASA/JPL
Mars Odyssey es una de las misiones a Marte más importantes de la NASA. El 24 de octubre de 2001 logró insertarse en la órbita marciana. Actualmente se encuentra a 3 860 kilómetros de la superficie del planeta rojo. Además, tiene el récord de la nave espacial que ha operado durante más tiempo en Marte.
El objetivo era realizar estudios del clima y servir de enlace con la Tierra para futuras misiones. Además, buscaba pruebas de la existencia de agua pasada o presente en el cuarto planeta del sistema solar. Para ello, el satélite portó una cámara termográfica para trazar la distribución del agua.
Mars Odyssey encontró pruebas indirectas de grandes cantidades de agua congeladas en Marte. Gracias a sus descubrimientos, se delimitó la presencia de agua en el planeta. Actualmente continúa funcionando como transmisor de comunicaciones entre la Tierra y sus rovers. Se estima que seguirá operando hasta 2025.
Mars Express, 2003
Imagen del polo norte marciano / ESA
La Agencia Espacial Europea lanzó Mars Express junto con el módulo de aterrizaje Beagle 2 el 2 de junio de 2003. Esta es la primera misión a Marte europea. No obstante, Beagle 2 sufrió un fallo y no llegó al destino.
Uno de sus objetivos era descubrir la presencia de agua en cualquiera de sus estados. También pretendía encontrar pruebas geológicas de la existencia de agua líquida en la superficie del planeta rojo. Para ello, cuenta con una cámara de alta resolución, radares y espectrómetros.
Hasta el momento, Mars Express ha descubierto evidencias de hielo de agua y dióxido de carbono en el polo sur, un mar congelado cerca del Ecuador, y presencia de metano y amoniaco. Las imágenes captadas por la sonda parecen indicar que la actividad volcánica terminó hace un millón de años.
El orbitador también ha permitido obtener un mapa topográfico de Marte, con imágenes de superficie de alta resolución. Esa misión está programada para seguir funcionando hasta 2026.
Mars Spirit y Opportunity, 2003
Spirit / NASA
En enero de 2004, aterrizaron en Marte dos Mars Exploration Rovers. Se trata del Spirit y Opportunity, que representan uno de los mayores éxitos de la NASA en cuanto a misiones a Marte.
Los rovers se lanzaron por separado a mediados de 2003 y llegaron a Marte con una misión de 90 días. El objetivo planeado fue estudiar la geología y atmósfera del planeta. Además, debían establecer la existencia de vida presente o pasada y ayudar a allanar el terreno para una misión humana a Marte.
Según el director del proyecto, los logros más importantes de Spirit son la evidencia de antiguos manantiales en ebullición, de una atmósfera densa y agua dulce; y de un ciclo activo del agua. La misión continuó transmitiendo hasta marzo de 2010.
Por su parte, Opportuity contribuyó en la búsqueda y caracterización de un amplio rango de rocas y del suelo marciano que dieron indicios de actividad de agua en Marte. Además, obtuvo datos atmosféricos y observaciones astronómicas. Dejó de funcionar en junio de 2018.
Mars Reconnaissance Orbiter, 2005
NASA / JPL-Caltech
Lanzado en 2005, el Mars Reconnaissance Orbiter cuenta con la cámara y espectrómetro más potentes de la NASA. La sonda tiene el fin de examinar potenciales zonas de aterrizaje para futuras misiones en Marte. Además, pretende ser enlace en sus transmisiones entre los rovers y la Tierra.
EL MRO también ha realizado algunos descubrimientos de alto perfil, como el flujo del agua salada en el subsuelo y superficie del planeta. La sonda permite tomar fotos en tan alta resolución que se pueden distinguir objetos de 90 cm de diámetro.
Fobos-Grunt, 2011
Rusia lanzó la sonda Fobos-Grunt con el objetivo de explorar al satélite Fobos. La sonda pretendía recoger una muestra de la superficie del satélite y traerla a la Tierra para poderla analizar.
Fue el reinicio de las misiones a Marte de la Agencia Espacial Rusa desde el fracaso de Mars 96. Contó con el apoyo de China y se componía de dos módulos. Uno recogería las muestras y volvería a la Tierra; el otro permanecería en la superficie durante un año para estudiarlo.
