Misión Mars Science Laboratory (Curiosity) al planeta Marte

Habiendo realizado esta breve introducción, analizaremos a continuación las metas y objetivos de la misión Mars Science Laboratory (a partir de ahora MSL), las características principales del rover Curiosity, los instrumentos de investigación científica incorporados a Curiosity y la forma en que se producirá el descenso sobre la superficie de Marte.

Es importante indicar que la misión en sí misma no está destinada a responder la pregunta acerca de si ha existido o existe vida en Marte. En cambio, lo que la misión está destinada a hacer es evaluar si el área que Curiosity explorará ha sido, en algún momento, un potencial hábitat para la vida en Marte. Curiosity no lleva experimentos para detectar procesos que indiquen vida presente, ni tampoco tiene capacidad para fotografiar microrganismos o fósiles de estos. Sin embargo, si ésta misión encuentra condiciones favorables para la habitabilidad y para la conservación de evidencia de vida, entonces los resultados podrán generar nuevas futuras misiones que sí traerán muestras a nuestro planeta, o que estarán equipadas con dispositivos más avanzados para el análisis de vida en Marte.

Las tres condiciones esenciales para la habitabilidad que siempre se consideran en astrobiología son la presencia de agua líquida, de compuestos químicos usados normalmente por la vida y de fuentes de energía. En cada medio ambiente de la Tierra donde hay agua líquida podemos encontrar vida microbiana. Es por esto que Curiosity descenderá en una región donde éste elemento clave en los requisitos de la vida ya se ha determinado: a través del análisis de las rocas de la zona, se ha determinado que en el pasado dicha región se encontraba mojada.

Además de la búsqueda de evidencias de agua, Curiosity también hará un inventario de otros ingredientes básicos para la vida, principalmente compuestos que contengan carbono, también denominados moléculas orgánicas. Si Curiosity detecta moléculas orgánicas como los aminoácidos, importantes para la vida en la Tierra, éstas podrían tener su explicación en un origen biológico; pero no debemos olvidar que también podrían provenir de fuentes no biológicas, así que la cuestión no quedaría esclarecida tan fácilmente. Curiosity también buscará otros elementos importantes para la vida, como nitrógeno, fósforo, azufre y oxígeno.

La energía para la vida en Marte podría provenir de la luz del Sol, del calor o la mezcla de productos químicos (alimentos) con un gradiente de energía que pudiera ser explotado por metabolismos biológicos. La información que Curiosity recolecte sobre los minerales y sobre el medio ambiente actual de la zona serán analizados en busca de pistas acerca de las posibles fuentes de energía pasadas y presentes para la existencia de vida.

Para cumplir la meta de determinar la condición de habitabilidad de la región, Curiosity deberá satisfacer los siguientes cuatro objetivos científicos:

1_Evaluar el potencial biológico de al menos un entorno objetivo, determinando la naturaleza e inventario de los compuestos de carbono orgánico, buscando los componentes químicos básicos de la vida e identificando características que puedan registrar las acciones de procesos biológicos relevantes.
2_Caracterizar la geología del lugar de estudio, investigando la composición química, isotópica y mineralógica de los materiales de la superficie, e interpretando los procesos que han formado las rocas y los suelos.
3_Investigar los procesos planetarios relevantes para la habitabilidad pasada, incluyendo el rol del agua, mediante la evaluación de la evolución atmosférica a larga escala y determinando el estado presente, la distribución y el ciclo del agua y dióxido de carbono.
4_Caracterizar el amplio espectro de radiación en la superficie, incluyendo la radiación cósmica, los eventos solares de protones y de neutrones secundarios.

Paradójicamente, algunas de las condiciones favorables para la vida pueden ser muy poco favorables para la conservación de la evidencia acerca de la existencia de vida. Por ejemplo, el agua, los oxidantes y el calor son excelentes para la habitabilidad, pero todos ellos eliminan por completo los rastros dejados por la actividad biológica.

Si tomamos como ejemplo nuestro planeta, la vida ha existido durante más de 3 mil millones de años, pero solamente una ínfima parte de la evidencia ha sido conservada hasta el presente. Para averiguar si Marte albergó vida en algún momento, un paso clave es aprender donde podrían conservarse las evidencias de la vida. La mayoría de las claves se encuentran en las texturas de las rocas, así como en la composición mineral y química de las mismas.

