El perseverance es el más sofisticado robot que la NASA ha enviado al Planeta Rojo, con un nombre que encarna la pasión de la NASA, y capacidad de nuestra raza para asumir y superar desafíos. Recopilará cuidadosamente seleccionadas y documentadas muestras de rocas y sedimentos para el futuro regreso a la Tierra, buscará signos de vida microbiana antigua, caracterizará la geología y el clima del planeta, y allanará el camino para la exploración humana más allá de la Luna. Perseverance también está transportando varias tecnologías de vanguardia a la superficie de Marte, incluido un helicóptero llamado Ingenuity, el primer vehículo aéreo en intentar un vuelo controlado y con motor en otro planeta.
Buscando vida antigua, recolectando rocas y suelo
El Mars 2020 Perseverance Rover buscará signos de vida microbiana antigua, lo que avanzará en la búsqueda de la NASA para explorar la habitabilidad pasada de Marte. El rover tiene un taladro para recolectar muestras de núcleos de roca y suelo marcianos; luego serán almacenados en tubos sellados para que los recoja una misión futura que los transportaría de regreso a la Tierra para un análisis detallado. Perseverance también pondrá a prueba tecnologías para ayudar a allanar el camino para la futura exploración humana de Marte.
Atado al vientre del rover para el viaje a Marte hay una demostración de tecnología: el Helicóptero de Marte, Ingenuity, puede lograr un «momento de los hermanos Wright» al probar el primer vuelo con motor en el Planeta Rojo.
Hay varias formas en que la misión ayuda a allanar el camino para futuras expediciones humanas a Marte y demuestra tecnologías que pueden usarse en esos esfuerzos. Estos incluyen probar un método para producir oxígeno de la atmósfera marciana, identificar otros recursos (como el agua subterránea), mejorar las técnicas de aterrizaje y caracterizar el clima, el polvo y otras condiciones ambientales potenciales que podrían afectar a los futuros astronautas que viven y trabajan en Marte.
Datos clave sobre el rover Mars 2020 de la NASA
Lanzamiento:
30 de julio a las 4:50 am PDT (7:50 am EDT)
Aterrizaje:
18 de febrero de 2021
Duración de la misión:
Al menos un año en Marte (aproximadamente 687 días terrestres)
Fase actual:
Crucero ›
Mars 2020 Perseverance Rover Science: objetivos
Estudiar la habitabilidad de Marte, buscar signos de vida microbiana pasada, recolectar y almacenar muestras y prepararse para futuras misiones humanas
El rover Perseverance tiene cuatro objetivos científicos que respaldan las metas del Programa de Exploración de Marte :
| 1. Buscando habitabilidad: | Identificar entornos pasados ??capaces de sustentar la vida microbiana. |
| 2. Buscando biofirmas: | Buscar signos de posible vida microbiana pasada en esos entornos habitables, particularmente en rocas especiales conocidas por preservar los signos de vida a lo largo del tiempo. |
| 3. Almacenamiento de muestras: | Recolectar muestras de roca y «suelo» y almacénelas en la superficie marciana. |
| 4. Preparándose para los humanos: | Pruebar la producción de oxígeno de la atmósfera marciana. |
Todas abordan cuestiones de astrobiología clave relacionadas con el potencial de Marte como un lugar para la vida. Los tres primeros consideran la posibilidad de una vida microbiana pasada. Incluso si Perseverance no descubre ningún signo de vida pasada, allana el camino para la vida humana en Marte algún día.
Tecnología Mars 2020: herencia e innovación
Tecnologías de entrada, descenso y aterrizaje
La misión utiliza innovaciones tecnológicas ya demostradas con éxito, especialmente para la entrada, descenso y aterrizaje (EDL). Al igual que el rover Curiosity de la NASA, la nave espacial Mars 2020 utiliza un sistema de entrada, descenso y aterrizaje guiados. El sistema de aterrizaje en la misión Mars 2020 incluye un paracaídas, un vehículo de descenso y un enfoque llamado «maniobra de grúa aérea» para bajar el rover en un atar a la superficie durante los últimos segundos antes de aterrizar.
Este tipo de sistema de aterrizaje proporciona la capacidad de aterrizar un rover muy grande y pesado en la superficie de Marte en un área de aterrizaje más precisa de lo que era posible antes del aterrizaje de Curiosity. Mars 2020 lleva las cosas un paso más allá. Agrega nuevas tecnologías de entrada, descenso y aterrizaje (EDL), como la navegación relativa al terreno (TRN). Este sofisticado sistema de navegación permite al rover detectar y evitar terrenos peligrosos desviándose a su alrededor durante su descenso a través de la atmósfera marciana. Un micrófono permite a los ingenieros analizar la entrada, el descenso y el aterrizaje. También podría capturar los sonidos del rover en funcionamiento, lo que proporcionaría a los ingenieros pistas sobre la salud y las operaciones del rover, y sería un placer escucharlo.
