La exploración de Marte entre 2000 y 2013
Mars Odyssey (EEUU)
La sonda Mars Odyssey es un orbitador de Marte incluido en el Programa de Exploración de Marte mediante sistemas robóticos de la NASA. Con esta nave, la NASA envió de nuevo una sonda a Marte después de perder en 1999 a la Mars Climate Orbiter y el Mars Polar Lander, debido a errores en los cálculos matemáticos y en el apagado de los motores respectivamente.
La misión de la Mars Odyssey es la exploración de la superficie, la historia geológica, la radiación medioambiental y la presencia de agua en el planeta en las capas más inmediatas bajo la superficie marciana, hasta 1 metro de profundidad. Además de sus objetivos principales, fue diseñada para servir como repetidor para las siguientes misiones a Marte.
Fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 7 de abril de 2001 a bordo de un cohete Delta II, que la puso en camino hacia Marte para recorrer un total de 460 millones de kilómetros durante 29 meses, hasta que terminó su misión primaria. Una vez que llegó a Marte en octubre de 2001 utilizó la técnica de aerofrenado para conseguir una órbita más baja hasta llegar a la altitud deseada para la misión científica. Esta técnica consiste en realizar repetidos pasos sobre las capas altas de la atmósfera de Marte para ir frenando la sonda debido al rozamiento de la nave y sus paneles solares con los gases que la forman y de esta manera disminuir la velocidad sin utilizar combustible. Esta fase concluyó en enero de 2002.
En Mayo de 2002 se conoció la noticia de que la Mars Odyssey encontró enormes cantidades de hielo bajo la superfície de Marte, cantidades suficientes para llenar dos veces el lago Michigan. Actualmente sigue en funcionamiento.
Mars Express (ESA)
Mars Express es una misión de exploración de Marte de la Agencia Espacial Europea y la primera misión interplanetaria europea. El término "Express" se acuñó originalmente por la relativa corta trayectoria interplanetaria Tierra-Marte, pues el lanzamiento de la nave se produjo cuando las órbitas de la Tierra y Marte estaban más próximas en los últimos 60.000 años. "Express" también se refiere a la velocidad y eficiencia con la que la nave fue diseñada y construida.
Mars Express consiste de dos partes, el Mars Express Orbiter y el Beagle 2, un aterrizador diseñado para investigar exobiología y geoquímica in situ en la superficie marciana. El Beagle 2 falló al intentar aterrizar en la superficie de Marte, pero el orbitador ha estado realizando investigaciones científicas satisfactoriamente desde entonces. Beagle hubiera facilitado información acerca de la posible vida de organismos en el pasado marciano.
La nave espacial fue lanzada el 2 de junio de 2003 desde el Cosmódromo de Baikonur en Kazajistán usando un cohete Soyuz Fregat. Se desplegaron los paneles solares y se realiza una corrección de trayectoria el 4 de junio para poner en trayectoria interplanetaria a la sonda. Mars Express alcanzó Marte después de una jornada de 400 millones de kilómetros, e ingresó a la órbita marciana el 25 de diciembre de 2003.
El aterrizador Beagle 2 fue lanzado el 19 de diciembre desde el orbitador hacia la superficie. El 20 de diciembre sus motores lo colocaron en órbita favorable para su descenso gradual que culminaría el 25 de diciembre. Después de repetidos intentos de contactar al Beagle 2, estos fracasaron. Fue declarada perdida y probablemente destruida el 6 de febrero de 2004. El 11 de febrero de 2004, la ESA anunció el inicio de una investigación completa para determinar las fallas y errores que causaron la pérdida de la costosa sonda Beagle 2.
El 4 de mayo de 2005, Mars Express desplegó el primero de sus dos tubos de radar de 20 m de longitud para su instrumento MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding). Al principio el tubo no encajó por completo en su sitio; sin embargo, el 10 de mayo fue expuesto a la luz solar durante unos minutos y se solucionó el problema. El segundo tubo fue desplegado con éxito el 14 de junio. Ambos tubos eran necesarios para crear una antena dipolo de 40 m necesaria para que MARSIS pudiera funcionar; un menos crucial tubo de 7 m para otra antena fue desplegado el 17 de junio. En la planificación original, los tubos deberían haberse desplegado en abril del 2004, pero se decidió aplazar por miedo a que el despliegue pudiera dañar a la sonda. Debido a la demora se decidió dividir la fase de cuatro semanas en dos partes, con dos semanas corriendo hasta el 4 de julio y otras dos semanas en diciembre de 2005.
