La carrera entre China y Estados Unidos para ser los primeros en traer rocas de Marte

Por Daniel Marín

Uno de los pilares del programa espacial chino es Marte. El año que viene despegará la misión Huoxing 1 (火星一号, ‘Marte 1’ en mandarín), consistente en un orbitador y una etapa de descenso con un rover. Pero desde hace años sabemos que el siguiente paso de China en el estudio del planeta rojo pasa por una misión de retorno de muestras. Hasta el momento solo sabíamos que el lanzamiento de esta misión estaba planeado para de 2030 aproximadamente, pero desconocíamos los detalles de cómo se va a llevar a cabo. Afortunadamente, la arquitectura de la misión acaba de hacerse pública.

Arquitectura de la misión de retorno de muestras china: dos sondas despegarán en 2028 y una de ellas aterrizará en Marte en 2029. Las muestras llegarán a la Tierra en septiembre de 2031.

La misión de retorno de muestras chinas consistirá en realidad de dos naves: una aterrizará para captar las muestras y llevarlas a la órbita marciana, mientras que la otra traerá las muestras a la Tierra. La primera sonda despegará mediante un Larga Marcha CZ-3B —o un lanzador equivalente— en noviembre de 2028. Esta sonda estaría formada por una etapa de descenso y una pequeña etapa de crucero, de forma similar las sondas MER, Phoenix, InSight o Curiosity de la NASA. Realizará una entrada directa en la atmósfera marciana y aterrizará en el planeta rojo en octubre de 2029. La sonda comenzará a investigar el entorno de aterrizaje, probablemente con la ayuda de un pequeño rover, y se recogerán muestras de la superficie para colocarlas en un pequeño cohete, conocido de forma genérica como MAV (Mars Ascent Vehicle). El cohete despegará en julio de 2030 y situará el contenedor con las muestras en órbita marciana.

La sonda china Huoxing 1 despegará en 2020 rumbo a Marte (CASC).

Rover marciano de la misión Huoxing 1 de 2020 (no ha sido bautizado todavía).

A partir de este momento le tocará el turno a la otra nave de la misión. Esta sonda será más grande y despegará mediante un Larga Marcha CZ-5 también en noviembre de 2028. Se situará en órbita de Marte en agosto de 2029. En el verano de 2030 deberá recoger el contenedor con muestras marcianas en órbita, una tarea nada sencilla. Una vez atrapado el contenedor, será introducido en una cápsula y la sonda abandonará la órbita marciana rumbo a la Tierra en noviembre de 2030. Finalmente, si todo sale bien, la cápsula con las muestras marcianas entrará en la atmósfera terrestre en septiembre de 2031.

Elementos principales de la misión de retorno de muestras china.

La misión Huoxing 1 aterrizará en Utopia Planitia, cerca del Elysium Mons. Todavía no sabemos dónde descenderá la misión de retorno de muestras (https://twitter.com/LiuyiYiliu).

Lo que llama la atención de esta arquitectura es que la que a priori parecería la sonda más pesada —la de aterrizaje con el MAV— despegue mediante un relativamente pequeño cohete CZ-3B. Esto implica que la masa de esta sonda debe ser similar más o menos a la del módulo de descenso de la Huoxing 1 de 2020, algo lógico por otra parte (para una nación con poca experiencia en sondas interplanetarias como China, lo más efectivo es reutilizar la tecnología del descenso de esta misión). El que la sonda de retorno use un CZ-5 se puede entender porque necesita llevar el combustible necesario para colocarse en órbita baja del planeta rojo y, luego, volver a la Tierra. La otra novedad es que ambas sondas serán lanzadas casi al mismo tiempo, minimizando el tiempo total de la misión y evitando así tener que esperar a otra ventana de lanzamiento (recuerda que las ventanas de lanzamiento a Marte tienen lugar cada dos años aproximadamente).

Nuevo control de la misión marciana Huoxing 1, inaugurado el pasado 12 de diciembre (Xinhua).

El equipo de la misión Huoxing 1 en su centro de control.

