Esta ilustración muestra el Mars Opportunity Rover de la NASA, el segundo de los dos Mars Exploration Rovers en aterrizar en el Planeta Rojo en 2004 para buscar signos de vida pasada. NASA / JPL-Caltech Parece bastante fácil:si podemos llevar a un hombre a la luna para una ronda de golf, ¿Por qué tenemos que enviar robots a Marte?
Marte, después de todo, es el planeta que más se parece a la Tierra, es decir, si la Tierra tuviera una temperatura promedio de menos 81 grados F (menos 63 grados C) y estuviera aparentemente sin vida [fuente:Exploración de Marte]. Todavía, sus patrones geológicos se asemejan a una variedad de lugares con los que estamos familiarizados en la Tierra, desde lo antiguo, tierras erosionadas por las inundaciones del estado de Washington hasta los desiertos del Valle de la Muerte y el permafrost de la Antártida.
Por supuesto, eso no significa que una misión tripulada a Marte sea similar a unas vacaciones en California. Los rovers han permitido que los programas espaciales no solo exploren la superficie marciana, sino que también descubran algunos de los problemas que surgirían si algún día enviáramos mujeres u hombres al planeta.
Enviar un vehículo de superficie no es tan fácil como enviar un coche para niños con un walkie-talkie clavado al techo. Exploraremos tanto la tecnología como los instrumentos utilizados en los Mars Exploration Rovers, al mismo tiempo que observan cómo se comunican con la Tierra. Y la tecnología no defrauda; el rover Curiosity, lanzado en 2011, tiene instrumentos que realmente pertenecen a una película de ciencia ficción. (Pista:láseres).
Hasta aquí, Ha habido más de 40 intentos de establecer contacto con Marte. Las primeras cinco misiones tuvieron lugar entre 1960 y 1962, por la ex URSS. Todas las misiones fueron sobrevuelos del planeta, lo que significa que las naves se lanzaron a la órbita de Marte para enviar imágenes. Esas misiones fueron todas fracasos; o la nave espacial no llegó al planeta o la nave espacial se rompió durante el viaje. La primera misión exitosa fue el viaje de 1964 del Mariner 4, una nave estadounidense que devolvió 21 imágenes del planeta.
A partir de entonces, los Estados Unidos, la ex URSS, Japón y la Agencia Espacial Europea han lanzado misiones a Marte. En las siguientes páginas, exploraremos no solo los rovers en sí, sino también algunos de los descubrimientos que hicieron. Pasemos a la página siguiente para ver por qué, exactamente, estamos enviando rovers en primer lugar.
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Esos seis tipos están lo más cerca que hemos estado de enviar gente a Marte. La tripulación de seis personas de la misión Mars500 de 520 días se sometió a la agotadora simulación de un vuelo al planeta rojo. Foto cortesía de ESA / IBMP - Oleg Voloshin Entonces, si somos tan avanzados y sofisticados que podemos construir robots extremadamente complicados para Marte, ¿Por qué no podemos simplemente enviar a Terry el astronauta? La razón más importante también es probablemente la más obvia:Terry probablemente no llegaría allí.
Es decir, sólo alrededor de un tercio de las misiones lanzadas hasta ahora han tenido "éxito, "lo que significa que han hecho un viaje a Marte intactos. Si bien es fácil ser optimista acerca de casi un tercio de los rovers que nos han proporcionado información valiosa, no es tan fácil animar un historial como ese cuando Terry el astronauta está en la imagen. Pocos de nosotros disfrutamos de las probabilidades de morir cada tres días en el trabajo.
Costo, por supuesto, es otro factor. Mientras que la curiosidad, el rover más reciente que forma parte de la misión Mars Science Laboratory de la NASA, costó la friolera de $ 2.47 mil millones para construir, La NASA todavía no tuvo que dar cuenta de cosas molestas como permitir que alguien respire oxígeno [fuente:Space.com]. O volver de Marte, para esa materia. Tenga en cuenta que los rovers pueden quedarse en Marte para siempre cuando terminemos con ellos, pero el viaje de Terry el astronauta es más unas vacaciones que una mudanza. Y eso significa comida combustible, eliminación de desechos y una plétora de otros costos:el doble.
