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Las nuevas ‘embajadas’ de la ciencia española en Marte

El 'rover' Perseverance de la NASA ya está en el Planeta Rojo tras siete meses de viaje interplanetario. Dos de los siete instrumentos que lleva el robot explorador de la NASA, MEDA y Super Cam, tienen una importante participación española y servirán tanto para profundizar en el conocimiento científico como para plantear los próximos pasos de la exploración humana. En Marte buscará restos de vida microbiana pasada y pondrá a prueba tecnologías que se usarán en los futuros viajes tripulados.

Ilustración de las diferentes herramientas y componentes de Perseverance y los países participantes.
Ilustración de las diferentes herramientas y componentes de Perseverance y los países participantes.
NASA / JPL-Caltech

El 'rover' Perseverance –Percy, para sus creadores y amigos– ‘habla’ un poquito de castellano. El vehículo más grande y sofisticado jamás enviado a aterrizar en otro planeta ya está en su destino: Marte. Tras su lanzamiento el pasado mes de julio y un viaje de casi 480 millones de kilómetros, el ‘rover’ Perseverance de la misión Mars2020 de la NASA amartizó con éxito el pasado jueves en el cráter Jezero.

Su principal propósito será buscar evidencias de vida antigua, aunque también profundizará en el conocimiento de este planeta y ayudará a plantear los próximos pasos para una eventual exploración humana.

Para lograr todo ello, Perseverance lleva consigo siete instrumentos que recopilarán imágenes y datos sobre la geología, la atmósfera y las condiciones ambientales del Planeta Rojo, tratando de encontrar potenciales signos de vida microbiana pasada. También pondrá a prueba diversas tecnologías, como un pequeño helicóptero y un experimento de generación de oxígeno, además de almacenar muestras de Marte para que sean traídas de vuelta a la Tierra en futuras misiones.

De todo el instrumental que lleva el quinto ‘rover’ marciano de NASA (tras Sojourner en 1997, Spirit y Opportunity en 2004 y Curiosity en 2012), dos herramientas cuentan con una importante participación de la ciencia española: Meda y Super Cam.

Meda: mucho más que una estación ambiental

Gracias a Meda (Analizador de Dinámicas Ambientales de Marte, por sus siglas en inglés) podremos conocer, casi en cualquier momento de la jornada y durante todos los días, qué tiempo hace en Marte. "Y digo diariamente, con cierta broma, porque aún no hemos definido el calendario de festivos marcianos", se ríe José Antonio Rodríguez Manfredi, ingeniero del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) e investigador principal de este proyecto.

Según explica, Meda incorpora sensores en diferentes puntos del vehículo para tomar imágenes del cielo marciano y medir el viento (en horizontal y vertical), la radiación del sol, la presión atmosférica, la humedad relativa, la temperatura y la radiación infrarroja y ultravioleta. "Todo ello, en conjunto, nos va a permitir ver cómo se comporta la atmósfera y el polvo marciano", apunta.

Este polvo es, precisamente, uno de los agentes más importantes de la atmósfera del Planeta Rojo. Las partículas del regolito pueden ser tremendamente finas y hacer que la dinámica de la atmósfera cambie completamente en todo el planeta: "Pueden servir como ‘pantalla’ de la radiación y que se cargue de energía, aumentando la temperatura unos 10 o 12 grados; y puede afectar al comportamiento de otros instrumentos de manera muy seria, obturando los filtros", detalla el investigador.

Pero la importancia de Meda no se queda en ser una mera ‘estación meteorológica’ en el Planeta Rojo. Es, junto a Moxie (un experimento que intentará generar oxígeno a partir del dióxido de carbono marciano), el primer instrumento en incorporarse al programa de exploración humana de Marte. "Por supuesto que vamos a hacer ciencia, pero también tiene importancia para las futuras misiones humanas al planeta", indica Rodríguez Manfredi.

A partir del Sol 1 (primer día en Marte, tras la llegada), con Meda encendido y verificado el buen funcionamiento de sus sistemas, el instrumento permanecerá siempre activo, incluso en momentos en los que el resto del ‘rover’ esté parado o inactivo, gracias al generador de radioisótopos que provee energía constante a Perseverance.

"Para estudiar el ambiente, necesitamos repetibilidad y constancia para recoger los datos. Si el ‘rover’ está ‘durmiendo’, perfecto por nuestra parte. Mientras no nos quiten los cables, nuestro ordenador seguirá recopilando y, cuando se ‘despierte’, Meda entregará los datos a Perseverance para que los envíe a la Tierra", explica el ingeniero español.

Meda, diseñado y fabricado por Airbus, es el tercer instrumento español enviado a Marte, siendo la tercera estación ambiental que lidera el Centro de Astrobiología después de Rems (Curiosity) y Twins (In Sight), aún activas.

De estas ‘hermanas mayores’, como las denomina el investigador, el CAB ha aprendido mucho, tanto de sus logros como de sus problemas. Entre las principales diferencias con las predecesoras, destaca que Meda tiene el triple de tamaño en volumen y masa, incorpora avances tecnológicos que no llevan las otras estaciones, podrá medir más magnitudes y tomará más imágenes del planeta.

