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Articulo de referencia

ExoMars

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ExoMars (Exobiología en Marte) es un programa de astrobiología de la Agencia Espacial Europea (ESA) compuesto por el Orbitador de Gases Traza (TGO) , el módulo de aterrizaje Schiaparelli y un futuro rover Rosalind Franklin . Los objetivos de ExoMars son buscar signos de vida pasada en Marte , [ 1 ] [ 2 ] investigar cómo varía el agua y el entorno geoquímico marciano, investigar los gases traza atmosféricos y sus fuentes y, de este modo, demostrar las tecnologías para una futura misión de retorno de muestras de Marte . [ 3 ]

La primera parte del programa es una misión lanzada en 2016. El Orbitador de Gases Traza (TGO) y un módulo de aterrizaje estacionario de prueba llamado Schiaparelli (diseñado para probar nuevas tecnologías clave para entregar de forma segura la posterior misión del rover [ 4 ] ) fueron lanzados el 14 de marzo de 2016. [ 5 ] El TGO entró en órbita de Marte el 19 de octubre de 2016 y procedió a mapear las fuentes de metano ( CH4 ) y otros gases traza presentes en la atmósfera marciana que podrían ser evidencia de posible actividad biológica o geológica. El TGO cuenta con cuatro instrumentos y actúa como satélite de retransmisión de comunicaciones. El módulo de aterrizaje experimental Schiaparelli se separó del TGO el 16 de octubre y fue maniobrado para aterrizar en Meridiani Planum , pero se estrelló en la superficie de Marte. [ 6 ]

La segunda parte del programa estaba planeada para lanzarse a principios de la década de 2020, cuando un módulo de aterrizaje ruso llamado Kazachok [ 7 ] debía entregar el rover Rosalind Franklin de la ESA a la superficie marciana. El rover también incluiría algunos instrumentos construidos por Roscosmos . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] El 17 de marzo de 2022, la ESA suspendió la misión debido a la invasión en curso de Ucrania por parte de Rusia . [ 14 ] [ 15 ] En abril de 2024, la misión recibió nueva financiación para reiniciar la construcción y entrega del rover Rosalind Franklin utilizando una nueva plataforma de aterrizaje europea y la NASA ha acordado proporcionar el lanzamiento, actualmente programado para finales de 2028. [ 16 ] Las operaciones y comunicaciones de la segunda misión estarán dirigidas por el Centro de Control del Rover de ALTEC en Italia. [ 17 ]

Historia

Concepto del rover MAX-C
El rover ExoMars en exhibición en Gasometer Oberhausen , Alemania (2009)
El rover ExoMars en MAKS-2021
Moneda austriaca de 25 euros, lanzada en 2011.
Un prototipo del rover ExoMars en el Festival de Ciencia de Cambridge de 2015.

Desde su inicio, ExoMars ha pasado por varias fases de planificación con diversas propuestas para módulos de aterrizaje, orbitadores, vehículos de lanzamiento y planificación de cooperación internacional, [ 18 ] como la extinta Iniciativa Conjunta de Exploración de Marte (MEJI) de 2009 con los Estados Unidos. [ 19 ] [ 20 ] Originalmente, el concepto de ExoMars consistía en un gran rover robótico que formaría parte del Programa Aurora de la ESA como misión insignia y fue aprobado por los ministros de la Agencia Espacial Europea en diciembre de 2005. Concebido originalmente como un rover con una estación terrestre estacionaria, se planeó que ExoMars se lanzara en 2011 a bordo de un cohete ruso Soyuz Fregat . [ 21 ]

ExoMars comenzó en 2001 como parte del programa Aurora de la ESA para la exploración humana de Marte. [ 22 ] Esa visión inicial contemplaba un rover en 2009 y, posteriormente, una misión de retorno de muestras de Marte . [ 22 ] Otra misión destinada a apoyar el programa Aurora es una misión de retorno de muestras de Fobos. [ 22 ] En diciembre de 2005, las diferentes naciones que componen la ESA dieron su aprobación al programa Aurora y a ExoMars. [ 23 ] Aurora es un programa opcional y cada estado puede decidir en qué parte del programa quiere participar y en qué medida (por ejemplo, cuántos fondos quiere invertir en el programa). [ 23 ] El programa Aurora se inició en 2002 con el apoyo de doce naciones: Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Italia, Países Bajos, Portugal, España, Suecia, Suiza, Reino Unido y Canadá. [ 23 ]

