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La Misión Mars Express y la Astrobiología

Agustin F. Chicarro, European Space Agency, Space Science Department, ESA/ESTEC, Holanda.

La Agencia Espacial Europea (ESA), respaldada por la comunidad científica, ha realizado estudios de viabilidad durante más de diez años sobre futuras misiones europeas al planeta rojo (Marsnet, Intermarsnet), haciendo hincapié en una red de estaciones en la superficie de Marte junto con un vehículo orbital, concepto que sera llevado a cabo por la misión Netlander dirigida por el CHES francés y que se lanzara en el 2005. Sin embargo, antes de estas fechas llegará a Marte la misión Mars Express de la ESA que incluirá un satélite orbital y un pequeño vehículo de aterrizaje llamado Beagle-2, en recuerdo del barco Beagle en el que Darwin plasmó su teoria sobre la evolución.

 La misión Mars Express se lanzará en junio del 2003 a bordo de un cohete ruso Soyuz, con el fin de recuperar ciertos objetivos científicos de instrumentos europeos que formaban parte de la misión rusa Mars-96 y de realizar experimentos totalmente nuevos focalizados en la busqueda de agua y en las posibilidades de vida, siguiendo las recomendaciones del International Mars Exploration lforking Group (IMEWG) y de los comités de asesoramiento del programa científico de la ESA.

Los objetivos científicos detallados del satélite Mars Express son:

la cobertura global del planeta por imágenes de 10 m de resolución e imágenes de 21n/pixel de áreas de interés específico;

 cartografía global de la composición mineralógica;

 estudio de la circulación y composición atmosféricas a escala global;

sondeo de la estructura del subsuelo hasta llegar al permafrost a varios kilómetros de profundidad;

 estudio de la interacción de la atmosfera con la superficie y con el medio interplanetario;

 y por último, ciencia de radio.

Los objetivos del vehículo de aterrizaje Beagle-2 son:

 geología, geoquímica, meteorología y exobiología del lugar de aterrizaje.

 Los instrumentos científicos del vehículo orbital Mars Express incluyen una camara de alta resolución, en estereo y en color (HRSC), un espectrómetro infrarrojo de cartografía mineralógica (OMEGA), un espectrómetro infrarojo atmosférico de tipo Fourier (PFS), un radar-altímetro para sondear el subsuelo (MARSIS), un analizador de atomos neutros energéticos (ASPERA), un espectrómetro infrarojo y ultravioleta atmosférico (SPICAM) y un experimento de ciencia de radio (MaRS). La sonda Beagle-2 comprende una serie de cámaras y microscopio, instrumentos para ana- La Misión Mars Express y la Astrobiologia: A.F. Chicarro lizar la química orgánica y mineral, brazo y utensilios robóticos y sensores de meteorología

. El Instituto de Astrofisica de Andalucía en Granada contribuye al instrumento PFS. La misión Mars Express abordará la cuestión de la Astrobiología en Marte tanto de una forma directa como indirecta. La mayoría de los instrumentos a bordo del satélite buscaran indicios de condiciones propicias a la existencia de vida, ya sea en la actualidad como en el pasado del planeta, y en particular muestras de agua en forma líquida, sólida o gaseosa. Asi pues, la cámara HRSC tomará imágenes de antiguos ríos en la superficie,

OMEGA buscará minerales con radicales OH- que se formaron en presencia de agua, MARSIS tratará de encontrar hielo y agua líquida bajo la superficie, PFS y SPICAM analizaran el agua presente en la atmósfera, y por ultimo ASPERA y MaRS estudiarán el escape de oxígeno en la atmósfera proveniente de agua y de carbonatos. Los instrumentos del Beagle-2 tambien buscaran indicios de la presencia de agua en el suelo, las rocas y la atmosfera, pero tratarán de descubrir la existencia de vida con medidas directas, como por ejemplo indicios de metano (CH4) y una mayor abundancia del isótopo ligero del carbono C12 formado por procesos biológicos, que del mas pesado C13 que no está relacionado con la vida. Desde las sondas Viking de la NASA en 1976, será la primera vez que una búsqueda tan exhaustiva de la posibilidad de vida en Marte se lleve a cabo por una misión espacial. El diseño actual de la misión permite lanzar una carga útil de unos 110 kg de instrumentos en el satélite y un vehículo de aterrizaje de unos 65 kg incluyendo sus instrumentos. El lander Beagle-2 fue elegido por sus objetivos científicos innovadores y sus instrumentos de tecnología avanzada. El Beagle-2 desplegará un complejo brazo robótico, que puede manipular diferentes tipos de instrumentos y adquirir muestras para ser analizadas por los instrumentos geoquímicos que se encuentran tanto al final del brazo como en la plataforma del lander. Uno de los utensilios que sera desplegado por el brazo es una especie de `topo' que se hundirá bajo el suelo de Marte para conseguir muestras que no hayan sido afectadas por la radiación ultravioleta del sol; otro instrumento es como una fresa de pulir que permitirá excavar la superficie de roca alterada por el clima para llegar a adquirir muestras de roca no alterada.

El cohete Soyuz con su último motor Fregat pondrá un total de 1200 kg en una trayectoria hacia Marte en junio del 2003, que es la ventana de lanzamiento más favorable hacia el planeta rojo en un futuro cercano por la masa que se puede lanzar. El satélite Mars Express es un vehículo espacial estabilizado según sus 3 ejes  y será puesto alrededor de Marte en una órbita elíptica (250 x 10 142 km) de 86.35 grados de inclinación y un periodo de 6.75 horas, que ha sido optimizada para las comunicaciones con el Beagle-2, los Netlanders, así como las sondas o rovers de la NASA que se lancen en el 2003 o 2005. El módulo de aterrizaje Beagle-2 , se separará de Mars Express cinco días antes de la llegada a Marte y se dirigirá con su trayectoria propia para entrar y atravesar la atmósfera de Marte en aproximádamente 5 minutos, y aterrizar a unos 40 m/seg dentro de una élipse de 100 x 20 km. El lugar de aterrizaje del Beagle-2 ha sido elegido ya en Isidis Planitia (10.6° N, 270° W), en una zona de capas sedimentarias dentro de un crater de impacto donde se pudo desarrollar la vida. La duración nominal de la misión es de un año marciano (687 días) para el satélite orbital que se prolongará por un segundo año marciano para obtener la cobertura global de imágenes y permitir comunicaciones con otros landers. La duración del vehículo de aterrizaje Beagle-2 es de unos seis meses. La ESA proporciona un cohete, el vehículo orbital y las operaciones, mientras que la sonda Beagle-2 esta siendo financiado por un consorcio de universidades e industrias en su mayoria británicas, con participación de la ESA. Los instrumentos tanto del satélite como del Beagle-2 los propor cionan instituciones científicas europeas, con participación norteamericana y rusa en ciertos casos. El segmento de tierra incluye la estación de la ESA de Perth en Australia, y el centro de operaciones de la misión en ESOC, Darmstadt, Alemania. La misión Mars Express se encuentra ahora en fase CD, con Astrium, Toulouse, Francia, como contratista principal y un gran número de empresas repartidas por todos los paises europeos miembros de la ESA. La colaboración internacional, ya sea a través de la fabricación de instrumentos o de análisis de datos, tiene un gran valor añadido para diversificar y aumentar el retorno científico de la misión, como por ejemplo la contribución de la NASA en el radar de sondeo del subsuelo y la utilización de la red Deep Space Network para aumentar el volumen de datos que se pueden transmitir hacia la Tierra. A finales del 2003, unos días despues de Mars Express, llegará el satélite japonés Nozomi a Marte. Ambas misiones son enormemente complementarias, tanto por sus órbitas respectivas como por sus investigaciones científicas. Nozomi se concentrará en el estudio de la atmósfera alta y de la interacción del viento solar con la ionosfera desde una órbita ecuatorial, mientras que Mars Express estudiará principalmente la superficie y el subsuelo del planeta, así como la atmosfera, desde una órbita polar. Una estrecha cooperación entre Nozomi y Mars Express esta resultando en un programa conjunto de exploración de Marte entre la ESA y la agencia japonesa ISAS.

Imagen de Gran  resolución del Mars Express y el Beagle-2

La Misión Mars Express y la Astrobiologia: A.F. Chicarro

Para mayor información, consultar las páginas de la red sobre la misión Mars Express y su lander Beagle-2: http://sei.esa.int/marsexpress/ y http://www.beagle2.com/