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La búsqueda de vida en Marte podría llevarse a un nivel superior con el concepto de misión MARSE

La búsqueda de vida en Marte podría llevarse a un nivel superior con el concepto de misión MARSE

a Estudio reciente Introducción en 55y Conferencia sobre ciencia lunar y planetaria (LPSC) Analiza el concepto de misión Mars Astrobiology, Resource, and Science Explorer (MARSE) y el Simplified High Impact Lander (SHIELD), que proporciona un enfoque más amplio y económico para buscar vida, pasada o presente, en el Planeta Rojo, específicamente utilizando cuatro rovers. en Cuatro sitios de aterrizaje diferentes en Marte en lugar de solo uno. El concepto surge mientras las naves espaciales Curiosity y Perseverance de la NASA continúan explorando incansablemente la superficie de Marte en el cráter Gale y el cráter Jezero, respectivamente.

aquí, El universo hoy Discute el concepto de la tarea MARSE con el único autor del estudio, Alex Longo, estudiante de maestría en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Marinas y Ambientales de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, sobre la motivación detrás de MARSE, cómo se eligieron los lugares de aterrizaje, los impactos significativos, el trabajo actual que se está realizando y los próximos pasos. que MARSE se convierta en una misión real. Longo se basa en su más de una década de experiencia en la búsqueda de sitios de aterrizaje en Marte, junto con numerosas publicaciones en su haber, incluida una variedad de resúmenes científicos, artículos de investigación y un libro Kindle. Entonces, ¿cuál es la motivación detrás del concepto de misión MARSE?

“El objetivo general del estudio conceptual MARSE era reducir el coste de llegar a la superficie de Marte”, afirma Longo. El universo hoy. “Las naves espaciales líderes, como Curiosity y Perseverance, son vehículos extremadamente capaces. La advertencia es que, dado que cuestan más de mil millones de dólares cada una, sólo podemos visitar uno o dos sitios en Marte cada década. Al igual que la Tierra, Marte es un planeta increíblemente diverso “. Utilizando satélites en órbita, hemos cartografiado una variedad de entornos antiguos que pueden haber sido habitables en el pasado distante. Sin embargo, la resolución de las imágenes orbitales y los espectros es limitada y, a veces, no puede predecir lo que un geólogo de campo (o, en (como en el caso de Marte, un rover controlado por geólogos) descubrirá en la Tierra. Incluso en la Tierra, encontrar biofirmas tempranas es difícil, e incluso con relativamente poca erosión y meteorización, no me sorprendería que ocurriera lo mismo en Marte. MARSE tenía como objetivo proporcionar una posible solución que permitiera a los científicos planetarios explorar más sitios en Marte dentro de un presupuesto realista.

El rover Curiosity, del tamaño de un automóvil, aterrizó en el cráter Gale el 6 de agosto de 2012 con su nave espacial. Sitio web de la misión Muestra que Curiosity ha viajado un total de 31,27 kilómetros (19,43 millas) hasta el 27 de enero de 2024, superando con creces el cronograma de su misión principal de un año marciano, o 687 días terrestres. Era el cráter Gale Fue elegido como lugar de aterrizaje. Debido a que existe amplia evidencia de que contenía agua líquida en algún momento del pasado antiguo de Marte, los científicos estiman que el cráter Gale se formó a partir de un impacto hace aproximadamente entre 3,5 y 3,8 mil millones de años. Durante su estancia en el cráter Gale, Curiosity hizo precisamente eso Usó su colección de instrumentos científicos para determinar Evidencia de agua líquida en el pasado dentro del cráter Gale y evidencia de que Marte alguna vez contuvo los elementos esenciales para la vida, incluidos carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

Un retrato del rover Curiosity de la NASA tomado el 11 de octubre de 2019, el día 2.553, o sol, marciano de su larga y exitosa misión. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Mallen Space Science Systems)

