Más detalles sobre las nuevas misiones Discovery

Hace unos días hablábamos de las tres sondas candidatas a convertirse en la próxima misión Discovery de la NASA. Ahora, y gracias a este documento, podemos conocer más detalles sobre las mismas.

Antes que nada debemos recordar una vez más cómo funciona el programa de sondas planetarias de la agencia norteamericana. La NASA divide sus misiones en tres tipos dependiendo de su coste. Las más caras son las del tipo Flagship, con un coste máximo de 2500 millones de dólares (ajustados a la inflación prevista para 2015). Luego tenemos las del tipo New Frontiers, con un tope de 1000 millones. Las más baratas son las de tipo Discovery, de 500 millones. Recientemente se decidió eliminar de esta cifra el dinero correspondiente al coste del lanzador, por lo que el presupuesto real para estas misiones de hecho ha aumentado respecto a años anteriores.


Tipos de misiones de la NASA (NASA).

La NASA sólo tiene presupuesto para una misión Flagship en la próxima década y actualmente se debate entre tres candidatas: MAX-C, JEO y UOP. JEO (Jupiter Europa Orbiter) es la favorita de la NASA, pero la comunidad científica norteamericana se inclina por el rover marciano MAX-C. La reciente fusión de los proyectos MAX-C y el rover europeo ExoMars podrían aumentar las posibilidades de sacar adelante esta misión de forma independiente sin comprometer a JEO. Por otro lado, la NASA espera poder lanzar en los próximos diez años una o dos misiones New Frontiers y hasta cinco de tipo Discovery. Se espera que las misiones New Frontiers sean versiones reducidas de las candidatas a Flagship o, por el contrario, misiones Discovery con más presupuesto.

Las candidatas a la próxima misión Discovery son GEMS, TiME y CHopper.

GEMS (Geophysical Monitoring Station) es una misión que pretende estudiar el misterioso interior de Marte y determinar así el grado de actividad interna del planeta. Debe ser lanzada en marzo de 2016 y llegar al planeta rojo en septiembre de ese mismo año. Su vida útil se estima en un año marciano (a diferencia de Phoenix, no tendrá que sufrir el invierno marciano). Utilizará una plataforma similar a la usada para la misión Phoenix, con una masa en seco de 597,6 kg, algo que me parece especialmente interesante. La NASA tiene la mala costumbre de desechar diseños que han demostrado su valía en una absurda carrera por conseguir el más difícil todavía. Por ejemplo, es una pena que no se haya lanzado ninguna sonda similar a los dos MERs, Spirit y Opportunity, pese a tener un diseño más que probado. GEMS incorporaría cinco instrumentos científicos: SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), RISE (Rotation and Interior Structure Experiment), HP3 (Heat Flow and Physical Properties Probe), IDA (Instrument Deployment Arm) e IDC (Instrument Deployment Camera).



GEMS (NASA).

TiME (Titan Mare Explorer) es la misión favorita de todo el mundo, porque ¿a quién no le gustaría ver un robot navegar por los mares de otro mundo? De hecho, aún en el caso de no resultar elegida en esta ocasión, quizás podría convertirse en una próxima misión New Frontiers, más ambiciosa aún. TiME es una sonda-barco que durante 96 días deberá surcar las aguas de metano del Ligeia Mare, situado en el hemisferio norte de Titán. Sería lanzada en 2016 y llegaría al sistema de Saturno 7,5 años después, en 2023. Usaría generadores de radioisótopos avanzados tipo ASRG para generar electricidad y tendría tres instrumentos principales: MP3 (Meteorology and Physical Properties) y NMS (Neutron Mass Spectrometer), así como varias cámaras para el descenso y la superficie.



TiME (NASA).

Por último, CHopper (Comet Hopper) sería lanzada en 2016 y llegaría en 2022 al cometa Wirtanen para estudiarlo durante 7,3 años. Utilizaría dos ASRGs y analizaría el núcleo del cometa desde cierta distancia, aunque llevaría a cabo varios aterrizajes para complementar la misión. Incluye cinco instrumentos científicos: CHIRS (CHopper Infrared Spectrometer), CHIMS (CHopper Ion/Neutral Mass Spectrometer), CHI (CHopper Imager), CHEX (CHopper Heater Experiment) y PanCams (cámaras panorámicas).




