La misión de alta tecnología del Mars rover Perseverance al planeta rojo

Actualización: ¡La perseverancia está a salvo en la superficie de Marte! El titular se ha actualizado para reflejar la noticia.

Habrá un robot más en Marte mañana por la tarde. El rover Perseverance aterrizará justo antes de la 1:00 p.m. Pacífico, comenzando una nueva expedición importante al planeta y dando inicio a una serie de experimentos, desde la búsqueda de rastros de vida hasta el tan esperado helicóptero marciano. Esto es lo que puede esperar de Perseverance mañana y durante los próximos años.

Es una misión grande y compleja, y al igual que el programa Artemis, se trata tanto de prepararse para el futuro, en el que la gente visitará el planeta rojo, como de aprender más sobre él en el presente. La perseverancia es ambiciosa incluso entre las misiones a Marte.

Si desea seguir en vivo, la transmisión del aterrizaje de NASA TV comienza a las 11:15 a.m. Pacífico, brindando contexto y entrevistas mientras la nave hace su aproximación final:

Hasta entonces, sin embargo, es posible que desee repasar lo que hará Perseverance.

Siete meses de anticipación y siete minutos de terror

Primero, el rover del tamaño de un automóvil tiene que llegar a la superficie de manera segura. Ha estado viajando durante siete meses para llegar al planeta rojo, su llegada anunciada por nuevos orbitadores de los Emiratos Árabes Unidos y China, que llegaron la semana pasada.

Sin embargo, la perseverancia no busca quedarse en órbita y se sumergirá directamente en la delgada atmósfera de Marte. La nave espacial que transporta el rover ha realizado pequeños ajustes en su trayectoria para asegurarse de que entra en el momento y el ángulo correctos para poner Perseverance por encima de su objetivo, el cráter Jezero.

El proceso de desaceleración y aterrizaje tomará aproximadamente siete minutos una vez que la nave ingrese a la atmósfera. El proceso de aterrizaje es el más complejo y ambicioso jamás emprendido por una misión interplanetaria y es el siguiente.

Después de reducir la velocidad en la atmósfera como un meteoro a una pausada 940 MPH, el paracaídas se desplegará y reducirá la velocidad del descensor durante el siguiente minuto o dos a una cuarta parte de esa velocidad. Al mismo tiempo, el escudo térmico se separará, exponiendo los instrumentos en la parte inferior de la embarcación.

Este es un momento crucial, ya que la nave, de forma autónoma, no hay tiempo para enviar los datos a la Tierra, escaneará el área debajo de ella con un radar y otros instrumentos y encontrará lo que cree que es una ubicación de aterrizaje óptima.

Una vez que lo haga, desde más de una milla hacia arriba, el paracaídas se desprenderá y el rover continuará hacia abajo en un “descenso motorizado” utilizando una especie de propulsor que lo llevará hasta solo 70 pies sobre la superficie. En este punto, el rover se separa, suspendido al final de una “Sky Crane” de 21 pies, y cuando el propulsor desciende, el cable se extiende; una vez que aterriza, el jetpack se aleja, con Sky Crane y todo, para estrellarse en algún lugar seguro y distante.

Todo eso ocurre en unos 410 segundos, tiempo durante el cual el equipo estará sudando locamente y masticando sus lápices. Todo está aquí en este diagrama para una referencia rápida:

Y para los fanáticos del espacio que quieren un poco más de detalle, echa un vistazo esta increíble simulación en tiempo real de todo el proceso. Puede acelerar, ralentizar, comprobar las fuerzas y velocidades nominales teóricas, etc.

Balanceando el cráter

Otros rovers y orbitadores han estado mostrando signos prometedores de vida en Marte durante años: el Mars Express Orbiter descubrió agua líquida debajo de la superficie en 2018; La curiosidad encontró indicios gaseosos de vida en 2019; Spirit y Opportunity encontraron toneladas de señales de que la vida podría haber sido sustentada durante sus misiones increíblemente largas.

El cráter Jezero fue elegido como una región rica en posibilidades para encontrar evidencia de vida, pero también un buen lugar para muchos otros esfuerzos científicos.

Las más similares a las misiones anteriores son las metas de geología y astrobiología. Jezero era “el hogar de un antiguo delta, inundado de agua”. Toneladas de materiales se fusionan en deltas que no solo fomentan la vida, sino que registran su presencia. Perseverance llevará a cabo un estudio detallado del área en la que aterriza para ayudar a caracterizar el antiguo clima de Marte.

Parte de esa investigación prueba específicamente para evidencia de vida, como los depósitos de ciertos minerales en patrones que probablemente hayan resultado de colonias de microbios en lugar de procesos geológicos. No se espera que el rover se encuentre con ninguna criatura viviente, pero usted sabe que todo el equipo espera secretamente que ocurra esta posibilidad astronómicamente improbable.

Uno de los objetivos científicos que más abarcan el futuro es recolectar y secuestrar muestras del medio ambiente en una instalación de almacenamiento central, que luego se puede enviar de regreso a la Tierra, aunque todavía están descubriendo cómo manejar ese último detalle. Las muestras mismas se cortarán cuidadosamente de la roca en lugar de perforarlas o astillarlas, dejándolas en perfectas condiciones para su posterior análisis.

Perseverance pasará algún tiempo volviendo a su camino para colocar hasta 30 cápsulas llenas de material muestreado en un depósito central, que se mantendrá sellado hasta el momento en que puedan ser cosechadas y devueltas a la Tierra.

Todo el tiempo, el rover actuará como un laboratorio científico móvil, tomando todo tipo de lecturas sobre la marcha. Algunos de los signos de vida que está buscando solo son el resultado de un análisis detallado del suelo, por ejemplo, por lo que hay a bordo sofisticados instrumentos de espectroscopia y de imágenes (PIXL y SHERLOC). También lleva un radar de penetración terrestre (RIMFAX) para observar la fina estructura del paisaje debajo de él. Y MEDA tomará continuamente medidas de temperatura, viento, presión, características del polvo, etc.

Por supuesto, los paisajes agradables para la multitud y los “selfies” por los que los rovers de la NASA se han hecho famosos también serán transmitidos a la Tierra con regularidad. Tiene 19 cámaras, aunque en su mayoría se utilizarán con fines científicos y de navegación.

Explorar requiere un poco de MOXIE e ingenio

La perseverancia es parte del plan a largo plazo de la NASA para visitar el planeta rojo en persona, y contiene un puñado de experimentos tecnológicos que podrían contribuir a esa misión.

El más popular, y por una buena razón, es el Helicóptero Ingenuity Mars. Esta pequeña nave de dos rotores alimentada por energía solar será la primera demostración de vuelo propulsado en otro planeta (el jetpack en el que viajaba Perseverance no cuenta).

Los objetivos son modestos: el principal es simplemente despegar y flotar en el aire a unos pocos pies del suelo durante 20 a 30 segundos, y luego aterrizar de manera segura. Esto proporcionará datos cruciales del mundo real sobre cómo se comportará una nave como esta en Marte, cuánto polvo levanta y todo tipo de otras métricas que las futuras naves aéreas tendrán en cuenta. Si el primer vuelo sale bien, el equipo planea vuelos adicionales que pueden parecerse al GIF de arriba.

Ser capaz de volar en otro planeta sería enorme para la ciencia y la exploración y, finalmente, para la industria y la seguridad cuando hay gente allí. Los drones ya se han convertido en herramientas cruciales para todo tipo de operaciones topográficas, de rescate y otras tareas aquí en la Tierra. ¿Por qué no sería el mismo caso en Marte? Además, obtendrá excelentes fotografías con sus cámaras integradas.

MOXIE es el otro experimento con miras al futuro, y podría ser incluso más importante (aunque menos llamativo) que el helicóptero. Son las siglas de Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, y se trata de tratar de producir oxígeno respirable a partir de la delgada atmósfera del planeta, principalmente de dióxido de carbono.

No se trata de producir oxígeno para respirar, aunque también podría usarse para eso. MOXIE se trata de producir oxígeno a escalas lo suficientemente grandes como para que pueda usarse para proporcionar combustible para cohetes para futuros despegues. Aunque si alguna vez se construyen hábitats como estos, será bueno tener mucho O2 a mano por si acaso.

Para un viaje de ida y vuelta a Marte, obtener combustible desde allí en lugar de transportarlo en camiones desde la Tierra para quemarlo en el camino de regreso es una mejora inmensa en muchos sentidos. Las 30-50 toneladas de oxígeno líquido que normalmente se llevarían a los tanques podrían ser cargas útiles funcionales, y ese tipo de tonelaje es muy útil cuando se habla de alimentos liofilizados, productos electrónicos y otros suministros.

MOXIE intentará, a pequeña escala (tiene aproximadamente el tamaño de una batería de automóvil, y los futuros generadores de oxígeno serían cien veces más grandes), aislar el oxígeno del CO2 que lo rodea. El equipo espera unos 10 gramos por hora, pero solo estará encendido de forma intermitente para no consumir demasiada energía. Con suerte, será un éxito suficiente para que este método se pueda seguir más seriamente en un futuro próximo.

Tecnología auto-itinerante

Uno de los grandes desafíos para los vehículos exploradores anteriores es que esencialmente han sido controlados a distancia con un retraso de 30 minutos: los científicos en la Tierra examinan los alrededores, envían instrucciones como “avance 40 centímetros, gire las ruedas delanteras 5 grados a la derecha, avance 75 centímetros ”, etc. Esto no solo significa mucho trabajo para el equipo, sino una gran demora mientras el rover hace movimientos, espera media hora para que lleguen más instrucciones y luego repite el proceso una y otra vez.

La perseverancia rompe con sus antepasados ​​con un sistema de navegación autónomo totalmente nuevo. Tiene cámaras a color de gran angular de alta resolución y una unidad de procesamiento dedicada para convertir imágenes en mapas del terreno y elegir caminos a través de ellos, como un automóvil autónomo.

Ser capaz de ir más lejos por sí solo significa que el rover puede cubrir mucho más terreno. El viaje más largo jamás registrado en un solo día marciano fue de 702 pies por Opportunity (RIP). La perseverancia tendrá como objetivo cubrir esa distancia en promedio, y con mucha menos participación humana. Lo más probable es que establezca un nuevo récord con bastante rapidez una vez que haya terminado de andar de puntillas durante los primeros días.

De hecho, los primeros 30 soles después del aterrador aterrizaje serán en su mayoría controles, controles dobles, despliegues de instrumentos, más controles y tiradas cortas de aspecto poco impresionante alrededor del área inmediata. Pero recuerde, si todo va bien, esta cosa aún podría estar rodando alrededor de Marte en 10 o 15 años cuando la gente comience a aparecer. Este es solo el comienzo de una misión muy larga.