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LA MISIÓN “MARS EXPLORATION ROVERS”: EXPLORANDO MARTE CON RUEDAS
Por sus características de tamaño, composición química y clima, Marte es el planeta conocido más parecido a nuestro planeta hogar, la Tierra. Es así que desde que comenzó la Era Espacial en 1957 ha sido el más explorado por misiones interplanetarias. Nada menos que 17 misiones soviéticas, otras 17 misiones estadounidenses, y hasta de Europa y Japón han intentado descubrir los secretos de Marte. Pero es arte difícil: cerca de 40 % de estas naves se han perdido.
Aún así, las que tuvieron éxito han reescrito enciclopedias enteras sobre nuestro vecino. La primera misión exitosa, la sonda de sobrevuelo Mariner 4 de EUA, transmitió en 1964 las primeras 22 fotografías de corta distancia, en la que aparecen una multitud de enormes cráteres como los de la Luna. Fue una mala noticia, puesto que significa que Marte casi no tiene erosión, o sea, es un desierto sin lluvia desde hace muchísimo tiempo. Pero los ánimos mejoraron en 1971 cuando la Mariner 9 se convirtió en el primer satélite artificial en orbitar otro planeta. Entre sus 7 mil fotografías aparecen lo que parecen ser lechos secos de ríos, muchos formando deltas, lo que implica que sí hubo lluvia y agua líquida en la superficie de Marte, aunque en un pasado remoto.
En 1976 llegaron las naves Viking (dos orbitadores y dos naves de aterrizaje) que nos dieron el primer panorama completo de Marte, incluyendo fotos y estudios desde su propia superficie. Y también los primeros análisis en busca de organismos vivos: por los resultados, Marte es más inhóspito que el lugar más inhóspito de la Tierra, la Antártida.
Después de una pausa de dos décadas, en 1996 la NASA decidió realizar una serie de misiones simples de manera sistemática, cada vez que la Tierra y Marte se acerquen, lo que por sus movimientos orbitales ocurre a cada 26 meses. Cada misión incluye naves relativamente pequeñas diseñadas para responder preguntas específicas.
A largo plazo, la NASA espera a que esta serie de misiones ayuden a responder lo siguiente: ¿hay, o hubo, vida en Marte? ¿Cómo es el clima de Marte? ¿Cómo es la geología de Marte? ¿Cómo explorar Marte con seres humanos?
La primera de estas misiones simples fue la Mars Pathfinder, con el recordado cochecito Sojourner, que recorrió un centenar de metros en suelo marciano. Para la cuarta temporada en 2003, se decidió ampliar este concepto y crear carros que puedan transportar instrumentos por kilómetros de terreno alienígena.
SELECCIONANDO EL EQUIPAJE
Así, la NASA llamó a licitación para el contrato “Mars Exploration Rovers”, de 820 millones de dólares. La mejor propuesta fue la de un equipo liderado por la Universidad de Cornell, cuyos objetivos incluyen realizar análisis y mapas mineralógicos; estudiar los procesos geológicos; comparar estos datos de suelo con los obtenidos a su vez por los orbitadores, para calibración; investigación de minerales ferrosos que delaten la antigua presencia de agua; análisis petrográficos; y estudios climatológicos.
Los científicos de Cornell prepararon unas cámaras electrónicas de alta calidad con diferentes filtros de colores, para analizar composiciones químicas a través de la luz. Un par de estas cámaras, montadas a cierta altura en un mástil, pueden hacer imágenes tridimensionales. También, un periscopio dirige la luz hasta la base, donde hay otra cámara, infrarroja, preparado por la Universidad Estatal de Arizona. Comparando estos colores infrarrojos con los colores infrarrojos de piedras terrestres es posible saber si ciertos minerales que existen aquí también existen en Marte. El Servicio Geológico de Estados Unidos proveyó un microscopio de bajo poder. El Instituto Max Planck para la Química, de Alemania, suministró un espectrómetro de rayos X y partículas alfa, para detectar e identificar diferentes elementos químicos de las rocas. La Universidad Johaness Gutenberg, de Mainz, Alemania quedó responsable de un espectrómetro que mediante el llamado efecto Mössbauer podría detectar minerales ferrosos e inferir el nivel de humedad de épocas remotas. Para analizar el interior de las rocas, la empresa Honeybee Robotics fabricó un taladro pulidor especial. La Universidad de Copenhague, Dinamarca, suministró imanes calibrados, de diferentes fuerzas, para “filtrar” los varios tipos de partículas ferrosas presentes en el polvo soplado por los vientos. Un brazo robótico permite acercar algunos instrumentos a las rocas.
Los componentes electrónicos se guardan en una gran caja aislada térmicamente del frío ambiente marciano. En esa caja están también las baterías, los equipos de radio, los acelerómetros y giroscopios para medir los movimientos y las computadoras de control del vehículo. Seis ruedas motorizadas se adosaron a esta caja, y luego el mástil con las cámaras y sensores meteorológicos. Paneles solares proveen la electricidad para que todo funcione. Diferentes antenas permiten que se reciba los comandos desde la Tierra y devuelvan los resultados de las observaciones.
