Se completa la colocación de los instrumentos.
InSight ha colocado su segundo instrumento científico
en el suelo y lo ha liberado.
Llegó la hora de lanzar la sonda subterránea.
Durante las últimas
semanas, se ha estado haciendo ajustes al sismómetro que se colocó en la
superficie marciana el 19 de diciembre. Ahora ha alcanzado otro hito al colocar
un escudo abovedado sobre el sismómetro para ayudar al instrumento a recopilar
datos precisos. El sismómetro les dará a los científicos su primer vistazo al
interior profundo del Planeta Rojo, ayudándoles a comprender cómo se forman otros
planetas rocosos.
El escudo térmico ayudan a
proteger el instrumento supersensible de ser sacudido por el viento, lo que
puede agregar "ruido" a sus datos. La forma aerodinámica de la cúpula
hace que el viento la empuje hacia la superficie del planeta, asegurando que no
se vuelque. Una falda hecha de malla y mantas térmicas rodea el fondo, lo que
permite que se asiente fácilmente sobre cualquier roca, aunque hay pocas en la
ubicación de InSight.
Una preocupación aún mayor
para el sismómetro de InSight, llamado Experimento Sísmico para Estructura
Interior (SEIS), es el cambio de temperatura, que puede expandir y contraer
resortes metálicos y otras partes dentro del sismómetro. Donde aterrizó
InSight, las temperaturas fluctúan alrededor de 170 grados Fahrenheit (94
grados Celsius) en el transcurso de un día marciano o sol.
InSight desplegó su escudo térmico y contra el viento
el 2 de febrero (Sol 66). El escudo cubre el sismómetro de InSight, que se
colocó en la superficie marciana el 19 de diciembre. Créditos: NASA /
JPL-Caltech
Ahora que InSight ha
terminado de colocar tanto los instrumentos científicos como la cubierta de protección
contra el viento, el equipo científico puede comenzar a ordenar y utilizar sus
instrumentos. Para el instrumento de la sonda de calor, la puesta en marcha
implica conducir su "topo" hasta 5 metros en el suelo debajo del
lugar de aterrizaje, un proceso que llevará un mínimo de 40 días. ¿Cómo
funciona la sonda de calor? ¿Por qué tarda tanto tiempo en colocarlo? ¿Y qué
pasa si el topo de InSight golpea una roca? Las respuestas a estos
interrogantes fueron dilucidadas por la investigadora principal adjunta Sue
Smrekar.
Primero, como noticia tenemos:
todavía no se han detectado maremotos. Smrekar dijo que están empezando a
entender lo que están viendo desde el sismómetro; lo han ajustado hasta el
punto en que pueden comenzar a escuchar los ruidos de fondo de la atmósfera.
Para eliminar los efectos de la atmósfera de los datos sísmicos, deben medir el
clima. Ayer, la misión anunció un informe meteorológico en vivo desde Marte,
que informa datos de los instrumentos de meteorología de InSight.
Bien, permítame
presentarle la sonda de propiedades físicas y de flujo de calor de InSight.
NASA / JPL-Caltech
EL INSTRUMENTO DE SONDA DE CALOR DE INSIGHT (CONCEPTO
DEL ARTISTA). Sonda de propiedades físicas y de flujo de calor (HP 3).
El instrumento HP3 tiene
una estructura de soporte que se asienta en la superficie. El cilindro en la
parte frontal de la estructura contiene el lunar de auto martillado de HP3.
DLR.
DIAGRAMA DEL INSTRUMENTO HP3 DE INSIGHT
Componentes de la sonda de flujo de calor HP3. Arriba a la izquierda: el radiómetro
(RAD), que se utiliza para medir la temperatura de radiación (aproximadamente
equivalente a la temperatura del suelo) de la superficie. Derecha: la carcasa con el penetrómetro del topo, el cable de
medición de temperatura (TEM-P) y el cable de datos (ET) conectados al módulo
de aterrizaje. Además, la carcasa contiene un medidor de longitud óptica para
determinar la longitud del cable de medición de temperatura que se ha extraído
de la carcasa. El topo contiene el sensor de conductividad térmica activa TEM-A
y el medidor de inclinación STATIL. Abajo
a la izquierda: la unidad de control electrónico, conocida como la
electrónica de fondo (BEE), que permanece en el módulo de aterrizaje y se
conecta a la sonda a través del ET.
