Perseverance: Búsqueda de vida en Marte      

 

 

 

 

Por Stephen Clark.

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

18 de febrero de 2021.

 

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Los controladores de tierra examinan las primeras imágenes del cráter Jezero tomadas por el rover Perseverance de la NASA momentos después de aterrizar el jueves. Crédito: NASA / Bill Ingalls.

 

 

El rover Perseverance Mars de la NASA se posó en el lecho de un antiguo lago  después de una inmersión impecable en la atmósfera marciana el jueves, logrando un aterrizaje preciso sin precedentes y entregando el conjunto de cargas útiles científicas más sofisticado jamás volado a otro planeta.

 

 

El rover Perseverance de 2.400 millones de dólares llegó al cráter Jezero, una  cuenca que los científicos dicen que una vez se inundó con agua líquida, después de un descenso mordaz a la superficie color óxido del planeta rojo.

 

 

"¡Guau! Tenemos una misión científica”, dijo Ken Farley, científico del proyecto Perseverance del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

 

 

El robot móvil de propulsión nuclear coronó un viaje de siete meses desde  una plataforma de lanzamiento en Cabo Cañaveral con una inmersión de alta velocidad en la atmósfera marciana. Un escudo térmico envolvió al rover mientras atravesaba el aire enrarecido a más de 19.500 kilómetros por hora.

 

 

Después de sobrevivir a temperaturas cercanas a los 1.300 grados Celsius, el rover desplegó un paracaídas supersónico, que se abrió para reducir la velocidad de la nave espacial a velocidad subsónica. A continuación, la perseverancia descartó su escudo térmico, lo que permitió que un radar de aterrizaje y cámaras escanearan la superficie marciana en busca de un sitio de aterrizaje seguro.

 

 

La carcasa trasera aerodinámica del rover luego liberó la etapa de descenso  propulsada por cohetes de Perseverance para hacer el resto del frenado antes de aterrizar. Ocho motores regulables en el paquete de cohetes redujeron la velocidad de la nave a casi 0 kph, y cuerdas de nylon bajaron el rover de una tonelada a la superficie.

 

This NASA photo shows NASA's first image from the Perseverance rover as it landed on the surface of Mars on February 18, 2021

La NASA muestra la primera imagen enviada por el rover Perseverance desde la superficie de Marte, el 18 de febrero de 2021. Crédito: NASA.

 

Una vez que las ruedas de Perseverance contactaron con Marte, la etapa de  descenso cortó los cables y se desvió para estrellarse a una distancia segura, dejando al rover seguro en el suelo en el cráter Jezero.

 

 

“Llegamos a Marte moviéndonos aproximadamente a 20.000 kph aproximadamente, y en solo siete minutos, tuvimos que reducir la velocidad para posar suavemente el Perseverance en el cráter Jezero”, dijo Matt Wallace, subdirector de proyectos de Perseverance en JPL. “El sistema funcionó a la perfección, superando los 10 o 12 Gs (gravedades) de desaceleración, el despliegue del paracaídas supersónico, ocho grandes motores principales tuvieron que dispararse, nuestro sistema de prevención de peligros de navegación relativa al terreno tuvo que funcionar de la manera en que fue diseñado. No fue fácil".

 

 

En cuestión de minutos, el rover transmitió dos imágenes en blanco y negro  de baja resolución de sus cámaras de emergencia, proporcionando las primeras vistas del paisaje de Jezero. Las imágenes son una muestra de lo que está por venir, y los científicos esperan tener videos de alta definición, panoramas en color y las primeras grabaciones de sonido de Marte a partir del viernes.

 

 

En una conferencia de prensa posterior al aterrizaje, Wallace dijo que el Perseverance está en "gran forma" después de llegar a Marte, y está listo para la siguiente fase de una misión repleta de primicias.

 

 

Los equipos de Tierra estuvieron presentes el jueves. Con Marte ubicado a unos 204 millones de kilómetros de la Tierra, el tiempo de viaje de ida para las señales de radio el jueves fue de más de 11 minutos.

 

 

Eso significaba que el Perseverance siguió comandos preprogramados y empleó software de control para aterrizar.

 

 

“El vehículo va en una montaña rusa, y tú también”, dijo Allen Chen, líder de entrada, descenso y aterrizaje de Perseverance en JPL.

 

 

"Las cosas parecen estar funcionando de la manera que quieres que vayan, y  comienzas a sentirte bien... luego tu estómago se cae, luego las cosas están bien de nuevo", dijo Chen.

 

 

“Es una montaña rusa emocional hasta el final, y te estás cuestionando a ti mismo a medida que avanzas, aunque ya sucedió”, dijo Chen, refiriéndose al camino del tiempo de 11 minutos. "Es un poco loco".

