Ja fa una setmana que el ròver xinés Zuhong tocà la superfície marciana en Utopia Planitia, una immensa zona més o menys plana de l’hemisferi nord del planeta. I finalment ahir el vehicle va baixar la rampa i va comença a moure’s per allunyar-se del mòdul de descens i començar la feina d’exploració. Les fotos enviades des del vehicle mostren una plana sense pràcticament roques i sense muntanyes en la llunyania.
En la mateixa plana, però més al nord, aterrà la nau Viking 2 allà pel 1976, al principi de l’exploració de Mart des de la superfície. Però si comparem les dues fotografies veurem que aquella zona era més pedregosa, amb roques ben grosses a la vista que podien haver fet malbé l’aterratge d’aquella missió.
Les primeres fotografies de la zona d’aterratge arribaren el passat dimecres 19 de maig. Zuhong encara estava situat sobre la plataforma però ja tenia desplegats els panells solars mentre que l’antena d’alt guany apareixia en primer pla. Aquest imatge en color es va fer amb la càmera multiespectral MSCam situada en el pal del ròver.
Sembla que la intenció d’utilitzar només la nau orbital de Tiawen-1 com a enllaç de ràdio amb la Terra ha retardat l’arribada de les dades ja que la nau ha hagut de canviar d’òrbita després haver deslliurat el mòdul de descens amb el ròver a bord la setmana passada. Ara la nau orbital passarà una vegada al dia per sobre de Zuhong i la comunicació serà més fluida.
Dimecres ja vàrem veure com els dos raïls de la rampa per on baixaria el ròver ja s’havien desplegat com es pot veure en aquesta imatge de la televisió xinesa.
I finalment el diumenge 22 de maig de 2021 a las 02:40 UTC (04:40 hora central europea) el petit robot xinés va baixar per la rampa i es va moure mig metre per Utopia Planitia. Una de les càmeres de riscos de la part posterior del ròver (l’equivalent de les hazcams de Perseverance) va captar la seqüència de la baixada per la rampa.
Es veuen en primer pla les rodes del ròver i el mòdul de descens que l’ha fer arribar fins allí sa i estalvi.
Una vegada en la superfície, Zhurong ens ha mostrat, amb una de les càmeres de riscos de la part davantera, el terreny que explorarà en les pròximes setmanes. Una plana immensa on fa milers de milions d’anys hi havia un gran oceà que ocupava gran part de l’hemisferi nord del planeta.
En aquesta fotografia, es veuen les antenes i les seues ombres del Georadar (GPR) que servirà per observar fins a una fondària d’uns 100 m sota la superfície marciana.
Mentrestant amb una de les càmeres de riscos de la part posterior s’obtenien vistes del mòdul de descens. És la imatge que obre aquest post que ha estat tractada i acolorida per Alain Mirón Velázquez (@alanmir). S’hi pot veure que la bandera roja de la Xina es troba desplegada a l’esquerra del mòdul.
Ara Zhurong ha d’anar per feina. Li queden per davant 92 dies de missió que podrien ampliar-se si tot funciona bé.
1.- Fotografia acolorida presa per una de les càmeres de riscos de la part posterior del ròver, cal notar la bandera de la Xina que es va desplegar a la banda esquerra de la rampa. CNSA/Alain Mirón Velázquez
2.- Imatges de CNSA/Joaquín García @GarciafXimo
La Xina ho ha aconseguit. Aquesta nit passada, a les 23:18 UTC (01:18 hora central europea) del 14 (15) de maig de 2021, el mòdul de descens de la missió Tianwen 1, carregat amb el ròver Zhurong (déu del foc, en xinés), ha aconseguit aterrar suaument en la gran plana marciana Planitia Utopia. Una fita que ha fet història i que només havia aconseguit la tecnologia de la NASA fins ara: l’aterratge suau i amb èxit d’una sonda a la superfície del planeta Mart. I ho ha fet a la primera, sense haver de patir les doloroses pèrdues de naus com han sofert americans, europeus i russos quan han tractar d’arribar i posar-se sense danys en el planeta roig.
