Más detalles de Fobos-Grunt

Poco a poco conocemos más detalles de la misión rusa Fobos-Grunt, que debe ser lanzada hacia Marte a finales del año que viene. De entrada, hagamos un repaso de las etapas de la misión:

• Noviembre-diciembre 2011: lanzamiento mediante un Zenit-3F desde Baikonur.
• Hasta septiembre 2012: maniobras de corrección de la trayectoria en tres ocasiones como mínimo: una en el plazo de diez días después del lanzamiento, otra 80 días antes de la llegada y la última 14 días antes.
• 9 de octubre de 2012: inserción en órbita marciana. Órbita inicial: 80 x 80000 km. Separación de la etapa Fregat y el satélite chino Yinghuo-1. Inserción en una órbita de 10000 x 80000 km.
• Enero de 2013: órbita circular de 10000 km. Observación de Fobos.
• 9 de febrero de 2013: aproximación a Fobos.
• Febrero de 2013: aterrizaje en Fobos y recogida de muestras.
• Febrero-marzo 2013: despegue desde Fobos e inserción en una órbita de Hohmann hacia la Tierra.
• Agosto de 2014: reentrada de la cápsula en la atmósfera terrestre.

 
Fases de la misión (IKI).


Configuración de la nave en distintas fases de la misión (IKI/NPO Lávochkin).

La nave está construida por NPO Lávochkin y tiene una masa total de 13 toneladas, incluyendo la etapa Fregat y el satélite chino Yinghuo-1. Lo primero que llama la atención son los ligeros cambios en el diseño de la sonda con respecto a los modelos que pudimos ver hace casi un año. Los paneles solares y la cápsula de muestras son ahora ligeramente distintos:



Fobos-Grunt antes (arriba) y después. Se aprecian las diferencias en los paneles, la etapa Fregat y la cápsula (IKI/NPO Lávochkin).


La Fobos-Grunt siendo integrada, se aprecia la etapa Fregat-SB y el satélite chino Yinghuo-1en la estructura (IKI).


La sonda durante las pruebas de vacío en el NITs RKP (ver vídeo) (NPO Lávochkin).


Etapa Fregat-SB (NPO Lávochkin).


El Zenit-3F será el encargado de lanzar la Fobos-Grunt (Roskosmos).

La cápsula con unos 200 gramos de muestras tiene una masa de 11 kg y no empleará paracaídas para frenar su descenso en la atmósfera. La cápsula incorporará en su interior el experimento con microorganismos LIFE, realizado en asociación con The Planetary Society y que transportará hasta Fobos bacterias inactivas y desecadas (de "origen" norteamericano y ruso, por cierto).


Cápsula para las muestras de Fobos (IKI).


Otra versión de la cápsula con el experimento LIFE (IKI). 


Contenedor LIFE (The Planetary Society).


Partes del experimento (The Planetary Society).

El análisis de la trayectoria y maniobra orbitales, así como el emplazamiento de los lugares de aterrizaje, ya está decidido:


Maniobras principales que debe realizar la sonda para alcanzar la órbita de Fobos: tras la inserción orbital, serán necesarias dos órbitas intermedias antes de alcanzar el satélite (IKI/Roskosmos).


Inserción en una órbita cuasisincrónica alrededor de Fobos (IKI/Roskosmos).


Aterrizaje desde la QSO: se realizarán dos encendidos antes de comenzar el descenso vertical (IKI/Roskosmos).



Posibles zonas de aterrizaje (IKI/Roskosmos).

El Yinghuo-1 (萤火一号) es un minisatélite de 115 kg que deberá estudiar la interacción entre el irregular campo magnético marciano y el viento solar, algo así como una versión miniatura de MAVEN. Tendrá una envergadura de 6,85 metros con los paneles desplegados, los cuales proporcionarán una potencia de 110-190 W. Una antena de 95 cm de diámetro será la encargada de transmitir en banda X a 8-16 kbit/s. Desde su órbita altamente elíptica de 800 x 80000 km, con un periodo de 72,8 horas, realizará experimentos de transmisión y recepción de radioseñales conjuntamente con la Fobos-Grunt. Yinghuo-1 tendrá cuatro instrumentos principales: un magnetómetro, un receptor radio para experimentos de ocultación, un analizador de partículas y una pequeña cámara.




Satélite chino Yinghuo-1 (IKI/Roskosmos).


Órbita del Yinghuo-1 alrededor de Marte.

