Nave InSight (NASA) camino a Marte.
Al llegar a destino la
Nave habrá cubierto 485 millones de Km. (301 millones de millas) en un lapso de
205 días de navegación en el espacio. Su aterrizaje está previsto para el 26 de
noviembre de 2018, en la región Elysium Planitia de Marte, donde será la
primera misión para estudiar el interior profundo del Planeta Rojo.
El equipo InSight está
usando el tiempo antes de la llegada de la nave a Marte no solo para planificar
y practicar ese día crítico, sino también para activar y verificar subsistemas
de naves espaciales vitales para operaciones de crucero, aterrizaje y
superficie, incluidos los instrumentos científicos altamente sensibles.
El sismómetro
SEIS (Experimento sísmico para la estructura interior) de InSight, que se usará para detectar terremotos en Marte, es
un sismómetro de seis sensores que combina dos tipos de sensores para medir
movimientos sobre el terreno en un amplio rango de frecuencias. Esto
proporcionará a los científicos una ventana a la actividad en el interior de la
superficie de Marte.
Una vez en su sitio,
InSgiht también medirá la cantidad de calor que escapa de Marte. Para ello
utilizará el instrumento de flujo de calor y propiedades físicas (HP3). HP3,
construido y operado por DLR, se colocará en la superficie marciana después de
que InSight aterrice el 26 de noviembre de 2018. Una sonda llamada topo
golpeará el suelo, se enterrará y arrastrará una atadura detrás de él. Los
sensores de temperatura integrados en esta cuerda medirán el calor interno
natural de Marte.
Esa no es una tarea fácil.
El topo debe excavar lo suficientemente profundo como para escapar de los
amplios cambios de temperatura de la superficie marciana. Incluso el propio
"calor corporal" de la nave espacial podría afectar las lecturas súpersensibles de HP3.
Además de excavar, el
lunar emitirá pulsos de calor. Los científicos estudiarán la rapidez con que el
lunar calienta la roca circundante, lo que les permite averiguar qué tan bien
conducen los granos de roca en el lugar de aterrizaje. Los granos densamente
empacados conducen mejor el calor, una pieza importante de la ecuación para
determinar la energía interna de Marte.
Para ver un ejemplo de
flujo de calor planetario, imagine una olla de agua en una estufa.
A medida que el agua se
calienta, se expande, se vuelve menos densa y se eleva. El agua más fría y más
densa se hunde en el fondo, donde se calienta. Este ciclo de frío a caliente se
llama convección. Lo mismo sucede dentro de un planeta, batiendo rocas durante
millones de años.
Al igual que las burbujas
en expansión pueden empujar la tapa de una olla, los volcanes son tapas que se
vuelan desde la cima de un mundo. Forman la superficie de un planeta en el
proceso. La mayor parte de la atmósfera en los planetas rocosos se forma a
medida que los volcanes expulsan el gas desde lo profundo. Se cree que algunos
de los lechos de ríos secos más grandes de Marte se formaron cuando los
volcanes de Tharsis arrojaron gas a la atmósfera. Ese gas contenía vapor de
agua, que se enfrió en líquido y pudo haber formado los canales que rodean a
Tharsis.
Cuanto más pequeño es el
planeta, más rápido pierde su calor original. Dado que Marte es solo un tercio
del tamaño de la Tierra, la mayor parte de su calor se perdió al principio de
su historia. La mayor parte de la actividad geológica marciana, incluido el
volcanismo, se produjo en los primeros mil millones de años del planeta.
"Queremos saber qué
impulsó el volcanismo temprano y el cambio climático en Marte", dijo Spohn.
"¿Con cuánto calor comenzó Marte? ¿Cuánto quedó para impulsar su
volcanismo?"
Los orbitadores de la NASA
les han dado a los científicos una visión "macro" del planeta,
permitiéndoles estudiar geología marciana desde arriba. HP3 ofrecerá una
primera mirada al interior de Marte.
"Los planetas son
como un motor, impulsado por el calor que mueve sus partes internas", dijo
Smrekar. "Con HP3, estaremos levantando el capó del motor de Mars por
primera vez".
Lo que los científicos
aprenden durante la misión InSight no solo se aplicará a Marte. Les enseñará
cómo se formaron todos los planetas rocosos, incluidos la Tierra, su Luna e
incluso planetas en otros sistemas solares.
