En julio de 2020 zarpará hacia el espacio la misión Mars2020 , de la Agencia espacial americana, con el objetivo de hallar pruebas que demuestren que alguna vez hubo vida en el planeta rojo. Para ello, llevará a bordo una serie de instrumentos con los que analizará rocas en busca de potenciales huellas químicas de vida. Pero también utilizará tecnología ‘made in Catalonia’ para realizar mediciones y caracterizar mejor la geología y dinámica atmosférica marcianas de cara a preparar la futura exploración humana del planeta.

En este sentido, el grupo de investigación en micro y nanotecnologías (MNT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ha diseñado, fabricado y calibrado el sensor de viento del instrumento MEDA, de la misión Mars2020 de la Nasa. El sensor, que los investigadores catalanes entregaron recientemente al Laboratorio de Propulsión a Chorro (JLP) de la Nasa, en Pasadena (California, EEUU), desde donde se dirige la misión, ya está instalado en el rover y a la espera de pasar las pruebas que realice la Agencia americana antes del lanzamiento.

“Hay dos sensores idénticos, por lo que si uno tuviera un accidente, tendríamos un substituto inmediato”, explica Manel Domínguez, investigador principal del grupo MNT de la UPC. “Esperamos que salgan hacia Marte en la misión de julio de 2020 y que lleguen al planeta rojo en febrero de 2021”, apunta.

El sensor cuenta con 60 microchips de silicio, que se han fabricado por completo en el laboratorio de la Sala Blanca del campus norte de la UPC, y medirá el ángulo y la velocidad del viento marciano, la humedad relativa, la presión y las propiedades del polvo en suspensión del planeta rojo. Esos datos servirán para alimentar los modelos computacionales que tienen los físicos que estudian la dinámica atmosférica de los planetas.

Oblea de silicio con la que se han fabricado los chips que viajarán a Marte. (UPC)

“El problema de medir el viento en Marte es que la atmósfera es muy tenue, de unos 6 milibares, mientras que en la Tierra de unos 1000. Eso hace que no se pueda medir como haríamos aquí, por presión, sino que necesitamos idear unas estructuras finas, y muy pequeñas que midan la transferencia de calor”, explica Lukasz Kowalski, investigador del grupo. Para resolver ese escollo, “hemos hecho unos chips de silicio que están por encima de la temperatura ambiente marciana. Al enfriarse, por el viento, podemos calcular tanto la velocidad como en ángulo de incidencia del viento”, añade.

El viento marciano es, de media, 3,6 veces más fuerte que el de la Tierra. Suele situarse por debajo de los 15 m/s pero puede alcanzar los 100 km/h, sobre todo durante las tormentas planetarias y en los tornados, los llamados ‘diablos’.. “Sin embargo, esos vientos tan fuertes que en la Tierra provocarían destrozos, en Marte no moverían ni una veleta, debido a la escasa presión ambiental del planeta”, puntualiza Kowalski.

“Se espera que los sensores salgan hacia Marte en la misión de julio de 2020 y que lleguen al planeta rojo en febrero de 2021”

Este sensor de viento del instrumento MEDA irá embarcado, junto a otros instrumentos científicos, en un vehículo explorador en la misión Mars 2020, que forma parte del programa de exploración de Marte de la Nasa. El objetivo de esta misión es analizar signos de habitabilidad, estudiar la geología y la dinámica atmosférica y recoger muestras que otra misión futura, Mars Simple Return, aún sin fecha, traería a la Tierra para ser estudiadas.

“La capacidad de análisis de los instrumentos que se pueden enviar a Marte es alta pero limitada, por ello se pretende enviar una misión que traiga a nuestro planeta las muestras”, explica Domínguez, quien recuerda que ya se hizo así en el caso de la Luna. “Aún hoy se continúan analizando muestras que llegaron hace 50 años con la misión Apollo 11. En todo este tiempo los laboratorios terrestres han ampliado mucho su capacidad de análisis por lo que ahora se está sacando más provecho de esas muestras. Y Mars2020 pretende encontrar restos de vida y que esos restos puedan ser analizados en la Tierra”, remacha este investigador.

En este sentido, el instrumento MEDA lleva mucha instrumentación para medir propiedades químicas de las rocas. Incorpora, además, un helicóptero para decidir hacia dónde se debe desplaza el rover, que se mueve muy lentamente, para tomar muestras de rocas candidatas a preservar signos de vida. “Algunos análisis se realizarán in situ y otras muestras se guardarán para que algún día vengan a la Tierra con una misión futura, la Mars Sample Return”, afirma Vicente Jiménez, codirector del MNT, junto con Domínguez.

No es la primera vez que este grupo de investigadores de la UPC colaboran con la Nasa. De hecho, los sensores de viento que ahora viajarán a Marte son una evolución, en palabras de los propios ingenieros, de los creados anteriormente para los instrumentos REMS, incorporado en el robot explorador Curiosity, de la misión Mars Science Laboratory, lanzada en 2011 ; y TWINS, la estación meteorológica de la misión Insight, de 2018, que sigue obteniendo datos y enviándolos a la Tierra.

“El sensor de MEDA mide con el doble de precisión que el sensor de REMS”, resalta Jiménez. Estos tres instrumentos en que se incorpora la tecnología de la UPC están liderados por el Centro de Astrobiología de Madrid (INTA-CSIC).

“Para nosotros es una gran oportunidad. Llevamos toda una vida dedicados a este proyecto, desde que en 1994 comenzamos a trabajar en estos sensores”, afirma Domínguez, que explica que, aunque por el momento no tienen ninguna nueva misión asignada, están investigando sensores para poner en pequeños aterrizadores que se podrían dejar caer en Marte. “Cuando se envía ahora una nave, se utiliza lastre para estabilizar, que luego se lanza y ya está. Estamos estudiando poner pequeños elementos que al caer a Marte se claven y empiecen a recoger datos que envíen a orbitadores alrededor del planeta”, comenta Domínguez.

“Llevamos toda una vida dedicados a este proyecto, desde que en 1994 comenzamos a trabajar en estos sensores”

Asimismo, también están desarrollando ya un nuevo sensor de viento esférico, de apenas 10 mm de diámetro y bajo consumo, para colocar en sondas pequeñas.