Sonda CHopper (NASA).

Como ya comentamos por aquí, TiME es duda la más fascinante de las tres de cara a la opinión pública, aunque GEMS es la que tiene todas las papeletas para resultar elegida. Es menos arriesgada que TiME y podría revolucionar nuestro conocimiento sobre el planeta rojo. Eso sí, con suerte TiME podría ser seleccionada en el futuro como una misión New Frontiers.

La próxima misión Discovery de la NASA

La NASA ha seleccionado tres misiones candidatas dentro del programa Discovery. El equipo de cada sonda recibirá tres millones de dólares para seguir desarrollando sus respectivas propuestas y en 2012 se realizará la selección final. La ganadora deberá ser construida dentro de un límite de 425 millones de dólares (sin contar el cohete lanzador).

Las candidatas son:

• GEMS (Geophysical Monitoring Station): se trata de una sonda estática para estudiar el interior de Marte y que haría uso de la estructura de la sonda Phoenix. En un principio se sugirió lanzar al menos dos de estas sondas para obtener una mayor resolución en los datos sismológicos, pero la propuesta actual parece que prevé lanzar una única nave. Marte es el planeta más estudiado del Sistema Solar, pero desconocemos los detalles de su interior. Por ejemplo, no sabemos el grosor exacto de la corteza marciana o el grado de estratificación del interior.

Imagen de la sonda GEMS (NASA).



Estimaciones del grosor de la corteza marciana y del interior del planeta (NASA).

• TiME (Titan Mare Explorer): de aprobarse, sería el primer barco que navegaría por un mar alienígena. Deberá estudiar los lagos de metano del hemisferio norte de Titán en 2022-2023. Usaría dos generadores de radioisótopos ASRG (Advanced Stirling Radioisotope Generator), que emplea menos cantidad de plutonio que un RTG convencional, para generar la potencia necesaria (140-160 W) y poder así navegar en Titán durante tres meses.

Posible diseño de TiME (NASA).


Trayectoria de entrada y descenso en Titán respecto al Ligeia Mare (NASA).
 

• CHopper (Comet Hopper): como su nombre indica, esta sonda tiene como objetivo aterrizar en un cometa varias veces a lo largo de su órbita alrededor del Sol para estudiar los cambios de su superficie de primera mano. A diferencia de otras naves parecidas, como la sonda europea Rosetta, CHopper serviría como nave orbital y vehículo de aterrizaje al mismo tiempo. También usaría un RTG para generar electricidad.

CHopper estudiaría un núcleo cometario de cerca (NASA).


Posibles maniobras de CHopper para alcanzar un cometa (NASA). 

Mi favorita es, por supuesto, TiME, pero supongo que la que tiene más papeletas para ser aprobada es GEMS. TiME es demasiado arriesgada y veo difícil que su coste se pueda mantener por debajo de los 425 millones de dólares. Quizás sería más adecuada para una misión de tipo New Frontiers. Sin embargo, GEMS es más sencilla de llevar a cabo y nos puede revelar muchos detalles del interior de Marte. Y en cuanto a CHopper, pues es muy interesante, sí, pero también muy similar a la sonda Rosetta de la ESA. En todo caso, teniendo en cuenta lo limitado del presupuesto de la agencia espacial norteamericana para explorar el Sistema Solar, habrá que elegir con cuidado. ¿Cuál es tu favorita?

Una Dragon en Marte

Parece que la SpaceX ha adquirido el hábito de sorprendernos cada semana. Si hace poco nos quedábamos boquiabiertos con la propuesta del Falcon Heavy, ahora la empresa favorita de la NASA ha hecho público un vídeo donde vemos a la futura cápsula tripulada Dragon aterrizando nada más y nada menos que en Marte (!):






Una Dragon aterriza en Marte...¿veremos algún día algo así? (SpaceX).

