El nuevo programa conjunto de exploración de Marte de la NASA y la ESA está avanzando rápidamente para implementar un marco acordado para construir una nueva generación ambiciosa de orbitadores y aterrizadores del planeta rojo a partir de las ventanas de lanzamiento de 2016 y 2018.
El ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM), liderado por Europa, ha sido seleccionado como la primera nave espacial de la iniciativa conjunta y se lanzará en enero de 2016 a bordo de un cohete Atlas 5 suministrado por la NASA para un crucero de 9 meses a Marte. El propósito es estudiar los gases traza en la atmósfera marciana, en particular las fuentes y la concentración de metano que tiene implicaciones biológicas significativas. Cantidades variables de metano han sido detectadas por un orbitador marciano y telescopios terrestres en la Tierra. El orbitador probablemente irá acompañado de un pequeño módulo de aterrizaje estático proporcionado por la ESA y denominado Módulo de demostración de entrada, descenso y aterrizaje (EDM).
El Programa Mars de la NASA está cambiando su estrategia científica para que coincida con la nueva empresa conjunta con la ESA y también para construir sobre los recientes descubrimientos de la flota internacional actual de orbitadores marcianos y exploradores de superficie Spirit, Opportunity y Phoenix (ver mis mosaicos anteriores de Marte). Doug McCuiston, director de exploración de Marte de la NASA en la sede de la NASA, me dijo en una entrevista que "la NASA está progresando rápidamente de" Seguir el agua "a través de la evaluación de la habitabilidad y pasar al tema" Buscando las señales de vida ". Probablemente, buscar la vida directamente es una aguja en el pajar, pero las firmas de vidas pasadas o presentes pueden estar más extendidas a través de compuestos orgánicos, fuentes de metano, etc.
La NASA y la ESA emitirán un "Anuncio de Oportunidad para el orbitador en enero de 2010" solicitando propuestas para un conjunto de instrumentos científicos de acuerdo con McCuiston. “Los instrumentos científicos serán seleccionados de manera competitiva. Están abiertos a la participación de científicos estadounidenses que también pueden servir como Investigadores Principales (IP) ". Las propuestas deben presentarse en 3 meses y serán evaluadas conjuntamente por la NASA y la ESA. Las selecciones de instrumentos se anunciarán en julio de 2010 y el costo total de los instrumentos financiados por la NASA tiene un límite de $ 100 millones.
"La misión de 2016 aún debe ser aprobada formalmente por la NASA después de una Revisión de Diseño Preliminar, que tendrá lugar a fines de 2010 o principios de 2011. El financiamiento hasta entonces está cubierto en la cuña Next Decade del Programa de Marte, donde residen todas las misiones de nuevo comienzo hasta que se aprueben , o no, por la Agencia ", me dijo McCuiston. El Consejo de Ministros de la ESA acaba de dar "luz verde" y aprobó formalmente un presupuesto inicial de 850 millones de euros ($ 1.2 mil millones) para comenzar a implementar su programa ExoMars para las misiones de 2016 y 2018 el 17 de diciembre en la sede de la ESA en París, Francia. Se solicitarán otros 150 millones de euros dentro de dos años para completar el requisito de financiación para ambas misiones.
La ESA ha tenido que retrasar repetidamente su propio programa de naves espaciales ExoMars desde que se anunció hace varios años debido a la creciente complejidad, presupuestos insuficientes y desafíos técnicos que resultan en un alcance de los objetivos de la ciencia y una reducción en el peso de la carga útil de la ciencia. El rover ExoMars estaba originalmente programado para lanzarse en 2009 y ahora está programado para 2018 como parte de la nueva arquitectura.
El orbitador Trace Gas combina elementos del orbitador ExoMars propuesto anteriormente por la ESA y el Mars Science Orbiter propuesto por la NASA. Según lo previsto actualmente, la nave espacial tendrá una masa de aproximadamente 1100 kg y llevará una carga útil científica de aproximadamente 115 kg, el mínimo que se considera necesario para lograr sus objetivos. Los instrumentos deben ser altamente sensibles para poder detectar la identidad y la concentración extremadamente baja de gases traza atmosféricos, caracterizando la variación espacial y temporal del metano y otras especies importantes, localizando el origen de los gases traza y determinando si son causado por procesos biológicos o geológicos. Los modelos fotoquímicos actuales no pueden explicar la presencia de metano en la atmósfera interior ni su rápida aparición y destrucción en el espacio, el tiempo o la cantidad.
Entre los instrumentos planeados se encuentran un detector de gas traza y un mapeador, una cámara termográfica de infrarrojos y una cámara gran angular y una cámara estéreo en color de alta resolución (resolución de 1 a 2 metros). "Todos los datos se compartirán conjuntamente y cumplirán con las políticas de la NASA sobre acceso totalmente abierto y publicación en el Sistema de Datos Planetarios", dijo McCuiston.
Otro objetivo clave del orbitador será establecer una capacidad de transmisión de datos para todas las misiones de superficie hasta 2022, comenzando con el módulo de aterrizaje de 2016 y dos rovers asignados para 2018. Este marco de tiempo podría coincidir potencialmente con las misiones de retorno de muestras de Marte, un objetivo buscado por muchos científicos.
Si el presupuesto lo permite, la ESA planea utilizar un pequeño módulo de aterrizaje (EDM) que probaría tecnologías críticas para futuras misiones. McCuiston me informó que, “El objetivo de este Demostrador de Tecnología de la ESA es validar la capacidad de aterrizar cargas útiles moderadas, por lo que la selección del sitio de aterrizaje no estará basada en la ciencia. Así que espere algo como Meridiani o Gusev: grande, plano y seguro. La NASA asistirá a la ingeniería de la ESA según lo solicitado, y dentro de las limitaciones de ITAR ". EDM utilizará paracaídas, radares y grupos de propulsores de propulsión líquida pulsante para aterrizar.
"La ESA planea una convocatoria competitiva de instrumentos en su carga útil de 3-4 kg", explicó McCuiston. "El Anuncio de Oportunidad también estará abierto a los proponentes de EE. UU., Por lo que puede haber algunos IP de EE. UU. La ESA quiere una cámara para "demostrar" que llegaron al suelo. De lo contrario, no hay un papel significativo planeado para la NASA en el EDM ”.
Es probable que el módulo de aterrizaje funcione como una estación meteorológica y tenga una vida relativamente corta, quizás 8 soles o días marcianos, dependiendo de la capacidad de las baterías. La ESA no incluye una fuente de energía a largo plazo, como los paneles solares, por lo que la ciencia de la superficie tendrá una duración limitada.
El orbitador y el módulo de aterrizaje se separarían al llegar a Marte. El orbitador utilizará una serie de maniobras de frenado aerodinámico para eventualmente establecerse en una órbita científica circular de 400 km de altura inclinada a unos 74 grados.
La arquitectura conjunta de Marte se acordó formalmente el verano pasado en una reunión bilateral entre Ed Weiler (NASA) y David Southwood (ESA) en Plymouth, Reino Unido. Weiler es el Administrador Asociado de la NASA para la Dirección de Misión Científica y Southwood es el Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA. Firmaron un acuerdo que crea la Iniciativa Conjunta de Exploración de Marte (MEJI) que esencialmente une los programas de Marte de la NASA y la ESA y delinea sus respectivas responsabilidades y objetivos del programa.
"La clave para avanzar en la exploración de Marte es la colaboración internacional con Europa", me dijo Weiler en una entrevista. "No tenemos suficiente dinero para hacer estas misiones por separado. Se han hecho las cosas fáciles y las nuevas son más complejas y caras. Los excesos de costos en Mars Science Lab (MSL) han creado problemas presupuestarios para futuras misiones de Marte ”. Para pagar el exceso de MSL, los fondos deben tomarse de las futuras asignaciones presupuestarias de Marte de los años fiscales 2010 a 2014.
“2016 es un punto de partida lógico para trabajar juntos. La NASA puede tener una misión para 2016 si trabajamos con Europa pero no si trabajamos solos. Podemos hacer mucho más trabajando juntos, ya que ambos tenemos los mismos objetivos científicamente y queremos llevar a cabo los mismos tipos de misión ”. Weiler y Southwood instruyeron a sus respectivos equipos científicos para que se reunieran y presentaran un enfoque realista y científicamente justificable. Weiler me explicó que su objetivo y esperanza era restablecer una arquitectura de Marte emocionante con el lanzamiento de nuevas naves espaciales en cada oportunidad que ocurra cada 26 meses y que avance el estado del arte para la ciencia. "Es muy importante demostrar una nueva tecnología crítica en cada misión subsiguiente".
Más sobre el plan de misión 2018 y más allá en un informe de seguimiento.