Mars Exploration Rover: Spirit y Opportunity (EEUU)
Spirit (cuya designación oficial es MER-A, Mars Exploration Rover - A) es el primero de los dos robots que forma parte del Programa de Exploración de Marte de la NASA. La nave partió de la Tierra el 10 de junio de 2003 y aterrizó con éxito en el planeta Marte el 4 de enero del 2004.
El Spirit aterrizó en el cráter Gusev aproximadamente a 10 Km. del centro del mismo. El equipo de MER nombró el sitio del desembarco la "Columbia Memorial Station", en honor a los siete astronautas que fallecieron en el Transbordador Espacial Columbia.
El 25 de mayo de 2011 la NASA declara oficialmente finalizada la misión del robot Spirit, tras no haber recibido ninguna señal procedente de él desde el 22 de marzo de 2010. Afectado por numerosos problemas de movilidad, el vehículo quedó atrapado en una zona arenosa de la que no pudo escapar por falta de tracción en sus ruedas. La dirección del programa decidió entonces reconfigurar su tarea para una operación desde un punto fijo. Sin embargo, con la llegada del invierno marciano, la deficiente iluminación de sus paneles solares, junto a su mala orientación, obligó a reducir el gasto energético a bordo, hasta que no dispuso de energía suficiente para seguir trabajando. El Spirit entró en hibernación, y sus sistemas, sin la ventaja del uso de los calentadores eléctricos, tuvieron que soportar temperaturas muy bajas. Los expertos contaban aún con una posibilidad: una vez finalizado el invierno marciano, tal vez los sistemas tuviesen suficiente energía para reanudar la comunicación. No ha sido así. Los intentos de recuperar la comunicación con el robot se han hecho enviando comandos a través de la denominada Red del Espacio Profundo (DSN) de la NASA, con grandes antenas en Goldstone California, Canberra Australia y Robledo de Chavela Madrid, y de dos satélites de la NASA en órbita de Marte. Todo ha sido inútil. La misión del Spirit, ha sido un resonante éxito. Diseñado para sobrevivir durante unos 3 meses, aterrizó el 3 de enero de 2004 y trabajó durante varios años. De hecho, su hermano gemelo, el Opportunity, que llegó pocas semanas después, aún sigue operativo sobre la superficie de Marte.
El éxito de la misión del Spirit se basa en los 3 descubrimientos científicos más importantes en los que participó: videncia de antiguos manantiales en ebullición, evidencia de una atmósfera densa y de agua dulce y evidencia de un ciclo activo de agua
El Opportunity partió de la Tierra el 7 de julio de 2003 y aterrizó el 25 de enero de 2004 en Meridiani Planum, aproximadamente a 24 Km. al este de su blanco inicial. Aunque Meridiani es un lugar llano, sin campos de rocas, el Opportunity, tras rebotar 26 veces contra la superficie del suelo marciano, rodó hasta caer en un pequeño cráter de aproximadamente 20 m. de diámetro. El 28 de enero de 2004 la NASA anunció que el lugar de aterrizaje ahora se llama "Challenger", en honor a los siete astronautas muertos en el año 1986, cuando el transbordador explosionó poco después del lanzamiento en la misión Challenger.
La duración de la misión original para Opportunity era de 90 días marcianos. Muchos miembros de la misión esperaban que pudieran funcionar más tiempo, y el 8 de abril de 2004 la NASA anunció que apoyaba la extensión de la misión hasta septiembre de 2004, dotándola con fondos y mano de obra. En julio de 2004, los encargados de la misión empezaron a hablar de extender la misión incluso más allá de los 250 días. En 2013, tras más de nueve años en Marte, el Opportunity continúa sus labores de investigación.
Mars Reconnaissance Orbiter (EEUU)
La Mars Reconnaissance Orbiter (acrónimo: MRO) es una nave espacial multipropósito, lanzada el 12 de agosto de 2005 para el avance del conocimiento humano de Marte a través de la observación detallada, con el fin de examinar potenciales zonas de aterrizaje para futuras misiones en la superficie y de realizar transmisiones para éstas. El 10 de octubre de 2006 comenzó su inserción en la la órbita marciana, concluyendo su fase de aerofrenado el 4 de septiembre. Sus estudios comienzan tras la conjunción solar de noviembre del mismo año.
