El rover Perseverance deja la Tierra rumbo a Marte      

 

 

Por Stephen Clark.

Traducción y comentarios: Jesús A. Guerrero Ordáz. ALDA.

30 de julio de 2020.

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El rover Perseverance de la NASA despega el jueves desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete United Launch Alliance Atlas 5. Crédito: Alex Polimeni / Spaceflight Now.

 

Perseverando a través de una pandemia global, un terremoto de último minuto y las pruebas de lanzamiento de un cohete, el próximo rover de Marte de la NASA, llamado Perseverance, despegó de Cabo Cañaveral el jueves 30 de julio de 2020 en un viaje de casi siete meses al Planeta Rojo con sofisticados instrumentos científicos, tecnología para recolectar muestras para la Tierra, y el primer helicóptero interplanetario que podría producir un "momento hermanos Wright" en otro mundo.

 

La misión de $ 2,7 mil millones de Marte 2020 está lista para lograr numerosas primicias en el Planeta Rojo, pero primero tuvo que abandonar la Tierra sobre un poderoso cohete para iniciar un viaje de casi 500 millones de kilómetros a través del Sistema Solar.

 

Un cohete Atlas 5 construido por United Launch Alliance, una empresa  conjunta 50-50 entre Boeing y Lockheed Martin, le dio al rover Perseverance un viaje perfecto al espacio después de despegar de Cabo Cañaveral a las 7:50 am EDT (11:50 GMT).

 

Cuatro motores de cohetes sólidos y un motor principal RD-180 de fabricación rusa dieron al Atlas 5 y al rover Perseverance su impulso inicial al espacio. Un motor RL10 en la etapa superior del Centauro, alimentado por una eficiente mezcla de propulsores de hidrógeno líquido y oxígeno líquido, disparó dos veces para acelerar el rover con destino a Marte a una velocidad de más de 11 kilómetros por segundo.

 

Esa fue la velocidad suficiente para permitir que la nave espacial de 4,1 toneladas métricas se libere del agarre de la gravedad de la Tierra y se dirija al espacio profundo.

 

El rover Perseverance es la pieza central de la misión Mars 2020 de la NASA,  que buscará signos de antiguas formas de vida microbiana que los científicos creen que podrían haber poblado el Planeta Rojo hace miles de millones de años.

 

El rover de seis ruedas es esencialmente un geólogo robótico, pero también  alberga tecnologías pioneras que allanarán el camino para futuras misiones. Estos incluyen el Helicóptero Mars de la NASA, llamado Ingenuity, y un experimento para demostrar la producción de oxígeno a partir de dióxido de carbono en la atmósfera marciana.

 

"Estamos haciendo ciencia transformadora", dijo Matt Wallace, subdirector de proyectos de la misión Mars 2020 en JPL, antes del lanzamiento de la misión. "Realmente, por primera vez, estamos buscando signos de vida en otro planeta, y por primera vez vamos a recolectar muestras que esperamos sean parte del primer retorno de muestras de otro planeta".

 

El lanzador Atlas 5 funcionó perfectamente el jueves, desplegando la nave espacial Mars 2020 justo en su curso previsto casi una hora después del despegue. La etapa superior del Centauro giró a aproximadamente 2 rpm antes de liberar la nave espacial.

 

El cohete inyectó la sonda en una órbita entre los planetas alrededor del Sol, preparando el escenario para un crucero a Marte que culminará en un gran intento de aterrizar en el Planeta Rojo el 18 de febrero de 2021.

 

"Los parámetros orbitales parecen muertos", dijo Omar Báez, director de  lanzamiento de la NASA para la misión Mars 2020. “Nuestra velocidad está en marcha. Así que estamos en camino a Marte. No hay vuelta atrás".

 

Si bien el rover Perseverance en sí mismo no regresará de Marte, parte del hardware a bordo del vehículo está diseñado para eventualmente regresar a la Tierra. El rover lleva 43 tubos, cada uno del tamaño de un cigarro delgado, para contener muestras de roca y tierra recolectadas después del aterrizaje de Perseverance. El vehículo dejará caer los tubos en la superficie de Marte para su recuperación por otra misión robótica a fines de la década de 2020, que traerá los especímenes de vuelta a la Tierra.

 

"Los objetivos de la misión de nuestro esfuerzo son explorar la geología de  nuestro sitio de aterrizaje, para buscar signos de biofirmas del pasado", dijo Adam Steltzner, ingeniero jefe de la misión Marte 2020 en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. “No somos una misión de detección de vida. Estamos buscando signos de vidas pasadas en la superficie de Marte. Además, firmas de que Marte era habitable, y en el grado en que aún es habitable, donde podría ser habitable. Nuestro tercer objetivo es preparar un caché retornable de muestras, y luego el cuarto es prepararnos para la futura exploración humana”.

