Marco Polo (nave espacial)

Marco Polo fue un concepto de misión espacial propuesto que se estudió entre 2005 y 2015 y que devolvería a la Tierra una muestra de material de la superficie de un asteroide cercano a la Tierra (NEA) para su estudio detallado en laboratorios. ^[1] Se propuso por primera vez a la Agencia Espacial Europea en colaboración con la agencia de exploración aeroespacial japonesa JAXA . ^[1] El concepto fue rechazado cuatro veces entre 2007 y 2015 para lasmisiones de clase media "M" del programa Cosmic Vision . ^[2]

Marco Polo fue un concepto de misión cuyo objetivo era visitar un pequeño asteroide y traer una muestra a la Tierra para su análisis en el laboratorio. El concepto fue estudiado inicialmente por la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa JAXA , que lo denominó Hayabusa Mk2 . Marco Polo fue rechazado por primera vez en junio de 2007 para el programa Cosmic Vision , pero fue seleccionado para estudios de evaluación adicionales en noviembre de 2007.

La investigación in situ y el análisis de muestras permitirían mejorar el conocimiento de las propiedades físicas y químicas de un pequeño objeto cercano a la Tierra (NEO) que se cree que ha conservado la composición original de la nebulosa solar en la que se formaron los planetas. De este modo, aportaría algunas limitaciones a los modelos de formación planetaria y cierta información sobre cómo los ingredientes de la vida pudieron haber llegado a la Tierra. La información sobre la estructura física ayudaría a definir estrategias de mitigación eficaces frente a un objeto potencialmente amenazante.

Los cuerpos pequeños, que son los restos primitivos de los procesos de formación del Sistema Solar , ofrecen pistas sobre la mezcla química a partir de la cual se formaron los planetas hace unos 4.600 millones de años. Los escenarios exobiológicos actuales para el origen de la vida invocan un aporte exógeno de compuestos orgánicos a la Tierra primitiva. Se ha propuesto que la materia de condrita carbonácea (en forma de planetesimales o polvo) podría haber traído estas moléculas orgánicas complejas capaces de desencadenar la síntesis prebiótica de compuestos bioquímicos en la Tierra primitiva. Además, las colisiones de NEOs con la Tierra plantean un riesgo finito para la vida. Por todas estas razones, la exploración de tales objetos es particularmente interesante y urgente.

Las propuestas de Marco Polo recibieron el apoyo de más de 400 científicos de todo el mundo. Este concepto compitió para las misiones M1, M2, M3 y M4, pero fue rechazado las cuatro veces. ^[2]

El principal objetivo científico de la misión Marco Polo es devolver materiales inalterados de un objeto cercano a la Tierra (NEO) para su análisis en laboratorios terrestres y obtener mediciones que aún no se pueden realizar desde una nave espacial robótica: ^[3]

1. Propiedades morfológicas de la superficie
2. Condiciones ambientales (por ejemplo, polvo, campo gravitacional)
3. Masa, volumen y densidad aparente
4. Composición mineralógica
5. Mineralogía de la superficie (y posiblemente del subsuelo) y propiedades termofísicas (inercia térmica, conductividad, difusividad, cohesión de los materiales)
6. Composición y distribución de los elementos superficiales
7. Propiedades generales de la estructura interna
8. Topografía global
9. Abundancia volátil
10. Búsqueda de compuestos orgánicos

La misión permitiría:

• Determinar las propiedades físicas y químicas del cuerpo objetivo, que son representativas de los componentes básicos de los planetas terrestres .
• Identificar los principales eventos (por ejemplo, aglomeración, calentamiento, alteración acuosa, interacciones del viento solar...) que influyeron en la historia del objetivo.
• Determinar las propiedades elementales y mineralógicas del cuerpo objetivo y sus variaciones con el contexto geológico de la superficie.
• Búsqueda de material presolar aún desconocido en muestras meteoríticas.
• Investigar la naturaleza y el origen de los compuestos orgánicos en el cuerpo objetivo.
• Comprender el papel de los impactos de cuerpos menores en el origen y la evolución de la vida en la Tierra.

Los dos primeros rechazos de Marco Polo se produjeron en los concursos para las misiones M1 y M2 del programa Cosmic Vision de la Agencia Espacial Europea , que se suponía que se lanzarían en 2018 y 2020, respectivamente. MarcoPolo-R , como se le cambió el nombre y se volvió a presentar, ^{[4] [5]} perdió después en el concurso M3 en 2014. ^[6] La misión fue entonces renombrada y se volvió a presentar como MarcoPolo-2D para competir por la oportunidad M4, pero fue rechazada en marzo de 2015 en la primera etapa del concurso. ^[2]

Un escenario de misión de referencia al asteroide 162173 Ryugu incluía un lanzamiento con un lanzador tipo Soyuz de una nave espacial nodriza (MSC) que posiblemente llevaría un módulo de aterrizaje, un dispositivo de muestreo, una cápsula de reentrada y cargas útiles científicas. El módulo de aterrizaje realizaría un aterrizaje suave, se anclaría a la superficie del asteroide y realizaría varias mediciones in situ de materiales de la superficie/subsuperficie cerca del sitio de muestreo. Las muestras se recogerían con una o más técnicas complementarias. Una vez que se completaran el muestreo y las mediciones in situ , la MSC comenzaría el viaje de regreso hacia la Tierra y liberaría la cápsula para el reingreso a alta velocidad a la atmósfera terrestre. Después de los procesos adecuados de cuarentena espacial y esterilización, las muestras se sacarían de la cápsula en una instalación dedicada a la conservación de muestras para realizar la caracterización inicial de las muestras, antes de su distribución a los científicos designados para análisis detallados. ^[3]

Algunos de los objetivos propuestos para el concepto Marco Polo fueron: ^{[7] [8]}

• Asteroides de tipo C 162173 Ryugu y (65679) 1989 UQ
• asteroides primitivos tipo D 2001 SG286 y tipo T 2001 SK162
• (341843) 2008 EV5
• El cometa inactivo 4015 Wilson–Harrington (1979 VA), que puede proporcionar información sobre el vínculo desconocido entre asteroides y cometas.
• El asteroide binario primitivo de tipo C 1996 FG3 , que puede proporcionar información sobre los procesos de formación de binarios

Las cargas útiles científicas incluirían un sistema de imágenes de alta resolución, espectrómetros visibles, infrarrojos y medios , un LIDAR y un monitor de polvo. ^{[9] [10]} Estos instrumentos se operarían durante las fases de aproximación, vuelo estacionario y descenso con fines científicos, para la selección del sitio de aterrizaje y para la seguridad de la nave espacial durante las maniobras cercanas a la superficie. El módulo de aterrizaje tendría su propia carga útil para la caracterización de las mediciones in situ (por ejemplo, cámara de primer plano, cámara panorámica, microscopio electrónico, difractómetro de rayos X , detector volátil, microbalanza, espectrómetro de masas ). Los instrumentos en el módulo de aterrizaje se operarían in situ a través de secuencias automáticas o comandadas desde la Tierra. Estos instrumentos también permitirían caracterizar la ubicación y el entorno de la superficie en el sitio del muestreo.

• Eco
• DESVÁN
• Objeto cercano a la Tierra
• 4015 Wilson–Harrington

• Sitio web oficial de MarcoPolo-R
• Sitio web de la ESA sobre el satélite MarcoPolo-R