Después de su lanzamiento en noviembre de 2011, se presentó un fallo no esclarecido en la sonda. A pesar de los esfuerzos de los especialistas, quedó en la órbita terrestre.
Rover Curiosity, 2011
NASA / JPL-Caltech / MSSS
Al igual que las naves anteriores, la misión de Curiosity es la de estudiar el paisaje y clima del planeta rojo. Es de la NASA y, hasta el momento, es el rover más grande y avanzado tecnológicamente que haya aterrizado en Marte.
El astromóvil tiene el objetivo específico de buscar evidencia potencial de condiciones microbianas para mantener la vida, pasadas o presentes. Asimismo, evalúa la habitabilidad de Marte antes del contacto humano.
Uno de los hallazgos más llamativos que ha logrado es el descubrimiento de moléculas orgánicas en la superficie, logrado en 2018. Aunque su duración original era de un año marciano, el rover continúa operando y desarrollando sus funciones al día de hoy.
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Mars Orbiter Mission, 2013
ISRO
Llamada informalmente Mangalyaan, es el proyecto que convierte a la Indian Space Research Organization (ISRO) en la primera agencia espacial en llegar a Marte en su primer intento.
La Mars Orbiter Mission es una sonda espacial cuyo objetivo es la prueba de tecnologías, de cara al desarrollo de nuevas misiones interplanetarias.
Su lanzamiento fue el 5 de noviembre de 2013. Durante su misión, ha probado diversos vuelos, sistemas de comunicaciones y suministro de datos de telemetría. Al igual que otras tecnologías usadas en misiones a Marte, la sonda espacial cuenta con instrumentos para capturar datos atmosféricos.
Mangalyaan es también la misión más barata a Marte hasta la fecha. El costo que representó fue de 73 millones de dólares.
MAVEN, 2013
NASA / Kim Shiflett
Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN) es otra de las misiones a Marte. Fue lanzada a bordo del cohete Atlas V en noviembre de 2013. Es una sonda espacial diseñada por la NASA que busca estudiar la atmósfera de Marte.
La misión de MAVEN es determinar cómo y por qué se han deteriorado el agua y la atmósfera de Marte. Tras entrar en la órbita del planeta rojo, la sonda identificó que la atmósfera se está escapando al espacio. También logró determinar que el campo magnético no es uniforme y es interrumpido por el viento solar.
La misión MAVEN tiene cuatro objetivos principales:
Determinar el papel que la pérdida de las sustancias volátiles de la atmósfera marciana al espacio ha jugado a través del tiempo.
Establecer el estado actual de la atmósfera superior, la ionosfera y las interacciones con el viento solar.
Identificar las tasas actuales de escape de gases neutros, iones al espacio y los procesos que los controlan.
Determinar las relaciones estables de isótopos en la atmósfera marciana.
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Exomars, 2016
Exomars en Cambridge Science Festival, 2016
El Exomars es la primera de una serie de misiones a Marte realizadas en conjunto por la Agencia Espacial Europea y Roscosmos. El proyecto incluía dos sondas: ExoMars Trace Gas Orbiter y el Schiaparelli EDM Lander. No obstante, el segundo se estrelló en la superficie del planeta.
Los objetivos de Exomars se enfocan en la búsqueda de vida pasada o presente; investigar cómo el agua y el ambiente geoquímico varían con el tiempo; la composición de las trazas de gases de la atmósfera y su origen. Además, busca poner a prueba la tecnología para saber si es viable eventualmente traer muestras a la Tierra.
Esta misión se complementa con Exomars 2022, que buscará añadir un rover para explorar la superficie marciana.
InSight, 2018
NASA/JPL-Caltech
El lander InSight es otra de las misiones a Marte de la NASA con resultados exitosos. Su lanzamiento fue en mayo de 2018 y aterrizó en Marte el 26 de noviembre de 2018. La misión tenía el objetivo de colocar un aterrizador fijo equipado con alta tecnología para estudiar la geología del planeta rojo.