La tercera de
las tres investigaciones principales de InSight, Rotación y experimento de
estructura interior (RISE), usa
la conexión de radio de la nave espacial con la Tierra para evaluar las
perturbaciones del eje de rotación de Marte. Estas medidas pueden proporcionar
información sobre el núcleo del planeta.
Primera imagen de la NASA de Marte desde un CubeSat.
Uno de los gemelos
CubeSat, el MarCO-B con su cámara de gran angular colocada en la parte
superior del CubeSat, tomó esta imagen de Marte el 3 de octubre, la primera
imagen del planeta rojo jamás producida por esta clase de naves espaciales
pequeñas y de bajo costo.
La misión MarCO, dirigida
por el JPL en Pasadena, California, espera producir más imágenes a medida que
los CubeSats se aproximan a Marte antes del 26 de noviembre. Ahí es cuando
demostrarán sus capacidades de comunicación, mientras que la nave espacial
InSight de la NASA intenta aterrizar en la Red. Planeta.
Una de las naves gemelas MarCO de la NASA tomó esta
imagen de Marte el 2 de octubre, la primera vez que un CubeSat, una especie de
nave espacial de maletín y de bajo costo, lo ha hecho. Créditos: NASA /
JPL-Caltech
Esta imagen fue tomada
desde una distancia de aproximadamente 8 millones de millas (12.8 millones de
kilómetros) de Marte. Los MarCO están "persiguiendo" a Marte, que es
un objetivo en movimiento mientras orbita alrededor del Sol. Para poder estar
en el lugar de aterrizaje de InSight, los CubeSats tienen que viajar
aproximadamente 53 millones de millas (85 millones de kilómetros). Ya han
recorrido 248 millones de millas (399 millones de kilómetros).
La cámara gran angular de
MarCO-B se ve directamente desde la cubierta del CubeSat. Las partes
relacionadas con la antena de alta ganancia de la nave espacial son visibles a
ambos lados de la imagen. Marte aparece como un pequeño punto rojo a la derecha
de la imagen.
Para tomar la imagen, el
equipo de MarCO tuvo que programar el CubeSat para que gire en el espacio de
modo que la cubierta de su "cuerpo" cuadrado apunte hacia Marte.
Después de varias imágenes de prueba, estaban emocionados de ver ese claro
pinchazo rojo.
"Hemos estado
esperando seis meses para llegar a Marte", dijo Cody Colley, gerente de
misión de MarCO en JPL. "La fase de crucero de la misión siempre es
difícil, así que tomas todas las pequeñas ganancias cuando llegan. Finalmente,
ver el planeta es definitivamente una gran victoria para el equipo".
InSight de la NASA estudiará Marte mientras esté
parado.
InSight no necesita ruedas
para explorar a Marte. Una vez aterrizado en Marte, la nave espacial expandirá
sus paneles solares, desplegará un brazo robótico y se quedará en ese lugar.
Aquí hay cinco cosas que
debe saber acerca de cómo InSight lleva a cabo su ciencia.
1. InSight
puede medir terremotos en cualquier lugar del planeta.
Los temblores en la Tierra
generalmente se detectan utilizando redes de sismómetros. InSight tiene solo
uno, llamado SEIS (Experimento sísmico para estructura interior), por lo que su
equipo científico utilizará algunas medidas creativas para analizar las ondas
sísmicas a medida que ocurren en cualquier parte del planeta.
SEIS medirá las ondas
sísmicas de los marsquakes y los ataques de meteoritos a medida que avanza
hacia su interior. La velocidad de esas ondas cambia según el material por el
que viajan, lo que ayuda a los científicos a deducir de qué está hecho el
interior del planeta.
Las ondas sísmicas vienen
en un sorprendente número de sabores. Algunos vibran a través de la superficie
de un planeta, mientras que otros rebotan en su centro. También se mueven a diferentes
velocidades. Los sismólogos pueden usar cada tipo como una herramienta para
triangular dónde y cuándo ha ocurrido un evento sísmico.
Esto significa que InSight
podría haber aterrizado en cualquier lugar de Marte y, sin moverse, reunir el
mismo tipo de ciencia.
2. El
sismómetro de InSight necesita paz y tranquilidad.
Los sismómetros son
sensibles por naturaleza. Deben estar aislados del "ruido" para medir
las ondas sísmicas con precisión.
