El sistema de paracaídas más ambicioso jamás desarrollado para una misión a Marte ha superado con éxito una exigente prueba de validación en la Tierra. El ensayo, que simuló las condiciones que encontrará la cápsula de aterrizaje en la atmósfera marciana, confirma que el diseño del sistema permitirá un descenso controlado y seguro del módulo ExoMars cuando llegue al planeta rojo.

El pasado 7 de julio, un globo estratosférico de helio elevó una maqueta del módulo de descenso ExoMars hasta casi 30 kilómetros de altitud sobre el círculo polar ártico, desde donde se inició la secuencia de liberación y despliegue de los dos grandes paracaídas alojados en sus correspondientes bolsas tipo “doughnut”.

“Podemos confirmar que tenemos un diseño de paracaídas que funcionará en Marte; se trata de un sistema ambicioso, que incluye el paracaídas más grande jamás volado fuera de la Tierra”, afirma Luca Ferracina, ingeniero de sistemas de entrada, descenso y aterrizaje del módulo ExoMars en la ESA.

La campaña de pruebas, desarrollada en las instalaciones del Esrange Space Center de la Swedish Space Corporation en Kiruna (Suecia), ha replicado con éxito las condiciones de baja densidad atmosférica y alta velocidad que la cápsula enfrentará al ingresar en la atmósfera marciana, cuya densidad es apenas el 1% de la terrestre al nivel del mar.

El módulo de prueba fue soltado desde 29 kilómetros de altura, aproximadamente tres veces la altitud a la que vuelan los aviones comerciales. Tras unos 20 segundos de caída libre, durante los cuales alcanzó velocidades cercanas a la del sonido, se inició el despliegue secuencial de los paracaídas.

“La combinación de velocidad y baja densidad atmosférica reproducida en esta prueba es exactamente la misma que viviremos en Marte. Ensayar en la Tierra nos proporciona confianza y permite confirmar que todos los elementos funcionan como se espera”, explica Ferracina.

Este tipo de pruebas requiere una logística compleja y unas condiciones meteorológicas muy precisas para garantizar la seguridad del vuelo, factores que convierten a las instalaciones de Esrange, con su dilatada experiencia en misiones de globos estratosféricos desde los años 70, en un enclave idóneo para este tipo de ensayos.

Dos paracaídas para un descenso controlado

Aterrizar en Marte sigue siendo uno de los mayores retos de la exploración espacial. En apenas seis minutos, el módulo de descenso debe pasar de 21.000 kilómetros por hora a una velocidad segura para depositar su valiosa carga, el rover Rosalind Franklin, en la superficie marciana.

El sistema de frenado combina un escudo térmico, dos paracaídas principales —cada uno con su propio paracaídas piloto— y un sistema de retrocohetes que se activa 20 segundos antes del aterrizaje. Aunque la mayor parte de la velocidad supersónica se reduce gracias a la aerodinámica de la cápsula, la frenada final requiere del trabajo conjunto de los paracaídas y los retrocohetes.

“Utilizar dos paracaídas permite diseñar uno primero, de tamaño medio y alta resistencia, para frenar durante la fase supersónica, y otro segundo, mucho más grande y ligero, para el descenso final”, detalla John Underwood, ingeniero principal en Vorticity, la empresa británica responsable del diseño y análisis de las pruebas de los paracaídas.

El primer paracaídas principal, de 15 metros de diámetro, se basa en los diseños utilizados en las misiones Viking de la Nasa en 1972 y en una variante empleada por la ESA en la exitosa misión Cassini-Huygens a Titán.

El segundo paracaídas, de 35 metros de diámetro, es el mayor jamás concebido para volar en Marte o en cualquier otro lugar del Sistema Solar, salvo la Tierra. Compuesto por una serie de anillos con espacios entre ellos, está fabricado con más de 800 metros cuadrados de tejido y más de cuatro kilómetros de cordaje. Su plegado en la bolsa de almacenamiento requiere alrededor de tres días de trabajo meticuloso, un proceso crítico para garantizar su correcto despliegue.

El sistema fue calificado para volar a Marte en 2021, pero quedó almacenado tras la suspensión de la misión por el conflicto en Ucrania. Esta campaña ha servido para verificar que, tras su almacenamiento, el sistema sigue cumpliendo con los requisitos de rendimiento. Los paracaídas están confeccionados en tejido ultraligero, con una densidad de apenas 40 gramos por metro cuadrado, la mitad que una hoja de papel.

Europa refuerza su liderazgo en tecnologías de aterrizaje

El desarrollo y fabricación del sistema de paracaídas ha sido liderado por Europa: los morteros de despliegue proceden de Países Bajos, los paracaídas de Italia y los contenedores de Chequia. Thales Alenia Space en Francia ha supervisado la campaña de ensayos como responsable del sistema completo de paracaídas.

Mientras que la telemetría proporcionó datos en tiempo real durante la prueba, el equipo de Vorticity analizará ahora las grabaciones en alta velocidad para afinar los modelos de inflado y los perfiles de desaceleración. “Probar en la Tierra nos permite recoger muchos más datos y recuperar los paracaídas para su inspección”, subraya Underwood.

Con esta exitosa prueba, Europa refuerza su experiencia en tecnologías críticas para el aterrizaje planetario y da un paso decisivo hacia el futuro lanzamiento de la misión ExoMars.