Planetas
Marte

Como ocurrió en la segunda mitad del siglo XX, en la «conquista» de la Luna, dos países, Estados Unidos y la Unión Soviética (Rusia, tras el fin de la URSS), dominaron, casi con exclusividad los vuelos al planeta vecino el siglo pasado. Al límite del milenio se produjo la única excepción a la hegemonía bilateral, si es que la misión se puede considerar com tal, ya que acabó en fracaso. Fue la sonda Nozomi («esperanza» en japonés) de la agencia nipona JAXA, también llamada PLANET-B. La nave tenía como finalidad el estudio de la atmósfera externa de Marte y su interacción con el viento solar, así como el campo magnético del planeta y su pérdida de atmósfera, pero un fallo.

Se lanzó el 3 de julio de 1998, sin embargo un fallo en una válvula provocó la pérdida de parte del combustible, quedando insuficiente cantidad como para alcanzar su objetivo. Aún así se replanteó su trayectoria de modo que se le cambió a largas órbitas heliocéntricas para alcanzar Marte 4 años después, aunque a menor velocidad, pero unas llamaradas solares impidieron su continuidad y, aunque la sonda sigue activa, hubo de descartarse la mision.

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Ya en la nueva centuria, Europa entra en liza con su misión Mars Express, creada aplicando tecnología usada en las misiones Rosetta de la ESA y de la Mars 96 de Roscosmos. En ella se incluyenron un orbitador y un aterrizador, el Beagle-2. La ESA lanzó la nave a las 19:45 (hora de Madrid) del 2 de junio de 2003, a bordo de un cohete Soyuz-Fregat, desde Kazajistán. Se bautizó como Mar Express (según se lee en la web de la ESA, por el tiempo de desarrollo rápido y optimizado, habiéndose construido más rápido que cualquier otra misión planetaria comparable).

La sonda ingresó a la órbita marciana el día de Navidad de 2003. Unos días antes, el 19 de diciembre, se lanzó desde la nave el módulo de aterrizaje Beagle-2, sin embargo tras su liberación se perdió todo contacto con él, dándose poco después por perdido. En enero de 2015, el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA envió unas imágenes que parecen mostrar el módulo de aterrizaje parcialmente desplegado en la superficie.

El módulo de aterrizaje Beagle-2 llevaba el nombre del barco en el que navegaba Charles Darwin cuando formulaba sus ideas sobre la evolución. La técnica de su amartizaje se basaba en frenado con paracaidas y amortiguación por inflado de airbags. Estaba diseñado para investigar exobiología y geoquímica.

A pesar del fracaso del aterrizador, el orbitador ha estado enviando información valiosa a los científicos sobre la geología, la atmósfera, el medio ambiente de la superficie, la historia del agua y el potencial de vida en Marte, incluso arrojó luz sobre el cráter Jazero y las zonas del mismo con mayor probabilidad de revelar signos de vida antigua, contribuyendo con ellos a la planificación de la misión Perseverance de la NASA.

La mision tenía como fecha nominal de finalización noviembre de 2005 (un año marciando desde su exitosa inserción orbital), pero sus buenos resultados propició su extensión al 31 de octubre de 2007 (otro año marciano). Posteriormente la duración de la misión se ha seguido ampliando en sucesivas extensiones, siendo de momento la última hasta finales de 2026, con una extensión indicativa del Comité del Programa Científico (SPC) de la ESA1 de enero de 2027 al 31 de diciembre de 2028 con el fin de dar apoyo a la nave MMX, sin embargo el retraso de la misión nipona hará que la extensión hasta 2028 se revise en 2025/2026, después del lanzamiento del MMX y su llegada a Marte.

La nave completó su órbita número 25.000 el 19 de octubre de 2023 y ya va reduciendo el nivel de propelente en sus tanques.

Entre sus logros se pueden citar:

• Revelado de la geología del planeta y la edad de la superficie.
• Investigación de antiguos accidentes geográficos y procesos relacionados con el agua.
• Mapeo de la composición de la superficie y los casquetes polares, incluidos los minerales hidratados.
• Revelado de la historia del planeta.
• Investigación de la estructura del subsuelo, incluidos los casquetes polares.
• Descubrimiento de agua líquida debajo de los casquetes polares.
• Seguimiento continuo de los parámetros meteorológicos.
• Detección tentativa de metano (que, o bien tiene origen biológico o bien es indicativo que presencia de agua) e inequívoca de nubes de CO₂.
• Monitoreo de la ionosfera y su variabilidad.
• Descubrimiento de auroras localizadas.
• Cuantificación del escape de iones y su dependencia del viento solar y el flujo EUV (ultavioleta extremo).
• Mediciones de la tasa actual de escape atmosférico y evaluación de la pérdida total a lo largo de la historia del planeta.
• Mapeo de Fobos con un detalle sin precedentes.