Feia tres hores que la càpsula que portava el mòdul de descens s’havia separat de l’orbitador. Per aconseguir el seu objectiu havia de travessar la tènue atmosfera marciana, la part més perillosa de la baixada, els anomenats 7 minuts de terror. La travessia seria molt semblant a la baixada del robot Perseverance de la NASA, però sense la part final de la maniobra sky crane, substituïda per una baixada clàssica amb retrocoets. L’èxit dels aterratges de les missions lunars Chang’e ha estat una experiència valuosa per als enginyers de l’Agència Espacial Xinesa (CNSA).
Entrada, baixada i aterratge del mòdul de descens que du el ròver Zhurong. CNSA
La càpsula que protegia el mòdul de descens i el ròver Zhurong, amb una massa total de 1745 kg, entrà a l’atmosfera marciana a una velocitat de 4,8 km/s. Amb l’ajuda de navegació òptica, comparant les imatges d’un catàleg a bord amb les imatges de navegació obtingudes en temps real durant el descens, buscant punts de referència específic en la superfície, i amb la innovació d’un flap aerodinàmic (una mena de petit aleró que ix de la càpsula), la càpsula va enfilar i dirigir-se al lloc d’aterratge fixat. No debades la missió xinesa arribà a Mart el 10 de febrer passat. Des d’aleshores, en òrbita al voltant del planeta, els enginyers s’han ocupat de trobar un lloc adequat per fer-hi arribar al robot Zhurong.
Quan el fregament atmosfèric frenà la càpsula a 1660 km/h, es desplegà el gran paracaigudes supersònic que aconseguí rebaixar la velocitat fins a 340 km/h quan es trobava a només 1,5 kilòmetres d’altura. Va ser en aquest moment quan la càpsula enganxada al paracaigudes soltà el mòdul de descens que, amb l’ajuda de navegació òptica i un LIDAR làser va depositar suaument el ròver en la superfície marciana a una velocitat de només 3 km/h, com la d’una caminada ràpida. Com passà amb la baixada de Perseverance, s’espera que en uns dies podrem veure els vídeos de l’aterratge.
Animació de l’aterratge del ròver Zhurong a Mart. CNSA
En aquest cas no hem gaudit de la informació quasi en directe de la baixada del robot xinés per l’hermetisme de les autoritats espacials xineses. A les 00:37 UTC (02:37 hora central europea), més d’una hora després de l’aterratge, les agències xineses donaren la notícia. Un esdeveniment tan important com aquest mereixia una millor i més ràpida cobertura informativa però la política de comunicació de l’Agència xinesa és aquesta i no sembla que vaja a canviar.
El ròver Zhurong ha de baixar del mòdul de descens i rodar per la superfície en els pròxims dies. Evidentment no hi ha informació de quan serà el moment en el que això passe. L’objectiu és que explore el seu entorn durant un mínim de 92 dies (90 sols) i, per a aconseguir-ho, el robot farà servir una plèiade d’instruments científics, la majoria de fabricació xinesa però també d’altres construïts amb la col·laboració internacional d’instituts d’investigació d’Àustria i França. A més a més a l’Argentina s’ha instal·lat una estació de seguiment de la missió.
Instruments científics del ròver Zhurong. (CC BY-NC-ND 2.0)
Ja tenim una altra estació terrestre situada a la superfície marciana. En el mapa adjunt podem veure la situació de la nova sonda, que està en la zona d’Utopia Planitia just en l’hemisferi nord entre les posicions de Perseverance i del Viking 2.
L’exploració de la superfície de Mart és el primer objectiu de les potències espacials de la Terra. Europa amb l’Agència Espacial Europea (ESA) i Rússia amb l’Agència Espacial Federal Russa (Roscosmos) encara no han entrat en aquesta nova cursa espacial amb èxit. De moment només disposen de sondes que orbiten el planeta. Tanmateix el 2022 es llançarà la missió Exomars, en la que col·laboren les dues agències, després d’haver d’ajornar el llançament el 2020 per problemes amb el paracaigudes, un element clau per que la missió puga sobreviure als set minuts de terror.
