Marte: cómo se traerán las muestras recogidas por el rover Perseverance
A pesar de todos los desafíos que el rover de la NASA ha superado durante su primer año en Marte, el Perseverance enfrenta todavía su tarea más difícil: volver a la Tierra con muestras del planeta rojo.
El rover Perseverance, enviado por la NASA, hizo esta selfie el 10 de septiembre de 2021 cerca de una roca identificada como Rochette, tras haber realizado dos perforaciones del tamaño de una tiza en el núcleo de una piedra, la primera muestra recolectada con éxito.
Una serie de tubos blancos cuelgan de un tablero artesanal de madera clavado en la pared del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, ubicado en Pasadena, California. Cada uno de esos tubos alude a un gemelo de titanio que se encuentra a cientos de millones de kilómetros de distancia y que, relleno de aire y rocas marcianas, viaja en el estómago de un robot geólogo conocido como Percy.
El Perseverance, o Percy para los amigos, aterrizó en el planeta rojo hace un año y desde entonces se ha desplazado más de tres kilómetros dentro de un cráter marciano. En el camino tomó miles de fotografías, analizó la química de las rocas y testeó nuevas tecnologías, como una máquina que separa el dióxido de carbono para generar oxígeno respirable.
18 DE FEBRERO DE 2021. El año pasado, el rover Perseverance recorrió más de tres kilómetros dentro del cráter Jezero, donde antiguos flujos de agua formaron el delta con forma de abanico que se aprecia en esta imagen tomada por la Cámara Estéreo de Alta Resolución a bordo del orbitador Mars Express de la Agencia Europea del Espacio.
18 DE FEBRERO DE 2021. Fotografía del rover Perseverance en su etapa de descenso, acercándose a la superficie de Marte.
En medio de estas actividades, el robot también ha estado progresando en una de las hazañas más complejas que se han intentado desde el punto de vista tecnológico: construir una preciosa colección de rocas para un eventual retorno a la Tierra.
¿Para qué sirve enviar un robot a Marte?
Probablemente, Marte contaba hace miles de millones de años con una atmósfera más gruesa, lo que lo hacía más cálido, húmedo y potencialmente más amigable para la vida que el oxidado planeta que vemos hoy.
Los científicos han juntado algunas piezas de este frondoso pasado a través de rovers que estudian las rocas en el suelo y de las naves espaciales que orbitan y observan desde arriba.
Otras pistas han llegado a través de las rocas de Marte que han caído a la Tierra en forma de meteoritos, pero la zambullida fogosa que realizan a través de la atmósfera limita su utilidad para las investigaciones.
Perseverance, el rover de la NASA, se mueve a través del cráter Jezero recolectando especímenes de roca para un eventual retorno a la Tierra.
El regreso de las muestras de Marte
Ahora, a través de los ojos mecánicos de Percy, los científicos han estado observando de cerca en busca de suelos o rocas interesantes para introducir en los tubos de ensayo y que una futura misión los recoja y traiga a la Tierra.
La iniciativa, llamada Mars Sample Return (Retorno de las Muestras de Marte), le permitirá a los científicos estudiar el pasado y presente ambiental de Marte con mucho más detalle que antes y quizás revelar si hubo vida en algún momento en este polvoriento planeta.
Los científicos sueñan con una misión de retorno con muestras de Marte desde al menos 1960, cuando la nave espacial Mariner nos dio un primer vistazo del planeta rojo. (Lea más aquí sobre la larga obsesión humana con Marte.)
21 DE FEBRERO DE 2021. Esta imagen forma parte de una panorámica de 360° tomada con la Mastcam-Z del Perseverance, un par de cámaras con zoom que actúan como los ojos principales del rover. La panorámica fue ensamblada en la Tierra a partir de 142 imágenes individuales que Percy tomó durante su tercer día en Marte.
“Ahora sí lo estamos logrando”, dice el ingeniero de sistemas de JPL, Ian Clark, antes del primer intento de tomar muestras el año pasado.
El Perseverance ha tenido algunas dificultades, pero con seis núcleos almacenados con éxito, el equipo está cada vez más cerca de hacerse con un poco de prístina roca marciana. “Esta puede ser la misión científica más importante en mucho tiempo”, agrega Clark. “Es tremendamente emocionante”.