Tecnologías para operaciones de superficie
El diseño del rover Perseverance minimiza los costos y riesgos porque se basa en gran medida en el diseño de ingeniería del rover Curiosity anterior. El sistema de movilidad de largo alcance Perseverance le permite viajar en la superficie de Marte de 5 a 20 kilómetros. Las mejoras en la perseverancia incluyen un nuevo diseño de rueda más capaz. Y por primera vez, el rover lleva un taladro para extraer muestras de rocas y suelo marcianos. Reúne y almacena los núcleos en tubos en la superficie marciana, utilizando » almacenamiento en caché de depósito «. El almacenamiento en caché demuestra una nueva capacidad móvil para recopilar, almacenar y conservar muestras. Esto podría allanar el camino para futuras misiones para recuperar las muestras y transportarlas a la Tierra para un análisis de laboratorio intensivo.
El perseverance prueba una tecnología para extraer oxígeno de la atmósfera marciana, que es 96% de dióxido de carbono. Esta demostración ayuda a los planificadores de misiones a probar formas de utilizar los recursos naturales de Marte para apoyar a los exploradores humanos y mejorar los diseños de soporte vital, transporte y otros sistemas importantes para vivir y trabajar en Marte. El rover también monitorea el clima y el polvo en la atmósfera marciana a través de una Estación Meteorológica Automática. Dichos estudios son importantes para comprender los cambios diarios y estacionales en Marte, y ayudarán a los futuros exploradores humanos a predecir mejor el clima marciano.
La misión: lugar, entrada y aterrizaje
El lugar: cráter Jezero
Esta ilustración muestra el cráter Jezero, el lugar de aterrizaje del rover Perseverance de Marte 2020, como pudo haber parecido miles de millones de años en Marte, cuando era un lago. Una entrada y una salida también son visibles a ambos lados del lago.
Un objetivo clave de la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).
Las misiones posteriores, actualmente bajo consideración por la NASA en cooperación con la Agencia Espacial Europea, enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en caché de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.
Los colores más claros de esta imagen representan una mayor elevación del cráter Jezero en Marte, el lugar de aterrizaje de la misión Mars 2020 de la NASA. El óvalo indica la elipse de aterrizaje, donde el rover aterrizará en Marte. El color agregado a esta imagen ayuda a que el borde del cráter se destaque claramente y hace que sea más fácil detectar la costa de un lago que se secó hace miles de millones de años.
Los científicos quieren visitar esta costa porque puede haber preservado la vida microbiana fosilizada, si es que alguna vez se formó en Marte.
La imagen fue creada usando datos de una combinación de instrumentos y naves espaciales: Mars Global Surveyor de la NASA y su Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA); Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA y su espectrómetro de imágenes de reconocimiento compacto para Marte (CRISM) y cámara de contexto (CTX); y Mars Express de la Agencia Espacial Europea y su cámara estéreo de alta resolución (HRSC).
El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, lideró el trabajo para construir el instrumento CRISM y opera CRISM en coordinación con un equipo internacional de investigadores de universidades, el gobierno y el sector privado. Malin Space Science Systems en San Diego construyó y opera CTX. MOLA fue construido y operado por un equipo encabezado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Aterrizaje: los siete minutos de «terror»
La entrada, el descenso y el aterrizaje, a menudo denominada «EDL», es la fase más corta e intensa de la misión Mars 2020. Comienza cuando la nave espacial alcanza la cima de la atmósfera marciana, viajando a casi 20.000 kilómetros por hora. Termina unos siete minutos más tarde, con Perseverance estacionaria en la superficie marciana. Para pasar con seguridad de esas velocidades a cero, en ese corto período de tiempo, mientras golpea un objetivo estrecho en la superficie, requiere «frenar de golpe» de una manera muy cuidadosa, creativa y desafiante.
Aterrizar en Marte es difícil. Solo alrededor del 40% de las misiones enviadas a Marte, por cualquier agencia espacial, han tenido éxito. Cientos de cosas tienen que salir bien. Es más, perseverance tiene que manejar todo por sí misma. Durante el aterrizaje, se necesitan más de 11 minutos para obtener una señal de radio de Marte, por lo que cuando el equipo de la misión se entera de que la nave espacial ha entrado en la atmósfera, en realidad, el rover ya está en tierra. Por lo tanto, Perseverance está diseñado para completar todo el proceso de EDL por sí mismo, de forma autónoma.
