Módulo de aterrizaje (nave espacial)

A partir de la misión Luna 2 en 1959, las primeras naves espaciales en alcanzar la superficie lunar fueron impactadores, no módulos de aterrizaje. Formaban parte del programa soviético Luna o del programa estadounidense Ranger .

En 1966, la sonda soviética Luna 9 se convirtió en la primera nave espacial en lograr un aterrizaje suave en la Luna y en transmitir datos fotográficos a la Tierra. El programa estadounidense Surveyor (1966-1968) se diseñó para determinar dónde podría aterrizar el Apolo de forma segura. Por consiguiente, estas misiones robóticas requerían módulos de aterrizaje suave para tomar muestras del suelo lunar y determinar el espesor de la capa de polvo, que era desconocido antes de Surveyor.

Los módulos lunares Apolo tripulados por Estados Unidos (1969-1972), con sus vehículos exploradores (1971-1972), y los grandes módulos de aterrizaje robóticos soviéticos de última generación (1969-), los Lunokhod (1970-1973) y las misiones de retorno de muestras (1970-1976) utilizaron un motor de descenso de cohete para un aterrizaje suave de los astronautas y los vehículos exploradores lunares en la Luna.

La misión china Chang'e 3 y su rover Yutu (' Conejo de Jade ') aterrizaron el 14 de diciembre de 2013. En 2019, la misión china Chang'e 4 aterrizó con éxito el rover Yutu-2 en la cara oculta de la Luna . ^{[ 3 ]} Chang'e 5 y Chang'e 6 están diseñadas para ser misiones de retorno de muestras. ^{[ 4 ]} Chang'e 5 y 6 se llevaron a cabo con éxito en 2020 ^{[ 5 ]} y 2024 respectivamente. ^{[ 4 ]} La misión Chang'e 5 aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020, China completó la misión Chang'e 5 el 16 de diciembre de 2020 con el regreso de aproximadamente 2 kilogramos de muestra lunar.

El 6 de septiembre de 2019, el módulo de aterrizaje Vikram de la misión Chandrayaan-2 , que intentaba aterrizar en la región polar sur lunar, perdió contacto con la Luna debido a un fallo de software y se estrelló momentos antes del aterrizaje. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Aproximadamente cuatro años después, el 23 de agosto de 2023, el módulo de aterrizaje Vikram de la misión Chandrayaan-3 aterrizó con éxito en el polo sur lunar, cerca del cráter Manzinus U. Esto lo convirtió en el primer módulo de aterrizaje en realizar un aterrizaje suave en el polo sur de la Luna. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Japón se convirtió en el quinto país en alunizar una sonda lunar el 19 de enero de 2024, al lograr un aterrizaje exitoso con su módulo de aterrizaje SLIM .

El 22 de febrero de 2024, la nave Odysseus de Intuitive Machine aterrizó con éxito en la Luna tras despegar a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX . Este fue el primer aterrizaje exitoso de una nave espacial privada en la Luna. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

China envió Chang'e 6 el 3 de mayo de 2024, que realizó el primer retorno de muestras lunares desde Apollo Basin en la cara oculta de la Luna . ^{[ 12 ]} Esta es la segunda misión de retorno de muestras lunares de China, la primera fue realizada por Chang'e 5 desde la cara visible de la Luna cuatro años antes. ^{[ 13 ]} También transportó el rover chino Jinchan para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar e imágenes del módulo de aterrizaje Chang'e 6 en la superficie lunar. ^{[ 14 ]} La combinación de módulo de aterrizaje-ascendedor-rover se separó del orbitador y el módulo de retorno antes del aterrizaje el 1 de junio de 2024 a las 22:23 UTC. Aterrizó en la superficie lunar el 1 de junio de 2024. ^{[ 15 ] [ 16 ]} El ascendedor fue lanzado de regreso a la órbita lunar el 3 de junio de 2024 a las 23:38 UTC, transportando muestras recolectadas por el módulo de aterrizaje, y luego completó otro encuentro y acoplamiento robótico en órbita lunar. Posteriormente, el contenedor de la muestra fue transferido a la nave de retorno, que aterrizó en Mongolia Interior el 25 de junio de 2024, completando así la misión china de retorno de muestras extraterrestres del lado oculto de la Tierra.

Prevista para 2028, la misión Artemis IV de la NASA sería el primer alunizaje tripulado en más de 50 años, utilizando la nave espacial Orion . El lugar de aterrizaje previsto es el polo sur lunar, y la misión duraría aproximadamente 30 días con el objetivo de una presencia lunar sostenida. ^{[ 17 ]}

El programa soviético Venera incluyó varias sondas de aterrizaje en Venus , algunas de las cuales se destrozaron durante el descenso, al igual que la sonda de Galileo en Júpiter, mientras que otras aterrizaron con éxito. Venera 3 en 1966 y Venera 7 en 1970 se convirtieron, respectivamente, en la primera sonda de impacto y la primera de aterrizaje suave en Venus. El programa soviético Vega también colocó dos globos en la atmósfera venusina en 1985, que fueron los primeros instrumentos aéreos en otros planetas.

La misión soviética Mars 1962B se convirtió en la primera misión diseñada para impactar en Marte en 1962. En 1971, el módulo de aterrizaje de la sonda Mars 3 realizó el primer aterrizaje suave en Marte, pero se perdió la comunicación un minuto después del contacto con la superficie, que ocurrió durante una de las peores tormentas de polvo globales desde el comienzo de las observaciones telescópicas del Planeta Rojo. Otros tres módulos de aterrizaje, Mars 2 en 1971 y Mars 5 y Mars 6 en 1973, se estrellaron o ni siquiera lograron entrar en la atmósfera del planeta. Los cuatro módulos de aterrizaje utilizaron un escudo térmico similar a una capa protectora durante la entrada atmosférica . Los módulos de aterrizaje Mars 2 y Mars 3 transportaban los primeros rovers pequeños con esquís para Marte , PrOP-M , que no funcionaron en el planeta.

La Unión Soviética planeó la misión pesada Marsokhod Mars 4NM en 1973 y la misión de retorno de muestras de Marte Mars 5NM en 1975, pero ninguna de las dos se llevó a cabo debido a la necesidad del superacohete N1 , que nunca se utilizó con éxito. Se planeó una misión soviética de retorno de muestras Mars 5M (Mars-79) con doble lanzamiento para 1979, pero se canceló debido a su complejidad y problemas técnicos.

Las sondas Viking 1 y Viking 2 de la NASA fueron lanzadas en agosto y septiembre de 1975, respectivamente. Cada una constaba de un orbitador y un módulo de aterrizaje. Viking 1 aterrizó en julio de 1976 y Viking 2 en septiembre del mismo año. Los rovers del programa Viking fueron los primeros módulos de aterrizaje en Marte que funcionaron correctamente. La misión finalizó en mayo de 1983, después de que ambos módulos de aterrizaje dejaran de funcionar.

Mars 96 fue la primera misión rusa postsoviética compleja con orbitador, módulo de aterrizaje y penetradores. Planificada para 1996, fracasó en su lanzamiento. Una misión similar, Mars 98, fue cancelada por falta de financiación.

La misión estadounidense Mars Pathfinder se lanzó en diciembre de 1996 y desplegó el primer vehículo explorador operativo en Marte, Sojourner , en julio de 1997. Funcionó hasta septiembre de 1997.

La sonda Mars Polar Lander dejó de comunicarse el 3 de diciembre de 1999 antes de llegar a la superficie y se presume que se estrelló.

El módulo de aterrizaje europeo Beagle 2 se desplegó con éxito desde la nave espacial Mars Express , pero no se recibió la señal que confirmaba el aterrizaje, prevista para el 25 de diciembre de 2003. No se logró establecer comunicación alguna y el Beagle 2 fue declarado perdido el 6 de febrero de 2004. La misión británica Beagle 3 , propuesta para 2009 con el fin de buscar vida, pasada o presente, no fue aprobada.

Los rovers estadounidenses Spirit y Opportunity, destinados a la exploración de Marte , fueron lanzados en junio y julio de 2003. Alcanzaron la superficie marciana en enero de 2004 utilizando módulos de aterrizaje equipados con bolsas de aire y paracaídas para amortiguar el impacto. Spirit dejó de funcionar en 2010, más de cinco años después de haber superado su vida útil prevista. ^{[ 18 ]} El 13 de febrero de 2019, Opportunity fue declarado fuera de servicio, habiendo superado su vida útil prevista de tres meses por más de una década. ^{[ 19 ]}

La nave espacial estadounidense Phoenix logró un aterrizaje suave en la superficie de Marte el 25 de mayo de 2008, utilizando una combinación de paracaídas y motores de descenso de cohetes.

El Laboratorio Científico de Marte , que transportaba el rover Curiosity , fue lanzado por la NASA el 26 de noviembre de 2011. Aterrizó en la región de Aeolis Palus del cráter Gale en Marte el 6 de agosto de 2012.

China lanzó la misión Tianwen-1 el 23 de julio de 2020. Esta misión consta de un orbitador, un módulo de aterrizaje y un rover de 240 kilogramos. El orbitador fue puesto en órbita el 10 de febrero de 2021. El Zhurong aterrizó suavemente con éxito el 14 de mayo de 2021 y se desplegó el 22 de mayo de 2021.

Si bien varias sondas orbitales de Marte han sobrevolado la zona y proporcionado imágenes y otros datos sobre Fobos y Deimos , solo unas pocas tenían como objetivo aterrizar en la superficie de estos satélites. Dos sondas del programa soviético Fobos se lanzaron con éxito en 1988, pero en 1989 los aterrizajes previstos en Fobos y Deimos no se llevaron a cabo debido a fallos en el sistema de la nave espacial. La sonda rusa postsoviética Fobos-Grunt tenía como misión de retorno de muestras a Fobos en 2012, pero fracasó tras su lanzamiento en 2011.

En 2007, la Agencia Espacial Europea y EADS Astrium propusieron y desarrollaron la misión a Fobos hasta 2016, que incluía un módulo de aterrizaje y retorno de muestras, pero quedó como proyecto. Desde 2007, la Agencia Espacial Canadiense ha considerado una misión a Fobos denominada Reconocimiento de Fobos y Exploración Internacional de Marte (PRIME), que incluiría un orbitador y un módulo de aterrizaje. Entre las propuestas recientes se encuentran la misión de retorno de muestras a Fobos y Deimos del Centro de Investigación Glenn de la NASA (2008) , la misión Phobos Surveyor (2013) y el concepto de misión OSIRIS-REx II .

La Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) planea lanzar la misión de Exploración de las Lunas de Marte (MMX) en 2026, una misión de retorno de muestras dirigida a Fobos. ^{[ 20 ]} MMX aterrizará y recolectará muestras de Fobos en múltiples ocasiones, además de desplegar un rover desarrollado conjuntamente por el CNES y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). ^{[ 21 ]} Mediante un mecanismo de muestreo con muestreador de núcleo, la nave espacial pretende recuperar un mínimo de 10  g de muestras. MMX regresará a la Tierra en 2029. ^{[ 22 ]}

La sonda Huygens , transportada a Titán, la luna de Saturno , por la misión Cassini , fue diseñada específicamente para sobrevivir a un aterrizaje en tierra o en un líquido. Se sometió a rigurosas pruebas de caída para asegurar que pudiera resistir el impacto y seguir funcionando durante al menos tres minutos. Sin embargo, debido a la baja velocidad del impacto, continuó proporcionando datos durante más de dos horas después del aterrizaje. El alunizaje en Titán en 2005 fue el primero, y hasta la fecha el único, en un satélite planetario distinto de la Luna.

La misión estadounidense propuesta, denominada Titan Mare Explorer (TiME), contemplaba un módulo de aterrizaje que amerizaría en un lago del hemisferio norte de Titán y flotaría en su superficie durante algunos meses. La misión española propuesta, Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer (TALISE), es similar al módulo de aterrizaje de TiME, pero cuenta con su propio sistema de propulsión para el control del desplazamiento.

Vesta , la misión soviética de múltiples objetivos, fue desarrollada en cooperación con países europeos para su realización entre 1991 y 1994, pero fue cancelada debido a la disolución de la Unión Soviética. Incluía un sobrevuelo de Marte, donde Vesta desplegaría un aerostato (globo o dirigible) y pequeños módulos de aterrizaje o penetradores, seguido de sobrevuelos de Ceres o 4 Vesta y otros asteroides , con el impacto de un gran penetrador en uno de ellos.

El primer alunizaje en un cuerpo pequeño del Sistema Solar (un objeto del Sistema Solar que no es una luna, un planeta o un planeta enano) fue realizado en 2001 por la sonda NEAR Shoemaker en el asteroide 433 Eros, a pesar de que NEAR no fue diseñada originalmente para ser capaz de aterrizar.

La sonda japonesa Hayabusa realizó varios intentos de aterrizaje en el asteroide 25143 Itokawa en 2005, con resultados dispares, incluyendo un intento fallido de desplegar un rover . Diseñada para encontrarse y aterrizar en un cuerpo de baja gravedad, Hayabusa se convirtió en la segunda nave espacial en aterrizar en un asteroide y, en 2010, en la primera misión de retorno de muestras desde un asteroide.

La sonda Rosetta , lanzada el 2 de marzo de 2004, colocó el primer módulo de aterrizaje robótico, Philae, sobre el cometa Churyumov-Gerasimenko el 12 de noviembre de 2014. Debido a la gravedad extremadamente baja de estos cuerpos, el sistema de aterrizaje incluía un lanzador de arpón destinado a anclar un cable en la superficie del cometa y tirar del módulo de aterrizaje hacia abajo.

La JAXA lanzó la sonda espacial Hayabusa2 en 2014 para entregar varias piezas de aterrizaje (incluidos los módulos de aterrizaje Minerva II y German Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT) y un penetrador Small Carry-on Impactor (SCI)) entre 2018 y 2019, con el objetivo de traer muestras de regreso a la Tierra para 2020.

