En tan solo unas pocas horas, la Misión Mars2020 comenzará, junto con el rover Perseverance, su viaje para alcanzar Marte en siete meses y medio. El lanzamiento está programado para despegar desde Cabo Cañaveral mañana 30 de julio.
La misión Mars2020 planea examinar las rocas y los suelos marcianos con mayor detalle que nunca para determinar los procesos geológicos que los formaron; estudiar la atmósfera marciana; y determinar la distribución y circulación de agua y dióxido de carbono, ya sea congelado, líquido o gaseoso. Se prevé que el rover operará en la superficie de Marte durante 1,5 años marcianos (1030 días terrestres) o más. El vehículo aterrizará en el cráter Jezero con un alto potencial para encontrar signos de vidas microbianas pasadas.
Además de estudiar el entorno biológico y geológico marciano, el vehículo también extraerá y almacenará muestras sobre la superficie del planeta que posteriormente serán recogidas por el vehículo europeo llamado Mars Sample Fetch Rover que está siendo desarrollado por Airbus y que se lanzará en 2026.
Producto de un acuerdo bilateral entre España y los EE. UU., Airbus en España tuvo la oportunidad de contribuir a la misión Mars2020 con dos elementos importantes a bordo de Perseverance, el sistema de antena de alta ganancia y la estación meteorológica MEDA.
Mars2020: Sistema de antena de alta ganancia
El centro de Madrid-Barajas de Airbus, construyó el Sistema de Antena de Alta Ganancia (HGAS) Mars2020 para el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA que incluye una antena de transmisión y recepción orientable en banda-X que proporcionará comunicaciones de alta velocidad de datos directas a la Tierra, desde y hacia el rover Perseverance.
Este sistema es un modelo recurrente (excepto por la obsolescencia) del Sistema de Antena de Alta Ganancia usado en el rover Curiosity que todavía está operativo después de casi cuatro años marcianos (2.748 días terrestres), estaba planeado que Curiosity operara tan solo un año marciano (687 días terrestres).
El sistema HGAS, a bordo del rover Perseverance, consta de dos subconjuntos, la antena de alta ganancia y el mecanismo Gimbal o de cardán. Airbus fue responsable del sistema completo. También se encargó del diseño termo-mecánico y de radiofrecuencia, la fabricación, integración y ensayos de la antena de matriz plana HGA. Como subcontratista, SENER (Getxo, España) suministró el mecanismo de apuntamiento de la antena o HGAG.
La HGA es una antena de parches plana en banda-X con polarización circular de doble banda, recepción y transmisión. Se basa en la tecnología microstrip desarrollada internamente y está protegida del polvo, de manera que se mantengan las condiciones térmicas y de limpieza idóneas. El diámetro de la antena es de unos 30 cm y el peso del sistema completo es de 8 Kg, de los cuales solo 1,4 Kg pertenecen a la antena HGA.
Su misión principal es enviar a la Tierra, sin la necesidad de enlaces intermedios (orbitadores), los datos científicos generados por los diferentes instrumentos e información sobre el estado de salud del rover. Además, también puede recibir instrucciones diarias de la estación del centro de control para que el vehículo lleve a cabo su misión. Al ser orientable, puede enviar un «haz» de información apuntando directamente a la Tierra y sin la necesidad de que el vehículo se mueva, lo que contribuye a un ahorro de energía.
Las condiciones atmosféricas de Marte requieren que las antenas se sometan a una estricta campaña de ensayos de aceptación para garantizar la fiabilidad y compatibilidad de la antena con este entorno hostil. Las extremas excursiones térmicas en Marte requieren validar el sistema de antena a temperaturas que varían de -135ºC a + 90ºC. Partes específicas del diseño de la antena fueron expuestas a una prueba de fatiga térmica que duró aproximadamente 9 meses.
