Astrofísica, Ciencia
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Una misión para buscar vida en Marte

Gurb

Reportaje

Por Daniel Marín. Jueves, 25 de septiembre de 2014

En los años 70 las sondas Viking se convirtieron en los primeros artefactos humanos en buscar vida en Marte. Y hasta la fecha han sido los únicos. Hoy en día seguimos sin saber si existe vida en Marte, pero esta situación podría cambiar con la misión de bajo coste Icebreaker Life.

Icebreaker Life, anteriormente conocida como Icebreaker o Icebreaker 2, (‘rompehielos’ en inglés) nació en 2006, pero sería en 2012 cuando el concepto cobraría fuerza a raíz de la cancelación del Mars Decadal Program de la NASA. Ese año surgieron nuevas propuestas de misiones sencillas para el estudio de Marte, incluyendo Icebreaker y la Ice Dragon de SpaceX. Icebreaker tiene como objetivo averiguar de una vez por todas si existe o no vida en Marte y, en caso de no hallarla, investigar si pudo existir en el pasado. Para ahorrar costes, Icebreaker sería una copia casi idéntica de la sonda Phoenix que en 2008 aterrizó en las regiones polares de Marte (a su vez derivada de la Mars Surveyor 2001). Al igual que su predecesora, Icebreaker Life también aterrizaría cerca del polo norte de Marte (por encima de la latitud 68º norte). La misión Phoenix descubrió que, como se sospechaba por los datos de la Mars Odyssey, en las zonas boreales del planeta rojo abunda el hielo a pocos centímetros de la superficie. Como su nombre indica, el objetivo de Icebreaker Life sería excavar la capa de hielo hasta un metro de profundidad como mínimo para intentar descubrir la presencia de vida. A esta profundidad las posibles formas de vida marcianas estarían protegidas de la radiación procedente del Sol y los rayos cósmicos gracias al hielo.

El taladro de la sonda recogería muestras de entre medio metro y hasta cinco metros de profundidad en varias ocasiones. Icebreaker Life contaría con un paquete de instrumentos capaces de detectar materia orgánica en concentraciones del orden de unas pocas partes por millón (ppm). Recordemos que por ahora ninguna misión ha logrado descubrir la elusiva materia orgánica en Marte. Ni siquiera Curiosity, con sus complejos y avanzados instrumentos, ha sido capaz de detectarla. En parte la culpa de este ‘no descubrimiento’ es de los percloratos, un tipo de sales tremendamente abundantes en el suelo de Marte que precisamente fueron detectadas por primera vez por la sonda Phoenix.

El descubrimiento de percloratos supuso un cambio de paradigma en el estudio de Marte. En su momento los resultados de los experimentos de las Viking para buscar vida fueron bastante confusos e incluso algunos investigadores declararon haber encontrado indicios de la presencia de microorganismos marcianos. La razón, ahora lo sabemos, eran las reacciones químicas provocadas por los percloratos. Este tipo de sales son minoritarias en los suelos terrestres, pero en Marte son extremadamente abundantes. Curiosamente, nadie fue capaz de prever que estaban presentes en tales cantidades, de ahí los anómalos resultados de las Viking.

Hielo descubierto por la sonda Phoenix (NASA/JPL)

Hielo descubierto por la sonda Phoenix (NASA/JPL)

El experimento principal de Icebreaker Life sería SOLID (Signs of Life Detector), capaz de detectar microorganismos, moléculas orgánicas complejas y biomarcadores simples que estaría situado en la cubierta de la nave. La sonda contaría también con varias cámaras para fotografiar los alrededores y las muestras recogidas por el taladro en detalle, incluyendo una copia de la cámara SSI (Surface Stereo Imager) de Phoenix. Además, la sonda contaría con un espectrómetro de masas láser para buscar moléculas orgánicas simples, un instrumento similar al WCL (Wet Chemistry Laboratory) de la Phoenix para medir el pH y la cantidad de sales, así como un espectrómetro APXS.