En 2007, la empresa tecnológica canadiense MacDonald Dettwiler and Associates Ltd. (MDA) fue seleccionada para un contrato de un millón de euros con EADS Astrium de Gran Bretaña para diseñar y construir un prototipo de chasis de rover marciano para la Agencia Espacial Europea. Astrium también fue contratada para diseñar el rover final. [ 24 ]

Cooperación con la NASA

En julio de 2009, la NASA y la ESA firmaron la Iniciativa Conjunta de Exploración de Marte , que proponía utilizar un cohete Atlas en lugar de un Soyuz, lo que alteró significativamente el panorama técnico y financiero de la misión ExoMars. El 19 de junio, cuando aún se planeaba que el rover viajara a bordo del Orbitador de Gases Traza de Marte , se informó que un posible acuerdo requeriría que ExoMars redujera su peso lo suficiente como para poder transportarlo a bordo del vehículo de lanzamiento Atlas junto con un orbitador de la NASA. [ 25 ]

Luego, la misión se combinó con otros proyectos en una misión multi-nave espacial dividida en dos lanzamientos de Atlas V : [ 26 ] [ 27 ] el Orbitador de Gases Traza ExoMars (TGO) se fusionó con el proyecto, aprovechando un módulo de aterrizaje meteorológico estacionario programado para su lanzamiento en enero de 2016. También se propuso incluir un segundo rover, el MAX-C .

En agosto de 2009 se anunció que la Agencia Espacial Federal Rusa (ahora Roscosmos) y la ESA habían firmado un contrato que incluía la cooperación en dos proyectos de exploración de Marte: el proyecto ruso Fobos-Grunt y el proyecto ExoMars de la ESA. En concreto, la ESA se aseguró un cohete ruso Proton como "lanzador de reserva" para el rover ExoMars, que incluiría componentes de fabricación rusa. [ 28 ] [ 29 ]

El 17 de diciembre de 2009, los gobiernos de la ESA dieron su aprobación final a una misión de exploración de Marte en dos partes que se llevaría a cabo con la NASA, confirmando su compromiso de gastar 850  millones de euros (1.230  millones de dólares) en misiones en 2016 y 2018. [ 30 ]

En abril de 2011, debido a una crisis presupuestaria, se anunció una propuesta para cancelar el rover MAX-C acompañante y lanzar un solo rover en 2018, que sería más grande que cualquiera de los vehículos del concepto combinado. [ 31 ] Una sugerencia fue que el nuevo vehículo se construiría en Europa y llevaría una combinación de instrumentos europeos y estadounidenses. La NASA proporcionaría el cohete para enviarlo a Marte y el sistema de aterrizaje con grúa espacial . A pesar de la reorganización propuesta, los objetivos de la oportunidad de misión de 2018 se habrían mantenido prácticamente iguales. [ 31 ]

Según el presupuesto del año fiscal 2013 que el presidente Obama publicó el 13 de febrero de 2012, la NASA canceló su participación en ExoMars debido a recortes presupuestarios para pagar los sobrecostos del Telescopio Espacial James Webb . [ 32 ] [ 33 ] Con la financiación de la NASA para este proyecto cancelada por completo, la mayoría de estos planes tuvieron que ser reestructurados. [ 20 ] [ 34 ]

Cooperación con Rusia

El 14 de marzo de 2013, representantes de la ESA y la agencia espacial rusa (Roscosmos) firmaron un acuerdo en el que Rusia se convirtió en socio de pleno derecho. Roscosmos suministraría a ambas misiones vehículos de lanzamiento Proton con etapas superiores Briz-M y servicios de lanzamiento, [ 35 ] así como un módulo adicional de entrada, descenso y aterrizaje para la misión del rover en 2018. [ 8 ] En virtud del acuerdo, a Roscosmos se le concedieron tres condiciones solicitadas: [ 36 ]

  • Roscosmos aportaría dos vehículos de lanzamiento Proton como pago por la colaboración.
  • La carga útil del Trace Gas Orbiter incluirá dos instrumentos rusos que fueron desarrollados originalmente para Fobos-Grunt . [ 8 ] [ 13 ] [ 37 ]
  • Todos los resultados científicos deben ser propiedad intelectual de la Agencia Espacial Europea y de la Academia Rusa de Ciencias (es decir, Roscosmos habría formado parte de todos los equipos del proyecto y habría tenido acceso completo a los datos de investigación [ 38 ] ).