 

Si bien el lanzamiento en sí fue como se anunció, los controladores de tierra en JPL inicialmente tuvieron problemas para establecer un enlace de comunicación bidireccional con la nave espacial Mars 2020 después de que se separó del cohete Atlas 5. Justo a tiempo, a las 9:15 am EDT (1315 GMT), la nave espacial encendió su transmisor y comenzó a enviar una señal de portador a una estación terrestre de la NASA en Australia.

 

Pero la estación de la Red del Espacio Profundo generalmente está en sintonía para escuchar señales débiles de regiones distantes del Sistema Solar. La señal de alta potencia proveniente de la nave espacial Mars 2020 saturó el receptor de la antena, por lo que los operadores tuvieron que ajustar la configuración en la estación terrestre para comenzar a descifrar la información de telemetría que la sonda estaba enviando a la Tierra poco después del lanzamiento el jueves.

 

Un par de horas después, los funcionarios de la NASA confirmaron que estaban recibiendo datos de telemetría de Marte 2020. Poco después, Wallace dijo que la misión había encontrado un problema separado después del lanzamiento que puso a la nave espacial en “modo seguro”, un estado de espera preventivo donde la computadora de la sonda no permite funciones esenciales.

 

En una entrevista el jueves por la tarde, Wallace dijo que la nave espacial aparentemente entró en modo seguro cuando pasó sobre el lado nocturno de la Tierra justo después del lanzamiento, un período conocido como eclipse.

 

"Creemos que a medida que pasamos por el eclipse, donde la nave espacial está a la sombra de la Tierra del Sol, las temperaturas externas cambiaron", dijo Wallace a Spaceflight Now.

 

Más tarde, la NASA dijo en un comunicado que la disparidad de temperatura  estaba en el circuito de líquido refrigerante de freón de la nave espacial Marte 2020, que disipa el calor del centro de la nave espacial a través de radiadores en el módulo portador que transporta el rover a Marte.

 

Las temperaturas fuera de la nave espacial pueden haber bajado más de lo esperado, dijo, creando un diferencial de temperatura más alto de lo esperado entre la entrada del radiador caliente y la salida del refrigerador. Como precaución, los programadores establecen límites estrictos en los parámetros clave de la nave espacial antes del lanzamiento, y las condiciones de frío pueden disparar un límite preestablecido.

 

"Lo más probable es que hayamos apretado demasiado ese límite, y ha activado un modo seguro", dijo Wallace a Spaceflight Now.

 

El rover Curiosity de la NASA, sobre el que se diseñó Perseverance, no entró en la sombra de la Tierra después de su lanzamiento en 2011. Por lo tanto, los ingenieros se basaron en modelos analíticos para predecir las temperaturas durante el eclipse.

 

"Establecimos los límites para la diferencia de temperatura conservadoramente ajustada para activar un modo seguro", dijo Wallace. “La filosofía es que es mucho mejor activar un evento en modo seguro cuando no se requiere, que perder uno que sí lo es. El modo seguro es un modo estable y aceptable para la nave espacial, y activar el modo seguro durante esta fase de transición no es problemático para Marte 2020”.

 

Mientras está en modo seguro, la nave espacial transmite datos a la Tierra a  una velocidad menor que durante las operaciones normales. Los equipos de tierra el jueves por la tarde intentaban aumentar la velocidad de datos, pero la información proveniente de la nave espacial Mars 2020 hasta el momento indicaba que no había otros problemas en la sonda, y las temperaturas volvieron a estar dentro de los límites después de que la nave voló a la luz solar.

 

"Estamos recibiendo una buena telemetría", dijo Wallace. "Indica que la nave espacial está sana".

 

Los controladores en JPL completarán su evaluación de la condición de la nave espacial, desarrollarán y probarán comandos, luego vincularán las órdenes a la nave espacial Mars 2020 para devolverla a su modo de operación normal, tal vez tan pronto como el viernes, según Wallace.

 

"No tenemos prisa", dijo. "Estamos perfectamente felices en modo seguro".

 

Uno de los primeros hitos importantes en el vuelo a Marte será una maniobra  de corrección de rumbo utilizando la etapa de crucero de la nave espacial Mars 2020, el elemento que ayuda a guiar al rover durante el viaje interplanetario al Planeta Rojo. Esa quemadura ajustará la trayectoria de la nave espacial para apuntar directamente a Marte después de que el cohete Atlas 5 coloque intencionalmente la sonda en el camino a Marte, asegurando que la etapa superior del Centauro del lanzador no se estrelle contra el planeta.

 

Wallace dijo que no es inusual que una nave espacial de reciente  lanzamiento entre en modo seguro.

 

"Básicamente, la nave espacial está haciendo la transición de un entorno a otro", dijo Wallace. “Entonces, no es raro que algo lo desencadene. El modo seguro se llama modo seguro porque es la condición más segura para la nave espacial".

 

Pero hubo un breve drama antes del lanzamiento. Un pequeño terremoto en  el sur de California sacudió el control de la misión Mars 2020 en JPL, cerca de Los Ángeles.

 

Después de una evaluación rápida, los funcionarios determinaron que los controladores terrestres, que seguían los protocolos de salud para protegerse contra la pandemia COVID-19, estaban listos para proceder con el lanzamiento de la nave espacial Mars 2020 desde Cabo Cañaveral, en el otro lado del país.

 

"La gente en California pensó que sentían un terremoto, pero realmente se  sentían poderosos Atlas agachándose para saltar de la Tierra", bromeó Tory Bruno, presidente y CEO de ULA, en referencia al cohete Atlas 5.

 

La NASA realizaría su noveno aterrizaje exitoso en Marte con el rover Perseverance.

 

La NASA dice que gastó más de $ 2,4 mil millones para diseñar, construir y preparar la misión Mars 2020 para su lanzamiento. Con el dinero presupuestado para operar el rover durante el viaje a Marte, y durante aproximadamente dos años terrestres (un año de Marte) después del aterrizaje, se espera que la misión total cueste alrededor de $ 2,7 mil millones.

 

El rover Perseverance de 1.025 kilogramos mide aproximadamente 3 metros de largo, 2,7 metros de ancho y 2,2 metros de altura.

 

 

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Ilustración artística del rover Perseverance de la NASA y el helicóptero Ingenuity Mars. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

 

El rover está montado en un escenario de descenso impulsado por cohete que bajará el robot a la superficie marciana. Eso, a su vez, está cubierto dentro de una carcasa aerodinámica y un escudo térmico para proteger al rover durante la entrada a la atmósfera de Marte, cuando las temperaturas fuera de la nave espacial alcanzarán los 2.370 grados Fahrenheit (unos 1.300 grados Celsius).

 

La etapa de crucero unida al vehículo de descenso de Marte guiará la nave espacial de la Tierra a Marte. El módulo portador se echará antes de llegar al Planeta Rojo, y se quemará en la atmósfera marciana.

 

Si bien cualquier lanzamiento espacial tiene algún riesgo, aterrizar una nave  espacial en Marte es una propuesta peligrosa. Aproximadamente la mitad de todas las misiones que han intentado aterrizar en Marte han fallado, aunque la NASA ha tenido éxito en cinco intentos consecutivos de aterrizaje en Marte.

 

El rover Perseverance de la NASA es la tercera misión en Marte que se lanzará este mes, luego del despegue del 19 de julio del orbitador Hope desarrollado por los Emiratos Árabes Unidos en asociación con científicos de tres universidades de EE. UU. El 23 de julio, China lanzó su nave espacial Tianwen 1, una misión todo en uno que consta de un orbitador, un módulo de aterrizaje y un vehículo de superficie.

 

Las misiones Hope y Tianwen 1 son las primeras sondas de los EAU y China que se dirigen a Marte.

 

"Damos la bienvenida a más naciones que hacen viajes a Marte y lo estudian  y entregan la ciencia y comparten la ciencia con el mundo", dijo Jim Bridenstine, quien se convirtió en jefe de la NASA en 2018. "De eso se trata la ciencia, por supuesto, es un tipo de cosas muy unidas".

 

Bridenstine dijo que no veía a la NASA como una competencia con otras  naciones para la exploración de Marte.

 

"Esta es la novena vez que vamos a Marte y aterrizamos suavemente, y  hacemos experimentos y descubrimientos robóticos", dijo. "Así que no lo veo como una competencia, pero ciertamente damos la bienvenida a más exploradores para que entreguen más ciencia que nunca antes, y esperamos ver qué es lo que pueden descubrir".

 

Los orbitadores de los Estados Unidos, la Agencia Espacial Europea y la India  están actualmente volando alrededor de Marte y observando el planeta desde arriba.

 

Las tres misiones llegarán al Planeta Rojo el próximo febrero de 2021, con la nave  espacial Hope de los EAU y la nave espacial Tianwen 1 de China en órbita alrededor de Marte. Varios meses después, Tianwen 1 lanzará su módulo de aterrizaje en un intento por descender a la superficie marciana y desplegar su vehículo explorador.

 

Si tiene éxito, China se convertiría en el segundo país en aterrizar y operar un robot móvil en Marte, después de los Estados Unidos.

