Un módulo de aterrizaje es una nave espacial que desciende y luego se posa sobre la superficie de un cuerpo astronómico distinto de la Tierra . [1] [ página necesaria ] A diferencia de una sonda de impacto, que realiza un aterrizaje brusco que daña o destruye la sonda al llegar a la superficie, un módulo de aterrizaje realiza un aterrizaje suave después del cual la sonda permanece funcional.
En el caso de los cuerpos con atmósfera , el aterrizaje se produce después de la entrada en la atmósfera . En estos casos, los módulos de aterrizaje pueden emplear paracaídas para reducir su velocidad lo suficiente como para mantener una velocidad terminal baja . En algunos casos, se dispararán pequeños cohetes de aterrizaje justo antes del impacto para reducir la velocidad del módulo de aterrizaje. El aterrizaje puede lograrse mediante un descenso controlado y el aterrizaje sobre un tren de aterrizaje , con la posible adición de un mecanismo de fijación posterior al aterrizaje (como el mecanismo utilizado por Philae ) para cuerpos celestes con baja gravedad. Algunas misiones (por ejemplo, Luna 9 y Mars Pathfinder ) utilizaron bolsas de aire inflables para amortiguar el impacto del módulo de aterrizaje en lugar de utilizar un tren de aterrizaje más tradicional.
Cuando se planifica intencionalmente un impacto a alta velocidad para estudiar las consecuencias del impacto, la nave espacial se denomina impactador. [2]
Varios cuerpos terrestres han sido objeto de exploración mediante sondas de aterrizaje o de impacto. Entre ellos se encuentran la Luna de la Tierra ; los planetas Venus , Marte y Mercurio ; la luna Titán de Saturno ; asteroides y cometas .
A partir de la misión Luna 2 en 1959, las primeras naves espaciales que llegaron a la superficie lunar fueron vehículos de impacto, no de aterrizaje. Formaban parte del programa soviético Luna o del programa estadounidense Ranger .
En 1966, la sonda soviética Luna 9 se convirtió en la primera nave espacial en lograr un aterrizaje suave en la Luna y transmitir datos fotográficos a la Tierra. El programa estadounidense Surveyor (1966-1968) fue diseñado para determinar dónde podría aterrizar la nave Apolo de manera segura. Como resultado, estas misiones robóticas requerían módulos de aterrizaje suaves para tomar muestras del suelo lunar y determinar el espesor de la capa de polvo, que era desconocido antes del Surveyor.
Los módulos lunares Apolo tripulados por Estados Unidos (1969-1972) con exploradores lunares (1971-1972) y los grandes módulos de aterrizaje robóticos soviéticos (1969-), Lunokhods (1970-1973) y misiones de retorno de muestras (1970-1976) utilizaron un motor de descenso de cohetes para un aterrizaje suave de astronautas y exploradores lunares en la Luna.
La misión china Chang'e 3 y su rover Yutu (' Conejo de Jade ') aterrizaron el 14 de diciembre de 2013. En 2019, la misión china Chang'e 4 aterrizó con éxito el rover Yutu-2 en el lado oculto de la Luna . [3] Chang'e 5 y Chang'e 6 están diseñadas para ser misiones de retorno de muestras. [4] Chang'e 5 y 6 se llevaron a cabo con éxito en 2020 [5] y 2024 respectivamente. [4] La misión Chang'e 5 aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020, China completó la misión Chang'e 5 el 16 de diciembre de 2020 con el regreso de aproximadamente 2 kilogramos de muestra lunar.
El 6 de septiembre de 2019, el módulo de aterrizaje Vikram de Chandrayaan-2 intentó aterrizar en la región polar sur de la Luna. Debido a un fallo de software, perdió contacto y se estrelló momentos antes de aterrizar. [6] [7]
Aproximadamente cuatro años después, el 23 de agosto de 2023, el módulo de aterrizaje Vikram en Chandrayaan-3 aterrizó con éxito en el polo sur lunar, cerca del cráter Manzinus U. Esto lo convirtió en el primer módulo de aterrizaje en aterrizar suavemente en el polo sur de la Luna. [8] [9]
Japón se convirtió en el quinto país en aterrizar una sonda lunar el 19 de enero de 2024, al aterrizar con éxito su módulo de aterrizaje SLIM .