Tiempo transcurrido de la entrada en la órbita marciana de Mars Express: XX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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En 2013 aparecía Asia en el escenario. Si bien Japón ya lo había intentado con su sonda Nozomi, el primer país del continente en alcanzar Marte con éxito fue India con su nave Mangalyaan, cuyo nombre oficial es Mars Orbiter Mission (MOM). La Indian Space Research Organisation (ISRO) fijó la fecha del lanzamiento para el 5 de noviembre del citado año desde Sriharikota, una isla frente a la costa india, en el golfo de Bengala

La sonda se lanzó a bordo del confiable y versátil cohete PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle «vehículo de lanzamiento de satélites polares»), también de fabricación india. Este cohete, llamado así por su capacidad de enviar carga útil a órbitas polares heliosincrónicas de 600 km de altitud, se ha usado para lanzar más de 50 satélites indios y más de 200 satélites extranjeros. También se usó para enviar la nave Chandrayaan-1 a la Luna en 2008.

En comparación con la misión MAVEN de la NASA, Mangalyaan se lanzó 13 días antes, llegando a Marte dos días después que la americana,lanzada por un cohete Atlas 5, seis veces más potente que el PSLV pero con un mayor consumo de combustible.

Otra diferencia entre ambos es que el indio sitúa los satélites en una órbita terrestre baja, por lo que precisa una serie de pasos para elevar la órbita y la velocidad de las sondas hasta superar la atracción gravitatoria de la Tierra, mientras que el Atlas sitúa los satélites fuera de este campo gravitatorio.

En cuanto al coste de ambas misiones, mientras que MAVEN asumió una inversión de 518 millones de euros (o los 1.900 millones de Curiosity), MOM apenas llegó a 60 millones de euros de inversión.

En el caso concreto de la nave MOM, una vez situada en órbita por el PSLV, durante los siguientes 25 días los científicos de la ISRO encendieron siete veces el motor de Mangalyaan (una extra, debido a la insuficiencia de la cuarta activación, que no dio el impulso suficiente a la nave). Con ello elevaban seis veces la órbita de la sonda y la aceleraban lo necesario para poder eludir finalmente la gravedad terrestre.

La inserción en la órbita marciana se produjo el 24 de septiembre de 2014, convirtiéndose en la cuarta nación en enviar con éxito una nave espacial a Marte y la primera agencia espacial en alcanzar dicho logro al primer intento.

MOM estudió la topografía, la morfología, la mineralogía y la atmósfera marcianas, además de tener acceso, por su órbita, a la observación de la luna marciana Phobos. La nave, con una masa cercana a la media tonelada, portaba una cámara a color, un fotómetro, un espectrómetro de imágenes térmicas, un analizador de composición neutra exosférica de Marte y un sensor de metano.

Tras un largo eclipse en abril de 2022 la Mars Orbiter perdió la comunicación con la Tierra. ISRO determinó que el propulsor de la sonda Mangalyaan se había debido agotar, impidiendo la posibilidad de mantener la misión, que se dio por concluida definitibvamente el 27 de septiembre de 2022, en la celebración del octavo aniversario de su exitosa inserción orbital en Marte. La nave había llegado al final de su vida útil tras ocho años de investigación en la órbita del planeta rojo, cuando la duración planeada era de tan solo seis meses.

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La agencia europea ESA y la rusa Roscosmos planificaron juntas una serie de misiones denominadas EXOMARS (acrónimo de Exobiology on Mars). Su objetivo era la búsqueda de vida pasada y actual, así como el estudio de las variaciones del agua y el ambiente geoquímico del planeta rojo, de la composición de las trazas de gases existentes en la atmósfera y su origen, y probar la tecnología con el fin de aplicarla en una siguiente misión de retorno de muestras marcianas.

La primera de ellas fue lanzada el 14 de mayo de 2016 con el fin de estudiar trazas de gases en la atmósfera marciana que puedan ser indicio de la existencia de vida, como son el metano, el vapor de agua, óxidos de nitrógeno y acetileno. También se diseñó para monitorear los cambios estacionales en la atmósfera marciana y la búsqueda de hielo de agua bajo la superficie. Además, la información recopilada se podría usar para decidir las regiones en que aterrizar las siguientes naves de la ESA.

