¿La innovación de SpaceX salvará la misión de la NASA a Marte?

NASAEs marzo La misión Sample Return está lidiando con costos crecientes y un cronograma retrasado, lo que lleva al sector privado a buscar métodos más eficientes para garantizar su entrega.

Una misión crucial de la NASA en la búsqueda de vida más allá de la Tierra, Mars Sample Return, está en problemas. Su presupuesto ha aumentado de 5.000 millones de dólares a más de 11.000 millones de dólares, y la fecha de regreso de la muestra podría pasar de finales de esta década a 2040.

La misión sería la primera en intentar traer muestras de rocas de Marte a la Tierra para que los científicos puedan analizarlas en busca de signos de vida pasada.

El administrador de la NASA, Bill Nelson, dijo en una conferencia de prensa el 15 de abril de 2024 que la misión, tal como está diseñada actualmente, es demasiado costosa y lenta. La NASA ha dado a las empresas privadas un mes para presentar propuestas para repatriar las muestras de forma más rápida y económica.

Como astrónomo que estudia cosmología y escribió un libro sobre las primeras misiones a Marte, observé cómo se desarrollaba la saga del retorno de muestras. Marte es el mejor y más cercano lugar para buscar vida más allá de la Tierra, y si esta ambiciosa misión de la NASA fracasa, los científicos perderían la oportunidad de aprender más sobre el Planeta Rojo.

La habitabilidad de Marte

Las primeras misiones de la NASA que alcanzaron la superficie de Marte en 1976 revelaron que el planeta era un desierto gélido, inhabitable sin una atmósfera espesa que protegiera la vida de los rayos ultravioleta del Sol. Pero los estudios de la última década sugieren que el planeta podría haber sido mucho más cálido y húmedo hace varios miles de millones de años.

Los rovers Curiosity y Perseverance han demostrado que el entorno primitivo del planeta era propicio para la vida microbiana.

Descubrieron los componentes químicos de la vida y rastros de agua superficial en un pasado lejano. Curiosity, que aterrizó en Marte en 2012, sigue activo; su gemelo, Perseverance, que aterrizó en Marte en 2021, desempeñará un papel crucial en la misión de retorno de muestras.

Por qué los astrónomos quieren muestras de Marte

La primera vez que la NASA buscó vida en una roca marciana fue en 1996. Los científicos afirmaron haber descubierto fósiles microscópicos de bacterias en el meteorito marciano ALH84001. Este meteorito es un trozo de Marte que aterrizó en la Antártida hace 13.000 años y fue recuperado en 1984. Los científicos no están de acuerdo sobre si el meteorito realmente albergaba elementos biológicos, y hoy en día, la mayoría de los científicos coinciden en que no hay evidencia suficiente para decir que la roca contiene fósiles. .

En los últimos 40 años se han descubierto en la Tierra varios centenares de meteoritos marcianos. Estas son muestras gratuitas que cayeron a la Tierra. Aunque pueda parecer intuitivo estudiarlos, los científicos no pueden decir de dónde proceden estos meteoritos en Marte. Además, fueron arrojados de la superficie del planeta por impactos, y estos eventos violentos podrían haber destruido o alterado fácilmente evidencia sutil de vida en la roca.

No hay nada mejor que traer muestras de una región que se sabe que fue acogedora para la vida en el pasado. Como resultado, la agencia enfrenta un precio de 700 millones de dólares por onza, lo que convierte a estas muestras en el material más caro jamás recolectado.

Una misión convincente y compleja

Traer rocas de Marte a la Tierra es la misión más difícil que jamás haya intentado la NASA y el primer paso ya ha comenzado.

Perseverance recolectó más de dos docenas de muestras de rocas y suelo y las depositó en el suelo del cráter Jezero, un área que probablemente alguna vez estuvo inundada de agua y podría haber albergado vida. El rover inserta las muestras en recipientes del tamaño de un tubo de ensayo. Una vez que el rover haya llenado todos los tubos de muestra, los recogerá y los llevará al lugar donde aterrizará el módulo de recuperación de muestras de la NASA. El módulo de aterrizaje de recuperación de muestras incluye un cohete para poner muestras en órbita alrededor de Marte.