El 22 de febrero de 2024, la sonda Odysseus de Intuitive Machine aterrizó con éxito en la Luna tras despegar a bordo de un Falcon 9 de SpaceX . Este fue el primer aterrizaje exitoso de una nave espacial privada en la Luna. [10] [11]
El 3 de mayo de 2024, China envió la sonda Chang'e 6 , que realizó el primer retorno de muestras lunares desde la Cuenca Apolo en el lado lejano de la Luna . [12] Esta es la segunda misión de retorno de muestras lunares de China, la primera la logró Chang'e 5 desde el lado cercano de la Luna cuatro años antes. [13] También llevó al rover chino Jinchan para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar y fotografió el módulo de aterrizaje Chang'e 6 en la superficie lunar. [14] La combinación de módulo de aterrizaje, módulo ascendente y módulo de aterrizaje se separó con el orbitador y el módulo de retorno antes de aterrizar el 1 de junio de 2024 a las 22:23 UTC. Aterrizó en la superficie de la Luna el 1 de junio de 2024. [15] [16] El módulo ascendente fue lanzado de regreso a la órbita lunar el 3 de junio de 2024 a las 23:38 UTC, transportando muestras recolectadas por el módulo de aterrizaje, y luego completó otro encuentro robótico y acoplamiento en la órbita lunar. El contenedor de muestras fue luego transferido a la sonda de retorno, que aterrizó en Mongolia Interior el 25 de junio de 2024, completando así la misión de retorno de muestras extraterrestres al lado lejano de China.
El programa soviético Venera incluyó una serie de módulos de aterrizaje en Venus , algunos de los cuales se aplastaron durante el descenso, al igual que el módulo de aterrizaje de Galileo en Júpiter, y otros que aterrizaron con éxito. Venera 3 en 1966 y Venera 7 en 1970 se convirtieron en el primer impacto y aterrizaje suave en Venus, respectivamente. El programa soviético Vega también colocó dos globos en la atmósfera de Venus en 1985, que fueron las primeras herramientas aéreas en otros planetas.
En 1962, la misión soviética Mars 1962B se convirtió en la primera misión destinada a impactar en Marte. En 1971, el módulo de aterrizaje de la sonda Mars 3 realizó el primer aterrizaje suave en Marte, pero la comunicación se perdió un minuto después del aterrizaje, que ocurrió durante una de las peores tormentas de polvo globales desde el comienzo de las observaciones telescópicas del Planeta Rojo. Otros tres módulos de aterrizaje, Mars 2 en 1971 y Mars 5 y Mars 6 en 1973, se estrellaron o ni siquiera lograron ingresar a la atmósfera del planeta. Los cuatro módulos de aterrizaje utilizaron un escudo térmico similar a un aeroshell durante la entrada atmosférica . Los módulos de aterrizaje Mars 2 y Mars 3 transportaron los primeros pequeños exploradores marcianos que caminaban sobre esquís , PrOP-M , que no funcionaron en el planeta.
La Unión Soviética planeó la misión Marsokhod Mars 4NM en 1973 y la misión de retorno de muestras de Marte Mars 5NM en 1975, pero ninguna de las dos se llevó a cabo debido a que se necesitaba el superlanzador N1 que nunca se puso en marcha con éxito. Se planeó una misión de retorno de muestras de Marte de doble lanzamiento, la Mars 5M (Mars-79), para 1979, pero se canceló debido a la complejidad y a problemas técnicos.
Los Viking 1 y Viking 2 de la NASA se lanzaron respectivamente en agosto y septiembre de 1975, cada uno compuesto por un vehículo orbital y un módulo de aterrizaje. El Viking 1 aterrizó en julio de 1976 y el Viking 2 en septiembre de 1976. Los exploradores del programa Viking fueron los primeros módulos de aterrizaje en Marte que funcionaron con éxito. La misión finalizó en mayo de 1983, después de que ambos módulos de aterrizaje dejaran de funcionar.
Mars 96 fue la primera misión rusa postsoviética compleja con un orbitador, un módulo de aterrizaje y penetradores. Planificada para 1996, fracasó en el lanzamiento. Una repetición planificada de esta misión, Mars 98, fue cancelada por falta de fondos.
El Mars Pathfinder estadounidense se lanzó en diciembre de 1996 y liberó al primer rover en funciones en Marte, Sojourner , en julio de 1997. Funcionó hasta septiembre de 1997.
La sonda Mars Polar Lander interrumpió su comunicación el 3 de diciembre de 1999 antes de llegar a la superficie y se presume que se estrelló.
El módulo de aterrizaje europeo Beagle 2 se desplegó con éxito desde la nave espacial Mars Express, pero no se recibió la señal que confirmaba un aterrizaje que debería haberse producido el 25 de diciembre de 2003. Nunca se estableció comunicación y el Beagle 2 se declaró perdido el 6 de febrero de 2004. La misión del módulo de aterrizaje británico Beagle 3 propuesta para 2009 para buscar vida, pasada o presente, no fue adoptada.
Los exploradores estadounidenses Spirit y Opportunity fueron lanzados en junio y julio de 2003. Llegaron a la superficie marciana en enero de 2004 utilizando módulos de aterrizaje equipados con bolsas de aire y paracaídas para amortiguar el impacto. Spirit dejó de funcionar en 2010, más de cinco años después de su vida útil de diseño. [17] El 13 de febrero de 2019, Opportunity fue declarado prácticamente muerto, habiendo superado su vida útil de diseño de tres meses en más de una década. [18]
La nave espacial estadounidense Phoenix logró con éxito un aterrizaje suave en la superficie de Marte el 25 de mayo de 2008, utilizando una combinación de paracaídas y motores de descenso de cohetes.
El Mars Science Laboratory , que transportaba al rover Curiosity , fue lanzado por la NASA el 26 de noviembre de 2011. Aterrizó en la región Aeolis Palus del cráter Gale en Marte el 6 de agosto de 2012.
El 23 de julio de 2020, China lanzó la misión Tianwen-1 , que incluye un orbitador, un módulo de aterrizaje y un explorador de 240 kilogramos. El orbitador se puso en órbita el 10 de febrero de 2021. El Zhurong realizó un aterrizaje suave con éxito el 14 de mayo de 2021 y se desplegó el 22 de mayo de 2021.
Imagen clicable: al hacer clic en las etiquetas se abrirá un nuevo artículo.Aunque varios sobrevuelos realizados por sondas en órbita alrededor de Marte han proporcionado imágenes y otros datos sobre las lunas marcianas Fobos y Deimos , solo unas pocas de ellas tenían la intención de aterrizar en la superficie de estos satélites. Dos sondas bajo el programa soviético Fobos se lanzaron con éxito en 1988, pero en 1989 los aterrizajes previstos en Fobos y Deimos no se llevaron a cabo debido a fallas en el sistema de la nave espacial. La sonda rusa postsoviética Fobos-Grunt fue una misión de retorno de muestras prevista a Fobos en 2012, pero fracasó después del lanzamiento en 2011.
En 2007, la Agencia Espacial Europea y EADS Astrium propusieron y desarrollaron la misión a Fobos hasta 2016 con módulo de aterrizaje y retorno de muestras, pero se mantuvo como un proyecto. Desde 2007, la Agencia Espacial Canadiense ha considerado una misión a Fobos llamada Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME), que incluiría un orbitador y un módulo de aterrizaje. Entre las propuestas recientes se incluyen una misión de retorno de muestras a Fobos y Deimos del Centro de Investigación Glenn de la NASA en 2008, la Phobos Surveyor de 2013 y el concepto de misión OSIRIS-REx II .
La Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) planea lanzar la misión de exploración de las lunas marcianas (MMX) en 2024, una misión de retorno de muestras que tendrá como objetivo Fobos. [19] La MMX aterrizará y recogerá muestras de Fobos varias veces, además de desplegar un rover desarrollado conjuntamente por el CNES y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). [20] Mediante el uso de un mecanismo de muestreo con núcleo, la nave espacial pretende recuperar un mínimo de 10 g de muestras. La MMX regresará a la Tierra en 2029. [21]
La sonda Huygens , llevada a Titán, la luna de Saturno por Cassini , fue diseñada específicamente para sobrevivir a un aterrizaje en tierra o en un líquido. Fue sometida a pruebas de caída exhaustivas para asegurarse de que pudiera soportar el impacto y continuar funcionando durante al menos tres minutos. Sin embargo, debido al impacto a baja velocidad, continuó proporcionando datos durante más de dos horas después de su aterrizaje. El aterrizaje en Titán en 2005 fue el primer aterrizaje en los satélites del planeta fuera de la Luna.
La misión estadounidense Titan Mare Explorer (TiME) contemplaba un módulo de aterrizaje que aterrizaría en un lago del hemisferio norte de Titán y flotaría en la superficie del lago durante unos meses. La misión Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer (TALISE) propuesta por España es similar al módulo de aterrizaje TiME, pero tiene su propio sistema de propulsión para controlar el transporte marítimo.
Vesta , la misión soviética multipropósito, fue desarrollada en cooperación con países europeos para su realización en 1991-1994, pero fue cancelada debido a la disolución de la Unión Soviética. Incluía un sobrevuelo de Marte, donde Vesta enviaría un aerostato (globo o dirigible) y pequeños módulos de aterrizaje o penetradores, seguido de sobrevuelos de Ceres o 4 Vesta y algunos otros asteroides con el impacto de un gran penetrador en uno de ellos. [ aclaración necesaria ]
El primer aterrizaje en un cuerpo pequeño del Sistema Solar (un objeto del Sistema Solar que no es una luna, un planeta o un planeta enano) fue realizado en 2001 por la sonda NEAR Shoemaker en el asteroide 433 Eros, a pesar de que NEAR no fue diseñada originalmente para poder aterrizar.
La sonda japonesa Hayabusa intentó varias veces aterrizar en 25143 Itokawa en 2005 con resultados dispares, incluido un intento fallido de desplegar un explorador . Diseñada para encontrarse y aterrizar en un cuerpo de baja gravedad, Hayabusa se convirtió en la segunda nave espacial en aterrizar en un asteroide y, en 2010, en la primera misión de retorno de muestras desde un asteroide.
La sonda Rosetta , lanzada el 2 de marzo de 2004, colocó el primer módulo de aterrizaje robótico Philae en el cometa Churyumov-Gerasimenko el 12 de noviembre de 2014. Debido a la gravedad extremadamente baja de estos cuerpos, el sistema de aterrizaje incluyó un lanzador de arpones destinado a anclar un cable en la superficie del cometa y tirar del módulo de aterrizaje hacia abajo.
JAXA lanzó la sonda espacial de asteroides Hayabusa2 en 2014 para entregar varias piezas de aterrizaje (incluidos los módulos de aterrizaje Minerva II y MASCOT (German Mobile Asteroid Surface Scout) y un penetrador Small Carry-on Impactor (SCI)) en 2018-2019 para regresar muestras a la Tierra en 2020.
La Agencia Espacial China está diseñando una misión de recuperación de muestras de Ceres que se llevaría a cabo durante la década de 2020. [22]
La misión BepiColombo de la ESA , lanzada en octubre de 2018 y con una previsión de llegada a Mercurio para diciembre de 2025, se diseñó originalmente para incluir el Elemento de Superficie de Mercurio (MSE). El módulo de aterrizaje habría transportado una carga útil de 7 kg compuesta por un sistema de imágenes (una cámara de descenso y una cámara de superficie), un paquete de propiedades físicas y de flujo de calor, un espectrómetro de rayos X de partículas alfa , un magnetómetro , un sismómetro , un dispositivo de penetración del suelo (topo) y un microrover. El aspecto MSE de la misión se canceló en 2003 debido a restricciones presupuestarias. [23]
Algunas sondas de Júpiter proporcionan muchas imágenes y otros datos sobre sus lunas. Algunas misiones propuestas con aterrizaje en las lunas de Júpiter fueron canceladas o no se adoptaron. El pequeño módulo de aterrizaje Europa , de propulsión nuclear, fue propuesto como parte de la misión Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) de la NASA, que fue cancelada en 2006.
La ESA lanzó la misión Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) en 2023. Además, la NASA ofreció a la ESA la oportunidad de diseñar un módulo de aterrizaje o impactador para volar junto al orbitador propuesto por la NASA en la misión Europa Clipper planeada para 2025. Como se plantea la hipótesis de que Europa tiene agua debajo de su superficie helada , se envían misiones para investigar su habitabilidad y evaluar su potencial astrobiológico confirmando la existencia de agua en la luna y determinando las características del agua.
La sonda Deep Space 2 debía ser la primera nave espacial en penetrar bajo la superficie de otro planeta. Sin embargo, la misión fracasó debido a la pérdida de su nave nodriza, Mars Polar Lander , que perdió la comunicación con la Tierra durante su entrada en la atmósfera de Marte el 3 de diciembre de 1999.
El cometa Tempel 1 fue visitado por la sonda Deep Impact de la NASA el 4 de julio de 2005. El cráter de impacto formado tenía aproximadamente 200 m de ancho y 30-50 m de profundidad, y los científicos detectaron la presencia de silicatos , carbonatos , esmectita , carbono amorfo e hidrocarburos aromáticos policíclicos . [24] [25]
La sonda de impacto lunar (MIP, por sus siglas en inglés) desarrollada por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO, por sus siglas en inglés), la agencia espacial nacional de la India, fue una sonda lunar que fue lanzada el 14 de noviembre de 2008 por el orbitador lunar de teledetección Chandrayaan-1 de la ISRO . Chandrayaan-1 fue lanzado el 22 de octubre de 2008 y condujo al descubrimiento de la presencia de agua en la Luna . [26] [27]
El Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS) fue una nave espacial robótica operada por la NASA para realizar un método de menor costo para determinar la naturaleza del hidrógeno detectado en las regiones polares de la Luna . [28] El objetivo principal de la misión LCROSS era explorar la presencia de hielo de agua en un cráter permanentemente sombreado cerca de una región polar lunar. [29] LCROSS fue lanzado junto con el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) el 18 de junio de 2009, como parte del Programa Robótico de Precursores Lunares compartido. LCROSS fue diseñado para recopilar y transmitir datos del impacto y la columna de escombros resultantes del impacto de la etapa superior del cohete Centaur del vehículo de lanzamiento en el cráter Cabeus cerca del polo sur de la Luna. Centaur impactó con éxito el 9 de octubre de 2009, a las 11:31 UTC . La "nave espacial de pastoreo" (que transportaba la carga útil de la misión LCROSS) [30] descendió a través de la columna de escombros de Centaur y recopiló y transmitió datos antes de impactar seis minutos después a las 11:37 UTC. El proyecto logró descubrir agua en Cabeus. [31]
La misión MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) de la NASA a Mercurio se lanzó el 3 de agosto de 2004 y entró en órbita alrededor del planeta el 18 de marzo de 2011. [32] Después de una misión de mapeo, MESSENGER fue enviada a impactar la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015. El impacto de la nave espacial con Mercurio ocurrió cerca de las 3:26 pm EDT el 30 de abril de 2015, dejando un cráter estimado en 16 m de diámetro. [33] [34]
La misión AIDA de la ESA investigaría los efectos del impacto de una nave espacial contra un asteroide. La nave espacial DART impactó contra la luna Dimorphos del asteroide 65803 Didymos en 2022, y la nave espacial Hera llegará en 2027 para investigar los efectos del impacto. [35]
Medios relacionados con Landers (nave espacial) en Wikimedia Commons