Estado de la misión ExoMars 2020: Roscosmos y la ESA en la superficie de Marte

por Daniel Marín

El 24 de julio de 2020 debe despegar la misión ExoMars 2020 a bordo de un cohete Protón-M desde Baikonur. Esta misión ruso-europea, que debía haber sido lanzada en 2018, debe investigar el pasado de Marte y su habitabilidad usando para ello un taladro que, por primera vez, permitirá explorar el subsuelo de Marte a dos metros de profundidad. Pero para que el rover ExoMars 2020 de 345 kg lleve a cabo sus investigaciones, primero debe aterrizar en el planeta rojo. Y el encargado de poner en la superficie de Marte la gran esperanza blanca europea de la exploración marciana será la plataforma de superficie de Rusia. Para este país ExoMars 2020 supone la vuelta a Marte después de décadas de olvido y los últimos fiascos de las misiones Mars 96 y Fobos-Grunt.

ExoMars 2020 (NPO Lávochkin).

ExoMars 2020 es una sonda compleja de 2.900 kg formada por dos elementos principales, el CM (Carrier Module) y el DM (Descent Module). El CM, de construcción europea, es la etapa de crucero que se encarga de controlar y dirigir la nave en el trayecto hacia Marte. El DM, construida por Rusia y la ESA, es la cápsula de descenso. El DM está formado a su vez por la cápsula con escudos térmicos (heat shield y backshell), la plataforma científica o de superficie de descenso (SP o PP) y el rover propiamente dicho. La contribución rusa a la cápsula y la plataforma de superficie están a cargo de la empresa NPO Lávochkin.

Elementos de ExoMars 2020 (NPO Lávochkin).

Configuración de lanzamiento y de crucero de ExoMars 2020 (NPO Lávochkin).

Dimensiones de ExoMars 2020 (ESA).

Distintos elementos de ExoMars 2020 (NPO Lávochkin).

El retraso de la misión de 2018 a 2020 se debió en buena parte a la falta de dinero por parte de la ESA para financiar el proyecto, pero a Roscosmos le ha venido muy bien el retraso con el fin de poner a punto los sistemas de la sonda. En 2016 el consejo de ministros de la ESA tuvo que añadir 340 millones de euros al proyecto para que siguiese adelante. En junio del año pasado se congeló el diseño del sistema de propulsión y otros elementos de la sonda de cara a fijar la fecha de lanzamiento. En mayo de este año el programa pasó por la revisión CDR (Critical Design Review) que congeló el diseño de la mayor parte de elementos del vehículo. La cápsula de descenso ha sido construida conjuntamente por Lávochkin y Thales Alenia Space de Italia.

Modelo técnico de la plataforma de superficie de ExoMars 202 (NPO Lávochkin).

Pruebas del sistema de propulsión de la plataforma PP (NPO Lávochkin).

Pruebas del radar de superficie (NPO Lávochkin).

Mientras, el resto de elementos sigue progresando a buen ritmo. En la sede de NPO Lávochkin de Moscú se ha construido un modelo técnico de la plataforma de superficie (o PP, «plataforma de aterrizaje» en ruso) y se ha integrado con la cápsula del DM. También se han realizado las pruebas del crítico radar de superficie que se encargará de gestionar el encendido de los motores de frenado. Recordemos que para aterrizar en Marte es necesario usar algún sistema complementario a los paracaídas, como cohetes y/o airbags, ya que la atmósfera es demasiado tenue. En este sentido, también se han realizado pruebas de encendido de varios de los motores de frenado de la PP y del despliegue de las rampas de descenso para el rover hasta la superficie. La plataforma de superficie también incluye varios instrumentos científicos que están en su fase de pruebas final.

Elementos del DM de ExoMars 2020 (NPO Lávochkin).

Pruebas de la rampa de descenso del rover (NPO Lávochkin).

