LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  MISION: EXOMARS (2016-2020)

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Jose Oliver ENCICLOPEDIA DE LA ASTRONAUTICA  

   EXOMARS AMBICIOSO PROYECTO DE EUROPA (DESARROLLO DE LA MISION)

 

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26 de abril de 2018, después de varias semanas de calibración de sus instrumentos y orbitando Marte a una altura casi circular de 400 kilómetros, la nave TGO (Trace Gas Orbiter) de la misión ExoMars2016 ha remitido las primeras imágenes del planeta rojo.

El sistema CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System), tomó esta impresionante imagen, que presenta parte de un cráter de impacto, durante el período de prueba del instrumento. La cámara se activó el 20 de marzo y se probó para el inicio de su misión principal a partir del 28 de abril. La imagen captura un segmento de 40 km de largo por 10 de ancho del Cráter Korolev ubicado en el hemisferio norte. El material brillante en el borde del cráter es hielo, la imagen se ensambla a partir de tres imágenes en diferentes colores que se tomaron casi simultáneamente el 15 de abril. La resolución de la fotografía era originalmente de 5.08 m/píxel, pero una vez tratada informáticamente se consiguen ver detalles de 4.6 metros. El ángulo de incidencia solar es de 76.6º, cuando en ese lugar eran las 07:14:11 hora local, y la nave TGO viajaba a 2.90 Km/s.

Los espectrómetros comenzaron su misión científica el 21 de abril con la nave espacial haciendo su primer “olfateo” de la atmósfera. En realidad, los olfateos son los espectrómetros que observan cómo las moléculas en la atmósfera absorben la luz solar: cada una tiene una huella digital única que revela su composición química.

 

9 de abril de 2018, ha llegado la hora que la nave europea TGO (Trace Gas Orbiter) comience a trabajar para lo que fue construida. El orbitador ExoMars2016 pronto comenzará su búsqueda de gases que pueden estar relacionados con la actividad geológica o biológica activa en el Planeta Rojo. El TGO ha alcanzado su órbita final después de un año de 'aerofrenado' que terminó en febrero. Esta emocionante operación vio a la nave pasar por la parte superior de la atmósfera superior, usando arrastre en sus alas solares para transformar su órbita inicial altamente elíptica de cuatro días de aproximadamente 200 x 98 000 km en la ruta final, mucho más baja y casi circular a unos 400 km.

Ahora está circulando en Marte cada dos horas y, después de la calibración y la instalación del nuevo software, comenzará las observaciones científicas de rutina. El objetivo principal es realizar un inventario detallado de los gases traza, los que constituyen menos del 1% del volumen total de la atmósfera del planeta. En particular, el orbitador buscará evidencia de metano y otros gases que podrían ser firmas de actividad biológica o geológica activa.

Se espera que el metano en Marte tenga una vida más bien corta, alrededor de 400 años, porque se descompone con la luz ultravioleta del Sol. También reacciona con otras especies en la atmósfera, y está sujeto a la mezcla y dispersión por los vientos. Eso significa que, si se detecta hoy, es probable que se haya creado o liberado de un antiguo depósito hace relativamente poco tiempo. Se han insinuado las posibles detecciones previas de metano realizadas por el MarsExpress del ESA y, más recientemente, por el rover Curiosity de la NASA, pero siguen siendo objeto de mucho debate.

El Trace Gas Orbiter puede detectar y analizar metano y otros gases traza incluso en concentraciones extremadamente bajas, con una precisión mejorada de tres órdenes de magnitud sobre mediciones anteriores. También será capaz de ayudar a distinguir entre los diferentes orígenes posibles.

Los cuatro instrumentos realizarán mediciones complementarias de la atmósfera, la superficie y el subsuelo. Su cámara ayudará a caracterizar características en la superficie que pueden estar relacionadas con fuentes de gases traza. Sus instrumentos también buscarán hielo de agua escondido justo debajo de la superficie, lo que junto con posibles fuentes de trazas de gas podrían guiar la elección de futuros sitios de aterrizaje de misiones.

Pronto también comenzará a proporcionar retransmisión de comunicaciones para los rovers Opportunity y Curiosity de la NASA, antes de la llegada del módulo de aterrizaje InSight de la NASA a finales de este año, y para el rover ExoMars2020 y la plataforma de ciencias de superficie en marzo de 2021.