Más allá de la logística y el costo, están todas las grandes incógnitas sobre cómo podría reaccionar el sistema humano a una atmósfera como Marte. Debido a que Marte no tiene campo magnético, los humanos recibirían enormes dosis de radiación cósmica - no es un problema en la Tierra, donde el campo magnético del planeta trabaja para bloquearlo. A 1, Un viaje de 000 días a Marte tiene el potencial de resultar en un 40 por ciento de probabilidad de que el astronauta desarrolle cáncer después de regresar a la Tierra, no necesariamente algo que mucha gente está buscando cuando se entrevista para un trabajo [fuente:NASA Science]. Tenga en cuenta, también, que si Terry el astronauta también es Terry la mujer, ella tiene un riesgo aún mayor:tener senos y órganos reproductores femeninos presenta casi el doble de riesgo de cáncer [fuente:NASA Science].
Así que sin que Terry el astronauta se registre para recibir dosis masivas de rayos cancerígenos, nos quedamos con exploradores robóticos. Vaya a la página siguiente para conocer algunas de las misiones a Marte.
El Proyecto Viking de la NASA se convirtió en la primera misión estadounidense en aterrizar con éxito una nave espacial en la superficie de Marte. Esta toma muestra una versión de prueba de un módulo de aterrizaje Viking en el "Mars Yard" original construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 1975. Foto cortesía de NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona Lo más atractivo de la exploración de Marte es la promesa de encontrar agua, o evidencia pasada de agua. "El agua es clave porque en casi todos los lugares donde encontramos agua en la Tierra encontramos vida, "Señala el sitio web de la NASA." Si Marte alguna vez tuvo agua líquida, o todavía lo hace hoy, es convincente preguntarse si alguna forma de vida microscópica podría haberse desarrollado en su superficie ".
Las primeras misiones a Marte fueron sobrevuelos ; eso significa que eran simplemente naves en órbita que enviaban fotografías del planeta. El primero fue Mariner 3 en 1962; sin embargo, la primera órbita y fotografías exitosas llegaron en 1965 desde el Mariner 4. Cuando los sobrevuelos terminaron en 1969, la siguiente serie de misiones se denominó orbitadores . La NASA diseñó estas naves espaciales para orbitar alrededor de Marte a largo plazo, recopilación de fotografías. Marinero 9, en 1972, fue el primero en tomar fotografías de toda la superficie de Marte.
Las misiones en órbita han continuado, incluido el lanzamiento en 2005 del Mars Reconnaissance Orbiter. El orbitador podría detectar objetos tan pequeños como un plato de comida, mientras también lleva sirenas para encontrar agua subterránea. Quizás lo más importante, todavía se utiliza como una herramienta de comunicación crucial para transmitir información al control de la misión.
Pero pasemos ahora a los predecesores de los rovers. Viking 1 y 2, que se lanzó a mediados de la década de 1970, ambos tenían aterrizadores que descendió a la superficie de Marte. Fueron los primeros en descubrir que Marte se autoesterilizaba, lo que significa que la combinación de la radiación ultravioleta con el suelo seco y la naturaleza oxidante de la química del suelo evita la formación de organismos.
Cuando pensamos en máquinas más modernas que aterrizan en Marte, por lo general, comenzamos con la misión Pathfinder de 1995. El Pathfinder consistía en un módulo de aterrizaje, equipado con un paracaídas para entrar en la atmósfera de Marte, y el rover Sojourner. El equipo devolvió miles de imágenes, así como 15 análisis químicos de suelo y datos meteorológicos.
En 2003, el equipo de la misión Mars Exploration Rover lanzó Spirit and Opportunity, uno de los cuales todavía atravesaba el planeta cuando terminó 2011. Vayamos a la página siguiente para obtener más información sobre esos rovers, su tecnología y descubrimientos.
Espíritu y oportunidad, resulta, no son solo palabras que usamos para sentirnos mejor cuando estamos deprimidos. En 2003, La NASA lanzó los rovers Spirit y Opportunity, alegremente nombrados, que se embarcó en una misión de mucha mayor movilidad y distancia que Pathfinder.
Ambos vehículos comparten algunas características dignas de mención. Ambos pueden generar energía a partir de paneles solares y almacenarla en baterías internas. En caso de que algún hombrecito verde esté cerca, los rovers pueden tomar imágenes en color de alta resolución o sacar cámaras de aumento para que los científicos terrestres examinen los objetos. Múltiples espectrómetros en el brazo de los rovers emplean todo tipo de trucos para determinar la composición de las rocas, incluido el seguimiento de la cantidad de calor que emite un objeto y el disparo de partículas alfa. Spirit y Opportunity también fueron equipados con un taladro instalado (Rock Abrasion Tool) para perforar la superficie del planeta.
El cuerpo del rover se llama caja electrónica cálida ( WEB ). Una plataforma de equipo se encuentra en la parte superior del rover, donde el mástil (u ojo de periscopio) y las cámaras residen. Las paredes pintadas en oro del cuerpo del rover están diseñadas para soportar temperaturas de menos 140 grados F (menos 96 grados C). Dentro de la WEB del rover hay baterías de iones de litio, radios y aparatos electrónicos como espectrómetros, todos requieren calor para funcionar. El cerebro del rover es una computadora comparable a una de gama alta, portátil potente pero con funciones especiales de memoria que no se destruyen con la radiación y los apagones. Las computadoras también verifican continuamente las temperaturas para garantizar un vehículo móvil "saludable".
Lo que encontraron Spirit y Opportunity fue un crédito a la tecnología que les permitió explorar Marte. Un par de meses después del aterrizaje, la oportunidad descubrió evidencia de agua salada, lo que deja abierta la posibilidad de que la vida (y las indicaciones fósiles) pudieran haber existido alguna vez en el planeta. Spirit tropezó con rocas que apuntaban a una anterior, Marte más rebelde que estuvo marcado por impactos, vulcanismo explosivo y agua subterránea [fuente:NASA Mars].
Aprenderemos sobre algunas características y exploraciones de rovers más recientes, pero primero vayamos lentamente a la página siguiente y veamos algunos de los equipos y la ciencia que tienen Spirit y Opportunity.
Mantener Rovin 'Antes que nada, Cabe señalar que, si bien Spirit no ha transmitido ningún mensaje desde 2010, Opportunity seguía registrando horas de trabajo desde Marte y enviando información a la Tierra en 2011. De hecho, como cualquier terrícola, Opportunity busca lugares para refugiarse durante el invierno con el fin de obtener la mayor cantidad de energía solar almacenada en sus baterías.
Este diagrama muestra todos los artilugios y artilugios con los que venían equipados Spirit y Opportunity. Imagen cortesía de NASA Simplemente decir que Spirit y Opportunity tienen cámaras y algunos equipos de radio sofisticados realmente no es suficiente. Con 384 libras (170 kilogramos) cada uno, y un total de $ 850 millones para construir, es mejor que crea que el equipo no es solo su confiable MacBook, superpegado a una radio AM / FM.
En primer lugar, a camara panoramica está montado en cada rover para proporcionar un contexto geológico más amplio. Ubicado en el mástil a unos 5 pies (1,5 metros) del suelo, la cámara no solo toma imágenes en color, sino que lleva 14 filtros diferentes que pueden identificar los objetivos de la roca y el suelo para verlos más de cerca.
A espectrómetro de emisión térmica en miniatura identifica minerales en el sitio con un poco de ayuda de longitudes de onda infrarrojas. Se utiliza para encontrar patrones distintivos que puedan mostrar el movimiento del agua. En el brazo del rover hay un Espectrómetro de Moessbauer , que se coloca directamente sobre las muestras para encontrar minerales que contengan hierro, otra herramienta para ayudar a determinar cómo el agua ha afectado el suelo y la roca.
Para determinar la composición de las rocas, un Espectrómetro de rayos X de partículas alfa se utiliza - el mismo tipo que se encuentra en los laboratorios de geología, lo que ayuda a los científicos a determinar el origen y los cambios en las muestras. La herramienta de imágenes microscópicas puede investigar cuidadosamente la formación y las variaciones de las rocas.
Pero, ¿cómo diablos nos enteramos de estos asombrosos descubrimientos que hacen Spirit y Opportunity? Bien, no es exactamente la configuración de radioaficionado de tu tío abuelo. Si bien también hay una radio UHF de baja potencia y baja velocidad con una tasa de datos escasa, se utiliza principalmente como respaldo, y en el embarcadero.
En general, los orbitadores solo están comunicando unas tres horas de información directamente a la Tierra. El resto es en realidad interceptado y enviado a Mars Odyssey y Mars Global Surveyor en órbita, que transmiten a la Tierra - y viceversa. El orbitador se mueve de horizonte a horizonte en unos 16 minutos; 10 de esos minutos se pueden usar para comunicarse con los rovers [fuente:NASA]. Si tuviéramos que adivinar se pueden enviar a la Tierra unos 10 megabytes de datos diarios. Esto es especialmente útil porque los orbitadores están en contacto más estrecho con los rovers, y tienen una ventana mucho más larga para comunicarse con la Tierra que cualquier rover.
Cada uno de los rovers usa dos antenas para la comunicación:una antena de alta ganancia que puede dirigirse a sí mismo para transmitir información hacia una antena en la Tierra, y un antena de baja ganancia que puede recibir y enviar información desde todas las direcciones a una velocidad menor que la antena de alta ganancia. Todas estas comunicaciones ocurren en el Red de espacio profundo ( DSN ), una red internacional de antenas con instalaciones de comunicación en el desierto de Mojave de California, Madrid, España, y Canberra, Australia.
