Mars Express/Beagle
Estado misión a Marte

Mars Express es una misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) a Marte. Consiste en un orbitador, Mars Express Orbiter y un módulo de aterrizaje, Beagle 2. Los objetivos científicos de Mars Express Orbiter son obtener una foto de la geología global de alta resolución (10 m de resolución), mapeo mineralógico (100 m de resolución) y mapeo de la composición atmosférica, estudiar la estructura subsuperficial, la circulación atmosférica global y la interacción entre la atmósfera y el subsuelo, y la atmósfera y el medio interplanetario. Los objetivos del módulo Beagle 2 consistían en caracterizar la geología, la mineralogía y la geoquímica del sitio de aterrizaje, las propiedades físicas de la atmósfera y las capas superficiales, recopilar datos sobre meteorología y climatología marcianas y buscar posibles signos de vida.

El Mars Express Orbiter es una nave espacial en forma de cubo con dos alas de paneles solares que se extienden desde lados opuestos. La masa de lanzamiento de 1123 kg incluye un bus principal con 113 kg de carga útil, el módulo de aterrizaje de 60 kg y 457 kg de propelente. El cuerpo principal tiene 1,5 mx 1,8 mx 1,4 m de tamaño, con una estructura de panal de aluminio cubierta por una capa de aluminio. Los paneles solares miden aproximadamente 12 m de punta a punta. Una antena de alta ganancia de 1,8 m de diámetro se monta en una cara, apuntando en la misma dirección que los paneles solares. Dos antenas dipolo de cable de 20 m de longitud se extienden desde las caras laterales opuestas perpendiculares a los paneles solares como parte de la sonda del radar. Una antena monopolar tubular de baja ganancia de 4 m se extiende desde la cara superior. El cuerpo está construido alrededor del sistema de propulsión principal, que consiste en un motor principal de 400 N bi-propelente. Los dos tanques propulsores de 267 litros tienen una capacidad total de 595 kg. Aproximadamente 370 kg son necesarios para la misión nominal. El helio presurizado de un tanque de 35 litros se utiliza para forzar el combustible en el motor. Las correcciones de la trayectoria se realizarán usando un conjunto de ocho propulsores de 10 N, uno conectado a cada esquina del bus de la nave espacial. El control de la posición se logra utilizando dos unidades de medición inercial de 3 ejes, un conjunto de cámaras de dos estrellas y dos sensores solares, giroscopios, acelerómetros y cuatro ruedas de reacción de 12 Nms. La precisión de puntería es de 0.4 grados con respecto al marco de referencia inercial y de 0.8 grados con respecto al marco orbital de Marte. El control térmico se mantiene mediante el uso de radiadores, aislamiento multicapa y calentadores controlados activamente. La configuración de la nave espacial está optimizada para un Soyuz / Fregat, pero es totalmente compatible con un vehículo de lanzamiento Delta II si es necesario.

La potencia de la nave espacial la proporcionan los paneles solares que contienen 11,42 metros cuadrados de células de silicio. La potencia planeada originalmente debía ser de 660 W a 1,5 UA, pero una conexión defectuosa redujo la cantidad de energía disponible en un 30%, a aproximadamente 460 W. No se espera que esta pérdida de potencia afecte significativamente el retorno de los datos de la misión. La energía se almacena en tres baterías de iones de litio con una capacidad total de 64.8 Ah para usar durante eclipses. La potencia está completamente regulada a 28 V, el requisito de potencia máxima en Marte es 450 W. Las telecomunicaciones se realizan a través de la antena parabólica de alta ganancia y dos antenas de banda S omnidireccionales de baja ganancia. Estos proporcionan enlaces ascendentes y descendentes de banda X (7.1 GHz) y banda S (2.1 GHz). Dos antenas UHF de retransmisión de aterrizaje Marte están montadas en la cara superior para comunicación con el Beagle 2. La nave espacial es operada por dos Unidades de control y datos con una memoria masiva de estado sólido de 10 gigabits para almacenamiento de datos e información de mantenimiento para la transmisión.

La carga útil científica consiste en siete experimentos. La cámara estereoscópica de alta resolución (HRSC) está montada dentro del cuerpo de la nave espacial, apuntando a través de la cara superior de la nave espacial. Un espectrómetro visible y cercano al infrarrojo (OMEGA), un espectrómetro infrarrojo (PFS) y un espectrómetro ultravioleta (SPICAM) también se montan en el interior señalando la parte superior. Los sensores de partículas neutras y cargadas (ASPERA) están montados en la cara superior. El radar subsuperficial y el altímetro están montados en el cuerpo y apuntan hacia el nadir, y también incorporan las dos antenas de 20 m. El experimento de radio ciencia (MaRS) usa el subsistema de comunicaciones. La masa total presupuestada para la carga útil de experimentos es de 116 kg.