 

El rover Perseverance buscará un acercamiento directo a Marte, dirigiéndose directamente a la atmósfera enrarecida del planeta el próximo 18 de febrero. Alrededor de 10 minutos antes de llegar a la atmósfera del borde superior, la nave espacial arrojará la etapa de crucero que habrá guiado al rover hacia Marte desde su lanzamiento.

 

El escudo térmico del rover de 4,5 metros de diámetro tomará la peor parte de la energía durante la inmersión de la nave en la atmósfera de Marte. Si bien las temperaturas fuera del escudo térmico alcanzan más de 2.000 grados Fahrenheit, los pequeños propulsores ajustarán el ángulo de la trayectoria del vehículo, lo que le permitirá controlar la elevación y comenzar a navegar hacia su sitio de aterrizaje.

 

 

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Este gráfico ilustra los componentes de la nave espacial Mars 2020, incluidos el vehículo explorador, la etapa de descenso, el aerodeslizador y la etapa de crucero. Las ubicaciones de algunas de las cámaras de la misión utilizadas durante el descenso a Marte también están etiquetadas. Crédito: NASA.

 

Alrededor de cuatro minutos después de ingresar a la atmósfera, la nave  desplegará un paracaídas supersónico de 21,5 metros de diámetro a una altitud de aproximadamente 11 kilómetros. El paracaídas de Perseverance es más fuerte que el utilizado en Curiosity, y la misión Mars 2020 empleará una nueva técnica para desplegar el mismo basado en la posición de la nave en relación con el sitio de aterrizaje objetivo, en lugar de usar un temporizador.

 

Eso dará como resultado un aterrizaje más preciso, dice la NASA.

 

Aproximadamente 20 segundos después de desplegar el paracaídas, el escudo térmico en la parte inferior de la nave espacial se caerá, permitiendo que un radar de orientación hacia abajo y cámaras empiecen a ver la superficie marciana.

 

La atmósfera de Marte es mucho más delgada que la de la Tierra, por lo que  un paracaídas por sí solo no puede frenar la nave espacial lo suficiente como para un aterrizaje seguro. La etapa de descenso del rover liberará la carcasa trasera y el paracaídas a aproximadamente 2,1 kilómetros sobre Marte. Ocho propulsores regulables reducirán aún más el descenso del rover de aproximadamente 306 kilómetros por hora a una velocidad cercana a cero a solo 20 metros sobre la superficie.

 

Durante este tiempo, el software de guía avanzado cargado en la computadora de vuelo del rover comenzará a buscar un lugar sin problemas para establecerse. La nueva capacidad, denominada navegación relativa del terreno, se desarrolló desde el aterrizaje de Curiosity en 2012 y se utilizará en Marte por primera vez con Perseverance.

 

Funciona comparando imágenes tomadas en tiempo real durante el descenso con un mapa de pendientes pronunciadas, rocas y otros peligros precargados en la computadora usando imágenes capturadas por los orbitadores de Marte. Si el rover ve que se dirige a un terreno peligroso, ajustará su camino para llegar a un área más lisa.

 

Finalmente, una brida bajará el rover Perseverance de una tonelada a la superficie de Marte usando una técnica llamada grúa aérea, que los ingenieros inventaron y demostraron en el aterrizaje del rover Curiosity en 2012. Una vez que las seis ruedas del rover toquen Marte, la brida hará un corte y la etapa de descenso volará para chocar a una distancia segura.

 

Todo eso sucede a millones de kilómetros de la Tierra, cuando la señal de radio tarda minutos en viajar entre los planetas a la velocidad de la luz. Eso no deja oportunidad para el aporte humano una vez que comienza el descenso.

 

"Es básicamente un desmontaje controlado todo el camino", dijo Wallace a Spaceflight Now. "Es, con mucho, la fase de mayor riesgo de la misión, y tuvimos la suerte en Marte 2020 de haber aprovechado el sistema que diseñamos en Curiosity".

 

"Así que no solo tenemos las pruebas detrás de nosotros en este sistema que hicimos antes de lanzar y aterrizar Curiosity, tenemos el vuelo Curiosity en sí y toda la telemetría que regresó", dijo. “Y funcionó extremadamente bien durante esa misión. Luego hicimos muchas pruebas adicionales para lanzar esta nave espacial.

 

"Aún así, no hay garantías", dijo Wallace. “Nuestros corazones seguirán  latiendo con fuerza cuando lleguemos a ese punto de la misión, pero creo que es una ventaja que tenemos. Este no es un sistema de aterrizaje por primera vez como lo teníamos en Curiosity".