Así, el InSight Lander tenía el objetivo de estudiar el núcleo de Marte e identificar si existía actividad sísmica en su superficie. Los instrumentos del robot permitían estudiar el pulso, la temperatura y los reflejos para recopilar datos que permitieran estudiar la evolución geológica del planeta. Así, los científicos podrían comprender mejor a los planetas rocosos del sistema solar, como Venus, Mercurio y la Luna.
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En su primer año, el módulo de aterrizaje permitió nuevos descubrimientos sobre el clima, la geología y los campos magnéticos del planeta. El InSight Lander detectó que en Marte se presentan temblores más seguido y más suaves de lo esperado. Marte no tiene placas tectónicas como la Tierra; sin embargo, si tiene regiones con actividad volcánica que producen estos temblores.
Asimismo, detectó que hace millones de años, Marte tenía un campo magnético que ya no existe. Aun así, existen algunas trazas magnéticas antiguas debajo de la tierra.
Lo anterior es solo el balance de su primer año de observaciones; sin embargo, se espera que en el siguiente año se siga recopilando valiosa información. Por ejemplo, si el centro del planeta es sólido o líquido.
Misiones a Marte 2020: en busca de vida
Este 2020 se abrió una nueva ventana de lanzamiento a Marte. Es una oportunidad que se presenta cada dos años durante pocas semanas, cuando el planeta rojo y la Tierra están alineados. La distancia entre ambos se reduce a 54 millones de km.
De esta forma, se pueden enviar misiones a Marte con un menor costo de combustible. Este factor ha hecho que este año se hayan organizado cuatro misiones robóticas a este planeta. La mayoría de ellas con la intención de hallar indicios de vida. Y, por parte de Estados Unidos, allanar el camino a la llegada de los humanos a Marte.
Hope Mars, 2020
Emirates Mars Mission
Las misiones a Marte del presente iniciaron con la misión Hope Mars, cuyo lanzamiento fue el 17 de julio de 2020. Es la primera sonda al planeta rojo lanzada desde un país árabe.
La sonda se llama Al Amal, «Esperanza» en español, y su lanzamiento se hizo desde un cohete H-II de Japón. Tiene el tamaño de un pequeño carro, y utilizará su sistema de rastreo de estrellas para llegar a su destino. Su aterrizaje está programado para febrero de 2021.
Cabe resaltar que esta sonda no aterrizará en Marte, sino que lo orbitará durante todo el año marciano, 687 días terrestres. Contará con tres cámaras para estudiar la atmósfera por diferentes longitudes de onda: visibles, infrarrojas y ultravioletas.
Su misión es descubrir por qué Marte ha perdido su atmósfera y construir la primera imagen completa del clima del planeta a lo largo de un año. Asimismo, investigará cómo los fenómenos climáticos aceleran o ralentizan la pérdida de atmósfera. Los científicos esperan que los resultados de esta investigación nos ayuden a entender, también cómo funciona nuestra propia atmósfera.
Perserverance Rover, 2020
NASA
La última misión de la NASA es Mars 2020, cuyo objetivo es lanzar una sonda que en su interior se encuentra el Rover Perseverance. Este sustituirá al Opportunity, que dejó de funcionar recientemente. Además, en su interior se encuentra un instrumento más: el helicóptero Ingenuity, que será el primero de su tipo en volar fuera de la Tierra.
El lanzamiento tuvo lugar el 30 de julio y su aterrizaje está programado para el 18 de febrero de 2021 en el cráter Jezero. El Perseverance marca la fase final de la misión Mars 2020. Los objetivos planeados para esta misión son los siguientes: determinar si alguna vez surgió vida en Marte, caracterizar el clima, caracterizar la geología y preparar la exploración humana del planeta.
De esta forma, el rover no solo estudiará la astrobiología marciana, sino que también tiene otra serie de objetivos. Estos incluyen probar un método para producir oxígeno en Marte, mejorar las técnicas de aterrizaje, caracterizar el clima y el polvo, buscar agua enterrada y recolectar muestras de rocas, minerales y otros materiales para traerlos de vuelta a la Tierra en una misión posterior.
Perseverance lleva en su interior a Ingenuity, un pequeño helicóptero que podría ser el primero en sobrevolar fuera de la Tierra. Los retos para este pequeño dispositivo son muchos. Para comenzar, después de sobrevivir al despegue y aterrizaje, debe poder salir del vientre del rover y desplegar sus alas en el cielo marciano. Luego, debe conservar el calor autónomamente a pesar del frío clima nocturno y ser capaz de cargarse de forma autónoma.