1- Imatge artística de la primera missió xinesa del ròver Tianwen-1, que aterrà al planeta vermell mitjançant retrocoets. CCTV / China National Space Administration (CNSA)
2.- Infografia de la missió Tianwen-1 per wlr2678 (CC BY-NC-SA 4.0)
3.- Entrada, baixada i aterratge del mòdul de descens que du Zhurong. CNSA
4.- Instruments científics del ròver Zhurong. (CC BY-NC-ND 2.0)
5. Aterratges reeixits a Mart. NASA
Tot un èxit per als equips de científics de les missions que arribaren a Mart la setmana passada.
Com estava previst, la primera sonda en arribar va ser la missió Hope dels Emirats Àrabs Units, que a partir d’ara anomenaré amb el nom original transcrit de l’àrab Al Amal (Esperança), la primera sonda en arribar al planeta el passat dimarts 9 de febrer. És la missió més senzilla de totes les que eixiren de la Terra l’estiu passat. Consta només d’un orbitador que, si tot funciona com s’espera, oferirà una imatge completa de l’atmosfera marciana i de la seua evolució al llarg del temps. La seua tasca és ben interessant ja que ajudarà a respondre preguntes clau sobre l’atmosfera marciana global i la pèrdua de gasos d’hidrogen i oxigen a l’espai durant el període d’un any marcià (dos anys terrestres). Els diversos instruments de que disposa estan explicats en el diagrama adjunt.
La Tianwen 1 (Questions celestials) de l’Administració Espacial Nacional de la Xina es va inserir en òrbita marciana dimecres passat, 10 de febrer. Si durant els primers dies va seguir una enorme òrbita el·líptica que el situava a 400 km de la superfície i l’allunyava fins a 180 000 km, avui farà una correcció de trajectòria que l’acostarà a l’òrbita final científica. La inclinació de l’òrbita també es canviarà per fer-la passar pels pols marcians. La missió disposa d’un orbitador i d’un robot explorador que ara orbiten plegats. Tanmateix els xinesos s’ho prenen en calma i no tractaran de fer aterrar el robot fins el mes de maig.
Com que els xinesos volen ser independents en l’exploració espacial i no dependre de la tecnologia de les agències espacials occidentals, cartografiaran totalment de nou la zona d’aterratge en Utopia Planitia i el robot, que encara no té nom, una vegada en terra es comunicarà amb la Terra a través de l’orbitador propi, sense fer us de la plèiade de naus (Mars Odyssey (NASA), MRO (NASA), MAVEN (NASA), Mars Express (ESA), ExoMars TGO (ESA/Rusia), Mangalyaan (India), Al Amal (EAU) ) que orbiten ara mateix el planeta.
Tot això ha passat mentre esperem per divendres 18 l’arribada de la missió Mars2020 de la NASA, la més completa i mediàtica. Actualment es troba a només quatre milions de quilòmetres de Mart, així que el dia 18 de febrer arribarà puntualment al planeta carregant el 5è robot explorador de la NASA, Perseverance,
1.- Primera imatge de Mart de prop des de la missió Al Amal. Centre Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC)/Agència Espacial dels Emirats Àrabs
2.- Instruments de la sonda Al Amal. Agència Espacial dels Emirats Àrabs.
L’estiu passat una flota de naus exploratòries de diverses potències espacials foren llançades en direcció a Mart aprofitant la menor distància del planeta. La NASA envià la missió Mars2020, Xina la missió Tianwen-1 i la nova agència espacial dels Emirats Àrabs Units la més modesta missió Hope. Europa, en col·laboració amb Roscosmos, l’agència russa, volien fer aterrar el robot explorador Rosalind Franklin però no pogueren arribar a la cita marciana per problemes tècnics. Ho tornaran a intentar el 2022.
La missió Mars2020 de la NASA és la més completa i mediàtica. Actualment es troba a uns 20 milions de quilòmetres de Mart, però el dia 18 de febrer arribarà puntualment al planeta carregant el 5è robot explorador de la NASA, Perseverance, amb tecnologia millorada, amb nous làsers, recollida de mostres i la novetat d’un petit helicòpter per explorar llocs inaccessibles. Els moments més crítics serà l’aterratge del robot explorador en la superfície, el que els tècnics espacials han anomenat els set minuts de terror. En aquest temps tan curt, la càpsula ha de frenar amb el fregament atmosfèric, desplegar els paracaigudes en una atmosfera només una centèsima part de la densitat de la terrestre, i ,ja prop de la superfície, abandonar l’escut tèrmic i la càpsula de protecció, continuar baixant amb coets i finalment soltar el ròver delicadament amb un mecanisme de grua. Per primera vegada tot aquest procés serà gravat per diverses càmeres a bord i enviat posteriorment a la Terra des del cràter Jezero, la seua destinació.
La missió Tianwen 1 de l’Administració Espacial Nacional de la Xina també està a punt d’arribar al planeta roig. El dimecres 10 de febrer farà la inserció final en òrbita marciana. La missió disposa d’un orbitador i d’un robot explorador, encara sense nom, molt similar als robots xinesos que exploren la Lluna. Tanmateix els científics xinesos no tenen pressa per fer baixar el robot a la superfície marciana. Esperaran al mes de maig, una vegada hagen decidit la zona d’aterratge en la zona sud de la Planitia Utopia. Per demostrar la bona salut de la missió, fa uns dies donaren a conéixer les primeres imatges de Mart preses des de la nau, en aquest moment situada a només 2 milions de quilòmetres del planeta.
Serà, però la missió Hope dels Emirats Àrabs Units la primera sonda que arribarà al planeta el pròxim dimarts 9 de febrer. Consta només d’un orbitador que, si tot funciona com s’espera, oferirà una imatge completa de l’atmosfera marciana i la seua evolució al llarg del temps. Ajudarà a respondre preguntes clau sobre l’atmosfera marciana global i la pèrdua de gasos d’hidrogen i oxigen a l’espai durant el període d’un any marcià (dos anys terrestres).
Totes les missions són ben interessants i demostren la capacitat de la humanitat per superar nous reptes, siga per superar una pandèmia siga per explorar nous mons. La ciència és transversal i la transferència de tecnologia espacial per a us de la societat és constant. La NASA ens conta, per exemple, quines meravelles tecnològiques s’han desenvolupat per a la missió Mars2020 i per al robot Perseverance i com ja s’estan utilitzant en la indústria.
Un sensor de llum làser que pot identificar bacteris en una ferida pot semblar desgavellat, però ja s’està convertint en una realitat, gràcies en part, al Programa d’Exploració de Mart de la NASA. La tecnologia que viatja ara mateix cap a Mart en el robot Perseverance, ja s’està usant per detectar rastres de contaminants en la fabricació de productes farmacèutics, el tractament d’aigües residuals i altres operacions importants en la Terra.
Aquesta no és l’única tecnologia que es dirigeix a Mart que està beneficiant aspectes de la vida quotidiana al nostre planeta. Aquí a la Terra, aquestes innovacions també estan millorant la fabricació de plaques de circuits integrats i fins i tot han conduït a un disseny especial de broques per geòlegs.
Imatges:
1.- El set minuts de terror de la missió Mars2020 de la NASA. NASA/JPL
2.- Visió artística del ròver Perseverance. NASA/JPL
3.- Robot explorador, sense nom encara, de la missió xinesa Tianwen 1. Wikipedia Commons.
4.- Missió Hope dels EAU. Wikipedia Commons.
5.- Beneficis industrials de l’exploració de Mart. NASA
El planeta Mart s’encamina cap a l’oposició al Sol, el punt de màxima aproximació a la Terra, que ocorre cada 26 mesos. I, com passa des dels inicis de l’exploració planetària, les agències espacials aprofiten aquesta oportunitat per llançar les seues missions d’exploració al planeta roig. Enguany tres estats hi envien coets: els Estats Units, la Xina i, sorpresa, els Emirats Àrabs Units.
Els Estats Units continuen amb el seu extens programa robòtic d’exploració de la superfície, amb l’enviament del 5è robot, Perseverance, que aterrarà al cràter Jerezo en febrer de l’any que ve. La Xina, com a continuació del seu agressiu programa espacial, ha aprofitat tot el que ha aprés dels seus robots lunars i s’atrevirà a enviar la missió Tianwen-1 que consta d’un orbitador i d’un ròver d’exploració. Però si l’aposta de la Xina ja és arriscada, pel que contaré més avant, l’aparició en escena d’un nou agent espacial, els Emirats Àrabs Units, va sorprendre tothom quan anuncià que també volia participar en la cursa cap a Mart el 2020 amb la missió Hope. La forta participació nord-americana, en coneixement i instruments, hi ha ajudat una mica.