El 17 de noviembre de 2006 la NASA anunció la prueba con éxito del sistema de comunicación orbital. Usando el Rover Spirit como punto de origen de la transmisión, la sonda MRO actuó como un transmisor para mandar la información de regreso a la tierra. Gracias a las fotos de alta resolución se han descubierto nuevos detalles de la geología marciana, los cuales dieron como resultado el descubrimiento de terreno que indicaba la presencia dióxido de carbono líquido o agua en la superficie en su pasado geológico reciente.
Phoenix (EEUU)
Phoenix o Phoenix Mars Lander es una sonda espacial construida por la NASA, lanzada el 4 de agosto de 2007 desde la base de Cabo Cañaveral con destino al planeta Marte. Su llegada se produjo el 25 de mayo de 2008. A diferencia de los tres últimos descensos con éxito de sondas de la NASA en Marte (Mars Pathfinder, Spirit y Opportunity), que utilizaron bolsas de aire para amortiguar el impacto con el suelo, Phoenix vuelve al descenso con pequeños cohetes similares a los que llevaban hace tres décadas las dos sondas Viking para posarse en el suelo marciano tras el inicio del descenso con paracaídas.
El programa científico es un esfuerzo conjunto entre universidades de los Estados Unidos, Canadá, Suiza, Dinamarca y Alemania. Su objetivo primario fue llegar a una región cercana al Polo Norte marciano, desplegar su brazo robótico y hacer prospecciones a diferentes profundidades para examinar el subsuelo. La misión principal debería durar 90 días marcianos, unos 92 días terrestres aproximadamente. Tras el descubrimiento de hielo de agua, se decidió prolongar la misión cinco semanas más, para acabar finalmente el 10 de noviembre del 2008.
El fin de la misión, el 10 de noviembre de 2008, marcó el inicio de la interpretación detallada de los datos obtenidos. Sin embargo, algunos de los datos iniciales fueron sobresalientes. El 19 de junio de 2008 la NASA afirmó que la sonda Phoenix encontró hielo al realizar una excavación cerca del Polo Norte de Marte. Unos trozos de hielo se sublimaron después de ser desenterrados el 15 de junio por el brazo mecánico del robot. Posteriormente se determinó que el suelo marciano, al menos dónde aterrizó la sonda, es alcalino, con un pH de entre 8 y 9 y análogo al suelo de la superficie cercana en los valles de la Antártida.
Experimentos realizados con los instrumentos de Phoenix, también revelaron rastros de reacciones químicas entre minerales del suelo marciano y agua líquida en el pasado. Esto indica períodos en el pasado de Marte en los cuales corría agua líquida por el suelo. Los datos generados por la sonda Phoenix también sugieren la presencia de carbonato de calcio, el principal componente de la roca caliza. La mayoría de los carbonatos y arcillas sobre la Tierra se forman con la presencia de agua líquida.
Dawn (EEUU)
La misión Dawn consiste en una nave espacial lanzada por la NASA y dirigida por el JPL de California , Estados Unidos, cuya finalidad es examinar el planeta enano Ceres y el asteroide Vesta, localizados en el cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Fue lanzada el 27 de septiembre de 2007, y Dawn ya ha explorado Vesta a finales de 2011 y medianos de 2012, e irá a explorar Ceres en 2015. No es exactamente una misión de exploración de Marte, pero sí se han tomado datos durante el sobrevuelo del mismo antes de partir hacia sus objetivos principales. La sonda Dawn será la primera sonda espacial estadounidense con fines puramente científicos propulsada por un propulsor de iones, considerado el más avanzado y eficiente sistema de propulsión en el espacio.
La sonda sobrevoló Marte el 18 de febrero de 2009, a una distancia mínima de 549 Km. El cambio de velocidad producido en el sobrevuelo fue de 9.330 Km/h., un cambio equivalente al uso de 104 Kg. de propelente xenón. Ese día la nave paso a modo seguro, lo que resultó en una pérdida de adquisición de datos. La nave espacial reportó estar de nuevo en pleno funcionamiento dos días más tarde, sin ningún impacto posterior en la misión. La causa del evento se reportó como causado por un error de programación de software. Durante el encuentro se activaron una de las cámaras y el instrumento GRaND de medición de partículas y rayos gamma para realizar medidas de Marte en conjunto con las naves que orbitan el planeta.
Fobos-Grunt (Rusia) y Yinghuo 1 (China)
La Fobos-Grunt fue una misión rusa diseñada para posarse en la superficie de la luna marciana Fobos y traer de vuelta una muestra de su suelo a la Tierra. El objetivo principal era analizar dicha muestra en la Tierra para entender el origen de Fobos y reconstruir su historia. Los objetivos específicos eran analizar la composición del material traido y determinar su relación con otros materiales del sistema solar, si contenía partículas lanzadas desde la superficie marciana, materia protosolar y/o materia orgánica, y la edad de la muestra. Un brazo robotizado podría haber recogido aproximadamente entre 100 y 200 gramos de muestras y depositar las mismas en una cápsula de retorno que hubiese sido lanzada de regreso a la Tierra.