En realidad, el vídeo tiene por objetivo presentar el nuevo sistema de escape de la nave. La semana pasada la NASA otorgó un contrato de 75 millones de dólares a SpaceX para el desarrollo del LAS (Launch Abort System), un paso esencial para convertir la versión no tripulada de la Dragon en un vehículo capaz de llevar astronautas hasta la ISS...o incluso más allá.



Una Dragon de segunda generación aterrizando en la Tierra (SpaceX). 

Elon Musk -fundador de SpaceX- ha repetido en diversas ocasiones que la Dragon será capaz de realizar misiones fuera de la órbita terrestre baja, ya que el escudo térmico de la nave ha sido diseñado para poder soportar una reentrada a 11 km/s. Además, el novedoso diseño del LAS de la Dragon está pensado para que los cohetes de combustible sólido sean usados también durante el aterrizaje, lo que permite ahorrar masa útil en el vehículo al no tener que llevar una torre de escape desechable tradicional como las Soyuz o las Apolo. Eso sí, todavía no está claro si se usarán paracaídas para complementar este sistema.

Curiosamente, y como ya hemos comentado por aquí, este sistema de aterrizaje se parece muchísimo al que usará la futura nave tripulada rusa PPTS. No obstante, el diseño ruso sí que emplea una torre de escape durante el lanzamiento.


Aterrizaje vertical de la PPTS (Paco Arnau/ciudadfutura.net).

Lo realmente interesante es que SpaceX aspira a poder usar el LAS para alcanzar la superficie de otros mundos, incluido el planeta rojo. Por supuesto, para viajar a Marte hace falta mucho más que unos cuantos cohetes de combustible sólido y un escudo térmico adecuado, pero por algo se empieza.


Las Dragon no tripuladas usarán paracaídas para amerizar en el océano (SpaceX).




Una Dragon hacia la ISS (SpaceX).

Adiós a ExoMars

ExoMars es uno de los proyectos más ambiciosos de la agencia espacial europea (ESA). Su objetivo es poner un vehículo sobre Marte en 2018, pero después de innumerables retrasos y haber gastado mil millones de dólares, ExoMars ha sido cancelado. Las buenas noticias son que el proyecto probablemente se fusionará con el rover MAX- C (Mars Astrobiology Explorer) de la NASA, otra sonda lastrada por los sobrecostes.


Diseño preliminar de ExoMars (ESA).




El rover ExoMars de la ESA (NASA/ESA).


La NASA y la ESA han acordado llevar a cabo un programa conjunto de exploración del planeta rojo en esta década. En 2016 debe despegar el orbitador Trace Gas Orbiter de la ESA para estudiar la distribución de metano en la atmósfera marciana. En 2018 tenían que haber sido lanzados ExoMars y MAX-C, pero ambas sondas habían superado ampliamente su presupuesto original.


Las futuras misiones de la NASA y la ESA. Los dos rovers marcianos se fusionarán ahora en un sólo proyecto (ESA).



Trace Gas Orbiter, de la ESA (ESA).

MAX-C es un rover de exploración de la superficie de Marte que empleará varias de las tecnologías desarrolladas para la misión MSL Curiosity, como por ejemplo el sistema de aterrizaje Sky Crane. A diferencia de Curiosity, MAX-C se dedicará a estudiar Marte desde el punto de vista astrobiológico, buscando pruebas -pasadas o presentes- de la existencia de vida en el planeta rojo. La NASA cree que MAX-C saldrá por unos 3500 millones de dólares, pero la misión solo sería viable por un precio inferior a 2500 millones. Como resultado, la NASA ya había anunciado el mes pasado su interés en la fusión de ambos proyectos.


MAX-C (NASA).

Esta decisión es un paso lógico destinado a salvar dos sondas que siempre han estado a punto de la cancelación (en el caso de ExoMars, desde hace años). Lamentablemente, la fusión de ambos proyectos reducirá el número de misiones para el estudio del planeta rojo y es probable que la fecha del lanzamiento se retrase más allá de 2018.

