Parece bastante fácil:si podemos enviar a un hombre a la luna para jugar una partida de golf, ¿por qué tenemos rovers en 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 Fahrenheit (menos 63 grados Celsius), estuviera aparentemente sin vida y tuviera una delgada atmósfera marciana [fuente:Mars Exploration] . Aún así, sus patrones geológicos se asemejan a una variedad de lugares que conocemos en la Tierra, desde las antiguas tierras erosionadas y marcadas por 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 sólo exploren la superficie marciana, sino que también descubran algunos de los problemas que surgirían si algún día enviáramos mujeres u hombres al planeta.
ContenidoEnviar un rover a una misión a Marte no es tan fácil como enviar un coche para niños con un walkie-talkie clavado en el techo. Exploraremos tanto la tecnología como los instrumentos utilizados en los vehículos de exploración de Marte y, al mismo tiempo, veremos cómo se comunican con la Tierra.
Y la tecnología no decepciona; El rover Curiosity, lanzado en 2011, tiene instrumentos que realmente pertenecen a una película de ciencia ficción. (Pista:láseres).
Hasta ahora hemos intentado establecer contacto con Marte 40 veces. La antigua URSS lideró las primeras cinco misiones, que tuvieron lugar entre 1960 y 1962. Todas las misiones fueron sobrevuelos del planeta, lo que significa que las naves debían orbitar Marte para enviar imágenes. Todas esas misiones fueron fracasos; O la nave espacial no llegó al planeta o se rompió durante el viaje.
La primera misión exitosa fue el viaje de 1964 del Mariner 4, una nave estadounidense que envió 21 imágenes del planeta.
A partir de entonces, Estados Unidos, la antigua URSS, Japón y la Agencia Espacial Europea lanzaron misiones al planeta Marte. En las siguientes secciones, exploraremos no solo los propios rovers sino también algunos de los descubrimientos que hicieron.
Entonces, si somos tan avanzados y sofisticados que podemos construir robots extremadamente complicados a Marte, ¿por qué no podemos simplemente enviar a Terry el astronauta? La razón más importante es también probablemente la más obvia:Terry probablemente simplemente no lograría llegar allí.
Es decir, sólo alrededor de un tercio de las misiones lanzadas hasta ahora han finalizado con "éxito", lo que significa que han realizado un viaje a Marte intactas. 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 escena. Pocos de nosotros disfrutamos de las probabilidades de morir cada tres días en el trabajo.
El costo, por supuesto, es otro factor. Si bien Curiosity, el rover más reciente que forma parte de la misión del Laboratorio Científico de Marte de la NASA, costó la friolera de 2.470 millones de dólares, la NASA todavía no tuvo que tener en cuenta cosas molestas como permitir que alguien respire oxígeno [fuente:Space.com]. O regresar de Marte, en todo caso.
Tenga en cuenta que un rover de Marte permanece en el planeta para siempre cuando terminamos con él, pero el viaje de Terry el astronauta es más unas vacaciones que una mudanza. Y eso significa alimentos, combustible, eliminación de desechos y una gran cantidad de otros costos, el doble.
Más allá de la logística y el costo, existen grandes incógnitas sobre cómo podría reaccionar el sistema humano ante una atmósfera como la de Marte.
Como Marte no tiene campo magnético, los humanos recibirían enormes dosis de radiación cósmica, lo que no es un problema en la Tierra, donde el campo magnético del planeta actúa para bloquearla. Un viaje de 1000 días a Marte tiene el potencial de generar un 40 por ciento de posibilidades de que el astronauta desarrolle cáncer después de regresar a la Tierra, lo que no necesariamente es algo que mucha gente busca cuando se entrevista para un trabajo [fuente:NASA Science].
Tenga en cuenta también que si Terry el astronauta también es Terry la mujer, corre un riesgo aún mayor:tener senos y órganos reproductivos femeninos presenta casi el doble de riesgo de cáncer [fuente:NASA Science]. Así que sin Terry el astronauta recibiendo dosis masivas de rayos cancerígenos, nos quedamos con exploradores robóticos.
Lo más atractivo de la exploración de Marte es la promesa de encontrar agua, o evidencia de agua en el pasado. "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 la tiene hoy, es convincente preguntarse si alguna forma de vida microscópica podría haberse desarrollado en su superficie".
Las primeras misiones a Marte fueron sobrevuelos, lo que significa que simplemente eran naves en órbita que enviaban fotografías del planeta. El primero fue el Mariner 3 en 1962; sin embargo, la primera órbita y fotografías exitosas se produjeron en 1965 desde el Mariner 4.
Cuando terminaron los sobrevuelos en 1969, la siguiente serie de misiones implicó orbitadores. La NASA diseñó estas naves espaciales para orbitar a largo plazo alrededor de Marte, recopilando fotografías. Mariner 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 y al mismo tiempo llevar sondas para encontrar agua subterránea. Quizás lo más importante es que sigue siendo una herramienta de comunicación crucial para transmitir información al control de la misión.
Pero pasemos a los predecesores de los rovers. Viking 1 y 2, que se lanzaron a mediados de los años 70, tenían módulos de aterrizaje que descendieron 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 impide que se formen organismos.
Cuando pensamos en máquinas más modernas que aterrizarán en Marte, normalmente comenzamos con la misión Pathfinder de 1995. El Pathfinder estaba formado por un módulo de aterrizaje equipado con un paracaídas para entrar en la atmósfera de Marte y el rover Sojourner. El equipo arrojó miles de imágenes, así como 15 análisis químicos del suelo y datos meteorológicos.
En 2003, el equipo de la misión Mars Exploration Rover lanzó el Spirit y el Opportunity, uno de los cuales todavía atravesaba el planeta a finales de 2011.
Resulta que Espíritu y Oportunidad no son sólo palabras que usamos para sentirnos mejor cuando estamos deprimidos. En 2003, la NASA lanzó los alegres rovers Spirit y Opportunity, que se embarcaron en una misión de mucha mayor movilidad y distancia que Pathfinder.
Ambos vehículos comparten algunas características notables. Ambos pueden generar energía a partir de paneles solares y almacenarla en baterías internas. En caso de que haya algún hombrecito verde cerca, los rovers pueden tomar imágenes en color de alta resolución o instalar cámaras de aumento para que los científicos terrestres escudriñen 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 venían equipados con un taladro instalado (Rock Abrasion Tool) para perforar la superficie del planeta.
El cuerpo del rover es la caja electrónica cálida (WEB). Una plataforma de equipos se encuentra en la parte superior del rover, donde se encuentran el mástil (u ojo del periscopio) y las cámaras. Las paredes pintadas de oro del cuerpo del rover pueden soportar temperaturas de -140 grados Fahrenheit (menos 96 grados Celsius).
Dentro de la WEB del rover hay baterías de iones de litio, radios y elementos electrónicos como espectrómetros, todos los cuales requieren calor para funcionar. El cerebro del rover es una computadora comparable a una potente computadora portátil de alta gama, pero con funciones de memoria especiales que no se destruyen con la radiación ni los cortes. Las computadoras también verifican continuamente las temperaturas para garantizar un vehículo móvil "saludable".
Lo que encontraron Spirit y Opportunity fue un mérito de la tecnología que les permitió explorar el Planeta Rojo. Un par de meses después del aterrizaje, el Opportunity descubrió evidencia de agua salada, lo que deja abierta la posibilidad de que alguna vez haya existido vida (e indicios fósiles) en el planeta. Spirit tropezó con rocas que apuntaban a un Marte anterior e ingobernable, marcado por impactos, vulcanismo explosivo y agua subterránea [fuente:NASA Mars].
Tanto Spirit como Opportunity ya no responden. La NASA puso fin a la misión del Spirit en 2011, y los ingenieros del Control de Misión del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA no pudieron reactivar el Opportunity en 2019.
En seis años, Spirit capturó 124.838 imágenes y viajó 4,8 millas. Mientras tanto, Opportunity estuvo presente durante más de 14 años, capturó 217.594 imágenes sin editar y viajó 45 kilómetros.
No basta con decir que Spirit y Opportunity tienen cámaras y algunos equipos de radio sofisticados. Con un peso de 384 libras (170 kilogramos) cada uno, y un total de $850 millones para construir, es mejor que creas que el equipo no es solo tu confiable MacBook pegado a una radio AM/FM.
En primer lugar, una cámara panorámica, montada en cada rover, proporciona un contexto geológico más amplio. Ubicada en el mástil a aproximadamente 5 pies (1,5 metros) del suelo, la cámara no solo toma imágenes en color sino que también lleva 14 filtros diferentes que pueden identificar objetivos de roca y suelo para verlos más de cerca.
Un espectrómetro de emisión térmica en miniatura identifica minerales en el sitio con un poco de ayuda de longitudes de onda infrarrojas. Ayuda a encontrar patrones distintivos que podrían mostrar el movimiento del agua. En el brazo del rover hay un espectrómetro Moessbauer, que se coloca directamente sobre 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, existe un espectrómetro de rayos X de partículas alfa, del mismo tipo que se encuentra en los laboratorios de geología, que ayuda a los científicos a determinar los orígenes 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 podemos descubrir realmente estos sorprendentes descubrimientos que hacen Spirit y Opportunity? Bueno, 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 velocidad de datos escasa, se utiliza principalmente como respaldo y en el embarcadero.
En general, los orbitadores sólo comunican unas tres horas de información directamente a la Tierra. En realidad, el resto es interceptado y enviado a las órbitas Mars Odyssey y Mars Global Surveyor, que transmiten a la Tierra, y viceversa.
El orbitador se mueve de un horizonte a otro en unos 16 minutos; 10 de esos minutos se pueden utilizar 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 cercano con ambos rovers y tienen una ventana mucho más larga para comunicarse con la Tierra que cualquiera de los rovers.
Cada uno de los rovers utiliza dos antenas para la comunicación:una antena de alta ganancia que puede dirigirse para transmitir información hacia una antena en la Tierra, y una antena de baja ganancia que puede recibir y enviar información desde todas las direcciones a una velocidad menor que la de alta ganancia. ganar antena.
Todas estas comunicaciones se producen a través de la Deep Space Network (DSN), una red internacional de antenas con instalaciones de comunicación en el desierto de Mojave de California; Madrid, España; y Canberra, Australia.
Actualmente hay dos rovers en la superficie marciana:Curiosity y Perseverance. Curiosity, que tiene 17 cámaras, aterrizó en el cráter Gale en 2012. El rover Curiosity que alberga el Laboratorio Científico de Marte tiene aproximadamente el doble de tamaño que el Spirit y el Opportunity. El rover, de unos 3 metros (10 pies) de largo y 2 metros (7 pies) de alto, pesa alrededor de 900 kilogramos (2000 libras) y tiene una suspensión "basculante" que equilibra el vehículo sobre el terreno rocoso marciano.
Perseverance aterrizó en 2020 en el cráter Jezero y deambula por el paisaje marciano en busca de evidencia de vida microbiana pasada.
Si bien los rovers no marcan exactamente el reloj todas las mañanas, sí envían imágenes, junto con datos de instrumentos y de estado, a sus jefes terrestres.
Extrapolando los datos, los científicos envían comandos al rover durante el período de tres horas de comunicación directa con la antena de alta ganancia. Luego, el rover permanece solo durante 20 horas, ejecutando comandos y enviando datos de imágenes a los dos satélites situados encima. Los comandantes del rover podrían decirle que se mueva hacia una nueva roca, la muela, la analice, tome fotografías o recopile otros datos con otros instrumentos.
El rover y los científicos repiten este patrón durante quizás 90 días. En ese momento, la potencia del rover comenzará a disminuir. Además, Marte y la Tierra se alejarán cada vez más, lo que dificultará la comunicación. Con el tiempo, el rover no tendrá suficiente potencia para comunicarse, estará demasiado lejos o sufrirá una falla mecánica y la misión terminará.
En noviembre de 2011, la NASA lanzó el Laboratorio Científico de Marte para estudiar el suelo y las rocas 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 Científico 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 a Estados Unidos y Canadá, España y Rusia también cuentan con instrumentos en la misión. España estudia la Estación de Vigilancia Ambiental Rover, diseñada para estudiar la atmósfera y los rayos ultravioleta. Rusia suministró el instrumento Dynamic Albedo of Neutrons, 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 muestras. (Los nombres creativos no suelen ser una prioridad en las misiones científicas). Después de que el brazo del rover recoja 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 útiles instrumentos a bordo del laboratorio:
Pero seamos honestos:la parte más genial del Mars Science Laboratory es probablemente la ChemCam, que "utiliza pulsos láser para vaporizar capas delgadas de material de rocas marcianas o objetivos de suelo hasta 7 metros (23 pies) de distancia" [fuente:Mars Science Dato de laboratorio].
Determinará qué átomos responden al haz mientras un telescopio muestra lo que ilumina el láser. Ayudarán a los científicos a determinar exactamente hacia dónde les gustaría que viajara o recogiera el rover. Más allá de eso, es genial tener láseres en robots.