El lunar es una espiga de
2,7 centímetros de ancho y 40 centímetros de largo. Se clavará a sí mismo en el
suelo, tirando detrás de él una atadura instrumentada. Aquí hay un buen video
explicativo de DLR sobre ese proceso. Las partes específicas para la colocación
del instrumento comienzan 1 minuto, y a la 1:45 hay una animación muy buena del
dispositivo de leva y rodillo que produce la acción de martilleo automático.
DLR
La correa no es sólo un cable. Lleva 14 sensores de
temperatura, separados en un promedio de 35 centímetros (aunque los que están
más cerca del lunar están separados).
DLR
UBICACIONES DE LOS SENSORES DE TEMPERATURA EN LA
CORREA DE INSIGHT HP3.
Colocando la Sonda
Mientras se trabaja para
enterrar la sonda, HP3 realizará un experimento para medir la conductividad
térmica del suelo. La "conductividad térmica" describe la rapidez con
la que un material conduce el calor. El metal es un material con alta
conductividad térmica, como lo sabe cualquiera que haya dejado una cuchara de
metal en una olla hirviendo por un minuto.
El topo mide la
conductividad térmica al calentarse con energía eléctrica constante y medir
cómo cambia su temperatura. La piel metálica del topo conduce el calor de
manera eficiente al suelo, y el calor se difundirá en el suelo más rápido si la
conductividad es alta y más lenta si la conductividad es menor.
Para realizar un estudio
de conductividad térmica, el topo pasará un sol martilleando hasta 50
centímetros de profundidad. Luego esperará dos soles para que se disipe el
calor generado por la fricción de su movimiento. Luego pasará un sol midiendo
la conductividad térmica, calentando y luego esperando que el calor se disipe.
Este proceso de 4 soles debe repetirse 10 veces para que el lunar alcance la
profundidad objetivo de 5 metros, por lo tanto, el mínimo de 40 soles. Sin
embargo, cualquier número de cosas puede hacer que la operación se prolongue,
incluidos problemas de funcionamiento, problemas con el relé de datos o un
terreno duro inesperado. InSight generalmente opera dentro de una ventana de 4
horas cada sol cuando la nave es más cálida; Si el lunar no alcanza los 50
centímetros en esas 4 horas, continuará intentando alcanzar la profundidad
deseada en el próximo sol.
DLR
COLOCACIÓN DE LA SONDA DE CALOR INSIGHT
La colocación de la sonda de calor de InSight requiere
un mínimo de 10 ciclos de 4 soles de martilleo, enfriamiento y medición de
conductividad térmica.
¿Qué sucede si el topo de
InSight golpea una roca?
Esta es la segunda
pregunta más común que me hacen sobre la misión InSight. (Lo más común es:
¿cómo se puede tomar un instrumento sensible como un sismómetro, lanzarlo en un
cohete, aterrizarlo en Marte y esperar que funcione?
Los diseñadores de HP3 han
pensado en esto. Las siguientes son las razones por las que no están demasiado
preocupados:
El topo puede hacer a un lado pequeñas rocas. Hemos excavado en el suelo de Marte muchas, muchas
veces antes, tanto con pala (Viking y Phoenix) como con ruedas (Sojourner,
Spirit, Opportunity y Curiosity), y los científicos han escrito bastante sobre
las propiedades de varios tipos de suelo de Marte. El topo ha sido diseñado
para lidiar con un rango de propiedades potenciales del suelo de Marte, y puede
martillarse con la fuerza suficiente para poder hacer a un lado piedras y rocas
de hasta 5 o 10 centímetros de diámetro que se encuentran a medida que penetra.
El topo puede deslizarse alrededor de rocas más
grandes. Si la punta del lunar
encuentra una roca que es demasiado grande para hacerla a un lado, lo más
probable es que encuentre una superficie que no sea horizontal. En ese caso, la
acción de martilleo hará que la punta del lunar se desvíe, deslizándola por la
cara inclinada y alrededor de la roca; Una vez que se haya desviado alrededor
de la roca, el topo se enderezará y continuará conduciendo verticalmente. El
topo contiene un medidor de inclinación que monitoreará cualquiera de esas
desviaciones para que el equipo sepa con precisión cuál fue el curso del topo
hacia la superficie.
Las rocas grandes no son
probables de hallarse en esta zona. Uno de los factores que los llevó al lugar
de aterrizaje de Elysium fue la relativa ausencia de rocas grandes. La
superficie del sitio de aterrizaje es menos rocosa que la mayoría de los sitios
de aterrizaje anteriores, comparable a Phoenix.