Alegría y desconcierto en la misión Perseverance
El primer intento de recolección de muestras se convirtió en el mejor y peor momento de la misión de Perseverance hasta el momento, según Avi Okon, el ingeniero principal adjunto del sistema de muestreo y almacenamiento del rover.
Temprano en la mañana del 6 de agosto de 2021, la primera tanda de datos del Perseverance sugirió que el rover había perforado exitosamente su primera muestra en el suelo del cráter Jezero, una cuenca de impacto de 45 kilómetros que probablemente haya albergado un lago en algún momento.
25-26 DE ABRIL DE 2021. En esta foto tomada en un punto conocido como Mirador Van Zyl pueden verse las huellas del Perseverance sobre la superficie del suelo marciano. El rover permaneció allí durante 13 días mientras el helicóptero Ingenuity realizaba sus primeros vuelos.
“Al parecer todo funcionó sin fallas”, recuerda Okon. Describe haberse sentido eufórico mientras observaba los frutos de los múltiples esfuerzos del equipo. Pero pronto la siguiente tanda de datos transformó la alegría en desconcierto: no había rocas en el tubo.
Después de varios días intentando solucionar el problema, el equipo decidió que la muestra era débil y que simplemente se había deshecho mientras el rover perforaba. El contratiempo fue un recordatorio frustrante de cuán difícil es trabajar de forma remota en Marte.
Varios meses más tarde llegó otro recordatorio. El 29 de diciembre un gran número de pequeñas piedras se atascaron en el soporte de la broca y debajo del rotador del rover, hundiendo al equipo en un “purgatorio de piedritas”, como lo describe Okon.
Resolviendo los problemas de Percy en Marte
Pese a estos contratiempos, los ingenieros de la NASA han demostrado ser oponentes dignos de las pruebas que Marte les impone, habiendo preventivamente añadido muchas funciones al rover para ayudarles a evitar una catástrofe.
En este caso, los componentes de Percy encargados de las muestras fueron diseñados con recortes y ventanas que permiten que los desechos se descarten. Al acelerar el martillo de perforación y conducir el rover sobre una superficie inclinada, el equipo pudo sacudir las piedras hacia afuera.
25 DE ABRIL DE 2021. La cámara en blanco y negro del Ingenuity tomó esta fotografía de su propia sombra durante su tercer vuelo.
“A esto en diseño se le llama pensamiento progresivo”, celebra Okon, “y nos concede la posibilidad de ser robustos”.
Las primeras muestras de roca y de suelo de Marte
En total, el equipo ha recolectado seis muestras de piedras marcianas más una muestra de la atmósfera obtenida en el primer intento. El rover también tomó una muestra de aire en un tubo precargado en la Tierra con materiales que se utilizarán para medir la contaminación.
Las muestras y otra información recogida en este primer año ya han revelado la geología sorprendentemente compleja del cráter Jezero, formada por la combinación del lejano impacto de un asteroide, torrentes de agua, vientos inclementes y lava ardiente.
Los dos primeros núcleos de rocas provienen de una piedra llamada Rochette, cuyo análisis temprano sugiere que es un tipo de roca volcánica llamada basalto. Los científicos encontraron sales en las cavidades de la roca, probablemente formadas hace mucho tiempo cuando se evaporó el agua. Las cavidades pueden haber alojado antigua agua marciana.
Las dos siguientes muestras de roca provienen de una región arenosa conocida como Séitah. Cuando los científicos perforaron las capas de roca, se sorprendieron con el hallazgo de minerales que parecieran haber sido formados en una cavidad de magma frío o en un flujo de lava.
Percy y el pasado húmedo de Marte
Las rocas fueron luego alteradas por el agua y, cuando sean traídas a la Tierra, podrán ofrecer una mirada detallada sobre el pasado húmedo de Marte. Después del incidente con el atasco de pequeñas piedras, el rover también pudo juntar otras dos muestras de un afloramiento rocoso conocido como Issole.
1 DE JULIO DE 2021. Perseverance captura sus propias huellas luego de realizar su desplazamiento autónomo más largo, atravesando 109 metros.
Al rover le quedan todavía muchos más kilómetros por recorrer. Entrando al segundo año de su misión primaria, Percy se dirige hacia un delta y una costa, que son algunos de los puntos más prometedores para buscar pistas de vida antigua.
