En 2016, partía hacia Marte la sonda ExoMars Trace Gas Orbiter (o TGO) junto al módulo de aterrizaje Schiaparelli EDM, de cuyo desastroso final ya os hablamos. Esta misión tiene como objetivo buscar vida, o su efímero rastro, en nuestro vecino rojo. Esta no habría sido posible sin la colaboración de dos de las agencias espaciales con más experiencia del mundo, la ESA y el Roscosmos. Pero ExoMars no ha hecho más que empezar, en 2020 un nuevo róver llegará a la superficie marciana. Un reciente estudio mostraba cómo se pone a punto una maquinaria así de precisa. Hipertextual se ha puesto en contacto con el Moscow Institute of Physics and Technology" (el MIPT) para conocer un poco más sobre lo que nos depara Marte en los próximos años.

Buscando en la atmósfera marciana

A principios de este año, el satélite ExoMars TGO descenderá a una órbita operacional. Desde allí comenzará a analizar de cerca la atmósfera del planeta. ¿Y qué buscará? Para comprenderlo mejor es necesario entender qué porta este instrumento de precisión en sus entrañas. Le hemos preguntado por su funcionamiento a Alexander Rodin, quien dirige el Laboratorio de Espectroscopia de Infrarrojo Aplicado en el MIPT.

El TGO consta de cuatro instrumentos científicos: un sistema de imágenes a color (el CaSSIS), un detector de neutrones de alta resolución (el FREND), un sistema de tres espectrómetros conocido como NOMAD y una suite de detección atmosférica denominada ACS. Tanto el detector de neutrones epitermales como el ACS se construyeron en el Space Research Institute de Moscú.

"Nuestro experimento no se relaciona directamente con la detección de la vida", aclara el experto, "pero el análisis isotópico nos ayudará a reconstruir la historia temprana del planeta y a concluir si alguna vez existieron las condiciones necesarias para la vida".

Marte

¿En que consiste su aportación a la sonda? "La espectroscopía láser es un método muy sensible de análisis de gases. La idea es 'hacer sonar' una muestra de aire atmosférico mediante un rayo láser, con la frecuencia ajustada con precisión para detectar la vibración interna de una molécula que nos interese", nos comenta. Este método permite, incluso, distinguir el isótopo de la misma especie, como el dióxido de carbono y el vapor de agua".

El principal objetivo científico del TGO es analizar el clima, la atmósfera y la superficie de Marte desde el cielo. La sonda usará sus detectores para buscar trazas de gases, en especial de metano atmosférico. Este gas está relacionado con la vida en uno u otro sentido y fue detectado hace tiempo por los telescopios terrestres y el róver Curiosity de la NASA. Sin embargo, todavía sabemos muy poco de su origen o situación.

El más preciso hasta la fecha

Para poder detectar este gas (y otros), el TGO cuenta con la increíble capacidad del ACS para analizar la atmósfera. Este instrumento tiene tres espectrómetros de infrarrojos y es lo suficientemente sensible como para detectar y medir trazas de gases atmosféricos, es decir, cantidades minúsculas. Esto nos ayudará a encontrar indicios y pistas de actividad geológica o biológica en Marte.

Este instrumento combina una resolución espectral muy alta con una larga vía óptica de observaciones en el "modo de ocultación solar", nos explica Rodin. El TGO está preparado para mucho más que detectar solo trazas de metano. Los espectrómetros de los que hablamos tienen una potencia de resolución enorme, y una amplia cobertura espectral: de 0.7 a 17 micrómetros.

ExoMars TGO
Flujo de trabajo del ACS. Fuente: MIPT

"El instrumento analiza la luz solar que pasa atravesando de forma inclinada la atmósfera marciana. Además, el rango espectral del infrarrojo con el que trabaja contiene las características de diferentes sustancias cuya abundancia en la atmósfera es de solo unas pocas partes por millón".

