Desarrollo del Instrumento RLS (Raman Laser Spectrometer) para la misión ExoMars: nuevos retos de la espectroscopía Raman en la exploración planetaria

Abstract

Hasta la fecha ningún espectrómetro Raman ha sido nunca enviado al espacio; a pesar de que esta posibilidad se comenzó a barajar a finales de los años noventa del siglo pasado para participar en misiones de exploración planetaria durante los estudios de viabilidad de los rovers gemelos Spirit y Opportunity, y posteriormente para ser incorporado en el siguiente rover, el Curiosity (Wang A., Haskin A. L., Cortez E., (1998), “A Raman spectroscopic sensor for in situ mineral characterization on planetary surface”, Applied Spectroscopy, Vol. 52, p477-­‐487); (Refxx Wang A., Haskin L. A., Lane A. L., Wdowiak T. J., Squyres S. W., Wilson R. J., Hovland L. E., Manatt k. S., Raouf N., and Smith C. D. (2003) Development of the Mars Microbeam Raman Spectrometer (MMRS), J. Geophys. Res. 108(E1), 5005-­‐5025). En todas estas ocasiones, la NASA reconoció que el grado de desarrollo tecnológico existente suponía un riesgo demasiado elevado como para incorporarlo como carga de pago. Por tanto, no sería hasta la definición de la Misión europea ExoMars, cuando se apostó definitivamente por incorporar este tipo de instrumento científico a bordo de una plataforma científica. Sin embargo hoy en día, en prácticamente cualquier futura misión de exploración planetaria (aprobada o bajo estudio de viabilidad); ya sea en las múltiples misiones previstas para la exploración de Marte o a alguna de sus lunas; o para la primera misión que aterrice en el satélite joviano Europa (Europa Lander Mission17); o bien para futuras misiones a Encélado18; o en el regreso (tripulado o no) a la Luna… no se concebiría dicha misión sin la incorporación de un espectrómetro Raman para su estudio científico. Así pues, a lo largo de las siguientes páginas se mostrará cómo, a partir de un diseño basado en conceptos comerciales del instrumento, utilizado de forma extensiva para aplicaciones científicas terrestres, se fue desarrollando el diseño a lo largo de los años, hasta alcanzar el diseño actual con TRL8. Mediante este planteamiento de la tesis, se desarrollarán en paralelo una doble visión (que es la misma que se ha seguido a lo largo de todos los años del programa): por una parte se mostrará cómo los requisitos científicos identificados como críticos, han sido el más importante factor de diseño en los esfuerzos para transformar la tecnología Raman, en un instrumento real, adaptado a la misión ExoMars; y por otra parte, se hará un repaso al desarrollo técnico y tecnológico llevado a cabo hasta alcanzar el diseño final de lo que es el Instrumento RLS que volará a Marte.