Cómo se desarrolla el aterrizaje
Preparativos finales
Diez minutos antes de entrar a la atmósfera, la nave espacial abandona su etapa de crucero, que alberga paneles solares, radios y tanques de combustible utilizados durante su vuelo a Marte. Solo el aeroshell protector, con rover y etapa de descenso en el interior, realiza el viaje a la superficie. Antes de entrar en la atmósfera, el vehículo enciende pequeños propulsores en la carcasa trasera para reorientarse y asegurarse de que el escudo térmico esté mirando hacia adelante para lo que viene a continuación.
Entrada atmosférica
A medida que la nave entra en la atmósfera marciana, el arrastre producido la ralentiza drásticamente, pero estas fuerzas también la calientan drásticamente. El calentamiento máximo se produce unos 80 segundos después de la entrada atmosférica, cuando la temperatura en la superficie externa del escudo térmico alcanza unos 1.300 grados Celsius. Sin embargo, a salvo en el aeroshell, el rover alcanza solo la temperatura ambiente.
Cuando comienza a descender por la atmósfera, la nave se encuentra con bolsas de aire más o menos densas que pueden desviarla de su curso. Para compensar, dispara pequeños propulsores en su carcasa trasera que ajustan su ángulo y dirección de elevación. Esta técnica de «entrada guiada» ayuda a la nave espacial a permanecer en el camino hacia su objetivo de rango inferior.
Despliegue de paracaídas
El escudo térmico ralentiza la nave espacial a menos de 1.600 kilómetros por hora. En ese momento, es seguro desplegar el paracaídas supersónico. Para determinar el momento de este evento crítico, Perseverance utiliza una nueva tecnología, Range Trigger , para calcular su distancia al objetivo de aterrizaje y abrir el paracaídas en el momento ideal para dar en el blanco.
El paracaídas, que tiene 21,5 metros de diámetro, se despliega unos 240 segundos después de la entrada, a una altitud de aproximadamente 11 kilómetros y una velocidad de aproximadamente 1,512 kph.
Ponerse a cero en el aterrizaje
Veinte segundos después del despliegue del paracaídas, el escudo térmico se separa y cae. El rover está expuesto a la atmósfera de Marte por primera vez, y las cámaras e instrumentos clave pueden comenzar a fijarse en la superficie que se acerca rápidamente a continuación. Su radar de aterrizaje rebota señales de la superficie para calcular su altitud. Mientras tanto, entra en funcionamiento otra nueva tecnología EDL, la navegación relativa al terreno.
Usando una cámara especial para identificar rápidamente características en la superficie, el rover las compara con un mapa a bordo para determinar exactamente hacia dónde se dirige. Los miembros del equipo de la misión han cartografiado de antemano las áreas más seguras de la zona de aterrizaje. Si Perseverance puede decidir que se dirige a un terreno más peligroso, elige el lugar más seguro que puede alcanzar y se prepara para el siguiente paso dramático.
Descenso motorizado
En la fina atmósfera marciana, el paracaídas solo puede reducir la velocidad del vehículo a unas 320 kilómetros por hora. Para llegar a su velocidad segura de aterrizaje, Perseverance debe liberarse del paracaídas y bajar el resto del camino usando cohetes.
Directamente encima del rover, dentro de la carcasa trasera, se encuentra la etapa de descenso propulsada por cohetes. Piense en ello como una especie de jetpack con ocho motores apuntando hacia el suelo. Una vez que está a unos 2.100 metros sobre la superficie, el rover se separa de la carcasa trasera y enciende los motores de la etapa de descenso.
La etapa de descenso se desvía rápidamente hacia un lado o hacia el otro, para evitar ser impactada por el paracaídas y el caparazón que baja detrás de ella. La dirección de su maniobra de desvío está determinada por el objetivo seguro seleccionado por la computadora que ejecuta Navegación relativa al terreno.
Maniobra Skycrane
A medida que la etapa de descenso se nivela y se reduce a su velocidad final de descenso de aproximadamente a 2,7 kilómetros por hora, inicia la maniobra de la “grúa aérea”. Aproximadamente 12 segundos antes del aterrizaje, a unos 20 metros sobre la superficie, la etapa de descenso baja el rover sobre un conjunto de cables de unos 6,4 metros de largo. Mientras tanto, el rover desenrolla su sistema de movilidad, bloqueando sus patas y ruedas en la posición de aterrizaje.
Tan pronto como el rover detecta que sus ruedas han tocado el suelo, corta rápidamente los cables que lo conectan a la etapa de descenso. Esto libera la etapa de descenso para volar y hacer su propio aterrizaje incontrolado en la superficie, a una distancia segura de Perseverance.