I que se n’ha fet dels europeus? L’Agència Espacial Europea (ESA), en col·laboració amb Roskosmos, l’agència russa, ja tenien preparada la missió ExoMars2020 que desplegaria una estació fixa, Kazachok, i un explorador mòbil en la superfície marciana. El robot explorador, anomenat Rosalind Franklin, en honor a la científica que obtingué la primera imatge de l’estructura del DNA, buscaria proves de vida passada o present en Mart. Tanmateix diversos problemes tècnics amb els paracaigudes que havien de dipositar suaument Rosalind en terra marciana, han aconsellat deixar passar aquesta finestra de llançament i tornar a intentar-ho el 2022.
Però, per què el viatge a Mart és d’atrevits? Les estadístiques ens diuen que un 50% de les missions al planeta fracassen. O s’estavellen o no s’insereixen en òrbita marciana. La minsa atmosfera de Mart, amb només una centèsima part de la densitat de l’atmosfera terrestre, en té part de culpa. Aterrar-hi suaument és una empresa summament arriscada. Són necessaris mètodes ben imaginatius per fer arribar un aparell sa i estalvi a la superfície.
Hope i Tianwen-1 ja han aprofitat la finestra de llançament actual i ja van partir fa uns dies cap al planeta roig. La missió Mars2020, que du el robot Perseverance, serà llançat a l’espai segurament el pròxim dijous 30 de juliol des de Cap Canaveral a Florida.
Passem a detallar una mica les característiques de cada missió:
Hope (Esperança) serà la primera missió espacial planetària d’un estat àrab. Però, a més a més, des del punt de vista científic, el seu orbitador farà el primer mapa meteorològic diürn i nocturn del planeta Mart. Amb la seua òrbita el·líptica de 55 dies monitoritzarà tot l’oratge almenys durant tot un any marcià (uns 2 anys terrestres), La sonda disposa d’una càmera d’alta resolució per observar en el rang visible i un espectròmetre infraroig per estudiar els núvols i les espectaculars tempestes de pols en la baixa atmosfera. L’alta atmosfera serà controlada per un altre espectròmetre ultravioleta. Cal destacar que lidera el projecte la científica de 31 anys Sarah Amiri, que és també ministra d’estat de Ciències Avançades dels Emirats.
Hope ens donarà informació de com l’atmosfera marciana perd oxigen i hidrogen a l’espai i com es transformà l’atmosfera densa que tenia en el passat, amb altes concentracions de vapor d’aigua, en l’atmosfera esquifida que té ara. Aquesta primera missió planetària ha estat duta a terme per un equip d’enginyers dels Emirats amb la col·laboració de diverses institucions, com la University of Colorado Boulder, la University of California, Berkeley i la Arizona State University.
Aquesta aposta del govern dels Emirats, a banda del seu interès científic i tecnològic, ha servit per entusiasmar la gent més jove i atraure-la cap a les ciències. També ha estat un dels grans esdeveniments de la celebració dels 50 anys de la independència de la Gran Bretanya.
La missió xinesa a Mart, anomenada Tianwen-1(qüestions celestials), és la culminació de l’ambiciós programa espacial xinés. Cal recordar que actualment la Xina té dos robots actius a la superfície lunar, un d’ells a la cara oculta, un indret on cap agència havia aconseguit situar-s’hi fins ara.
Fruit d’aquesta experiència lunar, la Xina ha tirat la casa per la finestra i s’ha atrevit a enviar un pack complet: orbitador, aterrador i robot explorador marcià. L’any 2011 la missió conjunta russo-xinesa Phobos-Grunt fallà quan els coets propulsors la deixaren en una òrbita baixa terrestre sense possibilitat de recuperar-se. Ara, sola però més forta tecnològicament, envia una atrevida missió al planeta roig.
