Será una de las misiones más desalentadoras, complicadas y, potencialmente, científicamente gratificantes jamás emprendidas en el planeta rojo. En una reciente reunión de la Agencia Espacial Europea (ESA), los ministros se han comprometido plenamente a los planes para recoger muestras de la superficie de Marte y traerlas a la Tierra, en un esfuerzo conjunto con la NASA. La aprobación oficial del presupuesto de la NASA para cubrir esta misión está prevista para principios del próximo año.
La misión, aún sin nombre, se llevará a cabo con una serie de lanzamientos, a partir de julio de 2020, con el rover Marte 2020, que ya estaba en marcha. Se trata de un rover robótico de propulsión nuclear que hará un preciso aterrizaje en el cráter Jezero en febrero de 2021.
En los tres años que van de 1969 a 1972, seis misiones Apolo consiguieron traer 380 kilogramos de muestras lunares. La recuperación de cualquier muestra de la superficie marciana, sin embargo, es significativamente más difícil debido a las vastas distancias involucradas.
Por esta razón, el proyecto comprende tres naves espaciales separadas. La primera parte de la misión es el despliegue del rover Marte 2020. Incluso esto será desalentador, es notoriamente difícil aterrizar algo en Marte. Además de llevar a cabo una serie de investigaciones científicas propias, el rover recogerá hasta 38 muestras individuales de suelo marciano que almacenará en contenedores sellados. Las muestras necesitarán ser mantenidas a salvo hasta al menos el 2026.
La segunda parte de la misión será llevar las muestras de vuelta a la órbita. En este momento, se lanzará una misión de recuperación de muestras de Marte, de nuevo por la NASA, que desplegará un módulo de aterrizaje y un “fetch rover” construido en Europa tan cerca como sea posible del lugar de aterrizaje del rover Marte 2020, otro aterrizaje difícil.
El “fetch rover” se encontrará con el “Mars 2020 rover” en la superficie, recogerá las muestras y las devolverá al módulo de aterrizaje. Una vez a bordo del módulo de aterrizaje, las muestras serán transferidas a una cápsula en el Vehículo de Ascenso a Marte, un cohete con una masa tan baja como sea posible, que aún puede alcanzar la órbita marciana desde la superficie. Una vez en órbita, esta cápsula se dejará flotar sin control.
La tercera parte de la misión será un vehículo de retorno a la Tierra lanzado por la ESA. Entrará en la órbita marciana, luego se reunirá y acoplará con la cápsula de muestra, recogiendo la cápsula de muestra en órbita y depositándola dentro de un escudo protector de calor y radiación. Luego encenderá sus motores una vez más y regresará a la Tierra. Al llegar a la Tierra, la cápsula de muestra será liberada en la atmósfera y, sin ayuda de paracaídas, hará un aterrizaje forzoso en el desierto de Utah, en algún momento del 2031. Si todo va según lo planeado, por supuesto.
Esta campaña inmensamente complicada implicará una serie de primicias innovadoras, incluyendo el primer lanzamiento de cohetes desde otro planeta, el primer retorno de muestras desde Marte, el primer encuentro y acoplamiento en órbita alrededor de otro planeta, y el primer encuentro de dos naves espaciales diferentes en la superficie de otro planeta.
El cráter Jezero
El propósito del proyecto es recuperar muestras de una de las áreas geológicamente más interesantes de la superficie marciana: El cráter Jezero.
Jezero es un cráter de impacto de 45 km de diámetro que se encuentra en el hemisferio norte, en los bordes occidentales de Isidis Planitia, una gran llanura plana que también es un rasgo de impacto. Las investigaciones muestran que Jezero parece haber sido una vez un lago, con agua entrando en el cráter a través de canales, antes de salir hacia Isidis al este.
El lugar de aterrizaje de Marte 2020 es el depósito en forma de abanico situado en la apertura del canal de entrada occidental, un rasgo que se cree que se formó por un delta de río que se extiende sobre la superficie del cráter. Esta zona posee altas concentraciones de esmectita, un tipo de arcilla que a menudo se forma en el fondo de los lagos y que durante mucho tiempo se ha pensado que desempeñaba un papel vital en el origen de la vida en la Tierra.
Las arcillas de esmectita también son muy buenas para preservar fósiles y otros materiales orgánicos. Se ha teorizado que la vida microbiana es posible en Marte, ya que las observaciones han demostrado que tiene un ciclo estacional de metano y oxígeno.
El metano es un indicador clave de la vida microbiana, y por lo tanto este ciclo sugiere que o hay vida bajo el suelo de Marte, o el metano está siendo almacenado en los clatratos (un tipo de material que atrapa moléculas) y liberado cuando se calienta durante el verano Marciano. Si el cráter de Jezero alguna vez tuvo vida microbiana, hay una buena posibilidad de que haya restos fosilizados en el suelo, esperando ser descubiertos.
Análisis terrestre
Ya tenemos algún conocimiento del ambiente de la superficie marciana adquirido de naves espaciales robóticas, pero tal análisis está limitado por el hardware que podemos enviar allí. Llevando una muestra a la Tierra podemos hacer mediciones mucho más precisas que, crucialmente, son repetibles. Los laboratorios terrestres son “a prueba del futuro”, a medida que se desarrollan nuevas tecnologías, las muestras pueden volver a analizarse con mayor precisión.
De hecho, las muestras lunares recuperadas durante las misiones Apolo siguen dando resultados hoy en día, unos 50 años después de haber sido recogidas.
Los instrumentos miniaturizados montados en naves espaciales robóticas, como microscopios y espectrómetros, son capaces, pero su sensibilidad simplemente no coincide con la de los instrumentos equivalentes en la Tierra, principalmente debido a las limitaciones de masa, tamaño y requerimientos de potencia en una nave espacial.
En la Tierra, será posible tomar imágenes de muestras marcianas a escalas suficientemente finas como para ver la estructura atómica y detectar constituyentes en concentraciones mucho más pequeñas que las que serían posibles en el planeta rojo. Las muestras marcianas traídas a la Tierra también pueden ser fechadas con precisión, lo que potencialmente permitirá a los científicos responder a la pregunta de cuánto tiempo hace que el agua se sentó en Jezero. Cualquier fósil microbiano en el suelo también sería visible con estas técnicas.
Además, una mejor comprensión de las propiedades materiales del suelo marciano informará a los ingenieros sobre su potencial para ser usado como un futuro material de construcción. Tal conocimiento podría ser vital en la planificación de futuras exploraciones humanas a Marte.
La complejidad de este proyecto da una idea de cuán difícil será enviar gente a Marte y hacerla regresar. Si tenemos éxito en esta misión de devolución de muestras, estamos definitivamente un paso más cerca de poder enviar una misión tripulada al planeta rojo, con las muestras devueltas revelando los lugares más interesantes para que los visitemos en persona.