La región del polo norte de Marte pudo albergar agua líquida hace tan sólo cinco o diez millones de años –una época geológicamente muy reciente– gracias a los fuertes cambios climáticos que ha sufrido el planeta rojo a lo largo de su historia por culpa del cambio en la inclinación del eje de rotación. No en vano, se cree que la oblicuidad de Marte puede alcanzar hasta 45º-60º a lo largo del tiempo según el modelo teórico que usemos. Debido a la presencia de hielo y, posiblemente, de agua líquida (una disolución de agua con percloratos puede tener una temperatura de fusión de unos -70º C), Icebreaker Life sería por tanto una misión de Categoría IVc de acuerdo con la clasificación internacional para protección contra la contaminación biológica de cuerpos del Sistema Solar. Es decir, debería ser esterilizada con sumo cuidado antes del lanzamiento, un proceso que sin duda aumentaría el coste de la misión.

Recreación virtual del proyecto

Recreación virtual del proyecto

Alimentada por paneles solares, Icebreaker Life tendrá una vida útil de unos pocos meses antes de que las duras condiciones del otoño marciano acaben con la misión. La sonda ha sido propuesta dentro del programa Discovery de misiones de bajo coste de la NASA, con 2018 como fecha de lanzamiento inicial. No obstante, y por motivos de presupuesto, la NASA no decidirá hasta 2015 si aprueba una misión Discovery adicional durante está década. Lo cierto es que Icebreaker Life tiene muy pocas posibilidades de ser aprobada. La NASA ya lanzará en 2016 una sonda basada en la Phoenix denominada InSight (destinada al estudio geológico de Marte) y en 2020 un rover dedicado a buscar evidencias presentes y pasadas de vida en Marte. No obstante, la carga útil de Icebreaker Life podría terminar siendo parte de alguna futura misión al planeta rojo.

La administración Obama decidió cancelar la cooperación de la NASA con Europa en el programa ExoMars y amenazó con recortar drásticamente el dinero para la exploración del planeta rojo. Ante las protestas de la comunidad científica, la Casa Blanca reculó y finalmente autorizó el desarrollo de un rover marciano usando la tecnología del Curiosity que despegará en 2020.

El rover previsto para 2020 es un clon de Curiosity, pero más barato (NASA)

Lo curioso del caso es que la comunidad científica no había pedido un rover. O mejor dicho, no sólo uno. La prioridad en la exploración de Marte es el retorno de muestras, un objetivo tremendamente ambicioso y costoso que requerirá de múltiples misiones. Así que, ¿para qué se puede usar el nuevo rover?

Tras casi seis meses, la comunidad científica ha hablado. O mejor dicho, lo ha hecho el Equipo de Definición de la Ciencia del rover de 2020 (SDT, Science Definition Team), que acaba de publicar su informe dentro del MEPAG (Mars Exploration Program Analysis Group) con las recomendaciones sobre los objetivos científicos de la misión.

¿Las conclusiones? El nuevo laboratorio deberá buscar signos de vida en Marte. Algo novedoso, y es que a muchos les sorprenderá saber que desde las misiones Viking allá por los años 70 la NASA no ha buscado vida en Marte de forma directa (Curiosity estudia la habitabilidad del planeta rojo, no la presencia de vida). Las probabilidades de que exista vida actualmente en Marte son mínimas, así que el rover se centrará en estudiar los rastros biológicos que hayan podido dejar los hipotéticos microorgаnismos marcianos en el pasado. Evidentemente, buscar vida es un objetivo fascinante, pero muy arriesgado. En ciencia un resultado negativo es igual de valioso que uno positivo, pero la opinión pública no opina lo mismo y la NASA no se puede arriesgar a que la misión sea considerada un fracaso en el caso de no encontrar signos evidentes de vida. Por eso, el primer objetivo de la misión será en realidad explorar un ‘ambiente antiguo relevante’. ¿Y esto qué es? Pues una región de la superficie marciana correspondiente a la Era Noeica, es decir, con una antigüedad superior a los cuatro mil millones de años. Y es que no debemos olvidar que el Marte primitivo fue habitable y es la clave para entender el origen de la vida en la Tierra. Curiosamente, vale la pena señalar que la misión ruso-europea ExoMars 2018, mucho más modesta, también planea explorar una zona de la Era Noeica.

Para saber si la vida surgió en Marte, el rover deberá buscar varios tipos de biofirmas. Aún no está claro qué instrumentos científicos serán los encargados de la tarea, pero deberá llevar un conjunto lo suficientemente capaz como para identificar algunas de ellas. Las biofirmas más importantes son las moléculas orgánicas, biominerales, estructuras a gran escala asociadas con la vida (arrecifes, estromatolitos, etc.) y, por supuesto, microfósiles (esto último no sería una biofirma, sería un bombazo). En concreto, el grado en el que el rover sea capaz de caracterizar la materia orgánica definirá la capacidad para detectar antiguos rastros de vida marciana.