Esto implica que la precisión con la que cuenta el TGO, gracias al ACS, será capaz, incluso, de aclarar el papel de los principales componentes de la atmósfera marciana: el dióxido de carbono, el vapor de agua y los aerosoles, en el clima del planeta.

De la medición al análisis

Además, otro apartado crucial de la misión es el analítico. "Una importante contribución del MITP al proyecto es el desarrollo del modelo de circulación general de la atmósfera marciana, incluido el ciclo hidrológico del planeta", explica el experto.

"Este modelo, desarrollado en cooperación con científicos rusos, alemanes y japoneses, consiste en un software complejo que incluye el denominado núcleo dinámico: un programa informático que calcula tridimensionalmente los vientos de la superficie a 120 Km de altura y otros aspectos responsables de la transferencia radiactiva, de la microfísica de la nube, etc".

Este es uno de los modelos informáticos más precisos del clima marciano en el mundo, especialmente efectivo en la simulación de la mesosfera marciana. "Este modelo, junto con el desarrollado por otros colegas franceses en el Laboratoire de Meteorologie Dynamique, ayudará a los investigadores a programar observaciones e interpretar los datos".

El "viejo continente" en busca de vida en Marte

"La cooperación entre Rusia y Europa en la exploración del sistema solar se remonta a la era soviética cuando misiones como VEGA y Fobos llevaban instrumentos financiados por la ESA", nos cuenta Rodin. "Después del colapso de la URSS, la situación se revirtió de alguna manera: las misiones de la ESA, como la Mars Express y Venus Express, transportaban la carga científica útil contando con una importante contribución rusa".

Pero, aunque esta relación se remonta a décadas atrás, ExoMars es la primera misión interplanetaria donde buscaremos juntos trazas de vida en Marte. "Esta es la primera vez en la que las contribuciones de ambas agencias son relativamente simétricas, y es por eso que tiene un estado oficial de misión interinstitucional", aclara el experto.

programa Fobos

Es el equipo del Space Research Institute, liderado por Oleg Korablev, quien ha desarrollado y fabricado la instrumentación única dedicada al análisis espectral fino de la atmósfera marciana (el ACS), del TGO. En cuanto al MIPT, su principal aportación será incluida en 2020, cuando se lance la segunda etapa de la misión: el róver Pasteur.

"Suministraremos la electrónica clave para el espectrómetro láser M-DLS, el analizador de gases altamente sensible que 'olfatea' la atmósfera ambiental alrededor del róver, obteniendo información sobre el clima de Marte en el presente y en el pasado geológico", confirma Alexander.

El fin de 'la era actual de los estudios de Marte'

¿Qué llegaremos a encontrar en la atmósfera marciana? ¿Estamos a punto de descubrir los restos de vida ancestral en la superficie roja? "No estoy seguro de que la misión responda la pregunta clave si la vida existe o existió alguna vez en Marte", resalta Alexander Rodin.

"Sin embargo, esta será una contribución muy importante para nuestro conocimiento sobre lo que debería ser el sistema climático que permite la vida. Nuestros descubrimientos 'alimentarán' a la próxima generación de científicos planetarios. De hecho, ExoMars es quizás el último proyecto de la era actual de los estudios de Marte".

chimeneas en Marte

La siguiente etapa estará más relacionada con la exploración práctica del planeta rojo, cree el experto. "Sin embargo, mientras los robots compiten explorando Marte, personas de diferentes naciones cooperan aquí en la Tierra. Por ejemplo, dentro de poco, el profesor Luis Vázquez de la Universidad Complutense de Madrid visitará el MIPT".

Vázquez es Catedrático de la Facultad de Informática, e investiga en el Grupo de Modelización y Simulación en el Cálculo Fraccionario y de la Atmósfera de Marte. "[El catedrático] trabajará con los estudiantes de MIPT en el modelado de la atmósfera marciana y el desarrollo de algoritmos integrales de tratamiento de datos. Este estudio está financiado por el MIPT, así como esta beca, que es una modesta contribución de nuestra universidad a la ciencia planetaria".

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