El vehículo robótico así montado tiene 1,6 m de largo, 1,5 m de alto y masa de 174 kg.
El Instituto de Tecnología de California preparó dos vehículos idénticos. Una inmigrante rusa de 9 años de edad ganó una competencia de ensayos y los nombró “Spirit” y “Opportunity”.
Para el viaje hasta Marte, las ruedas y paneles solares se plegaron junto al cuerpo, y cada cochecito fue colocado dentro de una “flor” hecha de materiales aeronáuticos, que cerrada parece una pirámide de tres lados. Para ahorrar peso, se evitó usar un complicado motor de descenso y en vez de eso en cada cara de la pirámide se colocaron bolsas de aire para amortiguar la caída. Se proveyó también un paracaídas, aunque ayudaría poco porque el aire marciano tiene la densidad del aire terrestre a 30 km de altitud; sería auxiliado por cartuchos de combustible sólido. Esta “flor” a su vez fue colocada dentro de una cápsula de cerámica, para protegerla del intenso calor generado al chocar contra la atmósfera de Marte cayendo desde el espacio interplanetario. Un sistema de radar y los correspondientes acelerómetros, giroscopios y computadoras controlarían la activación y apertura de los diferentes componentes para el aterrizaje automático.
A cada cápsula de cerámica, esterilizada y sellada, se le adosó un voluminoso anillo con fotocélulas solares, motores de maniobras y electrónica de navegación para hacer el crucero desde la Tierra hasta el siguiente planeta.
Cada una de las naves fue colocada en la punta de un cohete Boeing Delta II de tres etapas, de casi 40 m de altura y más de 100 toneladas. El “Spirit” fue lanzado rumbo a Marte el 10 de junio de 2003 y el “Opportunity” le siguió el 7 de julio de 2003.
DE RECORRIDA EN MARTE
El local de aterrizaje escogido para el “Spirit” fue la planicie Meridiani Planum, adonde llegó el 4 de enero de 2004. El “Opportunity” fue dirigido hasta el gran Crater Gusev, donde cayó el 25 de enero de 2004. Ambos lugares están cerca del ecuador, aunque en lados opuestos del planeta, y se cree que fueron sitios en donde existió agua alguna vez.
Como la comunicación con la Tierra, a través de gigantescas antenas de 70 m en Australia, España y California, tiene un retardo de unos 20 minutos por la ida y vuelta de la señal entre ambos planetas, los vehículos tienen sofisticados sistemas de conducción automática. Diversas cámaras estereoscópicas adelante y atrás sacan fotos que son analizadas por el cerebro electrónico en busca del mejor camino para avanzar, sin intervención de los controladores de la Tierra. Los robots andan con prudentes pasitos de 1 metro de cada vez, pero son capaces de recorrer 100 metros por día.
Las naves tenían una garantía de funcionamiento de 90 días, pero acabaron durando muchos años. “Spirit” recorrió casi 8 km hasta el 22 de marzo de 2010, y “Opportunity” más de 45 km con la última comunicación el 20 de junio de 2018, para una vida de casi 15 años, una hazaña en este terreno accidentado a muchos millones de km del mecánico más cercano.
Estos vehículos han esquivado piedras, luchado contra el polvo, subido montañas y hasta descendido al fondo de pequeños cráteres. Nos han enviado mas de 340 mil fotografías de un panorama de desiertos desoladores. Y lo más importante: con sus sofisticados instrumentos detectaron que, en el pasado remoto del planeta Marte, sí hubo agua en su superficie.
A.L.
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Basado en una charla dada en la USP, el 12 de junio de 2004. Publicado originalmente en ABC Color, el 25 de marzo de 2007. Fotografía: Esta "postal" o minipanorama fue tomada por el carrito Spirit de la NASA en el día marciano, o sol, 582 (23 de agosto de 2005), justo en cuanto el carrito completaba su intrépida escalada a la colina Husband. La cima parece ser una planicie barrida por el viento con rocas esparcidas, pequeñas dunas de arena y pequeñas exposiciones de roca madre. La vista que aquí nos deja sin aliento es en dirección al norte, mirando hacia abajo a los aluviones y las exposiciones de roca madre del "Valle del Tennessee", una región que el Spirit no pudo visitar durante su escalada a la cima de la colina.
La postal de color aproximadamente real cubre cerca de 90 grados y consiste de imágenes obtenidas por la cámara panorámica del carrito durante 18 tomas individuales en diferentes direcciones. Cada vez que apuntaba, el carrito usaba tres de sus filtros panorámicos (600, 530 y 480 nanómetros). Crédito de la fotografía: NASA / JPL-Caltech / Cornell.
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