En la nave se habían integrado dos elementos: un orbitador, llamado ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), que entró en la órbita marciana el 19 de octubre de 2016, y un módulo de aterrizaje llamado Schiaparelli, que se estrelló en la superficie marciana por un error computacional. El nombre del aterrizador se escogió en memoria del astrónomo del siglo XIX Giovanni Schiaparelli, que observó y plasmó en su mapa de Marte las características que denominó canali (canales en italiano), los cuales llevaron a la imaginación de tecnologías alienígenas que se explican con mayor detalle en la introducción de esta sección «misiones».

Entre los instrumentos científicos incluidos en la nave están:

• Nadir y ocultación para el espectrómetro Mars Discovery (NOMAD).
• Espectrómetros (Atmospheric Chemistry Suite, —ACS—).
• Sistema de imágenes de superficie en color y estéreo (CaSSIS).
• Detector de neutrones epitermales de resolución fina (FREND).

El ExoMars Trace Gas Orbiter lleva activo orbitando Marte XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

La siguiente misión ExoMars, pensada para 2020 y se postergó por problemas técnicos a 2022, fue cancelada por la invasión de Ucrania por parte del socio de la misión, Rusia, en febrero de 2022, aunque se reinició a finales de 2022 como misión propia de la ESA con la colaboración de nuevos socios (ver siguiente apartado Misiones futuras.

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En julio de 2020, dos nuevos países, también asiáticos, con solo cuatro días de diferencia entre ambos lanzamientos, se añadían a la lista. La Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos (UAESA) a través del Centro Espacial Mohammed Bin Rashid (MBRSC) de Dubai, junto con algunas universidades estadounidenses, construyó la nave Hope Mars, lanzada a las 23:58 del 19 de julio, hora de Madrid (ya día 20 en Dubai) desde el Centro Espacial Tanegashima (Japón), utilizando un vehículo de lanzamiento Mitsubishi Heavy Industries H-IIA, el empleado por la JAXA nipona en varias de sus misiones, incluida la sonda SELENE enviada a la Luna.

La misión (llamada Emirates Mars Mission —EMM—),fue diseñada en EAU y ensamblada en las Universidades colaboradoras de EE. UU. El 20 de abril de 2020, la nave espacial Hope salió del Centro Espacial Mohammed bin Rashid (Dubái) con destino a Tanegashima (Japón) en un viaje de de cuatro días, en avión y barco, para su lanzamiento desde la base nipona.

El orbitador llegó a Marte el 9 de febrero de 2021 (año de la conmemoración del 50º aniversario de la unión de los EAU). Las posibilidades de éxito de la maniobra de Hope para entrar en la órbita marciana eran, según el propio Gobierno emiratí, de solo un 50 %. La nave activó sus propulsores, quemando la mitad del combustible para lograr reducir su velocidad de 121.000 km/h a 18.000 km/h, en un proceso que duró unos 27 minutos. Finalmente la nave se insertó en la órbita marciana.

La encargada de recibir la señal durante esta crítica etapa, además de determinar el éxito o el fracaso de la misión, fue una antena del Complejo de Comunicaciones de Espacio Profundo de Madrid, ubicado en el municipio de Robledo de Chavela.

El nombre Hope (en árabe: al-Amal) significa «esperanza» y fue elegido porque, según palabras del jeque que da nombre a la citada agencia espacial (MBRSC), «envía un mensaje de optimismo a millones de jóvenes árabes»

Hope, de unos 1.350 kg de masa, es de aluminio y tiene el tamaño de un coche pequeño (2,37 m de ancho y 2,90 m de largo), aunque con los paneles solares desplegados sus dimensiones son de 3 m × 7,9 m. Estos paneles poseen una capacidad de generación de 600 W. Albergará cuatro instrumentos de socios estadounidenses e italianos. El objetivo de la misión es el estudio detallado de la atmósfera de Marte, sus capas, la razón del cambio climático en dicha atmósfera, apenas incapaz de retener agua líquida, cómo y por qué Marte está perdiendo su hidrógeno y oxígeno en el espacio, etc.

También está diseñada para el estudio de la relación entre las distintas capas de la atmósfera marciana. Además lleva a cabo un completísimo estudio meteorológico del planeta rojo.

Para complir con estos propósitos, el orbitador lleva tres instrumentos principales:

• El Emirates eXploration Imager (EXI), una cámara multibanda capaz de tomar imágenes de alta resolución. Puede medir las propiedades del agua, el hielo, el polvo, los aerosoles y la abundancia de ozono en la atmósfera de Marte.
• El espectrómetro infrarrojo de Marte de los Emiratos (EMIRS), que estudia la temperatura, el hielo, el vapor de agua y el polvo en la atmósfera.
• El espectrómetro ultravioleta de Marte de Emirates (EMUS), para medir las características globales y la variabilidad de la termosfera y las coronas de hidrógeno y oxígeno.

