Las muestras que el Apolo 11 trajo a la Tierra desde la Luna fueron las primeras de la humanidad de otro cuerpo celeste. La próxima misión del rover Perseverance Mars 2020 de la NASA recolectará las primeras muestras de otro planeta (el rojo) para regresar a la Tierra en misiones posteriores. En lugar de astronautas, el rover Perseverance se basará en el más complejo, mecanismo capaz y más limpio jamás enviado al espacio, el sistema de almacenamiento en caché de muestra.

Se cargaron los últimos 39 de los 43 tubos de muestra en el corazón del sistema de muestra, junto con el conjunto de almacenamiento que los sujetará, a bordo del rover Perseverance de la NASA el 20 de mayo en el Centro Espacial Kennedy en Florida. (Los otros cuatro tubos ya se habían cargado en diferentes ubicaciones en el Sistema de almacenamiento en caché de muestras). La integración de los tubos finales marca otro paso clave en la preparación para la apertura del período de lanzamiento del rover el 17 de julio.

"Si bien no puede evitar maravillarse con lo que se logró en los días de Apolo, tenían una cosa a su favor que nosotros no:botas en el suelo, "dijo Adam Steltzner, ingeniero jefe de la misión del rover Perseverance Mars 2020 en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Para que podamos recolectar las primeras muestras de Marte para regresar a la Tierra, en lugar de dos astronautas tenemos tres robots que tienen que trabajar con la precisión de un reloj suizo ".

Si bien muchas personas piensan en el rover Perseverance como un robot, en realidad es similar a una colección de robots trabajando juntos. Ubicado en la parte delantera del vehículo Perseverance, el Sample Caching System en sí está compuesto por tres robots, el más visible es el brazo robótico de 2 metros de largo del rover. Atornillado a la parte delantera del chasis del rover, el brazo de cinco articulaciones lleva una gran torreta que incluye un taladro de percusión rotatorio para recolectar muestras de núcleos de roca y regolito de Marte (roca rota y polvo).

El segundo robot parece un pequeño platillo volante integrado en la parte delantera del vehículo. Llamado el carrusel de bits, Este dispositivo es el intermediario definitivo para todas las transacciones de muestras de Mars:proporcionará brocas y tubos de muestra vacíos al taladro y luego moverá los tubos llenos de muestra al chasis del rover para su evaluación y procesamiento.

El tercer robot del Sistema de almacenamiento en caché de muestras es el brazo de manipulación de muestras de 0,5 metros de largo (conocido por el equipo como el "brazo de T.rex"). Ubicado en el vientre del rover, continúa donde termina el carrusel de bits, mover los tubos de muestra entre las estaciones de almacenamiento y documentación, así como el carrusel de bits.

Precisión de reloj

Todos estos robots deben funcionar con la precisión de un reloj. Pero donde el cronómetro suizo típico tiene menos de 400 partes, el Sample Caching System tiene más de 3, 000.

"Parece mucho, pero comienza a darse cuenta de la necesidad de complejidad cuando considera que el sistema de almacenamiento en caché de muestras tiene la tarea de perforar de forma autónoma en la roca de Marte, extraer muestras de núcleos intactos y luego sellarlas herméticamente en recipientes hiperestériles que están esencialmente libres de cualquier material orgánico de origen terrestre que pueda obstaculizar el análisis futuro, ", dijo Steltzner." En términos de tecnología, es lo mas complicado, mecanismo más sofisticado que jamás hayamos construido, probado y preparado para vuelos espaciales ".

El objetivo de la misión es recolectar una docena o más de muestras. Entonces, ¿cómo funciona este robot de tres colección laberíntica de motores del tamaño de un baúl de vapor, cajas de engranajes planetarios, codificadores y otros dispositivos trabajan todos juntos meticulosamente para tomarlos?

"Esencialmente, después de que nuestro taladro de percusión rotativo tome una muestra de núcleo, girará y se acoplará con uno de los cuatro conos de acoplamiento del carrusel de bits, ", dijo Steltzner." Luego, el carrusel de brocas gira esa broca llena de Marte y un tubo de muestra hacia abajo dentro del rover a un lugar donde nuestro brazo de manipulación de muestras puede agarrarlo. Ese brazo extrae el tubo de muestra lleno de la broca y lo toma para obtener una imagen con una cámara dentro del Sistema de almacenamiento en caché de muestras ".

Después de obtener la imagen del tubo de muestra, el pequeño brazo robótico lo mueve a la estación de evaluación de volumen, donde una baqueta empuja hacia abajo en la muestra para medir su tamaño. "Luego volvemos y tomamos otra imagen, "dijo Steltzner." Después de eso, tomamos un sello, un pequeño tapón, para la parte superior del tubo de muestra y volvemos para tomar otra imagen ".

Próximo, el Sample Caching System coloca el tubo en la estación de sellado, donde un mecanismo cierra herméticamente el tubo con el tapón. "Luego sacamos el tubo, "añadió Steltzner, "y lo devolvemos al almacenamiento desde donde comenzó".

Conseguir el diseño y la fabricación del sistema, luego integrado en Perseverance ha sido un esfuerzo de siete años. Y el trabajo no está terminado. Como con todo lo demás en el rover, Hay dos versiones del Sample Caching System:un modelo de prueba de ingeniería que permanecerá aquí en la Tierra y el modelo de vuelo que viajará a Marte.

"El modelo de ingeniería es idéntico en todos los aspectos posibles al modelo de vuelo, y es nuestro trabajo intentar romperlo, "dijo Kelly Palm, ingeniero de integración de Sample Caching System y líder de pruebas de Mars 2020 en JPL. "Hacemos eso porque preferimos que las cosas se desgasten o rompan en la Tierra que en Marte. Así que pusimos a prueba el modelo de prueba de ingeniería para informar nuestro uso de su gemelo de vuelo en Marte".

Con ese fin, el equipo utiliza diferentes rocas para simular tipos de terreno. Los perforan desde varios ángulos para anticipar cualquier situación imaginable en la que podría estar el rover en la que el equipo científico podría querer recolectar una muestra.

"De vez en cuando, Tengo que tomarme un minuto y contemplar lo que estamos haciendo ", dijo Palm." Hace apenas unos años estaba en la universidad. Ahora estoy trabajando en el sistema que se encargará de recolectar las primeras muestras de otro planeta para regresar a la Tierra. Eso es bastante asombroso ".

La perseverancia es un científico robótico que pesa alrededor de 2, 260 libras (1, 025 kilogramos). La misión de astrobiología del rover buscará signos de vida microbiana pasada. Caracterizará el clima y la geología del planeta, recolectar muestras para regresar a la Tierra en el futuro, y allanar el camino para la exploración humana del Planeta Rojo. No importa qué día despegue la perseverancia durante su 17 de julio a agosto. 11 período de lanzamiento, aterrizará en el cráter Jezero de Marte el 18 de febrero, 2021.