Podemos estar viviendo en la Edad de Oro de la Exploración de Marte. Con múltiples orbitadores alrededor de Marte y dos rovers en funcionamiento en la superficie del planeta rojo, nuestro conocimiento de Marte está creciendo a un ritmo sin precedentes. Pero no siempre ha sido así. Llevar un módulo de aterrizaje a Marte y a la superficie de manera segura es un desafío difícil, y muchos módulos de aterrizaje enviados a Marte han fallado.
La misión conjunta ESA / Roscosmos Mars Express, y su módulo de aterrizaje Chiaparelli, llegará a Marte en solo 15 días. Ahora es un buen momento para mirar los desafíos para llevar un módulo de aterrizaje a Marte, y también para mirar hacia atrás en los muchos intentos fallidos.
Por ahora, la NASA tiene los derechos de fanfarronear como la única organización que aterriza con éxito las sondas en Marte. Y lo han hecho varias veces. Pero no fueron los primeros en intentarlo. La Unión Soviética lo intentó primero.
La URSS envió varias sondas a Marte a partir de la década de 1960. Hicieron su primer intento en 1962, pero esa misión no se pudo lanzar. Ese fracaso ilustra el primer desafío para conseguir que una nave aterrice en Marte: los cohetes. Somos mucho mejores en cohetería que en la década de 1960, pero todavía ocurren percances.
Luego, en 1971, los soviéticos enviaron un par de sondas a Marte llamadas Marte 2 y Marte 3. Ambos eran orbitadores con aterrizadores desmontables destinados a la superficie marciana. El destino de Marte 2 y Marte 3 proporciona otros ejemplos ilustrativos de los desafíos para llegar a Marte.
Marte 2 se separó de su orbitador con éxito, pero se estrelló contra la superficie y fue destruido. El choque probablemente fue causado por su ángulo de descenso, que era demasiado empinado. Esto interrumpió la secuencia de descenso, lo que significaba que el paracaídas no pudo desplegarse. Así que Marte 2 tiene la dudosa distinción de ser el primer objeto hecho por el hombre en llegar a Marte.
Marte 3 era exactamente igual a Marte 2. A los soviéticos les gustaba hacer misiones en parejas en ese entonces, por redundancia. Mars 3 se separó de su orbitador y se dirigió a la superficie marciana, y a través de una combinación de roturas aerodinámicas, cohetes y paracaídas, se convirtió en la primera nave en aterrizar suavemente en Marte. Así que fue un éxito, más o menos.
Pero después de solo 14.5 segundos de transmisión de datos, se calmó y nunca más se supo de él. La causa probablemente fue una intensa tormenta de polvo. En un extraño giro de los acontecimientos, el orbitador Mariner 9 de la NASA llegó a Marte solo unos días antes de Marte 2 y 3, convirtiéndose en la primera nave espacial en orbitar otro planeta. Capturó imágenes de las tormentas de polvo que ocultan el planeta, sobre las cuales solo se podía ver el volcán Olympus Mons. Estas imágenes proporcionaron una explicación del fracaso de Mars 3.
En 1973, los soviéticos lo intentaron nuevamente. Enviaron cuatro naves a Marte, dos de las cuales eran aterrizadores, llamados Mars 6 y Mars 7. Mars 6 falló en el impacto, pero el destino de Mars 7 fue quizás un poco más trágico. Perdió a Marte por completo, unos 1300 km, y está en una órbita helicéntrica hasta el día de hoy. En nuestros días, asumimos que nuestra nave espacial irá a donde queremos, pero Mars 7 nos muestra que todo puede salir mal. Después de todo, Marte es un objetivo en movimiento.
En la década de 1970, la NASA acababa de obtener el éxito de su Programa Apolo y estaba estableciendo sus sitios en Marte. Desarrollaron el programa Viking que vio 2 landers, Viking 1 y Viking 2, enviados a Marte. Ambos eran configuraciones de sonda / módulo de aterrizaje, y ambos módulos aterrizaron con éxito en la superficie de Marte. Los vikingos enviaron hermosas fotos de Marte que causaron emoción en todo el mundo.
En 1997, el Pathfinder marciano de la NASA llegó a Marte y aterrizó con éxito. Pathfinder en sí era estacionario, pero traía consigo un pequeño rover llamado Sojourner. Sojourner exploró el área de aterrizaje inmediata alrededor de Pathfinder. Sojourner se convirtió en el primer rover en operar en otro planeta.
Pathfinder pudo enviar más de 16,000 imágenes de Marte, junto con sus datos científicos. También fue una misión de prueba de concepto para tecnologías como la evitación automática de obstáculos y la toma de contacto mediada por airbag. Pathfinder ayudó a sentar las bases para la Misión Mars Exploration Rover. Eso significa espíritu y oportunidad.
Pero después de Pathfinder, y antes de Spirit and Opportunity, llegó un momento de fracaso para los intentos de aterrizaje marciano. Todo el mundo participó en el fracaso, al parecer, con Rusia, Japón, Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea, todos experimentando un fracaso amargo. Las fallas de cohetes, los errores de ingeniería y otros errores de terminal contribuyeron a la falla.