 

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En el antiguo Marte, el agua esculpió canales y transportó sedimentos para formar abanicos y deltas dentro de las cuencas de los lagos. El examen de los datos espectrales adquiridos de la órbita muestra que algunos de estos sedimentos tienen minerales que indican alteración química por el agua. Aquí en el delta del cráter Jezero, los sedimentos contienen arcillas y carbonatos. Esta imagen de falso color combina información de dos instrumentos en el Orbitador de Reconocimiento de Marte de la NASA, el Espectrómetro de Imágenes de Reconocimiento Compacto para Marte y la Cámara Contextual.

Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHUAPL.

 

El rover Perseverance apuntará a un aterrizaje dentro del cráter Jezero de 45 kilómetros de tamaño en Marte, hogar de un antiguo delta del río y un lago del tamaño del lago Tahoe que los científicos creen que llenó el cráter entre 3.500 y 3.900 millones de años, en donde los científicos esperan encontrar firmas de la vida antigua en las rocas y los sedimentos depositados en el delta seco.

 

El rover Perseverance está diseñado para aterrizar lo más cerca posible de los depósitos del delta. "Para llegar al piso del cráter justo encima del delta, debemos hacerlo mejor de lo que lo hemos hecho antes", dijo Steltzner.

 

Una vez que el rover esté en Marte y encienda sus instrumentos científicos, una de sus primeras tareas será colocar el Helicóptero Ingenuity Mars de la NASA en la superficie. El Perseverance liberará el helicóptero de un portaaviones en su barriga al suelo, luego se alejará a una distancia de al menos 100 metros antes de que el helicóptero vuele por primera vez.

 

Ese momento será histórico. El pequeño robot de 1,8 kilogramos intentará convertirse en el primer avión en volar a través de la atmósfera de otro planeta.

 

"Los seres humanos nunca han volado un helicóptero fuera de la atmósfera de nuestra propia Tierra, por lo que este será un momento “hermanos Wright” pero en otro planeta", dijo MiMi Aung, gerente de proyecto del helicóptero Ingenuity en JPL.

 

Los controladores de tierra programarán el helicóptero para realizar una  serie de vuelos de prueba durante una campaña planificada de 30 días, comenzando con un vuelo relativamente simple de subida y bajada que dure menos de 30 segundos, dijo Aung. Luego, el equipo intentará vuelos de prueba "más audaces", le dijo a Spaceflight Now.

 

El helicóptero volará de manera autónoma, sin información en tiempo real  de los controladores de tierra a millones de kilómetros de distancia. El dron lleva dos cámaras, y la telemetría desde el helicóptero se enrutará a través de una estación base en el rover. El rover Perseverance también podría tomar fotos del helicóptero en vuelo.

 

"Por primera vez, vamos a volar un helicóptero en otro planeta", dijo  Bridenstine. "En el futuro, podría transformar la forma en que hacemos ciencia planetaria en otros mundos, y eventualmente podría ser un explorador para que podamos averiguar dónde necesitamos enviar nuestros robots".

 

Funcionarios de la NASA aprobaron agregar el helicóptero a la misión Mars  2020 en 2018. La misión costó alrededor de $ 80 millones para diseñar y desarrollar, y costará otros $ 5 millones para operar.

 

La atmósfera en la superficie marciana tiene aproximadamente el 1 por ciento de la densidad de la Tierra, lo que limita el rendimiento de un helicóptero como el Ingenuity.

 

Los rotores contrarrotativos del helicóptero girarán entre 2.400 y 2.900 rpm,  aproximadamente 10 veces más rápido que un helicóptero que vuela en la atmósfera de la Tierra. Desarrollado en JPL con la asistencia de una compañía llamada AeroVironment Inc., el Ingenuity es pequeño en comparación con el rover Perseverance. El dron alimentado por energía solar mide solo 0,49 metros de alto, pesa alrededor de 1,8 kilogramos y tiene palas que miden alrededor de 1,2 metros de diámetro.

 

Si bien el helicóptero Ingenuity es puramente una prueba de concepto de tecnología, los futuros helicópteros podrían enviarse a otros planetas con instrumentos científicos más sofisticados.

 

La NASA ha seleccionado una misión robótica llamada Libélula para explorar la luna más grande de Saturno, Titán. Pero Titán tiene una atmósfera mucho más gruesa que Marte, lo que facilita la dificultad del vuelo impulsado por un rotor.

 

Al presentar una amplia gama de nuevas capacidades, la misión Mars 2020 está repleta de novedades.

 

Estamos produciendo oxígeno en la superficie de Marte por primera vez”, dijo Wallace. “Por primera vez, tenemos la oportunidad de utilizar sistemas autónomos para evitar riesgos a medida que aterrizamos en el cráter Jezero, y esa es la tecnología que alimentará los sistemas robóticos futuros y los sistemas de exploración humana.