También algunas condiciones y procesos, tales como las bajas temperaturas y el rápido tapamiento bajo sedimentos, pueden favorecer la conservación de materia orgánica y la evidencia acerca de la vida. Del mismo modo, algunos minerales y otros materiales geológicos, tales como sulfatos, fosfatos, carbonatos y sílice, pueden ayudar a preservar las evidencias sobre la vida. Curiosity estudiará todos estos aspectos en búsqueda de condiciones favorables de conservación.

Curiosity también estudiará las características actuales del medio ambiente de la región donde descenderá. Para lograrlo, lleva consigo una estación meteorológica, un instrumento para el seguimiento de la radiación natural de alta energía y un instrumento que puede detectar la humedad del suelo y minerales que contengan agua en el suelo bajo el vehículo. Verificará la existencia de metano en la atmósfera; debido a que el metano es conocido por desaparecer de las atmósferas en unos pocos siglos si no es remplazado por una fuente activa, su presencia en el medio ambiente moderno sería sorpresiva.

otro aspecto importante de la misión se refiere al estudio del ambiente con el objetivo de obtener información para eventuales misiones humanas a Marte. Curiosity supervisará y analizará los niveles de radiación provenientes del Sol y los rayos cósmicos, para asegurar la seguridad de los astronautas en futuras misiones a Marte.

Curiosity es el más grande, pesado, avanzado e increíble vehículo robotizado que haya sido enviado hasta el momento a otro planeta. Tiene un peso total de 900 kg, pero es bueno resaltar que 80 kg de su peso corresponden a instrumental científico, siendo la mayor cantidad de instrumental que un vehículo de este tipo ha cargado hasta el momento (en comparación, los rovers de la última misión cargaban con sólo 7 kg de instrumental).

En cuanto a sus dimensiones, Curiosity es mucho más grande que los previos rovers, contando con 3 metros de largo, 2.8 metros de ancho y una altura de 2.1 metros. Recorrerá la superficie marciana a una velocidad máxima de 90 metros por hora con navegación automática, lo cual puede parecer no muy impresionante, pero debemos tener en cuenta que Curiosity deberá analizar y tener en consideración diversas variables, incluyendo niveles de energía, dificultad del terreno, deslizamiento y visibilidad. Se espera que recorra un mínimo de 19 km durante los dos años de duración de la misión.

En cuanto a sus fuentes de energía, el rover contará con un "generador termoeléctrico de radioisótopos" (RTG), el cual produce electricidad por el decaimiento natural del plutonio-238. El modelo incorporado en Curiosity es la última generación de RTG, puede generar 2.5 kilovatios-hora por día y su vida media está estimada en 14 años. Además, Curiosity también es alimentado por baterías de iones de litio (Li-Ion).

En cuanto al sistema computacional de Curiosity, posee dos computadoras idénticas, de las cuales solamente utilizá una a la vez, y mantendrá a la otra como sistema de respaldo y redundancia. En cuanto a memoria, cada computadora posee 256 KB de EEPROM, 256 MB de DRAM y 2 GB de memoria flash (en comparación, las computadoras de los rovers de la misión anterior poseían 3 MB de EEPROM, 128 MB de DRAM y 256 MB de memoria flash). En cuanto a velocidad de procesamiento, cuentan con un CPU IBM RAD750 de 200 MHz (en comparación, los rovers anteriores contaban con procesadores de 20 MHz).

En materia de comunicación, Curiosity tiene dos formas principales de establecer comunicación: un transmisor y receptor de banda X, que puede comunicarse directamente con la Tierra; y un radio definido por software UHF Electra-Lite, que puede comunicarse con los orbitadores de Marte. Se prevé que la comunicación con los orbitadores será el método principal para enviar datos a la Tierra, puesto que estos últimos poseen más energía y antenas más grandes.

Curiosity lleva consigo diez instrumentos diferentes para la investigación científica, una cantidad que supera ampliamente a todo lo llevado previamente a la superficie marciana (por supuesto, el instrumental también supera en calidad a lo llevado previamente). Estos diez instrumentos comprenden unos 80 kilogramos del peso total del vehículo. Veremos brevemente de que se trata cada uno de ellos.