Por otro lado, Rusia ha cerrado un acuerdo con Ucrania para usar el radiotelescopio RT-70 (P-2500) situado en Yevpatoria, península de Crimea. Dentro de Rusia, las estaciones que se encargarán de controlar la Fobos-Grunt serán la RT-64 de Medvezhi Ozera -Медвежьи Озера, cerca de Moscú- y la RT-70 de Ussuriysk -en el lejano oriente, cerca de Vladivostok-. Ambas estaciones han recibido modificaciones para poder participar en esta misión, pero la estación ucraniana es fundamental par aumentar el tiempo de cobertura. Roskosmos también está negociando con la NASA y la ESA para usar alguna de las estaciones de comunicaciones de espacio profundo que tienen estas agencias.


RT-70 de Yevpatoria (UKA).

Con respecto a los instrumentos, aquí podemos ver los más importantes:











Fobos-Grunt es la sonda espacial más ambiciosa desarrollada por Rusia en los últimos años. Su éxito podría señalar el retorno triunfante de este país al círculo de potencias en el campo de la exploración no tripulada del espacio, pero su fracaso sería devastador para otros proyectos que se están preparando en estos momentos.

Referencias:

• Yinghuo-1: Martian Space Environment Exploration Orbiter, Zhao Hua (2008).
• Phobos-Grunt, Oleg Korablev (IKI/Roskosmos).

Las causas del retraso de Phobos-Grunt

El reciente retraso del lanzamiento de la sonda rusa Fobos-Grunt hasta 2011 era un acontecimiento esperado por todos, sin embargo, Roskosmos se empeñó en mantener de forma oficial la tesis de que el lanzamiento tendría lugar este año por motivos políticos (uséase, satisfacer a los chinos y su sonda Yinghuo-1, que deberá despegar junto con la sonda rusa). Obviamente, la sonda todavía no estaba lista para su tarea, aunque no estaba claro qué componentes de la nave eran los causantes de la demora. Ahora Anatoly Zak revela que el motivo principal del retraso se debe a la obcecación de la compañía NPO Lávochkin por desarrollar un sistema de control de vuelo (BKU) propio en vez de confiar en la OKB Mars para tal fin. OKB Mars ha sido la empresa que tradicionalmente suministraba los BKU de las sondas de Lávochkin. Además, diversas pruebas críticas han debido realizarse durante los últimos meses, poco antes de la fecha planeada para el comienzo de la misión. Por lo visto, en una de las pruebas para simular el aterrizaje de la sonda en Fobos, el tren de aterrizaje se plegó bajo el peso de la sonda, amenazando con dañar la nave.

Para empeorar las cosas, el retraso no es una panacea, ya que la ventana de lanzamiento de 2011 será menos favorable que la de 2009. Como consecuencia, a la Fobos-Grunt le sobrarán unos 150 kg para poder ser lanzada mediante el Zenit-3F, así que habrá que buscar una forma de recortar la masa de la nave. En definitiva, toda una pesadilla logística que denota unos problemas de gestión muy graves y que amenaza con hacer fracasar antes del despegue la que debía ser la primera sonda espacial rusa en mucho años.


Fobos-Grunt (IKI).

Sondas rusas

Rusia quiere resucitar su programa de sondas espaciales y, aunque proyectos no le faltan, todavía debe demostrar que existe un compromiso político firme para apoyar estos programas a largo plazo. Este documento del IKI (Instituto de Investigaciones Espaciales) es una buena excusa para repasar los principales proyectos de sondas espaciales rusas. El IKI es algo así como el JPL ruso, aunque en realidad su papel es un poco más complejo. De entrada, prácticamente la totalidad de sondas espaciales son construidas por la empresa NPO Lávochkin, por lo que esta compañía tiene una influencia decisiva a la hora de planificar nuevos proyectos.

Actualmente son tres las sondas espaciales aprobadas por Roskosmos:

• Phobos-Grunt: esta sonda cuyo objetivo es el estudio de Fobos (satélite de Marte) constituye la principal esperanza del programa espacial ruso para volver a hacerse un hueco entre las potencias con proyectos de investigación planetaria. Aunque debía haber sido lanzada este año, recientemente se ha pospuesto hasta 2011.

Fobos-Grunt (IKI).

• Luna-Glob: se trata de un orbitador lunar de 2,2 toneladas que debería despegar en 2012 en un cohete Soyuz-2, aunque el IKI es partidario de atrasar la misión hasta 2013. Incluye varios penetradores para estudiar la corteza lunar. Sería la primera sonda lunar construida por Rusia desde la misión Luna 24 en 1976.
  