La Agencia Espacial China está diseñando una misión de recuperación de muestras desde Ceres que tendría lugar durante la década de 2020. ^{[ 23 ]}

Lanzada en octubre de 2018 y con llegada prevista a Mercurio en noviembre de 2026, la misión BepiColombo de la ESA a Mercurio fue diseñada originalmente para incluir el Elemento de Superficie de Mercurio (MSE). El módulo de aterrizaje habría transportado una carga útil de 7 kg compuesta por un sistema de imágenes (una cámara de descenso y una cámara de superficie), un paquete de flujo de calor y propiedades físicas, un espectrómetro de rayos X de partículas alfa , un magnetómetro , un sismómetro , un dispositivo de penetración del suelo (mole) y un microrover. El componente MSE de la misión fue cancelado en 2003 debido a restricciones presupuestarias. ^{[ 24 ]} 

Algunas sondas a Júpiter proporcionan numerosas imágenes y otros datos sobre sus lunas. Algunas misiones propuestas para aterrizar en las lunas de Júpiter fueron canceladas o no se llevaron a cabo. El pequeño módulo de aterrizaje Europa, propulsado por energía nuclear, se propuso como parte de la misión JIMO ( Jupiter Icy Moons Orbiter ) de la NASA, que fue cancelada en 2006.

La misión Europa Clipper de la NASA tiene previsto explorar las lunas de Júpiter, en particular Europa , a partir de 2030. La NASA consideró enviar un módulo de aterrizaje o un impactador junto con Europa Clipper , pero finalmente lo descartó. ^{[ 25 ]} Dado que se hipotetiza que Europa tiene agua bajo su superficie helada , estas misiones se envían para investigar su habitabilidad y evaluar su potencial astrobiológico confirmando la existencia de agua en la luna y determinando sus características.

La sonda de impacto Deep Space 2 iba a ser la primera nave espacial en penetrar bajo la superficie de otro planeta. Sin embargo, la misión fracasó con la pérdida de su nave nodriza, la Mars Polar Lander , que perdió la comunicación con la Tierra durante su entrada en la atmósfera de Marte el 3 de diciembre de 1999.

El cometa Tempel 1 fue visitado por la sonda Deep Impact de la NASA el 4 de julio de 2005. El cráter de impacto formado tenía aproximadamente 200  m de ancho y entre 30 y 50  m de profundidad, y los científicos detectaron la presencia de silicatos , carbonatos , esmectita , carbono amorfo e hidrocarburos aromáticos policíclicos . ^{[ 26 ] [ 27 ]}

La sonda de impacto lunar (MIP), desarrollada por la Organización India de Investigación Espacial (ISRO), la agencia espacial nacional de la India, fue una sonda lunar lanzada el 14 de noviembre de 2008 por el orbitador lunar de teledetección Chandrayaan-1 de la ISRO . Chandrayaan-1 fue lanzado el 22 de octubre de 2008. Esto condujo al descubrimiento de la presencia de agua en la Luna . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

El satélite de observación y detección de cráteres lunares (LCROSS) fue una nave espacial robótica operada por la NASA para realizar un método de menor costo para determinar la naturaleza del hidrógeno detectado en las regiones polares de la Luna . ^{[ 30 ]} El objetivo principal de la misión LCROSS era explorar la presencia de hielo de agua en un cráter permanentemente sombreado cerca de una región polar lunar. ^{[ 31 ]} LCROSS fue lanzado junto con el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) el 18 de junio de 2009, como parte del Programa Robótico Precursor Lunar compartido. LCROSS fue diseñado para recolectar y transmitir datos del impacto y la columna de escombros resultante del impacto de la etapa superior del cohete Centaur del vehículo de lanzamiento contra el cráter Cabeus cerca del polo sur de la Luna. Centaur impactó con éxito el 9 de octubre de 2009, a las 11:31 UTC . La nave de escolta (que transportaba la carga útil de la misión LCROSS) ^{[ 32 ]} descendió a través de la columna de escombros de Centaur, y recolectó y transmitió datos antes de impactar seis minutos después a las 11:37 UTC. El proyecto logró descubrir agua en Cabeus. ^{[ 33 ]}

La misión MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) de la NASA a Mercurio se lanzó el 3 de agosto de 2004 y entró en órbita alrededor del planeta el 18 de marzo de 2011. ^{[ 34 ]} Tras una misión de mapeo, se ordenó a MESSENGER que impactara la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015. El impacto de la nave espacial con Mercurio ocurrió cerca de las 3:26  p. m. EDT del 30 de abril de 2015, dejando un cráter estimado en 16  m de diámetro. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

El concepto de misión AIDA de la ESA investigaría los efectos del impacto de una nave espacial contra un asteroide. La nave espacial DART impactó contra Dimorphos, la luna del asteroide 65803 Didymos , en 2022, y la nave espacial Hera llegará en 2027 para investigar los efectos del impacto. ^{[ 37 ]}