Con un cohete de cinco metros de ancho y 57 metros de altura en espera del lanzamiento de la isla meridional china de Hainan, la nación está preparando silenciosamente los preparativos finales para su primer viaje independiente a Marte. Cuando se abra la ventana de lanzamiento a mediados de julio, los científicos chinos intentarán enviar una sonda a un planeta que confundió a sus antepasados ​​con su brillo y posición constantemente cambiantes en el cielo.

La nave espacial, llamada Tianwen-1, o la «Búsqueda de la Verdad Celestial», contendrá 13 instrumentos científicos para explorar el Planeta Rojo desde su órbita y en su superficie. Tianwen-1 investigará cómo se distribuye el hielo de agua en Marte, así como la evolución física del planeta y su habitabilidad en el tiempo. La misión, que consiste en un orbitador, un módulo de aterrizaje y un rover, es «la cosa más ambiciosa que puedes hacer en un primer intento», dijo John Logsdon, un experto en políticas espaciales de la Universidad George Washington.

Trayectoria problemática

Las posibilidades de una misión perfecta son desalentadoras: de las docenas de intentos de la humanidad de orbitar o aterrizar hasta la fecha, solo la mitad ha tenido éxito. Después de algunos reveses notables, la NASA ha desplegado cinco aterrizadores, cuatro rovers y múltiples orbitadores que han dado vida al mundo tanto para los científicos como para el público en general. Pero la experiencia espacial de China fuera de la órbita de la Tierra se limita a varias misiones lunares de robots y un orbitador que participa en una misión rusa fallida a la luna de Marte Phobos en 2011.

Dos riesgos principales son el Tianwen-1 de cinco toneladas, dice Logsdon. Primero, el misil de carga pesada más poderoso de China, Long 5 de marzo, solo se lanzó tres veces, incluida una falla importante en 2017, cuando el misil comenzó a fallar poco después del despegue. A los científicos les llevó más de dos años solucionar el problema central del motor Long March 5 y lograr un vuelo exitoso a fines de 2019. Sin embargo, el historial pone nerviosos a los observadores.

En segundo lugar, el módulo de aterrizaje Tianwen-1 debe navegar por la atmósfera desafiante de Marte, que es lo suficientemente gruesa como para sobrecalentar la sonda, pero demasiado delgada para reducirla lo suficiente. La tecnología de entrada, descenso y aterrizaje de la nave espacial utiliza un escudo térmico, un paracaídas y un motor retro para frenar su descenso, una disposición similar a las misiones anteriores de EE. UU. Pero cuando el barco está a solo 100 metros sobre la superficie, se detendrá, tomará instantáneas del área y calculará rápidamente el mejor punto de aterrizaje. Luego se desplaza horizontalmente hacia el centro sobre ese punto y golpea suavemente las cuatro patas del módulo de aterrizaje.

En noviembre de 2019, China probó esta parte del procedimiento de aterrizaje, que el país había utilizado anteriormente con éxito en sus alunizajes, en la provincia de Hebei. Se invitó a funcionarios extranjeros a ver la prueba en el acto. Sin embargo, fue el último evento público importante para Tianwen-1. Desde entonces, la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) ha mantenido un perfil bajo y los científicos de la misión han rechazado o ignorado casi todas las solicitudes de entrevistas.

Oportunidades científicas

Si Tianwen-1 aterriza con éxito, su investigación podría resaltar nuevos aspectos de Marte. Por ejemplo, tanto el orbitador como el rover están equipados con un radar de penetración en el suelo para mapear capas geológicas debajo de la superficie. El radar en el orbitador puede ‘ver’ una profundidad de unos pocos miles de metros, mientras que el instrumento en el móvil tiene una imagen más superficial, pero una resolución nítida de centímetro. «El objetivo principal de China [with these radars] está explorando la capa de hielo de agua «debajo de la superficie del planeta», dijo Wlodek Kofman, del Instituto de Ciencias Planetarias y Astrofísica de Grenoble en Francia.

La capacidad de Tianwen-1 para medir el campo magnético de Marte despierta a Jim Bell de la Universidad Estatal de Arizona, investigador principal de la cámara principal del Perseverance Rover de la NASA. Una hipótesis común es que el Planeta Rojo solía tener un campo magnético global como el de la Tierra, dijo. Sin embargo, a medida que el núcleo más pequeño de hierro fundido se enfriaba, Marte perdió gradualmente este escudo, exponiendo al mundo al viento solar y la radiación, adelgazando la atmósfera y destruyendo toda el agua que habría fluido en la superficie. Desde 2014, la misión de la atmósfera de Marte y la evolución volátil de la NASA (MAVEN) ha encontrado suficiente evidencia para apoyar este escenario, pero los científicos anhelan una imagen más completa. «Tianwen-1 será muy útil para proporcionar más evidencia de un trabajo diferente y desde el terreno», dijo Bell. Espera que el equipo chino comparta datos con la comunidad internacional para construir la evolución ambiental de Marte.

Aunque CNSA es escurridizo con los detalles, es muy probable que Tianwen-1 intente aterrizar en la parte sur de Utopia Planitia, un área en gran parte plana entre 25 y 30 grados al norte del ecuador de Marte. Los geólogos han sospechado durante mucho tiempo que esta área está cubierta de viejos deslizamientos de tierra, que apuntan al almacenamiento de agua pasada. «Es un lugar interesante para investigar la posible habitabilidad subterránea en el pasado», dijo Alfred McEwen, geólogo planetario de la Universidad de Arizona.

Primero en una serie

La probabilidad de que el explorador encuentre agua debajo de Marte puede estar limitada por su latitud, señala McEwen. Como obtiene su energía de los paneles solares, tiene que permanecer cerca del ecuador. Hoy, el hielo de agua permanece debajo de la superficie del planeta, la mayoría de los investigadores piensan, principalmente en latitudes más altas y frías.

La dependencia de Tianwen-1 del sol obligó a su equipo a diseñar instrumentos fuertes, dice Rong Shu, del Instituto de Física Técnica de Shanghai en la Academia de Ciencias de China. «Dado que nuestro rover no tiene capacidad de radioisótopos, todos los instrumentos deben soportar temperaturas de hasta –90 grados Celsius y operar en el rango de temperatura de –40 a –30 ° C en reposo», agrega.

La carga útil del rover incluye el Detector de componentes de superficie marciano (MarSCoDe), cuyo diseño fue dirigido por Shu. Al igual que ChemCam en el rover Curiosity de la NASA, MarSCoDe puede disparar pulsos láser cortos para vaporizar las superficies de roca desde unos pocos metros de distancia. El instrumento «olfateará» el gas ionizado generado por estas mini explosiones y determinará el tipo y la cantidad de elementos químicos en las rocas.

Se espera que Tianwen-1 llegue a Marte en febrero de 2021. Pasará unos dos meses en un carril de estacionamiento esperando el mejor momento y las mejores condiciones para aterrizar. La creciente red de radiotelescopios de China de estaciones de rastreo y recepción admitirá la comunicación entre la Tierra y la sonda.

Los científicos chinos ya se están preparando para más misiones en la serie Tianwen, incluidas compañías para devolver muestras de rocas de Marte y un asteroide, volar sobrevuelo de Júpiter y explorar los bordes de la vasta heliosfera del Sol. Pero si Tianwen-1 llega a Marte según lo planeado, dice Logsdon, «colocará a China en la industria de la exploración espacial a lo grande».



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