A mitjan del pròxim mes de febrer la missió marciana arribarà al planeta Mart i es posarà en òrbita. Cap al 23 d’abril de 2021 és prevista la part més delicada de l’aventura xinesa, quan l’aterrador amb el robot a bord se separe per tractar d’arribar a Utopia Planitia, una gran plana, antic cràter d’impacte, lloc on aterraren, ja fa 37 anys, les mítiques sondes Viking de la NASA.
L’orbitador disposa de set instruments científics, mentre que l’explorador robòtic en té sis. A banda d’estudiar les característiques de l’atmosfera marciana, l’orbitador xinés estudiarà el subsòl de Mart fins a 100 metres amb un radar per buscar dipòsits d’aigua i gel i amb les càmeres d’alta resolució escodrinyarà les muntanyes, volcans, etc… A més a més, tant l’orbitador com el ròver disposen d’espectròmetres per determinar la composició de les roques i pols que siguen d’interès.
La part més delicada de la missió és la maniobra per depositar el robot explorador en la superfície. Els anomenats 7 minuts de terror, el temps necessari per passar de la comoditat orbital a la seguretat en la superfície, produiran calfreds als científics xinesos. Per aterrar s’ha optat per un sistema combinat d’un únic paracaigudes i retrocoets hipergòlics. Esperem que tinguen sort on molts han fracassat.
La missió més ambiciosa i cara és la Mars2020 que du a bord el 5è robot explorador marcià de la NASA. Aquest ròver, de nom Perseverance, és una evolució tecnològica de l’actual robot marcià Curiosity localitzat al cràter Gale i que hi arribà el 2012. La gran versatilitat, potència i duració d’aquest robot va convèncer la NASA del fet que el disseny tecnològic de Curiosity era el correcte. Només calia fer algunes millores, com ara el canvi de les rodes que, en el cas del robot antic estan actualment fetes malbé després de 8 anys corrent per la superfície marciana; la instal·lació de més i millors càmeres, un làser perforador millorat i alguns altres detectors de gasos.
Perseverence arribarà a Mart cap al 18 de febrer de l’any que ve. Esperem que els 7 minuts de terror puguen acabar feliçment en dipositar-se el ròver suaument en la zona triada del cràter Jerezo, amb el mecanisme de la grua que tan bé funcionà amb Curiosity.
El que fa realment especial Perseverance són tres experiments ben nous: l’intent de fabricació d’oxigen a partit del diòxid de carboni (com a prova que els futurs astronautes podran fabricar el seu propi oxigen en l’exploració marciana), l’enlairament d’un petit helicòpter que permetrà estudiar zones inaccessibles per al robot i la recollida de mostres de roques i pols que, una vegada encapsulades i segellades, seran abandonades en algun indret marcià per ser recollides per la futura missió Mars Sample Return en col·laboració amb l’Agència Espacial Europea, que les enviarà a la Terra abans del 2030. Es pretén tindre mostres marcianes en els nostres més sofisticats laboratoris terrestres per buscar-hi rastres de vida passada o actual.
De fet, la Xina no vol estar fora d’aquesta altra cursa per a l’anàlisi de material marcià i per això ja prepara una missió per emular Mars Sample Return, també cap al 2030.
Assistim expectants a una cursa espacial i tecnològica cap a Mart, en la qual els europeus no hem arribat ni a classificar-nos. Esperem que totes les missions tinguen èxit. En continuarem parlant.
1,. El planeta Mars en l’oposició de 2014. Ximo Camarena, Agrupació Astronòmica de la Safor. 17 abril 2014.
2.- Llocs d’aterratge passats i futurs a Mart. Planetary Society.
3.- Hope, dibuix artístic de la nau Hope. Wikipedia Commons.
4.- Sarah Amiri, que és també ministra d’estat de Ciències Avançades dels Emirats.
5.- Orbita de Hope. UAE Space Agency.
6.- Enlairament de la missió Tianwen-1. Wikipedia Commons.
7.- Model 1: 3 del xinès Mars Rover que es mostrà a la Plataforma de cooperació marítima d’Àsia Oriental 2018 de Fòrum de Qingdao. Wikipedia Commons.
8.-10- Perseverance. NASA/JPL.
La 
Serà, però la missió 