Super Cam: cinco técnicas en un instrumento

Por su parte, el instrumento Super Cam de Perseverance podrá examinar rocas y minerales marcianos mediante cinco técnicas diferentes. En un mástil en el que se acoplan diversas tecnologías, esta cámara, que incorpora un láser y varios espectrómetros, ayudará a profundizar en el conocimiento geológico de la superficie marciana. Analizará diferentes tipos de suelos del planeta que podrían preservar vida, así como sustancias y elementos tóxicos para los humanos.

Pero combinar varias técnicas en un solo instrumento trae un problema: los datos que se miden con una técnica pueden resultar asombrosos o inéditos, mientras que otra puede considerarlos inconclusos o incluso irrelevantes. Es aquí donde entra el trabajo del equipo del investigador de la Universidad de Valladolid (Uva) Fernando Rull: hace falta un calibrador que dé sentido a todos estos datos.

"Normalmente, cada técnica e instrumento lleva su propio sistema de calibración. Pero cuando el instrumento es coordinado, hay que montar un nuevo sistema que sea capaz de calibrar cada una de las técnicas y, además, establecer una correlación entre ellas", explica el investigador.

El sistema de calibración es un panel de 28 muestras, con discos de un centímetro de diámetro que tienen una composición química muy precisa, colocados cerca del mástil de Super Cam, justo encima del generador de radioisótopos que provee energía a toda la misión. "Cada técnica va a dar información de lo que analice, pero correlacionar todos esos datos es novedoso. Por eso Super Cam es el instrumento más complejo que lleva el ‘rover’", recalca Rull.

Super Cam es un instrumento desarrollado en colaboración conjunta por el Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE. UU.), el Instituto de Investigación en Astrofísica y Ciencias Planetarias (IRAP, Francia), el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia, la Universidad de Hawaii y la Universidad de Valladolid.

Las antenas de Robledo, claves en la comunicación

Otro de los puntos esenciales de esta misión, también con implicación española, es la comunicación con el ‘rover’. Las antenas de la Red del Espacio Profundo situadas en Canberra (Australia), Goldstone (California, EE. UU.) y Robledo de Chavela (Madrid) resultan imprescindibles tanto para enviar instrucciones a Perseverance como para recibir todos sus datos.

En lo que respecta a la estación española, la antena DSS 63, de 70 metros, fue la que estuvo en comunicación con la misión hasta que entró en la atmósfera marciana, "momento en el que se perderá la comunicación y el control se realizará desde California", detallaba la NASA días antes del amartizaje. Y otra de las antenas de esta estación, la DSS-56, construida por el INTA e inaugurada el pasado enero, también recibe señales de la misión de Perseverance.

Por otro lado, las antenas de la estación americana y la española se comunican con el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), un satélite en órbita que recogió la primera señal del ‘rover’ en cuanto se posó sobre la superficie marciana. Perseverance es ya una de las más de 40 misiones a las que da soporte la Estación de Robledo de Chavela.

En tiempo récord

A falta de unas pocas horas de que Perseverance aterrizara en la superficie de Marte, Rodríguez Manfredi y Rull echaban la vista atrás y recordaban las mayores dificultades de estos años de trabajo mano a mano con NASA.

Por su parte, el investigador de Meda reconoce que el tiempo ha sido el mayor desafío en su parte de la misión. "Esto empezó con una llamada de la NASA en julio de 2014, y desde entonces no ha habido un fin de semana en el que no hayamos tenido que correr para estar preparados", reconoce.

El equipo de Rodríguez Manfredi ha tenido que trabajar "en tiempo récord" durante seis años antes del lanzamiento de la misión a finales de julio de 2020: "Tuvimos que empezar de cero a concebir el instrumento, diseñarlo, hacer análisis antes de fabricar las piezas, construirlo, probarlo, calibrarlo y entregarlo a la NASA".

Admite que ahora respira algo más tranquilo, aunque no deja de estar pendiente del calendario. Ahora que Perseverance ha llegado sano y salvo, su deseo es aprovechar la capacidad de este instrumento para hacer lo que más le gusta: "Ciencia en Marte y contribuir al avance del conocimiento. Es un sueño cumplido para mí".

Por su parte, Rull se acuerda de todas las decisiones que iban a repercutir en este sistema de calibración. "Definir las 28 muestras y validarlas ha sido todo un proceso muy complicado", reconoce, "pero colocarlas y fijarlas en un soporte, que aguante los enormes esfuerzos del lanzamiento, y sobre todo del aterrizaje, ha sido el mayor reto".

Este investigador lamenta que no se pudiera seguir el lanzamiento y progreso de la misión in situ, desde Cabo Cañaveral (EE. UU.) o cualquiera de los centros de seguimiento de NASA, por las limitaciones de la pandemia. "Esto es una de las cosas que más pena y dolor nos ha dado", concluye, pero estuvieron pendientes desde casa.

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