Un láser de menos de 100 gramos desarrollado por el INTA permitirá analizar los minerales de Fobos durante la misión japonesa MMX, cuyo lanzamiento está previsto para hoy. La sonda traerá a la Tierra las primeras muestras de esta luna marciana en 2031.
¿Son las lunas de Marte antiguos asteroides capturados por la gravedad del planeta o se formaron a partir de los materiales expulsados tras un gran impacto? Resolver este interrogante es uno de los objetivos de la misión MMX (Martian Moons eXploration), en la que participa el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), a través del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) y la Subdirección de Sistemas Espaciales.
La aportación del INTA se concreta en dos desarrollos tecnológicos para el espectrómetro Raman RAX: una unidad láser que permitirá identificar los minerales presentes en la superficie de Fobos y un material de referencia patentado con el que se podrá comprobar el funcionamiento del instrumento durante el viaje.
La misión, liderada por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), tiene previsto despegar hoy, 19 de octubre, a las 21:41 horas (hora peninsular española), desde el centro espacial de Tanegashima, en Japón. La sonda estudiará Fobos y Deimos y recogerá muestras de la primera para traerlas a la Tierra en 2031.
Un viaje para investigar la historia de Marte
Conocer el origen de las lunas marcianas permitirá comprender mejor algunos de los procesos que marcaron la evolución del planeta rojo y del Sistema Solar.
Si Fobos fuera un asteroide capturado, podría conservar información sobre los materiales que circulaban por el Sistema Solar primitivo y sobre cómo Marte incorporó cuerpos procedentes de otras regiones. Si, por el contrario, se formó tras un gran impacto, sus minerales podrían aportar pistas sobre la composición del planeta y los violentos acontecimientos que marcaron su historia.
Para investigar estas posibilidades, la misión MMX transportará hasta Fobos un pequeño vehículo explorador llamado IDEFIX. Entre sus instrumentos científicos se encuentra el espectrómetro Raman RAX, desarrollado por un consorcio internacional liderado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), con participación del INTA.
El instrumento utilizará un haz láser para iluminar los materiales de la superficie y analizar los cambios que experimenta la luz al interactuar con ellos. Cada mineral produce una respuesta característica, comparable a una huella dactilar, que permite identificarlo sin necesidad de recoger una muestra. "Lo que esperamos descubrir es la firma mineralógica definitiva que revele el origen de Fobos. Esto supondría un avance fundamental en nuestro conocimiento sobre la formación del Sistema Solar y la historia temprana de Marte", explica Olga Prieto Ballesteros, investigadora principal de la participación española en el instrumento RAX.
Mientras IDEFIX realizará observaciones directamente sobre la superficie, la sonda principal de MMX será la encargada de recoger las muestras que posteriormente regresarán a la Tierra.

Un láser que cabe en la palma de la mano
Una de las principales aportaciones del INTA a la misión es la unidad láser del espectrómetro RAX. Aunque pesa menos de 100 gramos y cabe en la palma de una mano, incorpora soluciones tecnológicas que le permitirán funcionar en las exigentes condiciones de una misión espacial.
El dispositivo está diseñado para mantener una elevada estabilidad del haz de luz, indispensable para obtener mediciones precisas. También dispone de dos canales independientes, de manera que puede continuar funcionando si uno de ellos falla.
La unidad láser procede de la tecnología desarrollada por el INTA y la Universidad de Valladolid para el espectrómetro Raman RLS de la misión europea ExoMars. La experiencia adquirida en ExoMars fue decisiva para que el equipo español fuera invitado a participar en el consorcio internacional encargado del nuevo espectrómetro.
"La contribución española representa un logro tecnológico significativo en un campo donde pocas instituciones tienen capacidad para desarrollar sistemas láser Raman miniaturizados para uso espacial", destaca Andoni G. Moral Inza, responsable del proyecto en el INTA.

Una tecnología patentada para comprobar las mediciones durante el viaje
Pero identificar minerales en otro mundo no depende únicamente de disponer de un láser preciso. También es necesario comprobar que el espectrómetro sigue funcionando correctamente después de recorrer millones de kilómetros por el espacio.
Para ello, el INTA ha desarrollado una segunda tecnología: el Verification Target (VT), un material de referencia protegido por patente que permitirá verificar periódicamente las prestaciones del instrumento durante su viaje hacia Marte.
Su funcionamiento puede compararse con el de un diapasón utilizado para afinar un instrumento musical. Del mismo modo que este proporciona una nota conocida con la que comprobar la afinación, el material de referencia produce una respuesta característica cuando recibe la luz del láser. Así, los investigadores pueden verificar que el espectrómetro continúa realizando las mediciones de forma adecuada.
Para conseguir esa respuesta, los investigadores del INTA han modificado de manera controlada la composición isotópica de un polímero denominado PET. El resultado es un material con propiedades específicas que facilitan su utilización como referencia en un espectrómetro Raman espacial.
De este modo, las dos aportaciones del INTA cumplen funciones diferentes y complementarias: el láser proporciona la luz necesaria para identificar los minerales, mientras que el material de referencia permite comprobar que el instrumento conserva las prestaciones necesarias para realizar esos análisis.
De Fobos a los laboratorios terrestres
Además de las observaciones que realizará IDEFIX, la misión MMX intentará recoger muestras de Fobos para analizarlas en laboratorios terrestres, donde podrán estudiarse con instrumentos mucho más complejos que los transportados a bordo de una nave espacial.
La comparación de estos resultados con las mediciones realizadas directamente sobre la superficie permitirá conocer con mayor detalle la composición mineral de Fobos y buscar nuevas pruebas sobre su formación.
Si la misión se desarrolla según lo previsto, las primeras muestras llegarán a la Tierra en 2031. Su estudio permitirá avanzar en la comprensión de la historia de esta pequeña luna, mientras que las observaciones realizadas por RAX, con tecnología desarrollada por el INTA, habrán contribuido a situar esos resultados en su contexto geológico.
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