El aterrizaje de Curiosity

El rover de la NASA Curiosity (MSL, Mars Science Laboratory) será el mayor vehículo con ruedas que haya explorado Marte. También será la nave más compleja que jamás haya visitado ese planeta. Curiosity debe partir hacia el planeta rojo el próximo 25 de noviembre a bordo de un Atlas V 541, pero ya podemos ver una espectacular simulación de su futuro aterrizaje cortesía del JPL:

Impresionante. Curiosity tendrá el escudo térmico más grande que se haya usado en una misión marciana y además empleará el novedoso sistema Sky Crane para posarse en la superficie. Los futuros planes de exploración de Marte por parte de la NASA dependen en buena medida del éxito de esta misión. Desconocemos aún qué misterios desentrañará Curiosity, pero sí sabemos que su aterrizaje será digno de una película de Hollywood.



Curiosity (NASA).


Comparativa entre Curiosity y otros rovers (NASA).



El sistema Sky Crane (NASA).


Escudo térmico de Curiosity (NASA).


El escudo térmico y la etapa de vuelo (NASA).


Lugares de aterrizaje de otras sondas de la NASA y los candidatos para Curiosity (NASA).

Mars 500 llega a Marte (virtualmente)

Mars 500 es una experiencia de viaje a Marte simulado que en el día de ayer logró alcanzar virtualmente la superficie del planeta rojo. La misión se lleva a cabo en el Instituto para Problemas Biomédicos (IMBP, Institute for Biomedical Problems/Институт Медико-Биологических Проблем, ИМБП) de Moscú y está formada por seis simunautas de varios países (Rusia, China, Italia y Francia). Todos ellos son hombres, ya que la presencia de mujeres se considera "desestabilizadora" desde el punto de vista emocional.



Esquema de los cinco módulos que se emplean en la experiencia Mars 500 (IMBP).

Ayer 12 de febrero a las 11:00 hora local -cuando la expedición había cumplido 255 días de los 520 previstos-, Aleksándr Smoleievski, Diego Urbina y Wáng Yuè cerraron la escotilla del módulo EU-50 para simular el aterrizaje en el planeta. El módulo EU-50 es una sección que simula la nave de descenso marciana. Poco después, a las 12:00, se efectuó la separación y aterrizaje virtuales del módulo. Los tres tripulantes permanecerán hasta el 23 de febrero en la "superficie" de Marte, simulando salidas extravehiculares (EVAs) en un pequeño terreno habilitado a tal efecto. Mientras, los tres miembros restantes continuarán en "órbita" dentro de los restantes módulos de la instalación. Todas las "maniobras orbitales" simulan una expedición a Marte que debería partir de la Tierra en 2017.


La superficie simulada de Marte (IMBP). 


La tripulación de Mars 500. Arriba, de izquierda a derecha: Sjurob Kamolov (Rusia), Romain Charles (Francia/ESA). Abajo: Wáng Yuè (China), Aleksándr Smoleievski (Rusia), Alekséi Sitiov (Rusia) y Diego Urbina (Italia/ESA).

Mars 500 tiene como objetivo prioritario el estudio de los aspectos psicológicos y logísticos de un viaje al planeta rojo, pero vale la pena señalar que las naves que podemos ver en las animaciones relacionadas con la misión son diseños reales creados por RKK Energía y el centro de investigación TsNIIMASh. Se trata de una nave de propulsión eléctrica (motores de plasma) alimentada por gigantescos paneles solares. Es uno de los proyectos más realistas de arquitectura marciana jamás concebidos y que merecerá la atención de una entrada más detallada en el futuro.


Nave marciana de propulsión eléctrica (RKK Energía).



El módulo de descenso (RKK Energía/Roskosmos).


Arquitectura de la misión (RKK Energía).

Mañana día 14, Aleksándr Smoleievski y Diego Urbina llevarán a cabo el primer paseo espacial virtual sobre Marte.


Primera EVA en Marte el 14 de febrero (IMBP).


Logo de Mars 500 (IMBP).



EU-50 (IMBP).


Instalaciones del IMBP (ESA).
 

Vídeo del módulo EU-50 (módulo marciano):



Vídeo del cierre de escotillas con el módulo EU-50:



Aterrizaje virtual en Marte: