El Mars Astrobiology Explorer-Cacher ( MAX-C ), también conocido como misión Mars 2018 , fue un concepto de la NASA para una misión rover de Marte , propuesta para ser lanzada en 2018 junto con el rover europeo ExoMars . [1] [2] [3] El concepto del rover MAX-C fue cancelado en abril de 2011 debido a recortes presupuestarios. [4] [5]
El rover funcionaría con energía solar , tendría una masa máxima de 300 kg y se basaría principalmente en los componentes del rover Curiosity , pero habría implicado un sistema adaptado a la carga útil específica. El rover MAX-C habría realizado una exploración astrobiológica in situ , habría evaluado el potencial de habitabilidad de varios entornos marcianos y habría recopilado, documentado y almacenado muestras para su posible retorno a la Tierra en una futura misión. [6]
La misión Mars 2020 con su rover Perseverance tenía objetivos científicos similares a los de Mars 2018 y MAX-C.
Los requisitos esenciales de energía, agua y nutrientes para sustentar y mantener la vida en Marte están presentes en la actualidad, y el registro geológico marciano ofrece pistas tentadoras de muchos entornos habitables antiguos. [7] Si la vida surgió y evolucionó en el Marte primitivo, entonces es posible, y de hecho probable, que se conserven biofirmas físicas o químicas en el registro de rocas expuestas. Estos descubrimientos e inferencias constituyen un argumento convincente para una misión rover diseñada para explorar en busca de evidencia de vida marciana pasada . [7]
Durante más de una década, el Programa de Exploración de Marte ha seguido una estrategia de "seguir el agua". Si bien esta estrategia ha tenido un gran éxito en las misiones a Marte de 1996-2007, cada vez se reconoce más que evaluar el potencial astrobiológico completo de los entornos marcianos requiere ir más allá de la identificación de lugares donde había agua líquida. Por lo tanto, para buscar signos de vida pasada o presente en Marte, es necesario caracterizar de manera más exhaustiva la estructura macroscópica y microscópica de los materiales sedimentarios . Este tipo de información sería fundamental para seleccionar y almacenar muestras relevantes para abordar la cuestión de la vida en muestras destinadas a ser estudiadas en laboratorios sofisticados en la Tierra. [7]
La posible estrategia de utilizar vehículos exploradores para recolectar y almacenar muestras geológicas para su posible retorno posterior a la Tierra se viene discutiendo desde al menos mediados de los años 1990. En 2007 se recomendó el almacenamiento de muestras en todas las misiones de superficie que siguieran al rover Curiosity del Laboratorio Científico de Marte , de forma que se preparara para un retorno relativamente temprano de las muestras a la Tierra. A mediados de 2007, la NASA ordenó que se añadiera un caché muy simple al rover Curiosity y, aunque respaldaron el valor potencial del almacenamiento de muestras, los expertos plantearon serias preocupaciones sobre la calidad de las muestras para esta implementación específica. En noviembre de 2008, se eliminó el alcance del caché para hacer espacio para herramientas para limpiar el equipo de adquisición de muestras del rover, que se añadieron debido a los problemas de manipulación de muestras encontrados por el módulo de aterrizaje Phoenix . [7]
En un principio, el proyecto del equipo Tiger de la arquitectura de Marte (MATT) incluyó un concepto de rover de mediano alcance. En el momento del informe MATT-3 de 2009, la posible misión ya tenía varios nombres de trabajo, entre ellos "Mid-Range Rover" y "Mars Prospector Rover", y se concibió de forma genérica como un rover de exploración de Marte o de clase Mars Science Laboratory con aterrizaje de precisión y capacidad de muestreo y almacenamiento en caché. Para darle un nombre que se ajustara mejor al concepto de la misión, en agosto de 2009 se cambió el genérico Mid-Range Rover (MRR) por el de Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C). [7]
En abril de 2011, debido a una crisis presupuestaria, se anunció una propuesta para volar solo un rover en 2018 que sería más grande que cualquiera de los vehículos del concepto emparejado, ExoMars (ESA) y MAX-C (NASA). [8] Una sugerencia fue que el nuevo vehículo se construyera en Europa y llevara una combinación de instrumentos europeos y estadounidenses. La NASA propuso proporcionar un cohete de lanzamiento y el sistema de aterrizaje "Sky Crane". [8] En febrero de 2012, la NASA terminó su participación en ExoMars debido a recortes presupuestarios, [9] [10] y cuando el Congreso restableció la financiación para la exploración de Marte después de una fuerte protesta de los científicos planetarios y entusiastas, la NASA anunció en diciembre de 2012 el rover Mars 2020 y, más tarde, que de hecho prepararía un caché de muestras. [11]
El objetivo principal era evaluar las condiciones paleoambientales, caracterizar el potencial de conservación de las biofirmas físicas y químicas en un sitio con un alto potencial de conservación y acceder a múltiples secuencias de unidades geológicas en busca de evidencia de vida pasada y/o química prebiótica. Las muestras necesarias para lograr los objetivos científicos de la futura misión de retorno de muestras propuesta se recolectarían, documentarían y empaquetarían de una manera adecuada para su posible retorno a la Tierra . [3]
El objetivo científico principal era aterrizar en un sitio que se interpretara como un sitio con un alto potencial de habitabilidad y con un alto potencial de conservación de biofirmas físicas y químicas:
Un objetivo científico secundario habría sido abordar la necesidad de obtener datos de presión atmosférica a largo plazo de la superficie marciana. Se realizaron estudios que evaluaban las posibilidades de cooperación científica entre el explorador MAX-C y el explorador ExoMars si aterrizaran juntos en el mismo lugar. [12] [13]
La misión MAX-C propuesta habría llegado a Marte en enero de 2019 en el hemisferio norte durante el invierno, dada la presión atmosférica favorable en esta estación y el rendimiento del sistema de entrega "grúa aérea". [7] Debido a la excentricidad de la órbita marciana, el acceso a la latitud para un rover alimentado con energía solar, las latitudes del norte son menos severas en el diseño energético/térmico que las latitudes del sur, lo que permite una operación efectiva en sitios tan al norte como 25°N y tan al sur como 15°S.