La sonda Fobos-Grunt fue lanzada el 8 de noviembre de 2011 en un cohete Zenit 2SB41.1 desde el cosmódromo de Baikonur en Kazajistán a una órbita elíptica terrestre. Sin embargo, el encendido posterior para poner la nave en dirección a Marte no funcionó, y ésta reingresó en la atmósfera terrestre el 15 de enero de 2012.
Junto con la Fobos-Grunt fue lanzada la sonda orbital china Yinghuo 1. Los objetivos principales de esta misión eran estudiar la estructura el entorno del espacio de Marte, la distribución del plasma y otras características, los vientos solares, el campo gravitatorio marciano y tomar imágenes de la superficie de Marte y Fobos. La misión también probaría la navegación en el espacio profundo y las técnicas de comunicaciones.
Mars Science Laboratory (EEUU)
Con un lanzamiento realizado el 26 de noviembre de 2011, el Mars Science Laboratory (MSL), es una misión diseñada con cuatro objetivos: determinar si existió vida alguna vez en Marte, caracterizar el clima de Marte, determinar su geología y prepararse para la exploración humana del mismo. Para ello la misión, también conocida como Curiosity, consta de los instrumentos más avanzados jamás enviados al planeta rojo que analizarán docenas de muestras extraídas del suelo y de las rocas, para obtener datos sobre el clima del planeta y su geología, analizando su estructura y composición, para poder detectar los componentes químicos que pudieran dar lugar a la vida y para saber cómo era el ambiente en Marte en el pasado.
Después de 8 meses de viaje, llegó a Marte el 6 de agosto de 2012. Tras un periodo de comprobaciones, el Rover Curiosity hizo su primer recorrido el 22 de agosto de 2012. El lugar del amartizaje (Crater Gale) fue elegido por su potencial para haber albergado o albergar vida.
Entre los instrumentos instalados en el Curiosity se encuentra el Rover Environmental Monitoring Station (REMS). Esta estación meteorológica ha sido aportada por el Centro de Astrobiología del Gobierno Español (INTA-CSIC) para obtener informes diarios sobre las condiciones atmosféricas en Marte y se encuentra acoplado al mástil central, desde donde se mide la presión atmosférica, humedad, radiación ultravioleta, velocidad del viento y su dirección y la temperatura del suelo y del aire. Cada uno de estos parámetros se mide por sensores independientes, uno para la presión atmosférica, para la humedad, la radiación ultravioleta, dos para el viento en dirección horizontal y vertical.
Mars Orbiter Mission (India)
La misión Mars Orbiter Mission (MOM) o en el hindi Mangalyaan ha sido diseñada para estudiar Marte desde su órbita. Los objetivos científicos de la misión son explorar las características de la superficie marciana, la morfología, mineralogía y atmósfera. Para lograr dichos objetivos, la sonda cuenta con cinco instrumentos científicos y se pretende que orbite alrededor de Marte tomando mediciones entre 6 y 10 meses.
La sonda fue lanzada por un Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV-C25) desde el Centro Espacial Dhawan en Sriharikota, India, el 5 de noviembre de 2013 y se espera que llegue a Marte el 24 de septiembre de 2014.
MAVEN (EEUU)
La misión Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) ha sido diseñada para explorar la atmósfera más externa de Marte y la ionosfera, y las interacciones con el viento solar, en concreto para determinar la pérdida de compuestos volátiles al espacio a través del tiempo y cómo esto ha afectado a la historia de la atmósfera marciana y de su clima. MAVEN tiene cuatro objetivos científicos principales: determinar el papel que la pérdida de compuestos volátiles ha jugado a través del tiempo, determinar el estado actual de la atmósfera exterior, ionosfera e interacciones con el viento solar, determinar los índices de escape de gases neutros e iones al espacio y los procesos que los controlan y, finalmente, determinar las proporciones de isótopos estables que contarán la historia de la pérdida a través del tiempo. MAVEN forma parte del programa Mars Scout.
La sonda fue lanzada en un cohete Atlas V 401 de un sólo motor Centaur el 18 de noviembre de 2013. Se espera que llegue a Marte el 22 de septiembre de 2014.