La ESA había limitado originalmente el presupuesto de los proyectos ExoMars a 1.000 millones de euros  (1.300 millones de dólares  ), pero la retirada de la agencia espacial estadounidense ( NASA ) y la consiguiente reorganización de las iniciativas añadieron varios cientos de millones de euros a la suma recaudada hasta el momento. [ 10 ] Así pues, en marzo de 2012, los Estados miembros instruyeron al ejecutivo de la agencia para que estudiara cómo se podría subsanar este déficit. [ 39 ] Una posibilidad era que otras actividades científicas dentro de la ESA tuvieran que pasar a un segundo plano para dar prioridad a ExoMars. [ 10 ] [ 40 ] En septiembre de 2012 se anunció que los nuevos miembros de la ESA, Polonia y Rumanía, contribuirían con hasta 70  millones de euros a la misión ExoMars. [ 41 ] La ESA no ha descartado un posible regreso parcial de la NASA a la fase de 2018 de ExoMars, aunque con un papel relativamente secundario. [ 10 ] [ 11 ] [ 42 ]

La financiación rusa de ExoMars se cubriría parcialmente con pagos de seguros de 1.200  millones de rublos (40,7 millones de dólares estadounidenses  ) por la pérdida de Fobos-Grunt , [ 36 ] y la reasignación de fondos para una posible coordinación entre los proyectos Mars-NET y ExoMars. [ 43 ] [ 44 ] El 25 de enero de 2013, Roscosmos financió completamente el desarrollo de los instrumentos científicos que se lanzarían en el primer lanzamiento, el Orbitador de Gases Traza (TGO). [ 45 ]

En marzo de 2014, el principal constructor del rover ExoMars, la división británica de Airbus Defence and Space , había comenzado a adquirir componentes críticos, [ 46 ] pero la misión del rover de 2018 aún tenía un déficit de más de 100 millones de euros, o 138  millones de dólares. [ 46 ] Las ruedas y el sistema de suspensión son pagados por la Agencia Espacial Canadiense y están siendo fabricados por MDA Corporation en Canadá. [ 46 ]

Primer lanzamiento en 2016

La nave espacial que contenía el Orbitador de Gases Traza ExoMars (TGO) y Schiaparelli se lanzó el 14 de marzo de 2016 a las 09:31 UTC ( la transmisión en vivo comenzó a las 08:30 GMT). [ 5 ] [ 47 ] [ 48 ] Se produjeron cuatro encendidos de cohetes en las siguientes 10 horas antes de que el módulo de descenso y el orbitador fueran liberados. Las señales del Orbitador se recibieron con éxito a las 21:29 GMT del mismo día, lo que confirmó que el lanzamiento fue completamente exitoso y que la nave espacial estaba en camino a Marte. [ 49 ] Poco después de la separación de las sondas, la etapa superior del propulsor Briz-M posiblemente explotó a unos pocos kilómetros de distancia, aunque aparentemente sin dañar el orbitador ni el módulo de aterrizaje. [ 50 ] La nave espacial, que albergaba el Orbitador de Gases Traza y el módulo de aterrizaje Schiaparelli , tomó su órbita nominal hacia Marte y aparentemente estaba en orden de funcionamiento. Durante las dos semanas siguientes, los controladores continuaron revisando y poniendo en marcha sus sistemas, incluidos el de energía, comunicaciones, rastreadores de estrellas y el sistema de guía y navegación. [ 51 ]

Retrasos y suspensión

En enero de 2016 se anunció que la situación financiera de la misión de 2018 «podría» requerir un retraso de 2 años. [ 52 ] [ 53 ] Italia es el mayor contribuyente a ExoMars, y el Reino Unido es el segundo mayor patrocinador financiero de la misión. [ 46 ] El rover estaba programado para ser lanzado en 2018 y aterrizar en Marte a principios de 2019, [ 54 ] pero en mayo de 2016 la ESA anunció que el lanzamiento se produciría en 2020 debido a retrasos en las actividades industriales europeas y rusas y en las entregas de la carga útil científica. [ 9 ]

El 12 de marzo de 2020 se anunció que la segunda misión se retrasaría hasta su lanzamiento en 2022 debido a que el vehículo no estaba listo para su lanzamiento en 2020, retrasos que se vieron exacerbados por las restricciones de viaje durante la pandemia de COVID-19 . [ 55 ]