 

"También llevamos micrófonos por primera vez", dijo. “Vamos a escuchar los  sonidos de la nave espacial aterrizando en otro planeta y el rover perforando rocas y rodando sobre la superficie de Marte. Eso es muy emocionante.

 

"Por primera vez, vamos a tener la oportunidad de ver nuestra nave espacial  aterrizar en otro planeta", continuó Wallace. “Tenemos cámaras comerciales reforzadas que hemos distribuido esencialmente en toda la nave espacial, y obtendrán videos de alta definición que traeremos de regreso después de aterrizar en la superficie de toda la actividad de aterrizaje, debido a la inflación del paracaídas a la toma de contacto del rover".

 

El costo de desarrollo de la misión Mars 2020 aumentó casi $ 360 millones por encima de la predicción original de la NASA, según la Oficina de Responsabilidad del Gobierno. Esto se debió principalmente a desafíos con el perfeccionamiento de los dispositivos que recolectarán, sellarán y almacenarán muestras de rocas, junto con dificultades con los instrumentos.

 

 

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El rover Perseverance de la NASA se levanta durante los preparativos del lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en Florida. Crédito: NASA JPL / Christian Mangano.

 

"En el camino, tuvimos muchos desafíos", dijo Wallace. “Tuvimos que  calificar un nuevo paracaídas planetario. Esa es otra primicia: la primera vez que lo hacemos como agencia en 40 o 50 años.

 

"Al final del juego, nos pidieron acomodar esta pequeña cosa llamada Mars  Helicopter", dijo. "Fue mucho después de que la mayoría de las cargas se asignaron al proyecto, por lo que tuvimos que hacer un pequeño truco de magia para llevarlo al rover".

 

En el momento del aterrizaje de Curiosity en Marte en 2012, los ingenieros  de JPL comenzaron a evaluar las opciones para el próximo gran rover de Marte de la NASA. El liderazgo de la NASA anunció planes para la misión Mars 2020 a fines de 2012, buscando reciclar diseños probados con la misión Curiosity, también conocida como Mars Science Laboratory, con un conjunto diferente de instrumentos científicos y la nueva capacidad de perforar muestras de núcleos, sellarlos dentro tubos ultra limpios y soltarlos en el planeta rojo para ser recogidos en el futuro.

 

"Necesitamos hacer que los tubos de muestra que llevamos a Marte sean más  limpios que cualquier cosa que hayamos hecho antes en el espacio, y más limpios que casi todo lo que hacemos aquí en la Tierra", dijo Steltzner. "Parte del esfuerzo para hacer eso implica que hagamos una limpieza excesiva de los tubos de muestra en los que se colocarán las muestras que tomamos en Marte, y luego colocarlas en el vehículo móvil en el último minuto posible".

 

Los tubos de muestra se instalaron en el rover Perseverance en mayo, justo antes de que se cerrara dentro de su caparazón de aerosol y se montara sobre el cohete Atlas 5.

 

Cada tubo está revestido en un recinto cilíndrico de color dorado, que  proporciona una capa adicional de protección contra la contaminación. Los tubos viajarán a Marte dentro de la carcasa, y serán devueltos a la vaina una vez que estén llenos de muestras de rocas marcianas.

 

El rover Perseverance llevará 43 tubos de muestra a Marte, incluidos "tubos testigo" o espacios en blanco, lo que permitirá a los científicos verificar las muestras de rocas y sedimentos devueltas a la Tierra en busca de contaminación.

 

Los tubos son del tamaño y la forma de un cigarro delgado, y el rover Perseverance recogerá muestras de núcleo en Marte que miden alrededor de media pulgada (13 milímetros) de ancho y 2,4 pulgadas (60 milímetros) de largo.

 

"Esos tubos de muestras son parte de un sistema de muestreo y almacenamiento en caché, que es uno de nuestros mayores desarrollos de ingeniería para esta misión", dijo Steltzner. “Llegamos a Marte en gran medida como el rover Curiosity llegó a Marte, pero necesitamos hacer algo muy diferente una vez que estemos en Marte. Debemos tomar estas muestras centrales, sellarlas herméticamente y de forma estéril, y luego producir un caché de muestras para su eventual retorno a la Tierra”.

 

El sistema de almacenamiento en caché de muestras es un equipo complicado, con 17 motores separados, una rueda giratoria que contiene nueve brocas y 43 tubos para sellar herméticamente muestras de núcleos perforados de rocas marcianas.

 

El rover tiene un brazo robótico de 2 metros con un taladro de extracción fijado en una torreta de 45 kilos en el extremo. El brazo robótico más largo funcionará en concierto con un manipulador robótico más pequeño de 0,5 metros de largo dentro del vientre del rover, que recogerá los tubos de muestra para transferirlos al brazo principal para perforar.

