La NASA pidió recientemente a la comunidad científica que le ayudara a generar ideas innovadoras sobre formas de llevar a cabo su misión Mars Sample Return (MSR). Esto fue en respuesta a un informe de una junta independiente que consideró que su precio de 11.000 millones de dólares (8.700 millones de libras esterlinas) era demasiado caro y su cronograma 2040 demasiado lejano en el futuro.
En resumen, el ambicioso plan era recolectar muestras de rocas escondidas dentro de contenedores por parte del rover Perseverance de la NASA y entregarlas a laboratorios en la Tierra. Perseverance ha estado explorando el cráter Jezero de Marte, que se cree que alguna vez albergó un antiguo lago, desde 2021. La misión entregaría las muestras enviando un módulo de aterrizaje que transporta un cohete (el módulo de aterrizaje de recuperación de muestras de la NASA) hasta la superficie de Marte.
Luego, Perseverance entregaría las muestras de rocas almacenadas en caché al módulo de aterrizaje, con pequeños helicópteros no tripulados entregados en el módulo de aterrizaje como respaldo. Luego, las muestras de Perseverance se lanzarían a la órbita de Marte utilizando el cohete del módulo de aterrizaje. Una nave espacial que ya se encuentra en órbita marciana, el Earth Return Orbiter, interceptaría estas muestras y las entregaría a la Tierra.
Ver cómo los plazos se retrasan hacia el futuro no es nuevo. Ha sucedido con los planes de la NASA de regresar a la Luna y la misión europea ExoMars para encontrar vida en el planeta rojo. Si bien es bueno ser realista en cuanto a los plazos, el panorama de la exploración espacial ha cambiado en las últimas dos décadas, a medida que organizaciones como la NASA experimentan tensiones financieras y pérdidas de empleos a gran escala.
Las superpotencias estatales ya no envían personas a la Luna con enormes presupuestos como lo hacían en la era Apolo. Por tanto, la innovación y la eficiencia son vitales para hacer financieramente posible la exploración espacial.
Las empresas privadas están acaparando una mayor cuota de mercado espacial en Occidente. Este es un momento decisivo para la exploración espacial y una llamada de atención para buscar una innovación que controle el gasto. La alternativa es correr el riesgo de abandonar la última frontera.
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Un ensayo para los astronautas
El retorno de muestras de Marte tiene el potencial de ser científicamente innovador en varios sentidos. Se ha descubierto que las rocas recolectadas del cráter Jezero, específicamente un afloramiento llamado Pico Bunsen, están formadas por minerales depositados en el agua.
En la Tierra, los minerales depositados a través del agua son buenos para atrapar material biológico, como microorganismos. También pueden dar una indicación de las condiciones climáticas en el momento en que se formó la roca.
Hay límites a la ciencia que se puede llevar a cabo con instrumentos científicos que también son lo suficientemente livianos como para cargarlos en un rover. La capacidad de analizar muestras de roca marciana en un laboratorio en la Tierra podría arrojar conocimientos profundos sobre las posibilidades de vida en el espacio.
NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Pero hay una razón aún más fundamental de por qué el retorno de muestras de Marte es tan importante. Es un trampolín para llevar humanos a Marte. El programa de exploración espacial humana de la NASA tiene como objetivo explícito llevar humanos a Marte.
Si no puedes traer una muestra de roca, ¿cómo vas a traer un astronauta? El almacenamiento seguro y la devolución de mercancías mediante el lanzamiento desde otro planeta a la Tierra, de una manera económicamente viable, son todos necesarios para una misión humana a Marte.
Las misiones en el espacio son peligrosas, ya que los astronautas no pueden confiar en el control de la misión a más de 100 millones de millas de distancia. Cualquier intento de poner botas en Marte debe hacerse por etapas para reducir el riesgo.
Varias agencias espaciales de todo el mundo están explorando posibles misiones para entregar muestras de material de Marte o sus lunas, incluidas China y Japón. Parte de la razón de este interés es una prueba de concepto para aterrizajes humanos, aunque a escala reducida.
Innovación y miniaturización
A pesar de la importancia de la misión, la NASA todavía necesita recortar el presupuesto de retorno de muestras de Marte de 11.000 millones de dólares a 8.000 millones de dólares para poder cumplirla. Si bien un plan revisado tiene como objetivo racionalizar la arquitectura de la misión para hacerla menos compleja, como sugiere la convocatoria de ideas de la NASA, será necesario incorporar la innovación académica a nivel de diseño.
Hay muchos ejemplos en los que los ingenieros ya están ideando innovaciones en el hardware de exploración espacial que podrían ofrecer tales eficiencias. Por ejemplo, los vehículos exploradores más pequeños y livianos que aún sean capaces de resistir los duros entornos de otros cuerpos planetarios podrían reducir costos y ofrecer otros beneficios.
Un chasis poco convencional basado en la forma en que los peces de arena se mueven en las costas podría ayudar a los rovers a superar grandes obstáculos con menos ruedas, reduciendo su peso y tamaño.
También se podría ahorrar peso en los vehículos exploradores explorando métodos innovadores de perforación y muestreo. Las soluciones prototipo con mecanismos internos que admitan taladros más livianos y un almacenamiento ampliado de muestras deberían ser una prioridad para los diseñadores. Es posible que esto no ayude a la actual misión de retorno de muestras a Marte, que utilizará un rover que ya se encuentra en Marte, pero podría reducir el costo de futuras misiones de muestreo.
El pedido de la NASA a la comunidad científica de encontrar nuevas formas de llevar a cabo la devolución de muestras de Marte es un reconocimiento de que las cosas no pueden seguir como están. La exploración espacial debe adoptar la innovación, y un primer paso para ello es colaborar con el mundo académico.
Para consolidar y acelerar la investigación de transición, transferir conocimientos de los inventarios originales en el laboratorio al campo será vital para la longevidad del campo y depende de relaciones más estrechas y sostenibles con académicos y grupos de investigación que analizan el espacio.
Las empresas privadas que entran en la carrera espacial –y las nuevas potencias espaciales como India, China, Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos– han demostrado que están dispuestas a mirar más allá de los diseños que han funcionado hasta ahora, adoptando la innovación para mejorar la eficiencia de costos.
A menos que las organizaciones heredadas comiencen a considerar seriamente cómo la innovación y la transferencia de conocimientos pueden abaratar la exploración espacial, tendrán que plantearse preguntas difíciles en el futuro si quieren seguir participando en la exploración espacial de vanguardia.