El 28 de febrero de 2022, se anunció que la segunda misión, cuyo lanzamiento estaba previsto para 2022, era "muy improbable" debido a las sanciones impuestas a Rusia en respuesta a la invasión rusa de Ucrania . [ 56 ] El 17 de marzo de 2022, se abandonó el lanzamiento de ExoMars en la ventana de lanzamiento de 2022, con la consiguiente suspensión definitiva de la colaboración con Roscosmos. [ 57 ] Sin embargo, en noviembre, los estados miembros de la Agencia Espacial Europea prometieron 360 millones de euros para el rover Rosalind Franklin, incluyendo el coste de la sustitución de componentes rusos. El rover, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, llevará un espectrómetro de masas de última generación, el Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte (MOMA). [ 58 ]

Reanudar

En junio de 2024,  se adjudicó un contrato de 567 millones de dólares a Thales Alenia Space para completar el ensamblaje, la integración y las pruebas de la plataforma de aterrizaje para Rosalind Franklin , con Airbus Defense and Space a cargo de la mecánica, la térmica y la propulsión , y ArianeGroup proporcionando el escudo térmico. [ 16 ] El 16 de abril de 2024, la ESA anunció un memorando de entendimiento con la NASA para proporcionar el servicio de lanzamiento a finales de 2028, y que el siguiente hito de la misión es la revisión del diseño preliminar en junio de 2024. [ 59 ]

Objetivos

Los objetivos científicos , en orden de prioridad, son: [ 60 ]

Los objetivos tecnológicos a desarrollar son:

  • Aterrizaje de grandes cargas útiles en Marte.
  • explotar la energía solar en la superficie de Marte.
  • acceder al subsuelo con una perforadora capaz de recoger muestras hasta una profundidad de 2 metros (6,6 pies) 
  • desarrollar la capacidad de exploración de la superficie utilizando un vehículo explorador.

Perfil de la misión

ExoMars es un programa conjunto de la Agencia Espacial Europea (ESA). Según los planes actuales, el proyecto ExoMars constará de un orbitador (el Orbitador de Gases Traza ) y un rover. El módulo de aterrizaje y el rover se limpiarán y esterilizarán para evitar la contaminación de Marte con formas de vida terrestres y para asegurar que las biomoléculas detectadas no provengan de la Tierra. La limpieza requerirá una combinación de métodos de esterilización, incluyendo radiación ionizante , radiación UV y productos químicos como alcohol etílico e isopropílico. [ 61 ] (véase Protección planetaria ).

Primer lanzamiento (2016)

Orbitador de gases traza

El Trace Gas Orbiter (TGO) es una misión orbital de telecomunicaciones y analizador de gases atmosféricos de Marte que se lanzó el 14 de marzo de 2016 a las 09:31 UTC. [ 62 ] La nave espacial llegó a la órbita marciana en octubre de 2016. Entregó el módulo de aterrizaje ExoMars Schiaparelli EDM y luego procedió a mapear las fuentes de metano en Marte y otros gases, y al hacerlo, ayudará a seleccionar el sitio de aterrizaje para el rover ExoMars que se lanzará en 2022. La presencia de metano en la atmósfera de Marte es intrigante porque su probable origen es la vida actual o la actividad geológica. A la llegada del rover en 2023, el orbitador se transferiría a una órbita más baja donde podría realizar actividades científicas analíticas, así como proporcionar al rover ExoMars un relé de telecomunicaciones. La NASA proporcionó un relé de telecomunicaciones Electra e instrumento de navegación para garantizar las comunicaciones entre las sondas y los rovers en la superficie de Marte y los controladores en la Tierra. [ 8 ] [ 63 ] El TGO continuaría funcionando como satélite de retransmisión de telecomunicaciones para futuras misiones de aterrizaje hasta 2022. [ 64 ]

Schiaparelli EDM lander

Modelo del Módulo Demostrador EDL Schiaparelli de ExoMars (EDM). Durante su descenso, devolvió 600 MB de datos, pero no logró un aterrizaje suave. [ 65 ]

El Módulo Demostrador de Entrada, Descenso y Aterrizaje (EDM) llamado Schiaparelli , [ 66 ] tenía como objetivo proporcionar a la Agencia Espacial Europea (ESA) y a Roscosmos de Rusia la tecnología para aterrizar en la superficie de Marte. [ 67 ] Fue lanzado junto con el Orbitador de Gases Traza ExoMars (TGO) el 14 de marzo de 2016, 09:31 UTC y estaba programado para aterrizar suavemente el 19 de octubre de 2016. No se recibió ninguna señal que indicara un aterrizaje exitoso, [ 68 ] y el 21 de octubre de 2016, la NASA publicó una imagen del Orbitador de Reconocimiento de Marte que muestra lo que parece ser el lugar del accidente del módulo de aterrizaje. [ 6 ] El módulo de aterrizaje estaba equipado con una batería eléctrica no recargable con suficiente energía para cuatro soles . El aterrizaje suave debería haberse realizado en Meridiani Planum [ 67 ] durante la temporada de tormentas de polvo, lo que habría brindado una oportunidad única para caracterizar una atmósfera cargada de polvo durante la entrada y el descenso, y para realizar mediciones de superficie asociadas con un entorno rico en polvo. [ 69 ]