 

Steltzner dijo que el sistema de muestreo del rover en realidad consiste en tres robots diferentes.

 

“Al final de nuestro brazo robótico, ese es el primer robot, hay un taladro de extracción de núcleos que utiliza una acción de percusión rotativa como la que hemos utilizado de manera similar y anterior en Marte con la misión Curiosity, excepto que solo genera polvo, esto crea un surco anular en la roca y rompe una muestra de núcleo", dijo Steltzner.

 

Durante cada recolección de muestra, la muestra central irá directamente al tubo conectado al taladro.

 

"Esa broca y el tubo de muestra son traídos por el brazo robótico, nuestro  primer robot, al segundo robot, nuestro carrusel de brocas, que recibe el tubo de muestra lleno y lo entrega a un robot muy fino y detallado, el brazo de manipulación de muestras dentro del vientre de la bestia, en el que luego se evalúa la muestra, se mide su volumen, se toman imágenes, se sella y se vuelve a almacenar para eventualmente colocarse en un caché en la superficie".

 

La parte del sistema de almacenamiento en caché dentro del móvil se llama  Ensamblaje de almacenamiento en caché adaptativo, que consta de más de 3.000 partes.

 

El diseño del taladro y los tubos de muestra está destinado a preservar la  distribución de minerales extraídos de las rocas marcianas. El sistema también está destinado a recolectar muestras directamente de suelos más blandos.

 

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Ken Farley, científico del proyecto para la misión Mars 2020 de la NASA, tiene una réplica de un tubo de muestra transportado en el rover Perseverance. Crédito: NASA TV / Spaceflight Now.

 

La NASA seleccionó siete cargas científicas para viajar a Marte en el rover Perseverance en 2014.

Dos de los instrumentos, llamados PIXL y SHERLOC, se encuentran junto al  taladro de extracción de núcleos en la torre del brazo robótico. Explorarán las rocas marcianas para determinar su composición química y buscarán materiales orgánicos, proporcionando aportes clave en las decisiones de los equipos de tierra sobre qué rocas perforar.

 

El rover Mars 2020 también lleva el instrumento SuperCam, un complejo  conjunto de sensores, que incluye una cámara, un láser y espectrómetros, diseñados para desplazar rocas marcianas desde más de 6 metros de distancia para medir su composición química y mineral, con La capacidad de identificar moléculas orgánicas.

 

Desarrollado por un equipo internacional en los Estados Unidos, Francia y  España, el instrumento SuperCam es una versión mejorada del instrumento ChemCam que actualmente opera en el rover Curiosity Mars de la NASA.

 

Los instrumentos montados dentro del cuerpo principal del rover Mars 2020  incluyen MOXIE, que demostrará la producción de oxígeno a partir de dióxido de carbono en la atmósfera de Marte, una capacidad que los futuros exploradores de astronautas podrían usar en el Planeta Rojo. Un radar de penetración terrestre desarrollado en Noruega en el rover llamado RIMFAX estudiará la estructura geológica subterránea del planeta, proporcionando datos sobre las capas subterráneas y la resistencia del suelo que podrían ayudar a los diseñadores de aterrizadores más grandes diseñados para transportar personas a Marte.

 

La misión también lleva una estación meteorológica y 23 cámaras, la más volada en una misión en el espacio profundo, incluida la primera cámara en Marte con función de zoom. Ese sistema de cámara, ubicado en la parte superior del mástil Perseverance se elevará después del aterrizaje, se llama Mastcam-Z y grabará videos y panoramas de 360 ​​grados.

 

"Llevamos aproximadamente un 50 por ciento más de carga útil de superficie que Curiosity, y eso fue, con mucho, lo más complejo que hemos hecho hasta ese momento", dijo Wallace. "Estamos llevando esto un paso más allá".

 

Las diferencias entre Perseverance y el predecesor Curiosity de la NASA no se detienen en la carga útil científica o en el helicóptero Ingenuity.

 

El rover Perseverance también presenta ruedas de aluminio con piel más  gruesa y huellas modificadas para evitar daños observados en las ruedas de Curiosity en Marte. El nuevo rover de Marte de la NASA pesa alrededor de 126 kilogramos más que Curiosity.

 

El beneficio de otra década de avance tecnológico desde el lanzamiento de Curiosity, y los frutos en ciernes de la asociación de la NASA con la ESA en un programa Mars Sample Return, acerca a los científicos a abordar la cuestión de si la vida se apoderó de otras partes del Sistema Solar, dijo Bridenstine.

 

"De hecho, estamos tratando de encontrar firmas de vida y, por supuesto, estamos interesados ​​en encontrar la vida misma", dijo Bridenstine.