EL Agencia Espacial Europea ha diseñado un Earth Return Orbiter, que se encontrará con el cohete en órbita y capturará el contenedor de muestra del tamaño de una pelota de baloncesto. Luego, las muestras se sellarán automáticamente en un sistema de biocontención y se transferirán a una cápsula de entrada a la Tierra, que forma parte del Earth Return Orbiter. Después del largo viaje de regreso, la cápsula de entrada se lanzará en paracaídas a la superficie de la Tierra.

La compleja coreografía de esta misión, que involucra un rover, un módulo de aterrizaje, un cohete, un orbitador y la coordinación de dos agencias espaciales, no tiene precedentes. Ésta es la causa de la explosión presupuestaria y de los largos retrasos.

Devolver una muestra arruina el banco

Mars Sample Return ha dejado un agujero en el presupuesto de la NASA, amenazando otras misiones que necesitan financiación.

El centro de la NASA detrás de la misión, el Jet Propulsion Laboratory, acaba de despedir a más de 500 empleados. Es probable que el presupuesto de Retorno de Muestras de Marte fuera en parte culpable de los despidos, pero también se debieron al hecho de que el Laboratorio de Propulsión a Chorro tenía un plato demasiado lleno de misiones planetarias y estaba experimentando recortes presupuestarios.

Durante el año pasado, un informe de un panel de revisión independiente y un informe de la Oficina del Inspector General de la NASA han planteado profundas preocupaciones sobre la viabilidad de la misión de retorno de muestras. Estos informes describieron el diseño de la misión como demasiado complejo y resaltaron cuestiones como la inflación, los problemas de la cadena de suministro y las estimaciones de costos y tiempos poco realistas.

La NASA también siente la presión del Congreso. Para el año fiscal 2024, el Comité de Asignaciones del Senado recortó el presupuesto de ciencia planetaria de la NASA en más de 500 millones de dólares. Si la NASA no logra controlar los costos, la misión podría incluso cancelarse.

Pensando fuera de la caja

Ante estos desafíos, la NASA ha lanzado una convocatoria de diseños innovadores del sector privado, con el objetivo de reducir el coste y la complejidad de la misión. Las propuestas deben presentarse antes del 17 de mayo, que es una fecha límite extremadamente ajustada para un esfuerzo de diseño tan ambicioso. Y será difícil para las empresas privadas mejorar el plan que los expertos del Jet Propulsion Laboratory tardaron más de una década en desarrollar.

Un actor potencial importante en esta situación es la empresa espacial comercial SpaceX. La NASA ya se está asociando con SpaceX para el regreso de Estados Unidos a la Luna. Para la misión Artemis III, EspacioX intentará llevar humanos a la Luna por primera vez en más de 50 años.

Sin embargo, el enorme cohete Starship que SpaceX utilizará para Artemis solo ha completado tres vuelos de prueba y necesita mucho más desarrollo antes de que la NASA le confíe carga humana.

En principio, un cohete Starship podría traer de regreso una gran carga útil de rocas marcianas en una sola misión de dos años y a un costo mucho menor. Pero Starship conlleva grandes riesgos e incertidumbres. No está claro si este cohete podría devolver las muestras ya recolectadas por Perseverance.

Starship utiliza una plataforma de lanzamiento y necesitaría repostar combustible para el viaje de regreso. Pero no hay plataforma de lanzamiento ni estación de reabastecimiento de combustible en el cráter Jezero. Starship está diseñado para transportar personas, pero si los astronautas van a Marte a recolectar muestras, SpaceX necesitará un cohete Starship aún más grande que el probado hasta ahora.

Enviar astronautas también conlleva riesgos y costos adicionales, y una estrategia para utilizar personas podría resultar más complicada que el plan actual de la NASA.

Ante todas estas presiones y limitaciones, la NASA decidió ver si el sector privado podía encontrar una solución ganadora. Sabremos la respuesta el próximo mes.

Escrito por Chris Impey, Profesor Emérito de Astronomía, Universidad de Arizona.

Adaptado de un artículo publicado originalmente en The Conversation.