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Explicado: ¿Qué dificulta el aterrizaje del rover Perseverance de la NASA en Marte?

Por lo general, un viaje a Marte, que se encuentra a unos 300 millones de millas de distancia, dura entre siete y ocho meses. La perseverancia se lanzó el 30 de julio de 2020 durante la ventana en la que Marte y la Tierra estaban más cerca el uno del otro.

El rover Perseverance usa su taladro para recolectar una muestra de roca en Marte en este folleto de ilustración conceptual artística sin fecha. (NASA / JPL-Caltech / Handout vía Reuters)

El jueves, se espera que el rover Perseverance de la NASA aterrice en el cráter Jezero en el planeta rojo, después de lo cual reanudará el trabajo para buscar signos de vida pasada.





El aterrizaje es la fase más corta pero una de las más importantes y también difíciles de la misión. La NASA dice que debido a que es difícil, solo el 40 por ciento de las misiones enviadas a Marte por agencias espaciales en todo el mundo han tenido éxito porque cientos de cosas tengo que ir a la derecha para la caída de morderse las uñas.

Para dar un poco de contexto a la dificultad de lanzar misiones como esta, está el ejemplo de la matemática investigadora Katherine Johnson. En la película de 2016 Figuras ocultas Taraji P. Henson interpretó a Johnson, quien trabajó para descubrir cálculos precisos que determinaron la trayectoria de la cápsula que lanzaría a John Glenn al espacio en 1962.



Leer| A medida que la perseverancia de la NASA realiza un aterrizaje histórico, una mirada a por qué Marte es tan interesante para los científicos

Otras misiones a Marte

Otra misión a Marte, Al Amal (Hope) de los Emiratos Árabes Unidos, la primera misión de este tipo en el mundo árabe entró en la órbita marciana la semana pasada . Sin embargo, esta es una misión orbital y no implica aterrizar en la superficie del planeta. Además de los Emiratos Árabes Unidos, China también lanzó una misión a Marte durante la ventana de julio a agosto.

A la luz de misiones espaciales tan ambiciosas, algunos astrobiólogos han expresado su preocupación por la posible 'contaminación interplanetaria'. Esto significa transportar microbios terrestres a otros cuerpos celestes y traer microbios extraterrestres de regreso a la Tierra. El Comité de Investigación Espacial (COSPAR) establece una 'política de protección planetaria' que tiene como objetivo limitar el número de microbios enviados a otros planetas, así como garantizar que la vida extraterrestre no cause estragos en la Tierra.




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Un experto explica| Alcanzando Marte: las numerosas misiones al planeta rojo

¿Cómo llega una nave espacial a Marte?

Por lo general, un viaje a Marte, que se encuentra a unos 300 millones de millas de distancia, dura entre siete y ocho meses. La perseverancia se lanzó el 30 de julio de 2020 durante la ventana en la que Marte y la Tierra estaban más cerca el uno del otro. Esta ventana es importante ya que los dos planetas orbitan alrededor del Sol a diferentes velocidades y cada dos años, los planetas están en una posición en la que están más cerca el uno del otro. Las agencias espaciales buscan lanzar sus naves espaciales durante esta ventana, ya que la distancia más cercana significa usar menos combustible para cohetes.

Según un análisis realizado por la Universidad de Purdue , el costo del propulsor sólido para cohetes se estima en $ 5 por kg. Sin embargo, el vehículo Perseverance del tamaño de un automóvil está utilizando un sistema de propulsión nuclear. En casi 30 años, se convertirá en el primer rover en utilizar plutonio de producción nacional creado por laboratorios nacionales en los EE. UU. El rover estará propulsado por un generador que convertirá el calor generado por la desintegración natural del plutonio-238 en electricidad, lo que mantendrá al rover y sus herramientas en funcionamiento una vez que aterrice en Marte.



¿Cuál es el costo de la misión Perseverancia?

Se estima que la NASA gastará $ 2.7 mil millones en la misión, que incluye el desarrollo de naves espaciales, operaciones de lanzamiento y los costos de mantenimiento de las operaciones una vez que aterrice en Marte.

De acuerdo a La sociedad planetaria , el uso de plutonio-238 como combustible ha elevado el costo de la misión, ya que el material nuclear está vinculado a elevadas regulaciones ambientales y de seguridad. El costo total de la misión es equivalente a la cantidad de dinero que gana Google en seis días, o la cantidad de dinero que los estadounidenses gastan en sus mascotas cada 10 días o equivalente a 33 horas de funcionamiento del Departamento de Defensa de EE. UU., Dice la sociedad.

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¿Por qué es difícil aterrizar en Marte?

Entrada, descenso y aterrizaje (EDL), es como se denomina la fase más intensa de la misión Mars 2020. Para que el rover Perseverance aterrice con éxito en Marte, es necesario que varias cosas salgan bien. La fase EDL comienza cuando el rover alcanzará la cima de la atmósfera marciana viajando a una velocidad de 20.000 km por hora. El desafío aquí para el rover es disminuir su velocidad de aproximadamente 20,000 km por hora a cero y al mismo tiempo aterrizar en una superficie estrecha en el cráter.

La fase EDL, dice la NASA, terminará en siete minutos cuando el rover esté estacionario en la superficie del planeta. Después de esto, los frenos deben aplicarse de una manera muy cuidadosa, creativa y desafiante.


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Diez minutos antes de entrar a la atmósfera, el rover abandonará su etapa de crucero, que consiste en los paneles solares, radios y tanques de combustible que se utilizan durante el vuelo. Solo el aeroshell protector, que consiste en el rover y la etapa de descenso, hará el viaje a la superficie del planeta. Ahora, como la nave espacial entra en la superficie marciana , se ralentizará por el arrastre, que es cuando la fricción de la atmósfera de un planeta actúa contra la superficie de una nave espacial, lo que la ralentiza y reduce su altitud orbital.

Si bien el arrastre ralentiza la nave espacial, también la calienta y el calentamiento máximo se produce unos 80 segundos después de que el rover entra en la atmósfera. Pero esto no afecta al rover, que se encuentra dentro del aeroshell a temperatura ambiente.

Mientras desciende a través de la atmósfera, la nave necesitará disparar pequeños propulsores para mantener el rumbo, ya que se puede desviar del rumbo debido a pequeñas bolsas de aire con densidades variables. Posteriormente, el escudo térmico ralentizará la nave espacial a unos 1.600 km por hora, momento en el que (unos 240 segundos después de la entrada) se desplegará el paracaídas supersónico.

Veinte segundos después de que se despliega el paracaídas, el escudo térmico se separa y el rover queda expuesto a la atmósfera del planeta por primera vez. En este punto, el paracaídas está trabajando para frenar aún más el vehículo. Pero debido a que la atmósfera de Marte es delgada, el vehículo todavía viaja hacia la superficie a una velocidad de 320 km por hora. Por lo tanto, para un aterrizaje seguro, el rover necesita abandonar el paracaídas y hacer el resto del viaje utilizando cohetes, parte de la etapa de descenso, cuyos motores se encenderán cuando el rover esté a unos 2.100 metros sobre la superficie.

La velocidad de descenso final del rover es de aproximadamente 2,7 km por hora, que es más lenta de lo que un ser humano promedio puede cubrir a pie en una hora, aproximadamente 5 km. En esta etapa, con aproximadamente 12 segundos para el aterrizaje en la superficie a unos 66 pies sobre la superficie, el rover se baja con un juego de cables. Cuando el rover detecta que sus ruedas han tocado el suelo, corta los cables, que luego hacen su aterrizaje independiente e incontrolado en la superficie, en algún lugar alejado del rover.

Un cohete United Launch Alliance Atlas V que transporta el vehículo Mars 2020 Perseverance Rover de la NASA despega de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Cabo Cañaveral, Florida, EE. UU. El 30 de julio de 2020 (NASA / Joel Kowsky / Handout vía Reuters)

¿Qué hará el rover Perseverance en Marte?

Perseverance pasará un año de Marte (dos años en la Tierra) en el planeta durante el cual explorará la región del lugar de aterrizaje. El cráter Jezero donde aterrizará fue una vez el sitio de un antiguo delta de un río (los científicos lo saben debido a la evidencia recopilada durante misiones orbitales y de aterrizaje anteriores que apuntan a condiciones húmedas en el planeta hace miles de millones de años).

Si Marte albergó una vez una atmósfera más cálida que permitió que el agua fluyera en su pasado antiguo (hace 3.5-3.800 millones de años), y si existiera vida microbiana en él, es posible que exista en regiones especiales incluso hoy.

El rover lleva consigo siete instrumentos, que incluyen un sistema de cámara avanzado con la capacidad de hacer zoom, una SuperCam, que es un instrumento que proporcionará imágenes y análisis de composición química y un espectrómetro. Sin embargo, uno de los instrumentos más interesantes a bordo del rover se llama MOXIE, que producirá oxígeno a partir del dióxido de carbono atmosférico marciano. Si este instrumento tiene éxito, los futuros astronautas (hasta ahora, ningún ser humano ha pisado Marte) pueden usarlo para quemar combustible de cohetes para regresar a la Tierra.

El rover también llevará Ingenuity, el primer helicóptero en volar a Marte. Esto ayudará a recolectar muestras de la superficie de lugares donde el rover no puede llegar. En general, el rover está diseñado para estudiar signos de vida antigua, recolectar muestras que podrían enviarse a la Tierra durante futuras misiones y probar nueva tecnología que podría beneficiar a futuras misiones robóticas y humanas al planeta.

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