Separación de la carga útil de ExoMars 2016 durante la puesta en marcha. Ilustración: ESA

Esta semana ha llegado a Marte la misión ExoMars 2016, que puede fijar un antes y un después en la exploración del planeta rojo para Europa, debido al enorme reto tecnológico que supone el aterrizaje de un lander o ‘aterrizador’ de gran masa (casi 600 kg). En este reto europeo, que cuenta con un presupuesto de unos 1.500 millones de euros, España participa con un 6,7% del total. Además, en él participan empresas y centros de investigación españoles.

El módulo demostrador de entrada, descenso y aterrizaje (EDM), bautizado Schiaparelli en honor de un famoso astrónomo italiano, lleva consigo un pequeño conjunto de instrumentos científicos. Se trata de la estación meteorológica DREAMS construida por un consorcio de centros de investigación europeos, entre ellos, el español INTA.

El INTA aporta a esta estación meteorológica un sensor capaz de medir la cantidad de radiación solar recibida en superficie, la opacidad de la atmósfera debido al polvo suspendido en ella, y la presencia de nubes en el cielo de Marte durante el amanecer y anochecer.

Desde 2003, el INTA lidera también el desarrollo de uno de los instrumentos principales que se embarcarán en el rover de la misión hermana, ExoMars 2020. Se trata del espectrómetro RAMAN, instrumento que permitirá la identificación de compuestos orgánicos, productos minerales e indicadores de actividad biológica o presencia de agua.

Este instituto ha sido también seleccionado para construir tres nuevos instrumentos que se embarcarán en el módulo de aterrizaje de ExoMars 2020. Se trata de un espectrómetro de irradiancia solar, un medidor de polvo en suspensión (con la Universidad Carlos III de Madrid) y un sensor magnético. Asimismo, el INTA desarrolla, junto al Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, un instrumento capaz de medir el tamaño y cantidad de las finísimas partículas suspendidas en el aire marciano.

Por su parte, el Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio da Riva (IDR) de la Universidad Politécnica de Madrid ha participado en el desarrollo del instrumento NOMAD del orbitador de gases traza (TGO, el otro protagonista de la misión ExoMars 2016), dentro de un consorcio internacional donde también se encuentra el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), del CSIC.

TGO se mantendrá estudiando el planeta durante, como mínimo, un año marciano (un poco menos de dos años terrestres), y para sus observaciones utilizará cuatro instrumentos, uno de ellos es NOMAD (Solar Occultation in theInfraRed and Nadir and OccultationforMArs Discovery), que incluye dos espectrómetros de infrarrojo y uno ultravioleta de alta resolución para la identificación de los componentes en la atmósfera de Marte. Su gran capacidad para medir compuestos minoritarios, hasta cien veces mayor que los dispositivos empleados hasta ahora, empleará la técnica de la ocultación solar: observando cómo el sol se oculta tras el limbo del planeta (es decir, observando continuamente puestas de sol y amaneceres desde su órbita), podrá deducir los componentes que forman la atmósfera.

Participación de la industria española

Las empresas ELECNOR Deimos, GMV, SENER, Airbus, RYMSA, Thales Alenia Space España y CRISA han contribuido en diferentes aspectos tanto del orbitador TGO como del módulo Schiaparelli, y algunas de ellas también participarán en la misión prevista para 2020, en la que se llevará un rover a la superficie marciana. Estas son sus aportaciones en la fase de 2016:

ELECNOR DEIMOS

Diseño y análisis de prestaciones de la fase de entrada atmosférica en Marte. También actividades de ingeniería de misión como parte del core team (equipo central) de ExoMars, análisis end‐to‐end desde el lanzamiento hasta el aterrizaje en Marte, y el de navegación de la fase de transferencia interplanetaria. Además, participación en el denominado Special Check Out Equipment (SCOE) del sistema de Guiado, Navegación y Control (GNC).

Desarrollo del software embarcado del sistema GNC del módulo de descenso y entrada (EDM) de Exomars. Este software permitirá activar automáticamente todos los eventos relacionados con las fases EDL (Entry Descending and Landing) que incluyen la entrada controlada en la atmósfera marciana, el despliegue del paracaídas y el uso de propulsores para el aterrizaje con el fin de lograr un aterrizaje seguro. Dentro del proyecto, GMV ha desarrollado el código para el OBSW GNC, los ensayos de unidad y así como también ha participado de manera activa en la validación del sistema. Como parte de las actividades desarrolladas dentro del contrato marco de soporte al Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA (ESOC), GMV mantiene la responsabilidad del llamado Flight Dynamics Manager y participará en el control orbital de la misión.

SENER

Interviene en las estructuras y mecanismos del módulo que aterriza en Marte. El SPSSM (por sus siglas en inglés) incluye el mecanismo que soporta y eyecta el escudo trasero al final del descenso con paracaídas, la estructura principal del módulo (que soporta la aviónica y el equipo científico durante toda la misión) y la estructura deformable que absorbe el impacto final de aterrizaje en Marte. También ha desarrollado el mecanismo de separación de su escudo frontal (FSSM), que se encarga de soportar el escudo frontal durante toda la misión y de eyectarlo durante el descenso en la atmósfera marciana, después del despliegue del paracaídas.

AIRBUS DEFENCE AND SPACE

Diseño y fabricación del tubo central de carga del satélite, en fibra de carbono, diseño y fabricación del cableado de todo el satélite, así como el diseño y fabricación del escudo térmico de la sonda de aterrizaje Schiaparelli.

RYMSA Espacio

Suministra las tres antenas de baja ganancia en banda X del sistema de telemetría y el telecomando (TTC) encargado del control del satélite en las primeras etapas de la misión y sirve también como back‐up para el control del satélite en emergencia. Estas antenas tipo choque fabricadas en aluminio están compuestas por un elemento radiante que es una bocina tipo choque compañada por un polarizador tipo septum encargado de proporcionar la polarización circular demandada por la misión.

También ha fabricado las antenas de comunicación entre el orbitador y el módulo descendente en banda UHF. Se trata de un set de antenas en UHF montadas respectivamente en el satélite orbitador (dos unidades para proporcionar redundancia) y en el modulo descendente (una unidad) que permiten la comunicación entre ambos vehículos. Son dos hélices cuadrifilares con diseños distintos encargadas de establecer el enlace de comunicaciones en las últimas fases de la misión: después de la separación de la cubierta trasera del EDM, justo antes de que se despliegue el paracaídas y hasta que finalice su misión.

THALES ALENIA SPACE ESPAÑA

Diseño, fabricación y pruebas de la Red de Distribución de Radiofrecuencia (RFDN) para el subsistema de telecomunicaciones del TGO. Este ensamblaje de equipos de radiofrecuencia es el encargado del filtrado y de la interconexión entre las antenas, transpondedores y amplificadores de potencia.

CRISA (AIRBUS DEFENCE AND SPACE)

Memória de masa o Unidad de Almacenamiento y Procesado de Datos (PDHU) del módulo orbital. Con una capacidad de un terabyte, recibirá  y grabará los datos científicos de la misión para poderlos transmitir a la Tierra. Este empresa está desarrollando el verdadero ‘cerebro’  de la misión de 2020.