Dado que las características científicamente interesantes a menudo representan terrenos que son demasiado peligrosos para aterrizar, la elipse de aterrizaje a menudo se coloca justo al lado, pero no encima de las características de interés. El resultado es que el acceso es a menudo un producto tanto del tamaño de la elipse como de la capacidad de travesía del rover suficiente para salir de la elipse en una cantidad de tiempo razonable en relación con la vida útil de la misión. El sistema de entrada, descenso y aterrizaje habría sido de alta precisión con una exactitud de orientación de 7 km (4,3 mi). [7] El rover alimentado con energía solar habría necesitado tener un alcance de no menos de 10 km (6,2 mi) y una vida útil de al menos un año terrestre.
El rover MAX-C se habría basado en una herencia significativa del diseño del rover Curiosity de MSL , el diseño de vuelo, el diseño de pruebas, el hardware de prueba y manejo para minimizar el costo y el riesgo. Este rover alimentado con energía solar requería un alcance de no menos de 20 km (12 mi) y una vida útil de al menos 500 días marcianos (soles). [13] Dado que muchos de los terrenos geológicamente interesantes de Marte exponen capas estratificadas en pendientes de cráteres, canales y laderas, sería extremadamente útil para la misión MAX-C propuesta ser capaz de navegar en pendientes de hasta 30 grados, como lo han hecho los MER Spirit y Opportunity .
La masa habría sido de unos 300 kg, mayor que la del MER , comparable en masa al rover ExoMars , pero más ligera que el rover Curiosity .
El explorador habría llevado suficiente instrumentación para seleccionar científicamente muestras para almacenarlas. Se supuso que esto se traduce en los siguientes instrumentos y capacidades: [13]
El retorno de muestras de Marte es esencial para cumplir con los objetivos científicos de máxima prioridad del Programa de Exploración de Marte. [3] Sin embargo, una misión de retorno de muestras de Marte implica un alto costo y riesgo, y conlleva la selección, adquisición y documentación de muestras científicas para su posible retorno a la Tierra, por lo que también debe ofrecer un valor sin precedentes. Si bien cualquier muestra devuelta desde Marte sería útil para alguna línea de investigación científica, también es cierto que no todas las muestras serían igualmente útiles para una investigación científica detallada. [3] Para abordar las cuestiones científicas de máxima prioridad, se requeriría la selección de "muestras excepcionales". [1] Las muestras necesarias para lograr los objetivos científicos de la futura misión de retorno de muestras propuesta se recogerían, documentarían y empaquetarían de una manera adecuada para su posible retorno a la Tierra. Un futuro encuentro en la superficie recuperaría el escondite y lo cargaría en el "vehículo de ascenso a Marte" para su entrega a la Tierra. [1] [14]
Si en el lugar de aterrizaje del rover Curiosity de MSL (2012) los científicos no reconocen una muestra excepcional, querrán enviar un rover a un sitio alternativo seleccionado a partir de datos orbitales y para el cual se podría argumentar que existe un mejor potencial científico o de acceso; si MSL descubre muestras excepcionales, los científicos presumiblemente querrían enviar un rover de regreso para recolectarlas para su regreso, [3] por lo tanto, tener el MAX-C desarrollado para un lanzamiento en 2018 podría haber ahorrado tiempo y recursos. El requisito de muestreo propuesto sería recolectar 20 muestras en cuatro sitios fuera de la elipse de aterrizaje dentro de un año terrestre. Luego, el rover se dirigiría a una ubicación segura para depositar el caché de 20 muestras para que un rover de búsqueda lo recupere potencialmente en algún momento después de 2020. Para tal escenario, se esperaría que el rover MAX-C atravesara 10 km en 150 soles de conducción, es decir, ~67 m/sol en promedio, por lo que se necesitaría una autonomía mejorada del rover para la misión candidata MAX-C. [6]
El explorador MAX-C habría podido adquirir muestras mediante extracción de núcleos y abrasión. La extracción de núcleos se llevaría a cabo mediante el uso de un taladro de núcleo que pudiera producir núcleos de aproximadamente 10 mm de diámetro hasta 50 mm de largo, que se encapsularían en mangas individuales con tapas prensadas. La abrasión del material de la superficie se lograría mediante el uso de una broca abrasiva especializada colocada en la herramienta de extracción de núcleos. Esta herramienta estaría destinada a eliminar pequeñas cantidades de material de la superficie para permitir que los instrumentos accedan más allá de cualquier capa de polvo y/o erosión. Abrasivamente un área circular de diámetro similar al núcleo (8-10 mm). Se utilizaría la traslación del brazo para escanear los puntos de abrasión individuales. [7] El explorador debería poder almacenar en caché al menos 38 muestras de núcleos. [13]
Se estimó un costo de 70 millones de dólares para financiar las actividades de desarrollo de tecnología; [7] el concepto de la misión requeriría desarrollo de tecnología en cuatro áreas clave: [3] [7]
Con base en un borrador del cronograma del proyecto y un estudio experimental del equipo completo del JPL , el costo total del proyecto en dólares, sin incluir el vehículo de lanzamiento, se estimó entre 1.500 y 2.000 millones de dólares. [3]
{{citation}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )