La nave espacial gemela Rosalind Franklin de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha perforado y extraído muestras 1,7 metros en la Tierra, mucho más profundo de lo que cualquier otra nave espacial haya intentado jamás.

La recolección exitosa de suelo de la piedra dura y su entrega al laboratorio dentro del rover representa un hito prometedor para la misión ExoMars 2022.

“El éxito tan esperado de la perforación de ExoMars en la Tierra será el primero en Marte exploración ”, dice David Parker, Director de Exploración Humana y Robótica de la Agencia Espacial Europea El agujero más profundo perforado en el Planeta Rojo hasta ahora es de 7 cm.

El rover Rosalind Franklin fue diseñado para excavar lo suficientemente profundo, hasta dos metros, para alcanzar el material orgánico bien conservado hace cuatro mil millones de años, cuando las condiciones en Marte eran más parecidas a las de la Tierra infantil.

La réplica, también conocida como Earth Test Model, es una representación completa del rover situado en la superficie de Marte. Las primeras muestras se recolectaron como parte de una serie de pruebas en el Mars Terrain Simulator en la sede de ALTEC en Turín, Italia. Los ejercicios fueron desarrollados por Leonardo, mientras que Thales Alenia Space es el contratista principal de ExoMars 2022.

operaciones de perforación

La gemela de Rosalind Franklin estaba cavando un pozo lleno de una variedad de rocas y capas de tierra. La primera muestra se tomó de un bloque de arcilla de cemento de dureza media.

La excavación se llevó a cabo en una plataforma inclinada de siete grados para simular la recolección de muestras no vertical. El taladro obtuvo una muestra en forma de gránulos de aproximadamente 1 cm de diámetro y 2 cm de longitud.

Inclinado hacia Marte. La excavación se llevó a cabo en una plataforma inclinada de siete grados para simular la recolección de muestras no vertical. El taladro obtuvo una muestra en forma de gránulo con un diámetro de aproximadamente 1 cm. Crédito: Thales Alenia Space

El taladro de Rosalind Franklin retiene la muestra con un obturador que evita que se caiga durante la recuperación. Una vez que se recoge el taladro, lleva la muestra a la superficie y la entrega al laboratorio dentro del rover.

Con la barrena completamente retirada, la piedra se deja caer en una bandeja en la parte delantera del rover, que luego retira la muestra y la deposita en la estación de trituración. El polvo resultante se distribuye a hornos y contenedores diseñados para análisis científicos en Marte.

El taladro de Rosalind Franklin retiene la muestra con un obturador que evita que se caiga durante la recuperación. Una vez que se recoge el taladro, lleva la muestra a la superficie y la entrega al laboratorio dentro del rover. Crédito: Thales Alenia Space

«Obtener muestras profundas de manera confiable es clave para el principal objetivo científico de ExoMars: examinar la composición química y los posibles signos de vida de los suelos que no han estado expuestos a radiaciones ionizantes devastadoras», dice el científico del proyecto ExoMars, Jorge Fago.

Un ejercicio único para Marte

La broca ExoMars es un conjunto de mecanismos basados ​​en la coreografía automatizada de herramientas y varillas de anclaje. “El diseño y la construcción de los pozos fue tan complejo que los primeros pozos profundos representaron un logro extraordinario para el equipo”, dice Pietro Baglioni, líder del equipo rover de ExoMars.

Ejercicio de rotación de Rosalind Franklin. Una serie de herramientas y varillas de extensión se instalan para formar una «cadena de perforación» y pueden alcanzar una longitud total de 2 m cuando están todas conectadas.

Listo para cavar. Crédito: Thales Alenia Space

La sembradora puede penetrar en el suelo a una velocidad de 60 revoluciones por minuto, dependiendo de la consistencia del suelo. La perforación en sólidos arenosos o arcillosos puede tardar entre 0,3 y 30 mm por minuto.

La barrena también tiene un localizador de dos grados de libertad que le permite vaciar la muestra en el ángulo correcto en el laboratorio móvil.

No es fácil

«Perforar piedras sólidas de hasta dos metros de profundidad en una plataforma con ruedas con menos de 100 vatios de potencia es una tarea compleja», explica Andrea Merlo, ingeniero funcional de ExoMars Rover de Thales Alenia Space.

Hacer esto en la Tierra es más difícil porque el modelo de prueba de la Tierra debe descargarse para recrear el nivel de gravedad más débil de Marte: la gravedad de Marte es aproximadamente un tercio de la de la Tierra. El modelo cuelga del techo en un dispositivo de compensación de gravedad dedicado.

Primer agujero perforado para la nave espacial gemela ExoMars. Crédito: Thales Alenia Space

Dado que el rover doble consta de modelos que superan su vida útil, el equipo tuvo que ajustar algunos parámetros durante la prueba de excavación profunda. Andrea agrega: «Esto realmente les está dando a los ingenieros una pista sobre cómo el sistema podría deteriorarse en Marte».

Pruebas de itinerancia en Marte

El modelo de prueba en tierra completó con éxito una serie de pruebas para navegar e identificar objetivos durante la adquisición de imágenes y datos. Esta prueba de entrenamiento para las operaciones del rover en Marte comenzó en junio de 2021.

Rover gemelo de ExoMars y rocas de Marte. Crédito: Thales Alenia Space

El rover ha demostrado que puede rastrear pistas precisas y estudiar el medio ambiente sobre y debajo de la superficie con sus instrumentos, que incluyen cámaras, espectrómetros, radares de sondeo subterráneo y un detector de neutrones.

Paralelamente, la sonda Rosalind Franklin real se está preparando para su viaje a Marte en aproximadamente un año: la ventana de lanzamiento de ExoMars se abre el 20 de septiembre de 2022.