Tiempo desde la entrada en órbita marciana de Hope: XX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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La segunda misión asiática de esa ventana de lanzamiento a Marte de 2020, ventana abierta entre el 17 de julio y el 15 de agosto de dicho año, fue la nave china Tianwen-1, lanzada a las 06:41:15 (hora peninsular) del 23 de julio de 2020, una semana antes de la tercera misión lanzada en esa ventana, la Mars 2020 (que transportaba a Perseverance).

China ya había intentado anteriormente alcanzar Marte con su nave Yinghuo-1 (Luciérnaga-1), lanzada el 8 de noviembre de 2011, pero la sonda no logró abandonar el campo gravitatorio de la Tierra por algún fallo, desintegrándose el 15 de enero de 2012 sobre el Océano Pacífico (junto con la sonda rusa Fobos - Grunt, a la que iba adosada) al reingresar en la atmósfera.

Sin embargo en esta ocasión el éxito del país asiático iba a ser rotundo, alcanzando Marte con un orbitador, un aterrizador y un róver. La nave espacial fue desarrollada por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC) y gestionada por el Centro Nacional de Ciencias Espaciales (NSSC) en Pekín.

El lanzamiento se produjo a bordo del cohete Long March 5 (modelo Y4) desde la pequeña provincia de Hainan, en la parte más meridional de la República Popular China. Ese cohete es el empleado en las misiones de exploracón lunar, en la construcción de la estación espacial de China, entre otras. El nombre Tianwen significa «preguntas al cielo» y proviene de un poema escrito por el antiguo poeta chino Qu Yuan (aproximadamente 340-278 a. C.).

Tras 7 meses de viaje, el 10 de febrero de 2021 se situó en órbita marciana, siendo la sexta en llevar una sonda a Marte (tras Estados Unidos, la Unión Soviética, la Agencia Espacial Europea, India y Emiratos Árabes Unidos). Se mantuvo orbitando el planeta durante otros dos meses, buscando un lugar óptimo de amartizaje. Por fin, la cápsula de entrada, que incorporaba el módulo de aterrizaje y el explorador, se separó del orbitador y, tras un vuelo de 3 horas, entró en la atmósfera del planeta. Una vez decelerada de los 5 km/s iniciales a los 460 m/s, se desplegó un gran paracaídas (de unos 200 m²) que lo llevó a una velocidad inferior a 100 m/s, la cual se redujo casi a cero con los retropropulsores tras el descarte del paracaídas y del escudo exterior.

A 100 m del suelo se mantuvo suspendida comprobando que el lugar de aterrizaje era idóneo y se posó suavemente sobre sus 4 patas amortiguadoras. Todo el proceso duró 9 minutos y fue dirigido por la nave espacial de modo completamente autónomo. El 15 de mayo de 2021 a la 01:18 (hora de Madrid), China se convertía en la tercera nación en realizar un aterrizaje suave (con comunicación desde la superficie marciana) después de la Unión Soviética y los Estados Unidos. El lugar de aterrizaje fue Utopia Planitia, lugar escogido por considerarse una zona con un terreno y un clima adecuados para un aterrizaje, pero también por ser interesante para la investigación al ser parte, muy probablemente, de un antiguo océano marciano.

Finalmente, completó el inicio de la misión con el descenso, a través de rampas de descenso, del róver Zhurong el 22 de mayo de 2021 a las 04:40 (hora peninsular), hito únicamente conseguido hasta entonces por los estadounidenses. El nombre del vehículo se escogió por una encuesta realizada a principios de 2021. Zhurong es el nombre del dios mitológico chino del fuego La elección del nombre está relacionada con el nombre de Marte en chino, Huoxing, que significa literalmente «astro de fuego».

Zhurong tiene unos 240 kg de peso y una altura de aproximadamente 1,85 m. Consta de 6 ruedas con las que se puede llegar a desplazar a una velocidad de 200 metros por hora. Se alimenta con la energía obtenida por 4 paneles solares.

Entre los instrumentos del orbitador están:

• HRC y MRC, dos cámaras de alta y media resolución respectivamente.
• MM, magnetómetro de Marte.
• MMS, espectrómetro de minerales de Marte.
• OSR, radar subsuperficial orbital.
• MINPA, analizador de iones y partículas neutras de Marte.

El róver cuenta con estos elementos científicos:

• ROPER, radar de penetración en el suelo, para obtener una imagen de unos 100 m bajo la superficie.
• RoMAG, detector de campo magnético de superficie de Marte.
• MMMI, instrumento de medición meteorológica de Marte.
• MarSCoDe, detector de compuestos de superficie de Marte.
• MSCam, cámara multiespectral.
• NaTeCam, cámara de navegación y topografía.