 

 

Allen Chen, el líder de entrada, descenso y aterrizaje del rover Perseverance, dice que el rover alcanzó un lugar de aterrizaje seguro en el cráter Jezero gracias al sistema de navegación relativa al terreno de alta precisión de la nave espacial.

 

 

Los equipos de tierra en JPL estaban físicamente distanciados en múltiples  salas de control debido a los efectos de la pandemia de coronavirus. Muchos miembros del equipo científico monitorearon el aterrizaje de forma remota.

 

 

Pero los ingenieros reunidos en el JPL dejaron escapar un rugido de aplausos, vítores e intercambiaron puñetazos cuando la telemetría confirmó el exitoso aterrizaje de Perseverance a las 3:55 pm EST (2055 GMT).

 

 

Perseverance reutilizó la misma arquitectura de aterrizaje demostrada por el  rover Curiosity de la NASA cuando aterrizó en Marte en agosto de 2012. Pero con casi una década de innovación desde Curiosity, los ingenieros actualizaron los algoritmos de navegación de Perseverance para permitir un aterrizaje más preciso.

 

 

El vehículo navegó el jueves hasta un lugar de aterrizaje seguro libre de  pendientes empinadas y rocas. Los aterrizadores de Marte anteriores, sin la nueva capacidad de navegación relativa al terreno, ni siquiera podrían haber intentado un aterrizaje en la topografía accidentada del cráter Jezero, según la NASA.

 

 

Chen dijo que el rover terminó a aproximadamente 1,7 kilómetros del centro de la zona de aterrizaje.

 

 

Perseverance es la novena nave espacial estadounidense en aterrizar con  éxito en Marte desde las misiones Viking en 1976. Dos misiones internacionales a Marte, el orbitador Hope de los Emiratos Árabes Unidos y el orbitador, módulo de aterrizaje y rover Tianwen 1 de China, llegaron al Planeta Rojo antes este mes.

 

 

La misión china Tianwen 1 lanzará su módulo de aterrizaje y rover para  descender a la superficie marciana en mayo o junio.

 

 

Pero el rover Perseverance de la NASA, también conocido como Mars 2020,  tiene los objetivos más ambiciosos de cualquier misión a Marte hasta la fecha.

 

 

El objetivo principal del rover es buscar signos de vida pasada y recolectar  muestras de rocas para regresar a la Tierra por futuras naves espaciales en desarrollo por la NASA y la Agencia Espacial Europea.

 

 

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 en Marte) después del aterrizaje, la misión total costará 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 alto.

 

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Concepto artístico del rover Perseverance suspendido bajo su escenario de descenso. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

 

 

El cráter Jezero, el lugar de aterrizaje de Perseverance, fue el hogar de un  antiguo delta de un río y un lago del tamaño del lago Tahoe hace unos 3.500 a 3.900 millones de años. Los científicos esperan encontrar firmas de vida antigua en las rocas y sedimentos depositados en el delta seco.

 

 

"Este es nuestro primer astrobiólogo móvil", dijo Lori Glaze, directora de la  división de ciencia planetaria de la NASA. "Uno de sus principales propósitos es buscar esos signos de vida pasada en Marte".

 

 

El Perseverance fue diseñado para aterrizar lo más cerca posible de los depósitos del delta. Farley dijo el jueves que el rover terminó cerca de la intersección de dos unidades geológicas y que los objetivos científicos de la misión probablemente serán las rocas visibles en las primeras imágenes posteriores al aterrizaje.

 

 

Se esperaba que el rover transmitiera imágenes más nítidas de sus cámaras  de peligro el jueves por la noche a través de un relé de comunicaciones con el orbitador europeo ExoMars Trace Gas Orbiter, junto con las primeras vistas de cámaras que registraron vistas de alta resolución durante el descenso de la nave espacial. El Perseverance llevó 25 cámaras a Marte, más que cualquier misión anterior al Planeta Rojo.

Wallace dijo que la NASA tiene como objetivo publicar las nuevas imágenes durante una conferencia de prensa el viernes.

 

 

"Por primera vez, vamos a poder vernos a nosotros mismos, en video de alta definición, aterrizar en otro planeta", dijo Wallace el jueves.

 

 

Cámaras comerciales reforzadas apuntaban hacia el paracaídas supersónico del rover, y una en la etapa de descenso miró al rover mientras se preparaba para el aterrizaje suspendido bajo bridas de nylon. Otras cámaras montadas en el rover fueron programadas para grabar vistas mirando hacia arriba y hacia abajo durante el aterrizaje.

 

 

"Creemos que hemos capturado un video bastante espectacular, y también  vienen con un micrófono", dijo Wallace. El Perseverance tiene los primeros micrófonos conducidos a Marte.

 

 

"Creo que realmente va a ser algo digno de ver", dijo.