No se ha determinado todavía qué ruta seguirá el Perseverance después del delta, pero ya el hecho de recolectar una variedad de rocas y suelos a lo largo del cráter Jezero y más allá puede ayudar a los científicos a reconstruir la dinámica historia de Marte.
Cómo traer las muestras marcianas a la Tierra
A pesar de todos los desafíos que el Perseverance ha superado durante su primer año en el planeta rojo, lo más difícil está todavía por venir: volver a la Tierra con muestras de Marte.
6 DE SEPTIEMBRE DE 2021. Perseverance revela la primera muestra exitosa de roca de Marte, dentro del tubo de titanio de recolección.
6 DE SEPTIEMBRE DE 2021. Imagen de un par de perforaciones en la primera roca en ser exitosamente muestreada, conocida como Rochette. El agujero en el lado izquierdo se llama Montagnac (excavado el 7 de septiembre) y el agujero en la derecha es conocido como Montdenier (excavado el 1 de septiembre). A partir de una colaboración entre NASA y la Agencia Europea del Espacio (ESA), las futuras misiones enviarán naves espaciales a buscar las muestras selladas de la superficie de Marte y las traerán de vuelta a la Tierra.
La campaña consiste en un esfuerzo compartido entre la NASA y la Agencia Europea del Espacio (o ESA) e incluye el uso de varias naves espaciales para retornar las muestras.
Las próximas fases de la misión podrían comenzar en 2026. Una nave transportará un pequeño rover a Marte para que recoja la reserva de muestras que Percy dejará eventualmente sobre la superficie del planeta.
El rover de búsqueda cargará los tubos en una vaina del tamaño de una pelota de basquet, que será lanzada en un pequeño cohete hacia la órbita de Marte. La NASA ha anunciado recientemente que este cohete, conocido como Mars Ascent Vehicle (Vehículo De Ascenso a Marte), será construído por Lockheed Martin Space en los Estados Unidos.
Una nave espacial distinta, que está siendo diseñada por la ESA, volará a la órbita de Marte a “buscar la pelota de basquet” y la traerá de vuelta a la Tierra, asegura Richard Cook, director del proyecto Mars Sample Return en JPL.
Una de las características que hacen que las muestras sean tan fascinantes es también lo que hace que el viaje de vuelta sea tan difícil: su potencial para la vida. Aunque la posibilidad es pequeña, Marte podría alojar microbios y eso podría ser riesgoso para la vida en la tierra.
¿Cuándo podremos traer las muestras de Marte?
La nave espacial que recoja el contenedor de muestras de la órbita de Marte lo guardará en una serie de cápsulas protectoras, como una mamushka, dice Cook. Las muestras serán enviadas a la Tierra y caerán en el desierto de Utah en 2031, según las estimaciones más optimistas.
Los equipos de retorno de muestras están ahora en el proceso de finalizar los planes de diseño antes que se inicie el ensamblado de la nave espacial en algún momento del año próximo.
16 DE NOVIEMBRE DE 2021. Mientras el Perseverance cumple su primer año en Marte, el rover Curiosity, también de la NASA, se acerca a su décimo año de exploración en el planeta rojo. Esta artística vista consiste de dos panorámicas tomadas por la cámara de navegación en blanco y negro del Curiosity, con agregado de azul, naranja y verde. En el centro de la imagen se ven los flancos del Monte Sharp, la montaña de casi cinco kilómetros de altura que el Curiosity ha estado custodiando desde 2014.
Mientras tanto, Percy avanza a paso firme. El 4 de febrero el rover recorrió la mayor distancia jamás atravesada sobre la superficie marciana en un solo día: 245 metros, un poco más del doble del largo de un campo de fútbol.
El compañero del rover, el helicóptero Ingenuity, está ayudando a los científicos a cubrir aún más terreno. La pequeña aeronave, que el año pasado realizó el primer vuelo propulsado en otro planeta, puede hacer zoom a distancia para elegir el camino más seguro e interesante a través del terreno áspero de Marte.
La emoción crece con cada muestra que levanta el Perseverance. “No nos da descanso”, comenta Cook. “Necesitamos que esto suceda, tenemos que traerlo de vuelta”.