Pero sin duda el factor que más llama la atención son las fechas, porque coinciden exactamente con los planes de la NASA para su misión de retorno de muestras MSR (Mars Sample Return). La misión MSR siempre ha sido una prioridad para la comunidad científica estadounidense, pero hace un lustro se decidió que era demasiado costosa y se retrasó indefinidamente más allá de 2030…. hasta que China anunció sus planes para traer rocas de Marte en 2030. Entonces, «casualmente», la cúpula de la NASA comenzó a investigar la posibilidad de acelerar el desarrollo de MSR para traer muestras marcianas antes de 2030. Los intentos de la NASA por desarrollar una misión MSR de bajo coste fueron infructuosos, pero hace dos años la NASA retomó los contactos con la Agencia Espacial Europea (ESA) para colaborar en la misión.

Esquema de la misión MSR entre NASA y ESA. La misión MSR consta de las sondas Mars 2020, SRL y ERO (ESA).

Otro resumen de las etapas de la misión MSR (NASA).

Calendario de acciones de las sondas de la misión MSR entre ESA y NASA (NASA).

De acuerdo con el nuevo plan, la misión MSR consistirá de tres sondas. La primera será el rover Mars 2020 que se lanzará el año que viene. Este rover recogerá las muestras y las dejará repartidas por la superficie del cráter Jezero. En 2026 debe despegar la sonda estadounidense SRL (Sample Retrieval Lander), que aterrizará en Marte en 2028 en Jezero. Esta sonda tendrá una módulo de descenso y una etapa de crucero similar a las misiones Curiosity y Mars 2020, pero en vez de un rover llevará un aterrizador con un cohete MAV y el rover de construcción europea SFR (Sample Fetch Rover). El SFR recogerá las muestras dejadas atrás por Mars 2020 y las llevará hasta el MAV, donde se colocarán en la cápsula OS (Orbital Sample [Container]), una esfera de menos de 10 kg de masa y 27 centímetros de diámetro situada en el extremo del MAV. El proceso lo realizará el brazo robot STA (Sample Transfer Arm) de la sonda de descenso.

Sonda SRL con el cohete MAV en posición horizontal para el descenso (NASA).

Conceptos de rover SFR estudiados por la ESA (ESA).

Los dos tipos de cohete MAV que está estudiando la NASA para la sonda SRL (NASA).

Etapas del lanzamiento del MAV (NASA).

Después de la, ejem, erección del MAV, el cohete despegará desde la superficie del planeta rojo y situará la cápsula OS en órbita marciana a principios de 2029. Poco después será recogida en órbita marciana por el orbitador ERO (Earth Return Orbiter), que también debería ser lanzador en 2026. ERO, que estará dotado de una etapa de propulsión iónica (SEP), recogerá el contenedor OS y lo introducirá en la cápsula EEV (Earth Entry Vehicle). Entonces se dirigirá a la Tierra y la cápsula con las muestras llegarán a nuestro planeta alrededor de septiembre de 2031… exactamente la misma fecha prevista para el regreso de las muestras de la misión china. La misión MSR es mucho más ambiciosa y compleja que la china, tanto científica como técnicamente, pero por eso mismo es más propensa a retrasos en el calendario.

Proceso de lanzamiento del MAV y captura del OS por parte de ERO (NASA).

El orbitador europeo ERO abandona la órbita de Marte con muestras rumbo a la Tierra (ESA).

Fase de retorno de ERO con las muestras marcianas (NASA).

Por ejemplo, es probable que se retrase la misión europea ERO a 2028 o, incluso, 2030, con el fin de ahorrar costes. En ese caso, y si China mantiene su calendario, la victoria en la nueva carrera por traer un pedazo del planeta rojo sería para el gigante asiático. Pero algo me dice que las presiones para que ERO despegue en 2026 ahora que conocemos el calendario de la misión china van a ser, «casualmente», cada vez más fuertes. Naturalmente, los planes chinos también pueden sufrir retrasos o fallos, faltaría más, pero lo que está claro es que nos encontramos ante una verdadera carrera entre, por un lado, China, y la NASA y la ESA por otro para ser los primeros en traer muestras de Marte. La ESA juega un papel fundamental en la misión MSR, sin duda, pero no nos confundamos: desde el punto de vista político, el liderazgo absoluto de la misión lo tiene la NASA.

Fuente:  danielmarin.naukas.com