 

 

Los equipos de tierra han trazado una secuencia de activación y prueba  cuidadosamente coreografiada para Perseverance durante las próximas semanas. El rover abrió las cubiertas de las lentes y soltó su antena de comunicaciones de alta ganancia poco después de aterrizar el jueves. Si todo va bien, la antena de alta ganancia podría obtener un bloqueo con la Red de Espacio Profundo de la NASA tan pronto como el viernes para permitir transferencias de datos más rápidas entre la Tierra y Marte, según Jennifer Trosper, subdirectora de proyectos de Perseverance en JPL.

 

 

Trosper dijo que los ingenieros pasarán los primeros cinco días, conocidos  como soles en Marte, después del aterrizaje para estabilizar los sistemas de energía, térmicos y de comunicaciones del rover antes de cargar una actualización de software en las computadoras de la nave espacial la próxima semana.

 

 

Un mástil de detección remota con las cámaras panorámicas del rover, los  instrumentos científicos y una estación meteorológica marciana se levantarán el sábado, según Trosper. En paralelo con las comprobaciones del rover, los controladores ejecutarán las siete cargas útiles científicas del rover a través de pruebas de salud y recargarán la batería de Perseverance, alimentada por una fuente de energía de plutonio radiactivo.

 

 

Perseverance tomará sus primeros panoramas de color este fin de semana.

 

 

Después de cargar el software actualizado la próxima semana, los equipos de tierra en JPL desacelerarán el brazo robótico del rover y enviarán comandos para que Perseverance realice su primera prueba de manejo, probablemente rodando unos 5 metros hacia adelante y hacia atrás.

 

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

 

 

Una de las primeras tareas de Perseverance después de completar las  comprobaciones posteriores al aterrizaje será conducir a un lugar cercano para liberar el helicóptero Ingenuity de la NASA desde la panza del vehículo. El rover se alejará a una distancia de al menos 100 metros antes de que el helicóptero vuele por primera vez.

 

 

Ese momento será histórico. El diminuto 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 de los hermanos Wright, pero en otro planeta", dijo MiMi Aung, gerente de proyecto del helicóptero Ingenuity en JPL, en una entrevista antes del lanzamiento del Perseverance, el pasado mes de julio.

 

 

Trosper dijo que Perseverance podría estar listo para comenzar a trasladarse  al sitio de prueba del helicóptero en aproximadamente tres semanas, y podría tomar alrededor de 10 días llegar al lugar del vuelo, dependiendo del sitio seleccionado por los gerentes de la NASA.

 

 

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 de subida y bajada relativamente simple con una duración de menos de 30 segundos, dijo Aung. Entonces el equipo intentará vuelos de prueba más atrevidos.

 

 

El helicóptero volará de forma 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 del helicóptero se enrutará a través de una estación base en el rover. El rover Perseverance también podría tomar fotografías del helicóptero en vuelo.

 

 

Los 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. Los funcionarios de la agencia esperan que el helicóptero pruebe el reconocimiento aéreo como un nuevo método de exploración interplanetaria.

 

 

Wallace, subdirector del proyecto de Perseverance, dijo esta semana que el  helicóptero Ingenuity es muy parecido al rover Sojourner de la NASA, que se convirtió en el primer explorador móvil en Marte en 1997 y allanó el camino para futuros rovers.

 

 

“Trabajé en Sojourner, y en ese momento había mucha incertidumbre sobre  si alguna vez seríamos capaces de utilizar esta tecnología, y rápidamente descubrimos que tener una capacidad móvil en la superficie de Marte era increíble valioso”, dijo Wallace. “Cuando miras al ingenio, se ve muy similar. Es una demostración de tecnología. Su objetivo no está ligado a la ciencia de esta misión. Pero el potencial para el reconocimiento aéreo y la exploración en el futuro, utilizando este tipo de tecnología, es tremendo. No es solo en Marte, sino también en otros lugares".

 

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

 

Trosper dijo que Perseverance podría estar en posición para los vuelos de  prueba del helicóptero esta primavera, luego pasará a la campaña científica de la misión para comenzar a examinar la geología y la antigua habitabilidad del cráter Jezero.

 

 

Eso conducirá al primer uso del taladro del rover para extraer muestras de núcleos de rocas en el verano, dijo.

 

 

Los miembros del equipo de Perseverance dicen que el hardware necesario  para recolectar las muestras de roca y sellarlas dentro de tubos ultra limpios fue la empresa más compleja del programa de Marte de la NASA hasta la fecha. El rover tiene 43 tubos de muestra a bordo, cada uno enfundado en una carcasa cilíndrica de color dorado, lo que proporciona una capa adicional de protección contra la contaminación. Los tubos viajaron a Marte dentro de las carcasas, y serán devueltos a sus vainas una vez que estén llenos de muestras de rocas marcianas.

