14 de marzo de 2019

Gateway - Misión a la Luna - I

EXPLORE MOON to MARS
Exploremos: A la luna y desde ahí, viajemos a Marte.
“Iremos a la Luna en la próxima década de una manera que nunca hemos ido antes. Iremos con nuevas tecnologías y sistemas innovadores para explorar más ubicaciones en la superficie de lo que nunca se creyó posible. Esta vez, cuando vayamos a la Luna, nos quedaremos. Y luego usaremos lo que aprendemos en la Luna para dar el siguiente gran salto: enviar astronautas a Marte. ”.
Administrador de la NASA Jim Bridenstine

POR QUÉ VAMOS?
Las actividades de la ciencia, la tecnología y la exploración humana de la NASA afectan cada aspecto de nuestras vidas aquí en la Tierra y queremos extender nuestra presencia a los rincones más lejanos del universo. Al hacerlo, mantendremos el liderazgo en el espacio.
Inspiración
Inspiración para las generaciones venideras.
El Programa Apolo de la NASA fue una impresionante demostración de la fuerza de voluntad de los Estados Unidos y su poder económico, político y tecnológico, una hazaña que inspiró a generaciones de jóvenes. Fue el combustible para el fuego de la conciencia estadounidense lo que provocó una revolución, no solo en la ciencia y la tecnología, sino también en nuestra pasión por la exploración y el descubrimiento.
Así como Apollo inspiró a una generación hace 50 años, la NASA continúa inspirando con hazañas de ciencia y exploración hoy en día. Si reunimos las capacidades y los recursos de nuestros socios comerciales e internacionales para llevarnos hacia la Luna y Marte, le demostraremos a las personas de todo el mundo el poder de un propósito unificado. Servirá como un ejemplo incomparable e inspirador de lo que la humanidad puede hacer cuando se une para lograr un objetivo común para el bien común.
Ciencia
Más misiones, más ciencia.
La luna es un cofre del tesoro de la ciencia. Las muestras lunares regresadas durante el Programa Apollo cambiaron dramáticamente nuestra visión del sistema solar. Sin embargo, solo estamos rascando la superficie del conocimiento sobre la Luna. Creemos que los polos de la Luna contienen millones de toneladas de agua helada. Ese hielo representa el poder. Representa el combustible. Representa la ciencia. Cuanto más se aventuren los humanos al espacio, más importante se vuelve fabricar materiales y productos con recursos locales. Sabemos que la Luna puede decirnos más sobre nuestro propio planeta, e incluso nuestro propio sol. Hay mucho más que aprender: el conocimiento que podemos adquirir con una presencia humana y robótica sostenida en la Luna.
Exploración
Exploración para toda la humanidad.
La exploración está en el ADN de nuestra especie: el deseo de descubrir y habitar mundos distantes, ya sea a través de los océanos terrestres o vastas regiones del espacio. También es crítico para la continuación de nuestra especie. La humanidad debe construir un camino hacia una existencia independiente de la Tierra.
La exploración de la Luna y Marte está entrelazada. Nuestro enfoque de exploración de la Luna a Marte sostenible es reutilizable y repetible. Durante la próxima década, construiremos una arquitectura de exploración abierta con tantas capacidades que se pueden replicar como sea posible para las misiones a Marte. La Luna es un banco de pruebas para Marte. Brinda la oportunidad de demostrar nuevas tecnologías que podrían ayudar a construir puestos de avanzada autosuficientes fuera de la Tierra.
Economía
Un nuevo mercado comercial en el espacio profundo.
La próxima revolución ocurrirá en el espacio: una economía espacial basada en la minería, el turismo y la investigación científica que potenciará y capacitará a las generaciones futuras. Nuestras inversiones en tecnologías revolucionarias de fabricación estadounidense impulsan hoy la innovación y la economía espacial del futuro.

¿QUÉ ES DIFERENTE?
Vamos hacia la luna para quedarnos.
Más de 45 años desde la última vez que pisamos la Luna, nuestro presidente ha renovado el enfoque de la nación en expandir la presencia de la humanidad más allá de la Tierra. La Directiva de Política Espacial-1 proporciona a la NASA la dirección para organizar de manera más efectiva los esfuerzos gubernamentales, comerciales e internacionales para desarrollar una presencia permanente fuera de la Tierra que genere nuevos mercados y oportunidades, tanto científicas como económicas.

-          Vamos de forma rápida y sostenible con una arquitectura reutilizable.
-          Vamos con socios comerciales e internacionales para explorar más rápido y explorar más juntos.
-          Traeremos nuevos conocimientos y oportunidades.
-          Usaremos los recursos de la Luna para permitir una mayor exploración.
-          Probaremos las tecnologías que nos llevarán a Marte y más allá.

¿CÓMO LLEGAMOS?.
NAVE ORION

La NASA está construyendo una nave espacial para llevar a los astronautas al espacio profundo que marcará el comienzo de una nueva era de exploración espacial.