En cuanto al rover en sí, el corazón de la misión, la ESA ya ha construido el ejemplar de pruebas STM (Structural Thermal Model), el primero de los tres rovers que se ensamblarán como parte del programa y que sufrirá todo tipo de «perrerías» (vibraciones, cambios de temperatura, vacío, etc.). El último, obviamente, será el ejemplar de vuelo que viajará a Marte, mientras que el segundo será una copia idéntica que se quedará en Tierra para realizar pruebas por si surge algún problema durante las operaciones en el planeta rojo. Por cierto, si crees que el hecho de que el rover no tenga nombre propio puede dar lugar a confusión —la carga científica se llama Pasteur, pero no es el nombre del vehículo—, tranquilo, porque la ESA ha decidido crear un concurso público para bautizarlo como es debido.

Rover ExoMars 2020 (ESA).

Partes del rover ExoMars 2020 (ESA).

Rover ExoMars 2020 (ESA).

Ejemplar STM del rover ExoMars 2020 (ESA).

Otra vista del STM (ESA).

En marzo se probó en Kiruna (Suecia) el despliegue del paracaídas principal, de 35 metros de diámetro y 70 kg, usando un helicóptero. A diferencia de las misiones marcianas de la NASA, ExoMars 2020 se caracteriza por el uso de cuatro paracaídas en vez de uno (de construcción rusa, por cierto). El primero, el paracaídas piloto, se desplegará a velocidades supersónicas (Mach 1,8 – 2,1) y estabilizará la nave de cara a la apertura del paracaídas principal, formado a su vez por dos paracaídas que se abrirán sucesivamente (el segundo o paracaídas principal ayudado por el segundo paracaídas piloto). Este sistema permite diseñar paracaídas más eficientes para cada rango de velocidades, a costa, eso sí, de aumentar el peso y la complejidad.

Pruebas del despliegue del paracaídas principal de ExoMars 2020 (ESA).

Secuencia de descenso de ExoMars 2020 (ESA).

Secuencia de despliegue de los paracaídas de ExoMars 2020 (ESA).

ExoMars 2020 aterrizará en Oxia Planum —relativamente cerca de Meridiani Planum, donde aterrizó Opportunity— o Mawrth Vallis, uno de los lugares candidatos para la misión Mars 2020 de la NASA. Los dos sitios destacan por la presencia de minerales relacionados con la presencia de agua líquida en el pasado. La decisión final se tomará a finales de este año. Una de las grandes preocupaciones de los encargados del proyecto es el lanzador usado para la misión, el Protón-M/Briz-M ruso. Este cohete lleva acumulada una racha de fallos relativamente elevada que ha ahuyentado a los clientes comerciales, lo que a su vez se traduce en una falta de misiones de aquí a 2020. Y sin suficientes misiones comerciales no se puede garantizar que haya bastantes lanzamientos como para recuperar la confianza en este vector antes del despegue de ExoMars 2020. El Protón forma parte de la contribución rusa al programa ExoMars, una contribución que fue esencial para salvar el programa después de la retirada unilateral de la NASA durante la pasada década. Hace dos años la misión ExoMars 2016 despegó exitosamente rumbo a Marte usando este cohete.

ExoMars 2020 (ESA).

Otra vista de la plataforma PP (NPO Lávochkin).

Tras años de retrasos y sobrecostes, la ESA y Roscosmos se juegan mucho con ExoMars 2020, sobre todo después del éxito agridulce de ExoMars 2016. Esta última misión, con una contribución rusa más modesta, está formada por la sonda TGO (Trace Gas Orbiter), actualmente alrededor de Marte, y la sonda de aterrizaje Schiaparelli, que, como todos sabemos, sufrió un aterrizaje un tanto brusco, dejando un bonito cráter en la superficie marciana. ExoMars 2020 será la oportunidad para que ambas agencias espaciales logren, al fin, situar con éxito una sonda sobre la superficie marciana.

Fuente: danielmarin.naukas.com