Pero aún
así, ¿y si? ¿Qué sucede si, a pesar de todos estos factores, HP3 tiene la
desgracia de encontrar una roca horizontal muy grande, realmente plana, y el
lunar no alcanza la profundidad mínima deseada de 3 metros? Podría afectar la
precisión con la que podrían medir el flujo de calor que sale de Marte, pero
aún así obtendrán una medida.
La profundidad a la que
deben ir depende de la conductividad térmica del suelo, que aún no se conoce.
Para obtener una medición de la mejor calidad, deben enterrar la sonda a una
profundidad mayor que la que alcanzan las variaciones anuales de temperatura, a
una profundidad en la que la temperatura sea constante durante todo el año. Si
la conductividad térmica del suelo es alta, las variaciones anuales penetrarán
más profundamente, y también la sonda. Su profundidad objetivo de al menos 3
metros es el peor escenario de la misión, para un caso con alta conductividad
térmica y bajo flujo de calor. Si la conductividad térmica es menor que en el
peor de los casos, las variaciones anuales no serán tan profundas y la sonda se
encontrará rápidamente en un territorio de temperatura constante.
La buena noticia es que
InSight aterrizó en lo que parece un lugar especialmente arenoso: un viejo
cráter ahora lleno de arena. La arena tiene una conductividad térmica
relativamente baja. Por lo tanto, las señales apuntan a un buen resultado para
HP3 incluso si, por alguna razón, la sonda no llega a ser muy profunda.
¿Qué sigue para el brazo y la cámara?
Respecto a que i el brazo
necesitaba estar quieto para que el sismómetro y la sonda de calor funcionaran,
a Smrekar manifestó estoy feliz de informar que no es así. Eso significa que
podrán usar el brazo durante el resto de la misión principal, lo que es
importante, porque InSight apunta su cámara moviendo su brazo. Hay una larga
lista de actividades que el equipo científico quisiera hacer con el brazo y la
cámara, pero están limitados en cuanto a lo que pueden hacer.
Una prioridad máxima es un
panorama completo de 360 grados, idealmente, en estéreo, del lugar de
aterrizaje. También usarán las cámaras para monitorear los cambios en la
superficie, buscar polvo y medir la opacidad atmosférica. Esas son todas
operaciones de cámara bastante estándar que están preparadas para hacer de
inmediato.
Más allá de eso, no hay
mucho que puedan hacer, todavía. InSight tiene la misma restricción que
cualquier misión espacial: no puede ejecutar una actividad en una nave espacial
hasta que haya demostrado su seguridad y eficacia en un banco de pruebas en la
Tierra. Hasta ahora, el banco de pruebas de InSight (llamado Foresight) ha
estado completamente ocupado con las actividades requeridas de la misión,
ensayando la colocación de los instrumentos antes de que la nave espacial Marte
los coloque de verdad.
Ahora que se han colocado
ambos instrumentos y el escudo térmico y la cobertura contra el viento, el
banco de pruebas tiene tiempo para ponerse a trabajar y probar nuevas
actividades. Pero hay muchos científicos en el equipo a quienes les encantaría
poder hacer cosas como empujar el suelo para ver cuál es su respuesta elástica;
cavar una zanja para ver cómo el tamaño del grano y otras propiedades visibles
varían con la profundidad; haz un montón de tierra y observa para ver qué tan
rápido se aleja; y así. No pueden hacer nada de esto antes de probarlo en el
banco de pruebas; algo que no han tenido ni tiempo ni recursos para hacer
todavía. Ahora tienen el tiempo, ¿tienen el presupuesto? Ya veremos. Primero:
un panorama de 360 grados, próximamente.
NASA / JPL-Caltech / IPGP .LA FALDA INSIGHT Y EL
ESCUDO TÉRMICO SE RELAJAN, SOL 66.
El protector térmico y contra el viento del
instrumento SEIS de InSight incluye una "falda" hecha de un material
térmico recubierto de oro, con un dobladillo de cota de malla. El peso de la
cota de malla baja sobre la manta térmica, expandiéndola lentamente a lo largo
de dos días marcianos.
NASA / JPL-Caltech. INSIGHT LANZA HP3, SOL 83 . Una
semana después de colocar HP3 en el suelo, InSight soltó su garra, marcando el
final de las operaciones de colocación del instrumento.
Fuente
NASA/JPL
Planetary Societe - Emily
Lakdawalla
NASA / JPL-Caltech/ASU/UA
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