Orión nos llevará más lejos de lo que hemos ido antes, y atracará con la Puerta de enlace en órbita alrededor de la Luna. La nave espacial transportará hasta cuatro miembros de la tripulación y está diseñada para ayudar a los astronautas que viajan a cientos de miles de millas de su hogar, donde regresar a la Tierra toma días en lugar de horas.

Tanto la distancia como la duración exigen que Orion tenga sistemas que puedan operar de manera confiable lejos de casa, que sea capaz de mantener a los astronautas con vida en caso de emergencias y que sea lo suficientemente ligero como para que un cohete lo lance.

Una serie de misiones desafiantes
La NASA lanzará Orion en el poderoso cohete de la agencia, el Sistema de Lanzamiento Espacial, desde un puerto espacial modernizado en el Centro Espacial Kennedy en Florida. En la primera misión integrada, conocida como Exploration Mission-1, un Orion no tripulado se aventurará miles de millas más allá de la Luna en el transcurso de unas tres semanas. Una serie de misiones cada vez más desafiantes con tripulación seguirá, incluyendo un vuelo de prueba alrededor de la Luna antes de las misiones operativas a la Puerta de enlace.

SISTEMA DE LANZAMIENTO DE ESPACIO.


El Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA, o SLS, es un potente y avanzado cohete para una nueva era de exploración humana más allá de la órbita de la Tierra. Con capacidades de poder sin precedentes, SLS lanzará astronautas a bordo de la nave Orion de la agencia en misiones para explorar el espacio profundo.

SLS está diseñado para enviar de forma segura a humanos al espacio profundo y puede soportar una variedad de misiones complejas. También abrirá nuevas posibilidades para la carga útil, incluyendo misiones científicas robóticas a lugares como Marte, Saturno y Júpiter.

Ofrece más masa de carga útil, capacidad de volumen y energía para acelerar las misiones a través del espacio que cualquier otro cohete.
SLS es el único cohete que puede enviar a Orion, astronautas y carga grande a la Luna en una sola misión.
SLS es el cohete de Estados Unidos con más de 1,000 compañías en todo Estados Unidos y cada centro de la NASA que apoya su desarrollo.

EXPOSICIÓN LUNAR
La puerta de enlace
La NASA y sus socios están diseñando y desarrollando una pequeña nave espacial en órbita alrededor de la Luna para demostraciones de astronautas, ciencia y tecnología conocida como la Puerta de enlace. Ubicada a aproximadamente 250,000 millas de la Tierra, la Puerta de enlace permitirá el acceso a toda la superficie de la Luna y brindará nuevas oportunidades en el espacio profundo para la exploración.

Exploración Sostenible




Esta nueva era de exploración humana sostenible requiere tecnologías avanzadas que sean eficientes, asequibles y confiables. La propulsión solar eléctrica ofrece estos beneficios y es una tecnología clave para el Gateway. El primer elemento que se lanzará al espacio será el elemento de potencia y propulsión en 2022. Este sistema de propulsión alternativo enriquecerá la exploración en la Luna al permitir transferencias de órbitas y remolques espaciales reutilizables hacia y desde la superficie lunar.


Astronautas en la luna
Un nuevo enfoque
Comenzando con una serie de pequeñas misiones de entrega comercial, usaremos nuevas herramientas y demostraciones de tecnología para llevar a cabo más ciencia a través de la superficie de la Luna y explotar los recursos de nuestro vecino más cercano antes de un retorno humano.

Con algunas de las tecnologías más avanzadas de la humanidad, los futuros astronautas permanecerán más tiempo en la superficie de la Luna, explorarán más de la Luna de lo que jamás se haya imaginado y construirán una presencia sostenible.

Una nueva clase de sistemas de energía soportará futuros puestos humanos.
Los robots y robots autónomos se moverán alrededor de la superficie.
Imprimiremos, fabricaremos y construiremos tanto como podamos con los materiales que se encuentran en la Luna.

Misiones de superficie
Al trabajar con compañías estadounidenses y aprovechar el Gateway, la NASA ha propuesto diseñar y desarrollar un nuevo sistema de aterrizaje lunar humano reutilizable. Estos elementos incluyen capacidades de descenso, transferencia, reabastecimiento de combustible, ascenso y adaptación a la superficie. La NASA está apuntando al lanzamiento de la primera misión de demostración en 2024 para probar la capacidad de descenso en la superficie lunar. Una segunda misión de demostración en 2026 seguirá, probando todo el nuevo sistema en la superficie antes de una misión de prueba con tripulación.

Para el 2028, la NASA estará lista para enviar astronautas desde el Portal a la superficie de la Luna. En esta primera misión, la tripulación puede permanecer en la superficie lunar hasta siete días, más tiempo que cualquier otra misión humana en la historia.



Fuente.
NASA/JPL



6 de marzo de 2019

InSghit - Sol 43 - Sol 83


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