A principios de septiembre, el rover Perseverance usó con éxito su brazo robótico y su taladro para perforar una roca y extraer una muestra. Extrajo un núcleo de roca de unos 6 cm de largo y lo colocó dentro de un tubo sellado. Esta es la primera vez que una nave espacial robótica recolecta una muestra de otro planeta destinada a regresar a la Tierra en una nave espacial separada.

Ahora esperamos el eventual regreso de la muestra a la Tierra.

Las misiones a Marte son cada vez más complejas. Han pasado unos 45 años desde que Viking 1, el primer módulo de aterrizaje en Marte, llegó a la superficie del planeta. Se sentó allí en Chryse Planitia durante más de seis años, tomando muestras de suelo y buscando signos de vida. Casi todos los científicos están de acuerdo en que no encontró ningún signo de vida (algunos todavía piensan que el experimento de liberación etiquetado de Viking 1 mostró signos de vida). Pero sí caracterizó el suelo y la atmósfera marcianos. También encontró evidencia sorprendente de agua líquida que fluía sobre la superficie del planeta en el pasado antiguo.

Mira lo lejos que ha llegado la exploración de Marte desde entonces.

sta infografía muestra la ubicación de cada misión exitosa que aterrizó en Marte. Crédito de la imagen:  The Planetary Society

La misión Perseverance es un triunfo de la ingeniería compleja, la tecnología y el diseño de la misión. Fue construido sobre los hombros de misiones anteriores exitosas del rover de la NASA a Marte, especialmente MSL Curiosity. Pero es más ambicioso que incluso sus predecesores más recientes porque está recolectando muestras y almacenándolas en caché en la superficie para un eventual regreso a la Tierra.

En total, Perseverance lleva 43 tubos de muestra. 38 de esosestán designados para muestras y los otros cinco son tubos testigo. Los tubos testigo se llenaron con materiales antes del lanzamiento y se utilizan para capturar contaminantes moleculares y particulados en los sitios de muestreo. Están diseñados para "...catalogar cualquier impureza que pueda haber viajado con el tubo desde la Tierra o contaminantes de la nave espacial que puedan estar presentes durante la recolección de muestras", según la NASA. Cada uno de los 38 tubos de muestra restantes puede llevar una muestra de un sólido o una muestra de un gas.

La roca marciana es una roca antigua. El planeta no es geológicamente activo, por lo que no produce ninguna roca nueva. Todos sus volcanes están inactivos y no hay placas tectónicas. El cráter Jezero, donde trabaja Perseverance, se encuentra en la cuenca de impacto Isidis Planitia. Las rocas allí se remontan al período Noajiano de Marte, que se extiende desde hace unos 4,1 mil millones a 3,7 mil millones de años. Las rocas de ese período de tiempo son los principales objetivos en la búsqueda de vida porque Marte era muy diferente entonces.

La atmósfera era más densa y el clima más cálido. Incluso puede haber llovido. La primera muestra del rover es de la región "South Séítah" del cráter Jezero de Marte y, según la NASA, puede contener algunas de las rocas más profundas y potencialmente más antiguas del cráter gigante. Si hay evidencia fosilizada de vida microbiana antigua en Marte, podría muy bien estar en las rocas que Perseverance está probando en el sur de Séítah.

El rover Mars Perseverance de la NASA adquirió esta imagen utilizando su cámara de navegación derecha integrada (Navcam). La cámara está ubicada en lo alto del mástil del rover y ayuda a conducir. Esta imagen fue adquirida el 27 de agosto de 2021 (Sol 185). Créditos: NASA/JPL-Caltech

Devolver muestras de Marte a la Tierra es muy importante para los geólogos. Los laboratorios terrestres están mucho mejor equipados que el rover Perseverance cuando se trata de estudiar muestras. Y seguiremos desarrollando mejores tecnologías de vanguardia mientras el rover Perseverance continúa con su misión. Para cuando las muestras lleguen a la Tierra, la tecnología habrá avanzado aún más. ¿Quién sabe qué aprenderemos exactamente de las muestras marcianas?

La primera muestra de roca de Marte de Perseverance dentro de su tubo, vista aquí antes del sellado. Créditos de imagen: NASA/JPL-Caltech


Pasarán varios años antes de que las muestras lleguen a la Tierra. La misión de devolución de muestras aún se está diseñando y Perseverance recolectará muestras durante años.

Pero devolver las valiosas muestras a la Tierra no es un trato hecho. La misión separada de recuperar las muestras y traerlas a la Tierra es extremadamente compleja. Involucra múltiples naves espaciales y múltiples agencias espaciales. Y en este punto, es solo una misión propuesta.

He soñado con tener muestras de Marte para analizar desde que era un estudiante de posgrado.  

    -Meenakshi Wadhwa, científico principal del programa Mars Sample Return.

La ESA y la NASA están trabajando juntas en la misión de devolución de muestras. Aún quedan por definir muchos detalles, pero las agencias han acordado la arquitectura general. En julio de 2026 se lanzaría una nave espacial a Marte que consistía en un módulo de aterrizaje, un rover y un cohete de ascenso. Una vez en la superficie en 2028, el módulo de aterrizaje desplegaría el rover de recolección de muestras para recolectar las muestras. Si Perseverance todavía está funcionando en ese momento, también podría recuperar muestras.

Una vez que se hayan recolectado todas las muestras, se colocarán dentro de una cápsula de retorno de muestra en el cohete de ascenso. Una nave espacial adicional, diseñada y construida por la ESA y llamada orbitador de retorno a la Tierra, se lanzará desde la Tierra en 2026. Entrará en una órbita marciana baja en julio de 2028. Luego, el cohete de ascenso que lleva la cápsula de retorno de muestra será también se puso en órbita.

El cohete y el orbitador de retorno a la Tierra se encontrarán en la órbita baja de Marte, y un brazo robótico en el orbitador de retorno tomará la cápsula de retorno de muestra del cohete. Las muestras se colocarán en una cápsula de retorno a la Tierra y se devolverán a la Tierra durante la ventana de transferencia Marte-Tierra de 2031.

Una infografía que muestra los elementos del programa Mars Sample Return. Crédito: ESA

Mucho tiene que salir bien para que todo esto funcione. Hacer que todas las naves espaciales sean lanzadas y aterrizadas de manera segura es un desafío en sí mismo. También lo es el encuentro entre el cohete de ascenso y el orbitador. Pero hay muchos otros obstáculos que pueden no ser obvios.

Uno de los obstáculos son las temperaturas extremas. La cápsula de retorno debe sellarse y esterilizarse para proteger las muestras de la contaminación. El equipo que diseña el sistema está considerando soldar la cápsula para cerrarla. La soldadura fuerte utiliza calor para unir piezas de metal y el calor también esteriliza todo. Sin embargo, las muestras en sí deben protegerse del calor extremo. La idea es nunca someter las muestras a temperaturas superiores a las que sufrieron en Marte, por razones obvias.

“Uno de nuestros mayores desafíos técnicos en este momento es que a centímetros del metal que se está derritiendo a unos 538 grados Celsius tenemos que mantener estas extraordinarias muestras de Marte por debajo de la temperatura más caliente que podrían haber experimentado en Marte, que es de unos 30 grados Celsius”, dijo Brendan Feehan, el ingeniero de sistemas Goddard del sistema que capturará, contendrá y entregará las muestras a la Tierra a bordo del orbitador de la ESA. "Los resultados iniciales de las pruebas de nuestra solución de soldadura fuerte han afirmado que estamos en el camino correcto".


Científicos como Meenakshi Wadhwa, que es el científico principal del programa Mars Sample Return, están muy emocionados de llevar estas muestras antiguas a los laboratorios de la Tierra. En un comunicado de prensa, Wadhwa dijo: “He soñado con tener muestras de Marte para analizar desde que era un estudiante de posgrado. La recolección de estas muestras bien documentadas eventualmente nos permitirá analizarlas en los mejores laboratorios aquí en la Tierra una vez que sean devueltas”.

Una vez en la Tierra, es probable que las muestras se analicen y vuelvan a analizar en las próximas décadas. Eso es lo que sucedió con las rocas lunares traídas de la Luna en las misiones Apolo. A medida que seguimos desarrollando nuevas herramientas tecnológicas para estudiarlos, los científicos siguen aprendiendo más y más de ellos.

Lo mismo ocurrirá con estas muestras marcianas. Si la misión de devolución de muestras tiene éxito.