 

28 de marzo de 2018, hoy se ha de hablar de una prueba muy importante relacionada con el módulo de aterrizaje de la futura ExoMars2020. El paracaídas más grande que jamás haya volado en una misión a Marte ha sido desplegado en la primera de una serie de pruebas, para prepararse para la próxima misión ExoMars que entregará un rover y una plataforma de ciencia de superficie al Planeta Rojo.

Un módulo portador transportará el rover y la plataforma científica a Marte dentro de una sola aeroesfera. Un módulo de descenso se separará del transportador poco antes de llegar a la atmósfera, con lo cual un escudo protector térmico, paracaídas, propulsores y sistemas de amortiguación reducirán la velocidad y los transportarán de manera segura a la superficie.

El foco de la última prueba, realizada en condiciones bajo cero en Kiruna, Suecia a principios de este mes, fue el segundo paracaídas principal de 35 m de diámetro. La prueba demostró el despliegue y la inflación del paracaídas con sus 112 líneas conectadas a un vehículo de prueba de caída, a través del despliegue de una rampa piloto más pequeña de 4,8 m de ancho.

El sistema completo de paracaídas, que suma unos 195 kg, se guarda en un bote delicado. El segundo paracaídas principal de 70 kg se pliega con sus 5 km de cables de una manera precisa, un proceso que toma alrededor de tres días hábiles, para garantizar que se extraiga correctamente. El conjunto se elevó 1,2 km por encima del suelo con un helicóptero, y la secuencia se inició después de que el vehículo fue lanzado. Aproximadamente 12 segundos después de que se infló el paracaídas piloto, se desencadenó la segunda liberación del paracaídas. Las cámaras GoPro en el vehículo de prueba de 500 kg observaron la inflación del paracaídas, y el equipo de a bordo envió la telemetría en tiempo real, ya que descendió en unos dos minutos y medio hasta el suelo. Gracias a esta prueba se planificará la siguiente, cuando el equipo caiga desde un globo estratosférico desde casi 30 km, para representar con mayor precisión la baja presión atmosférica en Marte, un aspecto vital cuando se considera la inflación de paracaídas.

El primer paracaídas principal es una campana de 15 m de ancho con el mismo diseño que el desplegado en la misión ExoMars 2016 y la sonda Huygens de la ESA que aterrizó en la luna Titán de Saturno en 2005. Se abrirá mientras el módulo siga viajando a velocidad supersónica, y se descartará antes del despliegue del segundo conducto del piloto y el segundo paracaídas principal una vez a velocidades subsónicas. El segundo paracaídas principal tiene un diseño de ranura de anillo, que aumenta la resistencia a velocidades más bajas. El enfoque de doble paracaídas permite un módulo de descenso mucho más pesado de la misión ExoMars 2020, unos 2000 kg en comparación con casi 600 kg de la misión de Schiaparelli de la ExoMars2016.

Durante la última etapa de descenso, el escudo térmico frontal del aeroshell se descartará y la plataforma de aterrizaje se liberará para su descenso final. La plataforma desplegará luego rampas para que el rover conduzca hacia la superficie de Marte, para comenzar su apasionante misión de exploración científica.

 

20 de febrero de 2018, por fin el periodo de aerobraking de la nave TGO (Trace Gas Orbiter) ha finalizado, en principio todo ha ido como se esperaba por parte de los ingenieros del esa ha finalizado, en principio todo ha ido como se esperaba por parte de los ingenieros del ESA (Agencia Espacial Europea).

El ExoMars Trace Gas Orbiter llegó a Marte en octubre de 2016 para investigar el origen potencialmente biológico o geológico de los gases traza en la atmósfera. Su órbita inicial fue de 98.000 por 200 kilómetros y un periodo de 24 horas, imposible para realizar su labor científica de buscar el origen del metano en Marte. Para conseguir una órbita ideal de 400 kilómetros circular se tuvo que acudir al recurso del aerofrenado, durante un año la TGO ha estado rozando las capas atmosféricas del planeta rojo para provocar una disminución de su velocidad en la periapsis por lo tanto se iba acortando la distancia en su apoapsis, incluyendo así mismo el tiempo de periodo orbital. Esta operación ha sido tan delicada, que basta comentar que en ciertos momentos el ExoMars 2016 se encontró a tan solo 110 kilómetros sobre la superficie del planeta.

El final de este esfuerzo llegó a las 17:20 GMT de hoy, cuando la nave ha disparado sus motores químicos durante aproximadamente 16 minutos, para elevar el acercamiento más cercano a la superficie a unos 200 km, muy lejos de la atmósfera. Esto efectivamente terminó con la campaña de aerofrenado, dejándolo en una órbita de aproximadamente 1050 x 200 km.

Para tener una idea de cómo ha actuado el rozamiento leve de la atmósfera de Marte sobre el vehículo, hay que comentar, que el 14 de marzo de 2017 la TGO tenía un parámetro de periapsis de 33.210 kilómetros, hoy, antes del encendido químico era de 1.080 kilómetros. Durante este casi año ha orbitado un total de 950 ocasiones, en cada una de ellas el frenado atmosférico era de 17 mm/s instantáneo, lo cual ha significado que la velocidad total ha decrecido en 1.023 m/s. Un símil, este frenado seria igual que si fuéramos en un coche a 50 Km/h y para dejarlo parado tuviéramos que comenzar a frenar 6 kilómetros antes.

A partir de ahora los ingenieros de la TGO han planificado un conjunto de operaciones para que el navío encienda sus motores hasta en 10 ocasiones para dejarlo en la órbita de trabajo de 400 kilómetros, esto finalizará a mediados del próximo abril. Durante estas semanas se irán activando los instrumentos para efectuar un proceso de calibrado, el comienzo de las observaciones científicas se iniciarán el 21 de abril.

 

29 de enero de 2018, la nave TGO (Trace Gas Orbiter) sigue su inexorable descenso al planeta rojo, de una órbita inicial con un periodo de 24 horas se encuentra en estos momentos en otra de 400 kilómetros sobre la superficie de Marte y un periodo de 3 horas. Por lo tanto el navío europeo y ruso está a pocos meses de conseguir su órbita de trabajo y comenzar a remitir datos, para lo que fue enviado a ese planeta.

Uno de los primeros instrumentos en actuar será el ACS (Atmospheric Chemistry Suite), un conjunto de tres espectrómetros capaces de cubrir un amplio espectro de longitudes de onda, de 0.7 a 17 micrómetros. ACS es lo suficientemente sensible para detectar y medir las trazas de gases atmosféricos, como el metano, que puede indicar la presencia en Marte de actividad geológica o biológica.

Se han determinado entre el ESA (Agencia Espacial Europea) y la NASA más de 4000 puntos diferentes para analizar, la fase de puesta en servicio comenzará en mayo, y la fase científica real será en julio.

Las primeras observaciones se esperan en junio, en particular las de ocultación solar son muy esperadas, lo que proporcionará la abundancia de trazas de gases presentes en la atmósfera marciana, con una precisión nunca antes alcanzada. Veremos si se confirmará la presencia de metano, observado en el pasado tanto desde la Tierra como por la Mars Express y también detectado, aunque en concentraciones mucho menores, por el rover Curiosity.

 

20 de noviembre de 2017, hoy las noticias no son sobre la nave ExoMars2016, sino de su hermana ExoMars2020, es decir el que en ese año ha de llegar a la superficie para depositar el primer rover marciano de Europa y de Rusia.

En tres años, el cohete de la misión Europa-Rusia ExoMars2020 comenzará su viaje de nueve meses a Marte, junto con un rover y una plataforma de superficie. El modelo de vuelo del láser MOMA ha alcanzado el primer hito: el Laser Zentrum Hannover e.V. LZH ha entregado el cabezal láser al Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, Estados Unidos. Un objetivo principal de la misión ExoMars2020 es buscar la vida pasada o presente en un planeta parecido a la Tierra. Uno de los instrumentos analíticos más importantes del rover es el "Analizador de Moléculas Orgánicas de Marte", MOMA. Esto se está desarrollando junto con otros socios bajo la dirección del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS), Gotinga, Alemania.

En los últimos años, el LZH ha desarrollado el cabezal láser de estado sólido bombeado por diodo en el rango espectral UV requerido para las investigaciones. El láser tiene una longitud de onda de emisión de 266 nm y una energía de pulso de láser ajustable de hasta 130 μJ. Sin embargo, sus características únicas más importantes son el peso, el tamaño y la robustez. Con una longitud de aproximadamente 20 cm, tiene un peso de solo alrededor de 220 g.

"El láser está adaptado de manera óptima a las duras condiciones ambientales en el espacio y su misión en Marte", explica el Dr. Peter Webels, Jefe del Grupo de Láseres de Estado Sólido en el LZH. "La luz infrarroja del oscilador se convierte en radiación ultravioleta utilizando cristales no lineales. Un control de temperatura es para asegurar la función incluso con temperatura ambiente cambiante y también permite para ajustar de forma flexible la energía del pulso de salida ".