Biofirmas que debe analizar el rover (NASA).
Posibles instrumentos para detectar biofirmas en función de su capacidades (NASA).
Características que deben tener los instrumentos para analizar la materia orgánica en función de la capacidad para asegurar que hubo vida en Marte (NASA).

Otro objetivo, quizás tan importante como el anterior, será guardar muestras de cara a una futura misión de retorno de muestras. La comunidad científica no tira la toalla y reivindica así una vez más cuál es su verdadera prioridad. Según el equipo científico, el rover de 2020 deberá ser capaz de guardar al menos 31 muestras en un entorno relativamente aislado dentro del vehículo. En una fecha posterior, las muestras serán recogidas por otra misión y enviadas a la Tierra para su análisis en profundidad.

Sistema de recogida de muestras (NASA).

Por último, el rover de 2020 llevará uno o varios experimentos relacionados con la futura exploración humana del planeta rojo. El equipo científico ha recomendado un instrumento para el estudio del polvo en suspensión de la atmósfera marciana, una de las mayores incógnitas de cara a una misión tripulada. Este instrumento también será capaz de capturar dióxido de carbono atmosférico. A partir del dióxido de carbono se puede sintetizar oxígeno y metano, dos compuestos fundamentales de cara a la exploración tripulada de Marte (el metano puede ser empleado como combustible). El rover de 2020 explorará así de forma tentativa las tecnologías ISRU (In-Situ Resource Utilization), un elemento que aparece en todas las propuestas de misiones tripuladas al planeta rojo.

Esquema de instrumento para capturar dióxido de carbono de la atmósfera marciana y generar oxígeno (NASA).

El problema es que el rover de 2020 deberá ser mucho más barato que Curiosity y no podrá superar los 1500 millones de dólares. Diseñar un conjunto de instrumentos avanzados con este presupuesto no es tarea sencilla. Para reducir costes, el nuevo rover no dispondrá de un taladro percutor y un sistema de transporte de muestras como el de Curiosity, sino que tendrá un instrumento de abrasión más parecido al RAT de los MERs Spirit y Opportunity. Se espera que el vehículo cuente además con una nueva antena de comunicaciones que asegure un enlace directo con la Tierra, lo que evitaría depender de los satélites en órbita marciana para el cumplimiento de la misión. En la parte superior de la ‘cabeza’, donde Curiosity tiene el instrumento ChemCam, iría el espectrómetro UCIS (Ultra Compact Imaging Spectrometer) o un instrumento basado en el Mini-Tes de los MER. En la parte frontal irá el brazo robot simplificado y el sistema de almacenamiento de muestras.

Diferencias entre el diseño de Curiosity (gris) y el rover de 2020 (círculos)(NASA).
Dos conjuntos de posibles instrumentos para el rover (NASA).

El sistema de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) será igual que el de Curiosity -incluyendo la maniobra Sky Crane-, aunque incorporará un sistema autónomo de aterrizaje mediante reconocimiento visual del terreno y un conjunto avanzado de sensores (MEDLI+) para medir las características de la atmósfera durante la entrada. El rover pasará un año marciano (669 soles) estudiando la superficie de Marte en busca de biofirmas y guardando las muestras para una futura misión de retorno. Dependiendo del presupuesto disponible, el rover irá equipado con paneles solares o con un generador de radioisótopos MMRTG como Curiosity. Ni que decir tiene, esta última opción es la favorita de los científicos.

Plan de misión del rover de 2020 (NASA).
Sistemas heredados de la misión MSL Curiosity (NASA).

Por supuesto, esto no son más que las recomendaciones de la comunidad científica. Ahora habrá que ver qué opina la cúpula de la NASA de todo esto y si esta propuesta se puede llevar a cabo dentro del presupuesto previsto. Bueno, y también queda pendiente ponerle un nombre como dios manda a esta misión, aunque sea preliminar, porque eso de ‘rover de 2020′ queda fatal.

Pero lo destacable es que a principios de la próxima década tendremos un explorador buscando señales de vida en la superficie de Marte. ¿No es increíble?

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Blog del autor: Eureka

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