Diríjase a la página siguiente para aprender sobre lo que hace un rover en un día normal.
Curiosamente fuerteEl Curiosity Rover que alberga el Laboratorio Científico de Marte es aproximadamente el doble del tamaño de Spirit y Opportunity. Aproximadamente 10 pies (3 metros) de largo y 7 pies (2 metros) de alto, el rover pesa alrededor de 2, 000 libras (900 kilogramos), y está diseñado con una suspensión "balancín" que equilibra el vehículo sobre terreno rocoso marciano.
Un mapa de los viajes de Opportunity en Sol 2756, o 2, 756 días después de que aterrizó en Marte. Imagen cortesía de NASA / JPL / Cornell / University of Arizona Si bien los rovers no están exactamente marcando un reloj todas las mañanas, envían imágenes, junto con el instrumento y los datos de estado, de regreso a sus jefes terrestres.
Extrapolando los datos, los científicos envían comandos al rover durante la ventana de comunicación directa de tres horas con la antena de alta ganancia. Luego, el rover está solo durante 20 horas, ejecutar comandos y enviar datos de imagen a los dos satélites aéreos. Los comandantes del rover pueden decirle que se mueva hacia una nueva roca, moler una piedra, analizar una roca, tomar fotografías o recopilar otros datos con otros instrumentos.
El rover y los científicos repiten este patrón durante unos 90 días. En ese punto, la potencia del rover comenzará a disminuir. También, Marte y la Tierra se alejarán cada vez más, dificultando la comunicación. Finalmente, el rover no tendrá suficiente potencia para comunicarse, estará demasiado lejos o se encontrará con una falla mecánica, y la misión se terminará
Nuestra misión, sin embargo, está lejos de terminar. Hagamos un viaje a la página siguiente, donde aprenderemos todo sobre la última incorporación a la aventura de exploración de Marte.
Aquí se ilustra uno de los miembros más nuevos de la tripulación que recorre Marte:Curiosity. Imagen cortesía de NASA / JPL-Caltech En noviembre de 2011, La NASA lanzó el Laboratorio de Ciencias de Marte, que está diseñado para estudiar el suelo y la roca en busca de compuestos orgánicos o condiciones que podrían ayudarnos a comprender si Marte es, o alguna vez fue, capaz de sustentar la "habitabilidad" de la vida en el planeta. El Laboratorio de Ciencias de Marte es en realidad una función del rover Curiosity, que alberga los instrumentos científicos que recolectarán y analizarán muestras.
En 2004, La NASA seleccionó algunas propuestas diferentes de investigaciones y equipos para incluir en el laboratorio. Junto con Estados Unidos y Canadá, España y Rusia también tienen instrumentos en la misión. España está estudiando el Estación de monitoreo ambiental Rover , diseñado para estudiar la atmósfera y los rayos ultravioleta. Rusia suministró el Instrumento de albedo dinámico de neutrones , que mide el hidrógeno debajo de la superficie del planeta, indicando agua o hielo.
Un conjunto de instrumentos llamado Análisis de muestras en Marte analizará las muestras. (Los nombres creativos no suelen ser una prioridad en las misiones científicas). Después de que el brazo del rover recoge las muestras, un cromatógrafo de gases, un espectrómetro de masas y un espectrómetro láser medirán los compuestos que contienen carbono y las proporciones de isótopos, que indican la historia del agua en Marte. Un espectrómetro de rayos X de partículas alfa medirá la cantidad de diferentes elementos.
También encontrará los siguientes instrumentos útiles a bordo del laboratorio:
Pero seamos honestos:la parte más genial del Laboratorio Científico de Marte es probablemente el ChemCam , que "utiliza pulsos de láser para vaporizar capas delgadas de material de rocas marcianas o objetivos del suelo a una distancia de hasta 7 metros (23 pies)" [fuente:Mars Science Lab Fact]. Determinará qué átomos responden al haz, mientras que un telescopio muestra lo que ilumina el láser. Ayudarán a los científicos a determinar exactamente a qué les gustaría que viajara el rover, o recoger. Más allá de eso, es genial tener láseres en robots.
Si todavía está deambulando por la tierra con la esperanza de aprender más sobre nuestro vecino planetario más cercano, navegue a la página siguiente para aprender mucha más información sobre cómo funcionan los intrépidos rovers de Marte.