Entre los descubrimientos que los responsables de la misión fueron anunciando poco a poco está el haber hallado nuevas pruebas de que hubo agua en Marte. Según un estudio publicado en la revista Nature Geoscience, tras analizar las imágenes del róver, se concluyó que varios de los accidentes del terreno fueron modelados por vientos prolongados. Dicho estudio indica que la textura de algunas rocas fotografiadas muestran indicios de "interacción con agua salada".

Se supone que Utopía Planitia, área volcánica cuya superficie tiene unos 3.000 millones de años, y lugar del aterrizaje de la misión Tianwen-1, podría haber albergado agua líquida o hielo durante algún período. Así, los 1.480 gigabytes de datos enviados por el orbitador y el róver Zhurong permitían confirmar la hipótesis de un antiguo océano antiguo en Utopia Planitia.

El orbitador, con una esperanza de vida estimada de un año marciano (687 días terrestres), colabora en el hallazgo de más pruebas, mediante sus radares, de la existencia de agua o hielo en ese planeta, aunque también la estructura geológica y su evolución histórica, la ionosfera, el clima, las estaciones y la atmósfera de Marte en general.

Los magnetómetros y los radares presentes en el orbitador y el róver están dedicados a estudiar la estructura interna de Marte y su campo magnético y gravitatorio. La misión también tiene entre sus objetivos la elaboración de mapas y la búsqueda de vida (pasada o presente). También sirve para probar tecnología para la futura misión de retorno de muestras de Marte. Zhurong, como Perseverance, también almacena muestras de roca y suelo en para su recuperación en la citada misión venidera, ubicando ese lugar de almacenamiento gracias al orbitador.

Tras completar su misión planificada a mediados de agosto de 2021, China anunció una ampliación de la misión para investigar una antigua zona costera de Marte. Ya en mayo de 2022, Zhurong se puso en modo de hibernación para protegerse del invierno marciano y una gran tormenta de arena que se acercaba, con el objetivo de «despertarlo» el 26 de diciembre de 2022. Sin embargo, según se pudo leer en un artículo del noticiero South China Morning Post, el róver Zhurong podría haber agotado sus baterías ya que no se reactivó en la fecha prevista, pasado el equinoccio de primavera. Parece que se vio afectado por tormentas de arena que redujeron su nivel energético, a pesar de tener sistemas de limpiado de paneles, recubrimiento antipolvo en estos y capacidad de orientarlos hacia el Sol. Sin embargo el rover no llevaba una unidad calentadora de radioisótopos (aunque contaba con otros medios de calentamiento).

En enero de 2023, el citado diario informó que la CNSA seguía sin recibir señales del rover. El orbitador Tianwen-1 registró tormentas alrededor del área de aterrizaje, lo que podría haber cubierto de polvo los paneles solares de modo que se impidiese obtener suficiente energía para reiniciar el vehículo, información que se pudo leer en un artículo de la revista Nature. Además en imágenes tomadas por el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA se observó a Zhurong cubierto de arena y polvo, dificultando su capacidad para captar la luz solar y recargarse

El 25 de abril de 2023, el diseñador de la misión, Zhang Rongqiao, anunció que la acumulación de polvo tras la última inactivación era mayor de lo previsto, lo que indica que el rover parecía haber quedado definitivamente inactivo. Una cobertura de polvo del 20% causa problemas, el 30% requiere condiciones de iluminación más fuertes para volver a despertar, mientras que el 40% significa que no se volverá a reactivar.

Es difícil medir la cobertura de polvo en los paneles solares de Zhurong desde la órbita. Incluso podría despertarse con el solsticio de verano pero hasta el 12 de julio, en cuyo caso puede utilizar medidas activas de limpieza del polvo. Pero parece probable que ya no haya posibilidad de continuidad del róver.

Zhurong ha tenido una vida de misión principal de tres meses terrestres (su vida útil prevista), aunque operó durante algo más de un año terrestre, viajando en Utopia Planitia unos 1.921 metros al sur desde su lugar de aterrizaje.

Según fuentes del citado medio, el orbitador también estaría teniendo problemas para comunicarse con los equipos de la Tierra, pero no parece que estos problemas estén siendo relevantes.

Tiempo pasado desde la inserción del orbitador Tianwen-1 en la órbita marciana: XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

Tiempo transcurrido desde que el aterrizador Tianwen-1 tocó la superficie de Marte: XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

Tiempo transcurrido desde el despliegue del róver Zhurong sobre la superficie marciana: XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.