El rover Perseverance del tamaño de un automóvil aterrizó en el cráter Jezero el 18 de febrero de 2021 con su rover. Sitio web de la misión Muestra que Perseverance ha viajado un total de 25,113 kilómetros (15,604 millas) hasta el 28 de marzo de 2024. Si bien Perseverance y Curiosity tienen diseños similares, la principal mejora fue la entrega del helicóptero Ingenuity a Marte, que se convirtió en el primer explorador robótico en llegar. llegar a Marte. Logró un vuelo propulsado por otro mundo y completó docenas de vuelos antes de quedar en tierra permanentemente después de dañar una de las palas de su rotor durante su descenso final en enero de 2024. Al igual que el cráter Gale en el juego Curiosity, el cráter Jezero fue Fue elegido como lugar de aterrizaje. Esto se debe a que hay pruebas sólidas de que alguna vez contuvo una enorme masa de agua líquida, como lo demuestran los enormes depósitos del delta en forma de abanico que fueron el probable punto de entrada de agua líquida hace miles de millones de años. Durante su estancia en el cráter Jezero, Perseverance hizo precisamente eso Usó su colección de instrumentos científicos para determinar Antiguas rocas volcánicas, sedimentos del fondo de un antiguo lago, convirtieron el dióxido de carbono (el componente principal de la atmósfera de Marte) en oxígeno y utilizaron sus potentes micrófonos para grabar sonidos marcianos. Dada la asombrosa ciencia realizada por Curiosity y Perseverance, ¿cuáles son las implicaciones más importantes para la misión MARSE?

Un retrato del rover Perseverance de la NASA tomado en enero de 2023 muestra al rover con varias muestras de tubos que recogió y dejó caer en la superficie de Marte para ser recogidas y devueltas a la Tierra por la misión Mars Sample Return, programada para la década de 2030. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Mallen Space Science Systems)

“El resultado más importante de este estudio comercial es que es posible construir un vehículo pequeño capaz de localizar un lugar inexplorado en Marte”, afirma Longo. El universo hoy. “Ha habido varias propuestas de módulos de aterrizaje baratos en Marte, como SHIELD. MARSE demuestra que es posible entregar cargas útiles científicas utilizando estos vehículos. Cada módulo de aterrizaje MARSE pesa sólo 15 kilogramos y es aproximadamente del tamaño de un horno de microondas. Si Podríamos descubrir cómo aterrizar rovers similares en Marte ayudarían a popularizar y democratizar la exploración de Marte. Ya estamos viendo un cambio de paradigma similar en la exploración lunar gracias al programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS).

Representación artística de uno de los cuatro rovers MARSE que se desplegarán para explorar un único lugar de aterrizaje en Marte. (crédito: Longo (2024))

Si bien tanto Curiosity como Perseverance han explorado con éxito sus lugares de aterrizaje con gran detalle, cada misión ha costado miles de millones de dólares (Curiosidad: ~$2.5 mil millones, Perseverancia: ~$2.7 mil millones). Por lo tanto, el costo por sí solo permite un rover por misión, y aterrizaron con aproximadamente siete años de diferencia. Como se mencionó, uno de los objetivos del concepto de misión MARSE es aterrizar cuatro rovers en cuatro sitios de aterrizaje separados, que son: colinas de columbia, ¿Milankovitch? el hoyo, Maworth ValisY Terra Cerenio, ya que Cumbia Hills fue el lugar de aterrizaje del rover Spirit durante su misión de 2004 a 2010, y otras áreas no han sido exploradas por módulos de aterrizaje o rovers. Pero, ¿cómo se eligieron los lugares de aterrizaje y se tuvieron en cuenta otros lugares de aterrizaje?

longo dice El universo hoy“Los cuatro sitios de aterrizaje no son una lista exhaustiva. Sólo queríamos ilustrar el alcance de las investigaciones que se pueden realizar usando este enfoque. Los cuatro sitios incluidos han sido destacados en artículos revisados ​​por pares y estudios previos de los sitios de aterrizaje, por lo que sabemos Tienen un alto potencial científico”.

Una imagen de Columbia Hills en Marte, uno de los posibles lugares de aterrizaje para el rover MARSE. El círculo blanco indica la elipse descendente de 80 kilómetros (50 millas) que SHIELD utilizará para aterrizar. (crédito: Longo (2024))

Longo sigue diciendo El universo hoy SHIELD estará diseñado “para aterrizar en cualquier ubicación plana en Marte por debajo del punto de referencia (0 km de elevación en Marte; equivalente al nivel del mar en la Tierra), por lo que puedes intercambiar fácilmente uno o más de ellos por ubicaciones de tu elección”, con Longo. señalando que uno de los lugares de su aterrizaje favorito sería dentro de Valles Marineris, el valle más grande y profundo del sistema solar. Longo analiza la investigación de años de duración del Dr. Steven Roff de la Universidad Estatal de Arizona, quien realizó estudios análogos que compararon los depósitos de aguas termales en las colinas de Columbia en Marte con características similares en las aguas termales de El Tatio en Chile, concluyendo que las comunidades microbianas podrían prosperar en estas areas. Ubicaciones.