Después podrá llevar a cabo su misión: realizar cinco sobrevuelos de prueba en 30 días marcianos.
Tienwen-1 Mars, 2020
Tras el primer infructuoso proyecto de China por llegar a Marte, el país se encuentra listo para volverlo a intentar. El Centro Nacional de Ciencia Espacial China preparó la misión Tienwen-1. Es una misión que incluye un orbitador, un módulo de aterrizaje y un rover.
El lanzamiento tuvo lugar el 23 de junio y se estima aterrice en febrero de 2021. El Tianwen-1 buscará efectuar un estudio global del planeta rojo. Adicionalmente, tiene la finalidad de servir como demostración tecnológica de los recursos y tecnología necesarios para un retorno de muestras de Marte.
Los objetivos de la misión serán los siguientes:
Trazar un mapa geológico de Marte.
Estudiar la atmósfera y el clima de la superficie.
Efectuar análisis sobre la composición del material de la superficie.
Descifrar los campos electromagnéticos y gravitacionales del planeta.
Determinar las características de la superficie marciana y localizar potenciales depósitos de hielo y agua.
Para lograr todos estos objetivos, el orbitador contará con los siguientes instrumentos: dos cámaras, un radar de penetración subterránea, un espectrómetro para descifrar la composición mineral de la superficie, un analizador de partículas de iones y un magnetómetro.
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Futuras misiones a Marte
Rosalind Franklin, 2022
ESO/G. Hüdepohl
Anteriormente conocido como rover ExoMars, el Rosalind Franklin recibe su nombre de la química y pionera del ADN. Es parte de las misiones a Marte conjuntas entre la Agencia Espacial Europea y Roscosmos de Rusia. Su lanzamiento se ha aplazado en dos oportunidades, en 2018 y 2020, debido a retrasos de producción.
La misión apunta a investigar cómo el agua y el ambiente marciano varían con el tiempo; estudiar las trazas de gases existentes; poner a prueba tecnología para una misión que permitiera traer muestras de regreso a la Tierra; y, por supuesto, buscar evidencias de vida pasadas o presentes.
En esta alianza, la ESA proporcionará el vehículo rover. Por su parte, Roscosmos suministrará el módulo de aterrizaje, Kazachok que servirá como plataforma para experimentos científicos.
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Cargo Missions, 2022
SpaceX
La compañía privada de viajes espaciales SpaceX también tiene planes de llegar a Marte. El vehículo con el que pretende llegar a Marte es el Starship, un vehículo reutilizable de transporte de carga y pasajeros de larga duración.
El Starship iría acompañado del Super Heavy Rocket, que crearían un transporte reutilizable capaz de recargarse en órbita y aprovechar los recursos de Marte para recargarse en la superficie.
El nombre del vehículo ha cambiado mucho. Por ejemplo, en 2013, recibió el nombre de Tranportador Colonial de Marte, en referencia tanto al vehículo como la misión. El Starship continúa en un proceso de construcción y pruebas por parte de SpaceX.
El vehículo está diseñado para el mercado de entrega de satélites en órbita terrestre, vuelos espaciales de larga duración, el transporte a Marte de carga y pasajeros, y, finalmente, vuelos de larga duración a los planetas exteriores para carga y pasajeros.
Palabras finales
El futuro de las misiones a Marte traerá nuevos actores (con la incorporación de las empresas privadas) y cada vez más expectativas. El terreno comienza a estabilizarse para plantear una misión con humanos al planeta rojo. Sin embargo, los retos a superar siguen siendo numerosos. Entre ellos, se encuentra la enorme dificultad de aterrizar exitosamente en Marte.
Las misiones de 2020 y las que le sigan serán esenciales para identificar nuevas técnicas de aterrizaje que reduzcan los riesgos, y comprender un poco más las causas del escape de su atmósfera. La información que estas investigaciones arroje será invaluable para entender la formación y evolución de los planetas. Además, generarán condiciones reales para hablar de vida extraterrestre o colonias humanas en el espacio.
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