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| Trace Gas Orbiter, Schiaparelli and the ExoMars rover at Mars |
- la primera, consiste en un satélite para el estudio de Gases Traza (TGO) y un módulo demostrador de entrada, descenso y aterrizaje (Schiaparelli), cuyo lanzamiento se produce en 2016;
- y la segunda, integra un vehículo de exploración (rover), que será lanzado en 2020.
El TGO realizará un inventario detallado de los gases atmosféricos del Planeta Rojo, especialmente de los gases poco frecuentes como el metano, que implica que existe una fuente de corriente activa. Su objetivo es medir la dependencia geográfica y estacional del metano, para así determinar si procede de una fuente geológica o biológica.
Schiaparelli contendrá sensores que evaluarán el módulo de aterrizaje durante su descenso, así como sensores adicionales para estudiar el entorno en el lugar de aterrizaje.
El rover portará un perforador y un equipo de herramientas de investigación astrobiológica y geoquímica.
Concretando un poco más, el programa ExoMars mostrará una serie de vuelos esenciales y tecnologías de activación necesarias para futuras misiones de exploración, como la misión internacional de recogida de muestras en Marte. Entre ellas se encuentran:
- Entrada, descenso y aterrizaje (EDL, por sus siglas en inglés) de una carga útil en la superficie de Marte;
- Movilidad por la superficie con un vehículo de exploración;
- Acceso a la superficie para adquirir muestras, y
- Adquisición, preparación, distribución y análisis de muestras.
Al mismo tiempo, se llevará a cabo una serie de investigaciones científicas importantes, por ejemplo:
- Búsqueda de signos de vida presente o pasada en Marte;
- Investigación de las variaciones del agua y el ambiente geoquímico, e
- Investigación de los gases traza de la atmósfera de Marte y su procedencia.
ExoMars es una misión conjunta de la ESA y la agencia espacial rusa Roscosmos. Roscosmos proporcionará un lanzador Protón para ambas misiones.
SATÉLITE ORBITADOR PARA EL ESTUDIO DE GASES TRAZA (TGO)
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| ExoMars 2016 acercándose a Marte |
Su principal objetivo es comprender mejor el origen del metano y de otros gases atmosféricos presentes en la atmósfera de Marte en pequeñas concentraciones (menores al 1%), pero que podrían revelar la actividad de procesos biológicos o geológicos.
Investigaciones previas, realizadas desde tierra o con la ayuda de observatorios espaciales, han revelado la presencia de pequeñas concentraciones de metano en la atmósfera marciana, que cambian de posición con el paso del tiempo. Dado que este compuesto tiene una vida relativamente corta, su presencia sugiere la existencia de procesos que siguen activos en la actualidad, aunque todavía no está claro si son de origen biológico o geológico. Los organismos de la Tierra emiten metano al digerir nutrientes, pero esta molécula también se puede liberar por procesos puramente geológicos, como por la oxidación de ciertos minerales.
El Satélite para el estudio de Gases Traza transportará una carga útil científica capaz de detectar y caracterizar los gases traza presentes en la atmósfera marciana para tratar de resolver este enigma. Desde su órbita de trabajo, a unos 400 kilómetros de altitud, los instrumentos de TGO detectarán una amplia gama de gases traza (entre los que destacan el metano, el vapor de agua, los óxidos de nitrógeno o el acetileno) con una precisión tres órdenes de magnitud superior a la de cualquier estudio previo.
TGO estudiará las variaciones estacionales de la temperatura y las concentraciones de estos compuestos para perfeccionar los modelos atmosféricos de Marte. Sus instrumentos también detectarán el hidrógeno almacenado por el terreno hasta una profundidad de un metro, con mayor resolución que cualquier misión anterior. Este estudio podría revelar la presencia de depósitos subterráneos de agua congelada, que unidos a las posibles fuentes de gases traza, determinarían los lugares a estudiar con futuras misiones.