El orbitador Nozomi de Japón se quedó sin combustible antes de llegar a Marte. Mars Polar Lander de la NASA falló su intento de aterrizaje. Deep Space 2 de la NASA, parte de la misión Polar Lander, falló su aterrizaje sin paracaídas y nunca se supo de él. El módulo de aterrizaje Beagle 2 de la ESA llegó a la superficie, pero dos de sus paneles solares no se desplegaron, terminando su misión. Russian se unió al fracaso nuevamente, con su misión Phobos-Grunt, que en realidad se dirigía a la luna marciana Phobos, para recuperar una muestra y enviarla de regreso a la Tierra.
En una falla infame, los ingenieros mezclaron el uso de unidades inglesas con unidades métricas, causando que el Orbitador Climático de Marte de la NASA se quemara al entrar. Estas fallas nos muestran que la falla no es rara. Es difícil y desafiante llegar a la superficie de Marte.
Después de este período de fracaso, los rovers Spirit y Opportunity de la NASA fueron éxitos sin precedentes. Aterrizaron en la superficie marciana en enero de 2004. Ambos excedieron la duración prevista de su misión de tres meses, y la Oportunidad sigue siendo fuerte ahora.
Entonces, ¿dónde nos deja eso ahora? La NASA es la única que ha aterrizado con éxito un rover en Marte y ha hecho que el rover complete su misión. Pero la ESA y Rusia están decididas a llegar allí.
El módulo de aterrizaje Schiaparelli, como parte de la misión ExoMars, es principalmente una prueba de misión tecnológica. De hecho, su nombre completo es el módulo de aterrizaje EDM de Schiaparelli, que significa Módulo de demostración de entrada, descenso y aterrizaje.
Tendrá una pequeña capacidad científica, pero está realmente diseñado para demostrar la capacidad de ingresar a la atmósfera marciana, descender de manera segura y finalmente aterrizar en la superficie. De hecho, no tiene paneles solares u otra fuente de energía, y solo llevará suficiente energía de la batería para sobrevivir durante 2-8 días.
Schiaparelli enfrenta los mismos desafíos que otras naves destinadas a Marte. Una vez lanzado con éxito, que era, tuvo que navegar hasta Marte. Eso tomó alrededor de 6 meses, y dado que ExoMars está a solo 15 días de su llegada a Marte, parece que se ha abierto camino con éxito. Pero quizás la parte más complicada viene después: la entrada a la atmósfera.
Schiaparelli es como la mayoría de las embarcaciones marcianas. Hará una entrada balística en la atmósfera marciana, y esto debe hacerse bien. No hay margen de error. El ángulo de entrada es la clave aquí. Si el ángulo es demasiado empinado, Schiaparelli puede sobrecalentarse y quemarse al entrar. Por otro lado, si el ángulo es demasiado superficial, podría golpear la atmósfera y rebotar de vuelta al espacio. No habrá una segunda oportunidad.
La secuencia de entrada y descenso está preprogramada. Funcionará o no funcionará. Llevaría demasiado tiempo enviar cualquier comando a Schiaparelli cuando entra y desciende a Marte.
Si la entrada es exitosa, el aterrizaje viene después. El lugar exacto de aterrizaje es impreciso debido a la velocidad del viento, la turbulencia y otros factores. Al igual que otras naves enviadas a Marte, el lugar de aterrizaje de Schiaparelli se define como una elipse.
El módulo de aterrizaje viajará a más de 21,000 km / h cuando llegue a Marte, y tendrá solo 6 o 7 minutos para descender. A esa velocidad, Schiaparelli tendrá que soportar un calentamiento extremo durante 2 o 3 minutos. Su escudo térmico lo protegerá y alcanzará temperaturas de varios miles de grados centígrados.
Se desacelerará rápidamente y, a unos 10 km de altitud, habrá disminuido a aproximadamente 1700 km / h. En ese punto, se desplegará un paracaídas, lo que ralentizará aún más la nave. Después de que el paracaídas desacelera su descenso, el escudo térmico será desechado.
En la Tierra, un paracaídas sería suficiente para frenar una nave descendente. Pero con la atmósfera menos densa de Marte, se necesitan cohetes para el descenso final. Un radar a bordo controlará la altitud de Schiaparelli a medida que se acerca a la superficie, y los cohetes se dispararán para reducir la velocidad a unos pocos metros por segundo en preparación para el aterrizaje.
En los momentos finales, los cohetes dejarán de disparar, y una breve caída libre indicará la llegada de Schiaparelli a Marte. Si todo va de acuerdo al plan, por supuesto.
No tendremos mucho más que esperar. Pronto sabremos si la ESA y Rusia se unirán a la NASA como las únicas agencias para aterrizar con éxito una nave en Marte. O, si se suman a la larga lista de intentos fallidos.