Una vez en la superficie, debía medir la velocidad y dirección del viento, la humedad, la presión y la temperatura de la superficie, y determinar la transparencia de la atmósfera. [ 69 ] Transportaba una carga útil de superficie, basada en el paquete meteorológico propuesto DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface), que consta de un conjunto de sensores para medir la velocidad y dirección del viento (MetWind), la humedad (MetHumi), la presión (MetBaro), la temperatura de la superficie (MarsTem), la transparencia de la atmósfera (Sensor de Profundidad Óptica; ODS) y la electrificación atmosférica (Sensor de Radiación Atmosférica y Electricidad; MicroARES). [ 70 ] [ 71 ] La carga útil DREAMS debía funcionar durante 2 o 3 días como estación ambiental durante la duración de la misión de superficie EDM después del aterrizaje. [ 67 ] [ 72 ]

Segundo lanzamiento (2028)

Oxia Planum , cerca del ecuador, es el lugar de aterrizaje elegido por su potencial para preservar biofirmas y su superficie lisa.

La misión ExoMars 2022 fue planeada para ser lanzada durante una ventana de lanzamiento de doce días que comenzó el 20 de septiembre de 2022, y programada para aterrizar en Marte el 10 de junio de 2023. [ 73 ] Habría incluido una etapa de crucero de construcción alemana y un módulo de descenso ruso. [ 74 ] El 28 de febrero de 2022, la ESA anunció que, como resultado de las sanciones relacionadas con la invasión rusa de Ucrania , un lanzamiento en 2022 es "muy improbable". [ 75 ] El 28 de marzo de 2022, se confirmó que el rover ExoMars estaba técnicamente listo para el lanzamiento, pero la ventana de lanzamiento de 2022 para la misión ya no es posible debido a la invasión rusa de Ucrania . [ 76 ] Se espera que el lanzamiento de una versión revisada de la misión, utilizando una nueva plataforma de aterrizaje no rusa, ocurra no antes de 2028. [ 15 ] La ESA informó que Rosalind será lanzado en 2028 en un cohete estadounidense y se espera que el rover aterrice en 2030 cuando el planeta no esté experimentando una tormenta de polvo global. [ 77 ] En 2022, EE. UU. anunció su participación y dijo que proporcionaría el módulo de aterrizaje y que 40 Unidades de Calentador de Radioisótopos (RHU) también se mantienen reservadas para esta misión. [ 78 ]

Rosalind Franklin Rover

Modelo del vehículo explorador Rosalind Franklin, 2024

El rover Rosalind Franklin de ExoMars debía aterrizar en junio de 2023 y navegar de forma autónoma por la superficie marciana. Sin embargo, la colaboración con científicos rusos se canceló en 2022 como respuesta a la invasión rusa de Ucrania que comenzó ese año. [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] Ahora se prevé que Rosalind Franklin se lance en 2028. [ 58 ]

La instrumentación consistiría en el conjunto de laboratorio de exobiología, conocido como "laboratorio analítico Pasteur" para buscar signos de biomoléculas y biofirmas de vida pasada. [ 10 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] Entre otros instrumentos, el rover también llevará un taladro de núcleo subsuperficial de 2 metros (6,6 pies) para extraer muestras para su laboratorio a bordo. [ 85 ] Tendrán una masa de aproximadamente 207 kg (456 lb) .   

El rover Rosalind Franklin incluye el conjunto de instrumentos Pasteur, que comprende el Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte (MOMA), [ 58 ] MicrOmega-IR y el Espectrómetro Láser Raman (RLS). Algunos ejemplos de instrumentos externos en el rover son:

Véase también

Referencias

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  • Sitio web oficial
  • Sitio web del Instituto de Investigación Espacial ExoMars de la Academia Rusa de Ciencias
  • Sitio web principal de la ESA
  • El proyecto ExoMars en RussianSpaceWeb.com
  • Llegada a Marte ( The New York Times ; 16 de octubre de 2016)
  • Vídeo animado de ExoMars
  • Artículo de ExoMars en eoPortal de la ESA