Luna-Glob dentro de la cofia con la etapa de escape Fregat (IKI).


Orbitador Luna-Glob (IKI).

• Luna-Grunt 1: una ambiciosa misión que planea poner un pequeño rover en la superficie lunar, o sea, una especie de mini-Lunojod. Roskosmos confía en poder lanzar esta misión dentro del marco de cooperación con la India, por lo que despegaría en 2012 junto a la sonda Chandrayaan-2 a bordo de un GSLV Mk.II. La nave tendría una masa al lanzamiento de 2,3 toneladas y el rover sería de fabricación india.
  

Luna-Grunt 1 junto a la Chandrayaan-2 (IKI).



Etapa de descenso y Lunojod del Luna-Grunt 1 (IKI).

Además de estas sondas, el IKI y NPO Lávochkin tienen otros proyectos que podrían salir adelante siempre y cuando recibiesen la financiación adecuada:

• Luna-Grunt 2: compleja sonda de 8 toneladas que debería despegar en 2018 mediante un Soyuz-2.1b. Se trata de la última reencarnación de las sondas de recogida de muestras Ye-8-5 de los años 70. La Luna-Grunt-2 debería alunizar en la zona del Luna-Grunt 1 y guiarse por las señales del pequeño Lunojod. Es posible que el propio Lunojod pueda servir para entregar rocas a la etapa de ascenso de la Luna-Grunt 2.

Luna-Grunt 2 (IKI).


Esquema de la misión del Luna-Grunt 2 (IKI).

• Venera-D: esta nave de 8 toneladas para el estudio de Venus podría despegar en 2016 a bordo de un Soyuz-2.1b. Actualmente se estudian varias configuraciones para esta misión, aunque la más reciente incorpora un orbitador similar a la plataforma de vuelo de la misión Phobos-Grunt y una cápsula de entrada atmosférica con un aterrizador de 150 kg y dos o cuatro globos -también de 150 kg cada uno- similares a los de las naves VEGA de 3,4 metros de diámetro. Cada globo incorporaría microsondas para el estudio de la atmósfera venusina. Roskosmos intentó hace años fusionar esta misión con el proyecto EVE de la ESA, sin éxito.
  

Venera-D (IKI).


Carga útil de la misión Venera-D (IKI).

• Mars-Net: otra sonda de 8 toneladas y lanzada también mediante un Soyuz-2.1b. Es un proyecto conjunto con Finlandia que debería usar la plataforma de la Phobos-Grunt para viajar a Marte en 2016 y depositar una red de diez estaciones (a su vez basadas en la malograda Mars 96) sobre su superficie. La misión precursora MetNet MPM -con participación española- viajará a bordo de la Phobos-Grunt en 2011.

Mars-Net (IKI).


Esquema de la misión Mars-Net (IKI).

• Misiones internacionales a Marte: además de Mars-Net, el IKI tiene planes para el envío a Marte de una misión con un Marsojod en el periodo 2016-2020 que debería ser lanzada con el futuro Angará A5. Puesto que se trata de un proyecto muy complejo que difícilmente Rusia puede llevar a cabo en solitario, el IKI ha propuesto la colaboración internacional para lanzar el rover ExoMars europeo en esta misión y/o fusionarla con la misión Mars-Net.
  

Sonda marciana con un Marsojod (IKI).


Versión de la sonda anterior con una etapa de propulsión iónica (IKI).


Misión marciana con cooperación internacional (IKI).


Esquema de misión marciana (IKI).

Si las misiones marcianas nos parecen ambiciosas, el IKI planea sondas aún más avanzadas, como es el caso del proyecto Laplace para estudiar Europa, o vehículos para estudiar la superficie de Mercurio y asteroides cercanos (Apofis).


Concepto de la misión Laplace (IKI).

En el mejor de los casos, el calendario de lanzamientos podría quedar así:


Calendario actual de Roskosmos (la Phobos-Grunt despegará en 2011) (IKI).


Propuesta de calendario del IKI (IKI).


Calendario de otras misiones a largo plazo (IKI).

Obviamente, a nadie se le escapa que estamos ante un esquema de exploración demasiado complicado y costoso para que Rusia pueda afrontarlo por su cuenta, pero no podemos descartar que varias de estas misiones salgan adelante gracias a la colaboración internacional. Precisamente, cada vez parece más probable una fusión de los programas de exploración marciana de la NASA y la ESA, algo que podría abrir las puertas a la participación de nuevas agencias espaciales, de entre las cuales Roskosmos podría ser una de ellas.