SEIS es lo suficientemente
sensible como para detectar vibraciones más pequeñas que el ancho de un átomo
de hidrógeno. Será el primer sismómetro colocado en la superficie marciana,
donde será miles de veces más preciso que los sismómetros que se colocaron
sobre los módulos de aterrizaje Viking .
Para aprovechar esta
exquisita sensibilidad, los ingenieros le han dado a SEIS una cubierta: un
escudo térmico y de viento que el brazo de InSight colocará sobre el
sismómetro. Esta cúpula protectora presiona hacia abajo cuando el
viento sopla sobre ella; una falda de Mylar-y-cota de malla evita que el viento
sople. También le da a SEIS un lugar acogedor para esconderse de los intensos
cambios de temperatura de Marte, que pueden crear cambios minúsculos en los
resortes y la electrónica del instrumento.
3. InSight
tiene un clavo que se martilla a sí mismo.
¿Alguna vez has tratado de
clavar un clavo? Entonces sabes que mantenerlo firme es la clave. InSight lleva
un clavo que también debe mantenerse firme.
Este instrumento único,
llamado HP 3 (Paquete de propiedades físicas y flujo de calor), sostiene una
punta unida a una cuerda larga. Un mecanismo dentro de la espiga lo martillará
hasta 16 pies (5 metros) bajo tierra, arrastrando la correa, que está
incrustada con sensores de calor.
A esa profundidad, puede
detectar el calor atrapado dentro de Marte desde que el planeta se formó por
primera vez. Ese calor formó la superficie con volcanes, cordilleras y valles.
Incluso puede haber determinado dónde corrían los ríos al principio de la
historia de Marte.
4. InSight
puede aterrizar en un lugar seguro.
Debido a que InSight
necesita quietud, y porque puede recopilar datos sísmicos y de calor desde
cualquier lugar del planeta, la nave espacial es libre de aterrizar en el lugar
más seguro posible.
El equipo de InSight
seleccionó una ubicación en el ecuador de Marte llamada Elysium Planitia, un
lugar tan plano y aburrido como el de Marte. Eso hace que aterrizar sea un poco
más fácil, ya que hay menos choques, menos rocas para aterrizar y mucha luz
solar para alimentar la nave. El hecho de que InSight no use mucha energía y
deba tener mucha luz solar en el ecuador de Marte significa que puede
proporcionar una gran cantidad de datos para que los científicos los estudien.
5. InSight
puede medir el bamboleo de Marte
InSight tiene dos antenas
de banda X en su cubierta que conforman un tercer instrumento, llamado RISE
(experimento de rotación y estructura interior). Las señales de radio de RISE
se medirán durante meses, tal vez incluso años, para estudiar el pequeño
"bamboleo" en la rotación del planeta. Ese bamboleo es un signo de si
el núcleo de Marte es líquido o sólido, un rasgo que también podría arrojar luz
sobre el delgado campo magnético del planeta.
La recopilación de datos
detallados sobre esta oscilación no ha ocurrido desde la misión de tres meses
de Mars Pathfinder en 1997 (aunque el roedor Opportunity realizó algunas
mediciones en 2011 mientras permaneció inmóvil, esperando el invierno). Cada
vez que una nave espacial estacionaria envía señales de radio desde Marte,
puede ayudar a los científicos a mejorar sus mediciones.
El sitio de aterrizaje de Mars InSight es simplemente
perfecto.
El sitio de aterrizaje de InSight, en relación con los
sitios de aterrizaje de siete misiones anteriores, se muestra en un mapa
topográfico de Marte. Créditos: NASA / JPL-Caltech.
"Elegir un buen lugar
de aterrizaje en Marte es muy parecido a elegir un buen hogar: se trata de
ubicación, ubicación, ubicación", dijo Tom Hoffman, gerente de proyectos
de InSight en JPL. "Y por primera vez, la evaluación de un lugar de aterrizaje
en Marte tuvo que considerar qué había debajo de la superficie de Marte.
Necesitábamos no solo un lugar seguro para aterrizar, sino también un espacio
de trabajo que sea penetrable por nuestros 16 pies de largo ( Sonda de flujo de
calor de 5 metros ".