 

Si bien los funcionarios de la NASA tienen cuidado de decir que la misión del Perseverance no es una misión para detectar vida, su lanzamiento y aterrizaje en Marte será un gran salto adelante en su búsqueda.

 

"Hay tantas cosas que se están acumulando aquí para decir que la  probabilidad de encontrar vida en otro mundo está aumentando", dijo Bridenstine. “No estamos diciendo que esté ahí. No sé si está allí, y nadie más lo sabe tampoco. Pero de eso se trata realmente la astrobiología, y creo que Marte realmente nos da la mejor oportunidad, a corto plazo, para hacer un descubrimiento significativo que cambiará para siempre la forma en que pensamos de nosotros mismos y cambiará para siempre la forma en que pensamos en la exploración espacial en general".

 

Asumiendo que la misión de Perseverance sea un éxito, y los planes técnicos y de financiación siguen en camino, la NASA y la ESA podrían lanzar misiones tan pronto como 2026 con un rover Mars de fabricación europea para recuperar los especímenes recolectados por la misión Mars 2020. El rover entregará el material a un refuerzo de combustible sólido suministrado por los EE. UU. Para disparar las muestras desde Marte al espacio, una hazaña nunca antes intentada en otro planeta.

 

Una nave espacial separada proporcionada por la ESA se conectará con las  muestras en órbita alrededor de Marte, luego se dirigirá a la Tierra antes de lanzar una cápsula de reentrada de la NASA que contenga el material marciano para completar la primera misión interplanetaria de ida y vuelta no antes de 2031.

 

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El rover de perseverancia Mars 2020 de la NASA lleva siete instrumentos científicos. Crédito: NASA.

 

Luego, los científicos se pondrán a trabajar analizando las muestras. Buscarán firmas químicas en las muestras del núcleo que podrían sugerir que la vida alguna vez existió en Marte.

 

Entre otros objetivos, los dos aterrizadores Viking de la NASA llevaban instrumentos para buscar signos de vida en Marte cuando aterrizaron en el Planeta Rojo en 1976. Pero los aterrizadores robóticos no produjeron ninguna confirmación verificable de la vida, y las misiones a Marte desde que Viking siguieron el rastro de agua, buscando evidencia de que el Planeta Rojo alguna vez albergó ambientes que podrían haber soportado formas de vida básicas.

 

Después del doble éxito de los aterrizadores vikingos, la siguiente misión de la NASA a la superficie marciana fue Mars Pathfinder, que desplegó un pequeño rover de solo 66 centímetros de largo llamado Sojourner en 1997. Esa misión demostró a la NASA, y más específicamente a ingenieros en el Jet Propulsion Laboratory, podría construir robots móviles para explorar el Planeta Rojo.

 

Luego vinieron los rovers Spirit y Opportunity más grandes, que aterrizaron en dos sitios diferentes en Marte en 2004.

 

"Spirit y Oportunity juntos establecieron que Marte realmente era habitable, que tenía abundante agua en la superficie en muchas formas, en forma de grandes lagos, pequeños lagos, ríos que fluyen, incluso aguas termales", dijo Jim Watzin, director del programa de exploración de Marte de la NASA. "Entonces, con ese conocimiento en la mano y la experiencia que obtuvimos al operar el Spirit y el Oportunity, fuimos y desarrollamos lo que ha sido nuestro buque insignia hasta la fecha, y ese es el rover Curiosity".

 

Curiosity llevó un conjunto más completo de instrumentos a Marte,  incluyendo un taladro para recolectar muestras de rocas pulverizadas y entregar el material a un laboratorio en miniatura. Curiosity se lanzó en 2011 y aterrizó dentro de cráter Gale en Marte en agosto de 2012, y encontró capas de rocas en el lugar de aterrizaje que se formó en un lago que se secó hace miles de millones de años.

 

El rover también descubrió el carbono orgánico, un componente básico de la  vida, dentro de las rocas marcianas, y detectó que el antiguo Marte tenía los ingredientes adecuados para soportar los microbios vivos.

 

El rover Curiosity sigue funcionando hoy y sube lentamente más alto en el Monte Sharp, una montaña de 5,5 kilómetros de alto que se eleva sobre el piso del cráter.

 

En medio de la serie de misiones de rover, la NASA también envió dos  aterrizadores estacionarios exitosos a Marte.

 

El aterrizador Phoenix aterrizó en las llanuras polares del norte de Marte en 2008 y cavó en el suelo para encontrar hielo de agua justo debajo de la superficie. La nave espacial InSight de la NASA llegó a Marte en 2018 para medir la sismología del planeta y probar su estructura interna.

 

Fuente:

https://spaceflightnow.com/2020/07/30/nasas-perseverance-rover-leaves-earth-bound-for-mars/