 

 

Los tubos tienen aproximadamente el tamaño y la forma de un cigarro  delgado, y los 43 cilindros incluyen "tubos testigo" o espacios en blanco, que permitirán a los científicos verificar las muestras de rocas y sedimentos devueltos a la Tierra para su contaminación.

 

 

"Esos tubos de muestras son parte de un sistema de almacenamiento en  caché y muestras, que es uno de nuestros mayores desarrollos de ingeniería para esta misión", dijo Adam Steltzner, ingeniero jefe de la misión Mars 2020, antes del lanzamiento el año pasado. “Llegamos a Marte en gran parte como lo hizo el rover Curiosity, pero tenemos que hacer algo muy diferente una vez que estemos en Marte. Debemos tomar estas muestras de núcleo, sellarlas herméticamente y esterilizadas, y luego producir un alijo de muestras para un eventual regreso a la Tierra”.

 

 

El rover tiene un brazo robótico de 2 metros de largo con un taladro de perforación fijo en una torreta de 45 kilogramos en el extremo. El brazo robótico más largo funcionará en conjunto con un manipulador robótico más pequeño de 0,5 metros de largo dentro del vientre del rover, que recogerá tubos de muestra para transferirlos al brazo principal para perforarlos.

 

 

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

 

 

“Al final de nuestro brazo robótico, ese es el primer robot, hay un taladro de  perforación que utiliza una acción de percusión rotatoria como la que hemos usado de manera similar y anteriormente en Marte con la misión Curiosity, excepto que solo genera polvo, esto crea un surco anular en la roca y rompe una muestra del núcleo”, dijo Steltzner.

 

 

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

 

 

“Ese bit y el tubo de muestra son devueltos por el brazo robótico, nuestro  primer robot, al segundo robot, nuestro carrusel de bits, 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 colocarla en un escondite 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 solamente.

 

 

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

 

 

Además del sistema de muestreo, Perseverance alberga siete instrumentos  científicos.

 

Dos de los instrumentos, llamados PIXL y SHERLOC, están ubicados junto al  taladro de perforación en la torreta del brazo robótico. Escanearán las rocas marcianas para determinar su composición química y buscarán materiales orgánicos, proporcionando información clave en las decisiones de los equipos terrestres sobre qué rocas perforar.

 

 

El rover Perseverance también lleva el instrumento SuperCam, un intrincado  conjunto de sensores, que incluyen una cámara, láser y espectrómetros, diseñados para eliminar rocas marcianas a más de 6 metros de distancia para medir su composición química y mineral, con el capacidad para 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 incluyen  MOXIE, que demostrará la producción de oxígeno a partir de dióxido de carbono en la atmósfera de Marte, una capacidad que los futuros astronautas exploradores podrían utilizar en el Planeta Rojo. Un radar de penetración en el suelo desarrollado por Noruega en el rover llamado RIMFAX estudiará la estructura geológica subterránea del planeta, proporcionando datos sobre las capas del subsuelo y la resistencia del suelo que podrían ayudar a los diseñadores de módulos de aterrizaje más grandes diseñados para transportar personas a Marte.

 

 

La misión también lleva una estación meteorológica y la primera cámara en  Marte con función de zoom. Ese sistema de cámara, ubicado en la parte superior del mástil de detección remota de Perseverance que se levantará este fin de semana, se llama Mastcam-Z y grabará videos y panoramas de 360 ​​grados.

 

 

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

 

 

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

 

El beneficio de otra década de avance tecnológico desde el lanzamiento de Curiosity, y los frutos incipientes de la asociación de la NASA con la ESA en un programa de retorno de muestras de Marte, acercan a los científicos a abordar la cuestión de si la vida se instaló en otras partes del Sistema Solar.

 

 

Suponiendo que la misión de Perseverance sea un éxito y que la financiación  y los planes técnicos sigan en marcha, la NASA y la ESA podrían lanzar misiones tan pronto como 2026 con un rover de Marte construido en Europa para recuperar los especímenes recolectados por la misión Mars 2020. El rover entregará el material a un propulsor de combustible sólido suministrado por Estados Unidos 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 contiene el material marciano para completar la primera misión interplanetaria de ida y vuelta no antes de 2031.

 

 

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

 

 

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

 

 

Otros dos robots de la NASA todavía están explorando la superficie de Marte.  Curiosity ha estado inspeccionando Mount Sharp en el cráter Gale desde 2012, y la estación sísmica estacionaria InSight aterrizó en Marte en 2018.

 

 

Fuentes:

https://spaceflightnow.com/2021/02/18/nasa-rover-reaches-mars-on-mission-in-search-for-signs-of-past-life/

https://phys.org/news/2021-02-touchdown-nasa-perseverance-rover-ready.html