El sitio también debe ser
lo suficientemente brillante y lo suficientemente cálido como para alimentar
las células solares mientras mantiene su electrónica dentro de los límites de
temperatura durante todo un año marciano (26 meses terrestres).
Así que el equipo se
enfocó en una banda alrededor del ecuador, donde el panel solar del módulo de
aterrizaje tendría la luz solar adecuada para alimentar sus sistemas durante
todo el año. Encontrar un área que fuera lo suficientemente segura para que
InSight aterrizara y luego desplegara sus paneles solares e instrumentos sin
obstrucciones tomó un poco más de tiempo.
"El sitio debe tener
una elevación lo suficientemente baja como para tener suficiente atmósfera por
encima de él para un aterrizaje seguro, ya que la nave se basará primero en la
fricción atmosférica con su escudo térmico y luego en un paracaídas que se
adentra en la tenue atmósfera de Marte durante una gran parte De su
desaceleración ", dijo Hoffman. "Y después de que la rampa se haya
caído y los cohetes de frenado hayan pateado para el descenso final, es
necesario que haya una extensión plana para aterrizar, no muy ondulada y
relativamente libre de rocas que puedan inclinar el módulo de aterrizaje de
Marte de tres patas".
De los 22 sitios
considerados, solo Elysium Planitia, Isidis Planitia y Valles Marineris
cumplieron con las restricciones de ingeniería básica. Para calificar a los
tres contendientes restantes, se rastrearon las imágenes de reconocimiento de
los orbitadores de Marte de la NASA y se buscaron los registros meteorológicos.
Finalmente, Isidis Planitia y Valles Marineris fueron descartados por ser
demasiado rocosos y ventosos.
Eso dejó la elipse de
aterrizaje de 81 millas de largo, 17 millas de ancho (130 kilómetros de largo,
27 kilómetros de ancho) en el borde occidental de una extensión lisa y plana de
la llanura de lava.
Este mapa muestra el área en evaluación continua como
el sitio de aterrizaje de Marte de la misión InSight, a partir de un año antes
del lanzamiento de la misión en mayo de 2016. La elipse finalista marcada está
dentro de la porción norte de Elysium Planitia, que se encuentra a unos cuatro
grados al norte del ecuador de Marte. Créditos: NASA / JPL-Caltech
Después de un viaje de 205
días que comenzó el 5 de mayo, la misión InSight de la NASA aterrizará en Marte
el 26 de noviembre, poco antes de las 3 pm EST (12 pm PST). Sus paneles solares
se desplegarán a las pocas horas de la toma de tierra. Los ingenieros y
científicos de la misión se tomarán su tiempo para evaluar su "área de
trabajo" antes de implementar SEIS y HP 3 en la superficie,
aproximadamente tres meses después del aterrizaje, y comenzar la ciencia en
serio.
Aterrizar en Marte es difícil
Solo alrededor del 40 por
ciento de las misiones enviadas a Marte por cualquier agencia espacial han
tenido éxito. Estados Unidos es la única nación cuyas misiones han sobrevivido
a un aterrizaje en Marte. La atmósfera delgada, solo el 1% de la Tierra,
significa que hay poca fricción para frenar una nave espacial. A pesar de eso,
la NASA ha tenido un largo y exitoso historial en Marte. Desde 1965, ha volado,
orbitado, aterrizado y recorrido por la superficie del Planeta Rojo.
Cuando InSight de la NASA desciende al Planeta Rojo el
26 de noviembre de 2018, se garantiza que será un evento de nudillos blancos.
Rob Manning, ingeniero jefe del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA,
explica los pasos críticos que deben darse en una secuencia perfecta para que
el vehículo robótico llegue a la superficie de manera segura.
InSight se basa en la nave
espacial Phoenix, ambas construidas por Lockheed Martin Space en Denver. A
pesar de los ajustes en su escudo térmico y paracaídas, el diseño general del
aterrizaje sigue siendo muy similar: después de separarse de una etapa de
crucero, un aeroshell desciende a través de la atmósfera. El paracaídas y el
retroceso reducen la velocidad de la nave, y las patas suspendidas absorben
algo del impacto del aterrizaje.
Para el equipo de la
misión, el sitio de aterrizaje en Elysium Planitia a veces se considera como
"el mayor estacionamiento en Marte".
Fuente:
NASA/JPL
NASA/JPL/Tony Greicius/
NASA / JPL-Caltech
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