Ana Olea, jefe del programa de Airbus en Madrid-Barajas, dijo: «La relación con JPL ha sido excepcional, como lo fue en el pasado con Curiosity. Diría que fue una relación fluida en todo momento, una de confianza y con el objetivo común de construir un sistema de antena de alta ganancia para cumplir con los requisitos de diseño en el tiempo establecido. Cada dificultad encontrada se resolvió con un espíritu de equipo que concluyó con la entrega del sistema a tiempo y con gran satisfacción por parte del cliente, JPL».
Mars2020: MEDA – Analizador de Dinámica Ambiental de Marte
Perseverance también lleva a bordo una estación meteorológica que ha sido desarrollada en España. La misión científica y el concepto del instrumento han sido concebidos en el Centro de Astrobiología (en el Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial, CSIC-INTA), mientras que el diseño y la integración se han llevado a cabo en el centro de Tres Cantos de Airbus, cerca de Madrid. Este trabajo ha sido financiado bajo los contratos de ESA e INTA/CAB. No es la primera vez que la colaboración entre las instituciones públicas y la industria emprende tal hazaña.
El instrumento MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) tomará medidas de numerosos parámetros ambientales a lo largo de la misión nominal de 1005 días marcianos, equivalente a 1030 días terrestres. MEDA tiene sensores distribuidos en el rover para medir parámetros como la velocidad y dirección del viento, la humedad relativa, la presión atmosférica, la radiación solar, las propiedades del polvo suspendido y también las temperaturas del suelo y del aire. También tiene una cámara para tomar imágenes del cielo marciano, incluidas sus nubes.
Airbus contribuyó al instrumento con el desarrollo completo de la Unidad de Control y el software de vuelo del Instrumento; el desarrollo de la electrónica, integración y ensayos de los dos sensores de viento; el desarrollo completo del sensor infrarrojo; ingeniería de sistemas, control de calidad e integración de instrumentos.
MEDA será la tercera estación ambiental marciana liderada por España, después de REMS (Rover Environmental Monitoring Station), que llegó a Marte en 2012 a bordo del rover Curiosity, y TWINS (Temperatura y Viento para InSight), en la superficie de Marte desde el final de 2018 en la misión InSight, todo de NASA/JPL.
Gracias a estos instrumentos, los científicos tienen acceso a información altamente relevante sobre la meteorología de Marte, información que será aún más precisa con MEDA. Comprender la meteorología, su dinámica y sus ciclos es clave para entender muchas otras facetas del planeta rojo.
Tirso Velasco, jefe del proyecto MEDA de Airbus en Tres Cantos, dijo: «Colaborar con la NASA/JPL en tres instrumentos: REMS, TWINS y MEDA, durante casi 15 años ha sido extraordinario. No solo nos ha permitido desarrollar tecnologías críticas para mejorar la capacidad de hacer ciencia en Marte, sino que hemos construido una relación a largo plazo con la NASA que subraya la capacidad de Airbus para desarrollar tecnología a la vanguardia de la exploración planetaria».
Acerca de la campaña de retorno de muestras de Marte
Mars Sample Return es una campaña conjunta de la NASA y la ESA para traer de vuelta a la Tierra muestras del Planeta Rojo. La misión Mars2020 con el rover Perseverance de la NASA, recolectará muestras de suelo y rocas marcianas y las dejará sobre la superficie en pequeños tubos de metal.
En 2026, la NASA lanzará el Sample Fetch Rover de la ESA a Marte para recoger estos tubos. Aterrizando en 2028, este vehículo, que está siendo desarrollado por Airbus, viajará un promedio de 200 metros por día durante un período de seis meses para encontrar y recoger las muestras.
Recolectará hasta 36 tubos, los llevará de regreso al módulo de aterrizaje y los colocará en un Vehículo de Ascenso de Marte que los lanzará a la órbita alrededor de Marte. Otra nave espacial desarrollada por la ESA (con una carga útil de la NASA), el Earth Return Orbiter (ERO), detectará, se reunirá y capturará las muestras de la órbita marciana y las llevará a la Tierra.