En resumen, durante su vida operativa, llevará a cabo tres funciones fundamentales:
- Investigar el origen biológico o geológico de los gases traza en la atmósfera de Marte con la ayuda de 4 instrumentos científicos.
- Transportar a Schiaparelli y retransmitir sus datos durante el descenso y las operaciones en superficie.
- Servir de enlace de comunicaciones con el vehículo de exploración y la plataforma de superficie de la misión ExoMars 2020.
MÓDULO DEMOSTRADOR DE ENTRADA, DESCENSO Y ATERRIZAJE (SCHIAPARELLI)
El elemento clave para llegar hasta la superficie de Marte, y uno de los principales retos de la exploración espacial, es completar con éxito la secuencia de entrada, descenso y aterrizaje.
Este ha sido el principal objetivo de las numerosas misiones que han tratado de aterrizar en Marte desde finales de la década de los sesenta. Algunas lo lograron, pero otras muchas se quedaron por el camino. ¿Por qué es difícil aterrizar en Marte?
Schiaparelli – el módulo demostrador de entrada, descenso y aterrizaje – trata de probar la capacidad de la ESA y de la industria europea de aterrizar de forma controlada en Marte. Esta misión ha supuesto un gran aprendizaje para Europa, permitiendo poner a prueba los sistemas clave que se podrían utilizar en futuras misiones.
También llevaría a cabo una limitada pero útil actividad científica en la superficie de Marte. Este módulo transporta un conjunto de instrumentos que operaría durante 2-4 soles (días marcianos) tras el aterrizaje.
EL PLAN
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| Secuencia de descenso de Schiaparelli |
La llegada a Marte
Schiaparelli comenzará su viaje en marzo de 2016 unido al Satélite para el estudio de Gases Traza. El conjunto despegará a bordo de un lanzador Protón, y llegará a Marte unos 7 meses más tarde.
Aproximación
- Schiaparelli se separará de TGO tres días antes de alcanzar la atmósfera de Marte.
- El módulo continuará la aproximación en modo de hibernación para reducir el consumo energético.
- Schiaparelli se activará unas horas antes de entrar en la atmósfera de Marte, cuando se encuentre a una altitud de 122.5 km y a una velocidad de 21.000 km/h.
Entrada
- Schiaparelli cuenta con un escudo térmico que protegerá al módulo de los intensos flujos de calor provocados por la deceleración aerodinámica. Cuando se despliegue el paracaídas a una altitud de 11 kilómetros, su velocidad se habrá reducido hasta los 1.650 km/h.
Descenso
- El escudo térmico anterior se desprenderá en primer lugar, y el posterior lo hará poco antes del aterrizaje.
- Schiaparelli utilizará un radio altímetro y un sensor de velocidad Doppler para calcular su posición con respecto al suelo.
Aterrizaje
- Cuando se encuentre a 2 metros sobre el suelo, Schiaparelli utilizará un sistema de propulsión líquida para frenarse a 7 km/h. En ese momento los motores se apagarán y el módulo caerá al suelo.
- El impacto final será amortiguado por una estructura deformable unida a la base del módulo.
- Schiaparelli aterrizará en una llanura conocida como Meridiani Planum. Esta área reviste especial interés ya que presenta una antigua capa de oligisto, un óxido férrico que en la Tierra se suele formar en presencia de agua líquida.
Schiaparelli mantendrá un enlace de comunicaciones con el Satélite para el estudio de Gases Traza, a través del que enviará sus resultados a Tierra. El conjunto completo de datos se transmitirá a TGO en los primeros 8 soles tras el aterrizaje (un día solar en Marte, o sol, equivale a 24 horas y 37 minutos terrestres). Cuando se haya completado la descarga de datos, la misión de Schiaparelli habrá llegado a su fin.
A continuación mostramos una simulación, realizada por la ESA, del descenso de Schiaparelli.
¿QUÉ OCURRIÓ CON SCHIAPARELLI?
Marte y el misterio del metano from IAA-CSIC on Vimeo.