Detalles de la misión Mars Astrobiology, Resources and Science Explorer (MARSE) y su sistema Simplified High Impact Lander (SHIELD), que podría revolucionar la forma en que buscamos vida en Marte utilizando cuatro rovers en cuatro sitios de aterrizaje diferentes. (crédito: Longo (2024))

Como se mencionó anteriormente, Curiosity y Perseverance aterrizaron en Marte con aproximadamente nueve años de diferencia, en 2012 y 2021 respectivamente, pero sus misiones estuvieron en marcha hace casi una década. Ambos rovers son parte del programa de exploración de Marte de la NASA, con la misión del rover Curiosity aprobada en 2003 y la misión del rover Perseverance anunciada en 2012. Una vez aprobada, a la NASA le lleva años diseñar y construir cada rover, asegurando todos los aspectos del mismo. Los sistemas funcionan a su máximo potencial antes de ser entregados y cargados en el vehículo de lanzamiento. Esto incluye pruebas diseñadas para analizar la resistencia del vehículo, la exposición a entornos hostiles, la longevidad y mucho más. Entonces, si la misión MARSE obtiene luz verde, podría tomar casi una década de diseño, construcción y pruebas antes de que sus rovers del tamaño de microondas toquen la superficie de Marte. Entonces, ¿cuáles son los próximos pasos para que MARSE acepte realizar una misión real?

“Desafortunadamente, el futuro de MARSE y SHIELD es incierto”, afirma Longo. El universo hoy. “Este concepto fue desarrollado con el apoyo del equipo SHIELD en JPL, dirigido por Lou Gersch y Nathan Barba. Han estado haciendo un trabajo fantástico y de vanguardia, y agradecí la oportunidad de trabajar con ellos. Desafortunadamente, JPL fue obligado a implementar importantes recortes presupuestarios y despidos el mes pasado “Debido a la incertidumbre sobre el futuro de la Misión de Retorno de Muestras de Marte, que representa la mayor parte del presupuesto del Centro. Debido a que las prioridades futuras del JPL están cambiando, hemos suspendido el desarrollo del concepto MARSE. “

Si bien la incertidumbre es grande para la misión MARSE, es importante señalar que las misiones de exploración espacial a menudo tardan décadas en pasar del concepto simple al hardware real, y luego varios años más para su lanzamiento. Esto fue observado por las misiones de los rovers Curiosity y Perseverance, que tardaron casi una década desde su aprobación hasta su aterrizaje en Marte. Además, no es raro que las propuestas de misión requieran varios intentos antes de ser aprobadas, ya que la NASA tiene criterios muy estrictos para aprobar misiones, incluidos costos, cronogramas, objetivos científicos e impactos a largo plazo en la ciencia. A pesar de las expectativas futuras, esto no impidió que Longo continuara trabajando en el concepto de la misión MARSE.

“Desarrollar un concepto de misión es una experiencia gratificante y fue un honor trabajar en este concepto con el equipo de SHIELD”, dice Longo. El universo hoy. “Incluso si esto sucede dentro de una década, espero que alguien eventualmente implemente una misión de bajo costo con múltiples rovers para la geología y astrobiología de Marte. Una vez que se complete la devolución de las muestras de Marte, los siguientes pasos lógicos en la exploración de Marte son explorar más del planeta, “y desarrollar una mejor comprensión de su historia y aprender lo que Marte puede enseñarnos sobre el pasado de nuestro planeta. Si queremos tener un programa espacial próspero, tenemos que ser creativos y adoptar ideas audaces, y me encanta trabajar con científicos e ingenieros que hacen eso”.

¿Podrá la misión MARSE explorar el Planeta Rojo en los próximos años y décadas? Sólo el tiempo lo dirá, ¡por eso estamos estudiando!

Como siempre, ¡sigue haciendo ciencia y sigue investigando!

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