El Beagle 2 es un módulo de aterrizaje inicialmente montado en la cubierta superior del Mars Express Orbiter. Fue lanzado desde Mars Express el 19 de diciembre y llegó a Marte el 25 de diciembre. Sin embargo, no se recibieron señales del módulo de aterrizaje y la misión se declaró perdida.

El lanzamiento se realizó en una Soyuz / Fregat desde el cosmódromo de Baikonur el 2 de junio de 2003 a las 23:45 hora local (17:45 UT, 1:45 p.m. EDT), con el Mars Express y el acelerador Fregat en una órbita de estacionamiento terrestre de 200 km. El Fregat fue disparado nuevamente a las 19:14 UT para poner la nave espacial en una órbita de transferencia de Marte, y el Fregat y el Mars Express se separaron aproximadamente a las 19:17 UT. Los paneles solares se desplegaron y se llevó a cabo una maniobra de corrección de trayectoria el 4 de junio para apuntar Mars Express hacia Marte y permitir que el refuerzo de Fregat llegue al espacio interplanetario. Mars Express llegó a Marte después de un viaje de 400 millones de km y una corrección del rumbo en septiembre de 2003. El lanzador Beagle 2 fue lanzado el 19 de diciembre a las 8:31 UTC (9:31 CET) hacia la superficie. El 20 de diciembre, Mars Express disparó una ráfaga corta para colocarlo en posición para orbitar el planeta. El Mars Express Orbiter disparó su motor principal durante 37 minutos el 25 de diciembre a las 2:47 UT (9:47 p.m. EST, 24 de diciembre) y entró en una órbita de captura inicial altamente elíptica de 250 km x 150,000 km con una inclinación de 25 grados. La órbita fue ajustada por cuatro disparos de motor principal adicionales comenzando el 30 de diciembre a la órbita deseada de 258 km x 11,560 km (86,3 grados de inclinación) con un período de 7,5 horas. Cerca de la periapsis, la plataforma superior apunta hacia la superficie marciana y, cerca de la apoapsis, la antena de alta ganancia apunta hacia la Tierra para el enlace ascendente y descendente. Después de 440 días la apoapsis se redujo a 10.107 km y la periapsis se elevó a 298 km para dar un período orbital de 6.7 horas. El aerofrenado se puede utilizar para modificar la órbita si hay algún problema con el motor principal. La duración nominal de la misión se planeó para ser de 1 año marciano (687 días terrestres) pero se extendió varias veces. La órbita se cambió en enero de 2009 para mantener las condiciones de iluminación. En la actualidad sigue operativo.

El Beagle 2 navegó durante cinco días después del lanzamiento y entró en la atmósfera marciana en la mañana del 25 de diciembre. Se esperaba que aterrizara alrededor de las 02:54 UT el 25 de diciembre (9:54 p.m. EST 24 de diciembre). No se han recibido señales y el módulo de aterrizaje se declaró perdido.

Beagle 2 estaba equipado con un brazo robotizado y un pequeño "topo" (Planetary Underurface Tool, o PLUTO) que puede ser desplegado por el brazo y es capaz de moverse a través de la superficie a una velocidad de aproximadamente 1 cm cada 5 segundos usando un Mecanismo de resorte comprimido. Este mecanismo también podía permitir que penetre en el suelo y recoja una muestra del subsuelo en una cavidad en su punta. El topo se conectaba al módulo de aterrizaje mediante un cable de alimentación que podía utilizarse como un cabrestante para devolver la muestra al módulo de aterrizaje. El módulo de aterrizaje estaba equipado con instrumentos para cromatografía de gases y espectroscopia de masas (el paquete de análisis de gases, o GAP), un microscopio, cámaras panorámicas y de gran angular, espectrómetros de fluorescencia Mossbauer y de rayos X y sensores ambientales.

El brazo del robot estaba equipado con un molinillo y un corer, un dispositivo para recolectar una muestra central desde el interior de cualquier roca al alcance del brazo del robot. Los espectrómetros Mossbauer y de rayos X y el microscopio también se guardaban en un paquete en el extremo del brazo denominado banco de trabajo de posición ajustable, o PAW. El sistema de cámara estéreo también estaba montado en el brazo. El módulo de aterrizaje tenía la forma de un cuenco poco profundo con un diámetro de 0,65 m y una profundidad de 0,25 m. La cubierta del módulo de aterrizaje estaba articulada y se abría para revelar el interior de la embarcación que sostenía una antena UHF, el brazo robótico de 0,75 m de largo y el equipo científico. El cuerpo principal también contenía la batería, las telecomunicaciones, la electrónica y el procesador central, y los calentadores. La tapa se desplegaría para exponer los cuatro paneles solares en forma de disco. El paquete del módulo de aterrizaje tenía una masa de 69 kg en el lanzamiento, pero el módulo de aterrizaje real sería de solo 33.2 kg en el momento del aterrizaje.

Fuente: NASA