La perseverancia , apodado Percy , [4] [5] es un coche -sized Mars Rover diseñado para explorar la Jezero cráter en Marte como parte de la NASA 's Marte 2020 misión. Fue fabricado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro y lanzado el 30 de julio de 2020, a las 11:50 UTC . [1] La confirmación de que el rover aterrizó con éxito en Marte se recibió el 18 de febrero de 2021, a las 20:55 UTC. [2] [6] Desde el 8 de junio de 2021, Perseverance ha estado activo en Marte durante 107 soles (110Días terrestres ) desde su aterrizaje. Tras la llegada del rover, la NASA nombró al lugar de aterrizaje Octavia E. Butler Landing . [7] [8]
| Perseverancia | |
|---|---|
| Parte de Marte 2020 | |
 Autorretrato que contiene el vehículo Perseverance junto con el helicóptero Ingenuity ubicado en Wright Brothers Field (7 de abril de 2021) | |
| Otros nombres) |
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| Tipo | Mars Rover |
| Fabricante | Laboratorio de propulsión a chorro |
| Detalles técnicos | |
| Largo | 2,9 m (9 pies 6 pulgadas) |
| Diámetro | 2,7 m (8 pies 10 pulgadas) |
| Altura | 2,2 m (7 pies 3 pulgadas) |
| Masa de lanzamiento | 1.025 kg (2.260 libras) |
| Energía | 110 W (0,15 caballos de fuerza) |
| Historial de vuelo | |
| Fecha de lanzamiento | 30 de julio de 2020, 11:50:00 UTC [1] |
| Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral , SLC-41 |
| Fecha de aterrizaje | 18 de febrero de 2021, 20:55 UTC [2] |
| Lugar de aterrizaje | 18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′03 ″ E / 18.4447 ° N 77.4508 ° E , Octavia E. Butler Landing,Jezero |
| Horas totales | 2641 horas desde el aterrizaje [2] |
| Distancia viajada | 345 m (1.132 pies) [3] al 20 de mayo de 2021[actualizar] |
| Instrumentos | |
 Parche de Mars 2020 JPL Exploradores de Marte de la NASA | |
Perseverance tiene un diseño similar al de su predecesor, el Curiosity , del que se actualizó moderadamente. Lleva siete instrumentos de carga útil principal, diecinueve cámaras y dos micrófonos. [9] El rover también llevó a Marte el mini helicóptero Ingenuity , un avión experimental y un escaparate tecnológico que realizó el primer vuelo propulsado en otro planeta el 19 de abril de 2021. [10]
Los objetivos del rover incluyen identificar entornos marcianos antiguos capaces de sustentar la vida, buscar evidencia de vida microbiana anterior existente en esos entornos, recolectar muestras de roca y suelo para almacenar en la superficie marciana y probar la producción de oxígeno de la atmósfera marciana para prepararse para futuros tripulantes. misiones . [11]
Misión
Objetivos científicos
El rover Perseverance tiene cuatro objetivos científicos que respaldan los objetivos científicos del Programa de Exploración de Marte : [11]
- Buscando habitabilidad: identificar ambientes pasados que fueron capaces de sustentar la vida microbiana .
- Búsqueda de biofirmas : busque signos de posible vida microbiana pasada en esos entornos habitables, particularmente en tipos de rocas específicos que se sabe que conservan los signos a lo largo del tiempo.
- Almacenamiento en caché de muestras: recolecte muestras de roca y regolito ("suelo") y almacénelas en la superficie marciana .
- Preparándose para los humanos: pruebe la producción de oxígeno de la atmósfera marciana .
Historia
A pesar del éxito de alto perfil del aterrizaje del rover Curiosity en agosto de 2012, el Programa de Exploración de Marte de la NASA se encontraba en un estado de incertidumbre a principios de la década de 2010. Los recortes presupuestarios obligaron a la NASA a retirarse de una colaboración planificada con la Agencia Espacial Europea que incluía una misión rover. [12] Para el verano de 2012, un programa que había estado lanzando una misión a Marte cada dos años de repente se encontró sin misiones aprobadas después de 2013. [13]
En 2011, el Planetary Science Decadal Survey , un informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina que contiene un influyente conjunto de recomendaciones hechas por la comunidad científica planetaria, declaró que la principal prioridad del programa de exploración planetaria de la NASA en la década comprendida entre 2013 y 2022 debería ser el comienzo de una campaña de retorno de muestras de Marte , un proyecto de tres misiones para recolectar, lanzar y devolver de manera segura muestras de la superficie marciana a la Tierra. El informe indicó que la NASA debería invertir en un rover de almacenamiento en caché de muestras como primer paso en este esfuerzo, con el objetivo de mantener los costos por debajo de los 2.500 millones de dólares. [14]
Después del éxito del rover Curiosity y en respuesta a las recomendaciones de la encuesta decenal, la NASA anunció su intención de lanzar una nueva misión del rover a Marte para 2020 en la conferencia de la Unión Geofísica Americana en diciembre de 2012. [15]
Aunque inicialmente dudó en comprometerse con una ambiciosa capacidad de almacenamiento en caché de muestras (y misiones de seguimiento posteriores), un equipo de definición científica convocado por la NASA para el proyecto Mars 2020 publicó un informe en julio de 2013 de que la misión debería "seleccionar y almacenar una suite convincente de muestras en un caché retornable ". [dieciséis]
Diseño
El diseño Perseverance evolucionó a partir de su predecesor, el rover Curiosity . Los dos rovers comparten un plan de carrocería, un sistema de aterrizaje, una etapa de crucero y un sistema de energía similares, pero el diseño se mejoró de varias maneras para Perseverance . Los ingenieros diseñaron las ruedas del rover para que fueran más robustas que las ruedas del Curiosity , que han sufrido algunos daños . [17] La perseverancia tiene, más gruesas más duraderas de aluminio ruedas, con anchura reducida y un diámetro mayor, de 52,5 cm (20,7 pulgadas), que Curiosity 's 50 cm (20 in) ruedas. [18] [19] Las ruedas de aluminio están cubiertas con tacos para tracción y radios de titanio curvados para soporte elástico. [20] El escudo térmico para el rover se hizo con un ablador de carbono impregnado con fenólico (PICA), para permitirle soportar hasta 2400 ° F (1300 ° C) de calor. [21] Como curiosidad , el vehículo incluye un brazo robótico , aunque perseverancia ' brazo s es más largo y más fuerte, que mide 2,1 m (6 pies 11 in). El brazo alberga un elaborado mecanismo de extracción y muestreo de rocas para almacenar muestras geológicas de la superficie marciana en tubos de almacenamiento estériles . [22] También hay un brazo secundario oculto debajo del rover que ayuda a almacenar las muestras del tamaño de una tiza. Este brazo se conoce como Ensamblaje de manejo de muestras (SHA) y es responsable de mover las muestras de suelo a varias estaciones dentro del Ensamblaje de almacenamiento en caché adaptativo (ACA) en la parte inferior del móvil. Estas estaciones incluyen evaluación de volumen, imágenes, dispensación de sellos y estaciones de sellado hermético, entre otras. [23] Debido al pequeño espacio en el que debe operar el SHA, así como a los requisitos de carga durante las actividades de sellado, el Sample Caching System "es el mecanismo más complicado y sofisticado que jamás hayamos construido, probado y preparado para vuelos espaciales". [24]
La combinación de instrumentos más grandes, un nuevo sistema de muestreo y almacenamiento en caché y ruedas modificadas hace que Perseverance sea más pesado, con un peso de 1.025 kg (2.260 lb) en comparación con Curiosity con 899 kg (1.982 lb), un aumento del 14%. [26]
El generador de energía termoeléctrica de radioisótopos del rover ( MMRTG ) tiene una masa de 45 kg (99 lb) y utiliza 4.8 kg (11 lb) de óxido de plutonio-238 como fuente de energía. La descomposición natural del plutonio-238, que tiene una vida media de 87,7 años, emite calor que se convierte en electricidad, aproximadamente 110 vatios en el lanzamiento. [27] Esto disminuirá con el tiempo a medida que decae su fuente de energía. [27] El MMRTG carga dos baterías recargables de iones de litio que alimentan las actividades del rover y deben recargarse periódicamente. A diferencia de los paneles solares, el MMRTG proporciona a los ingenieros una flexibilidad significativa para operar los instrumentos del rover incluso de noche, durante tormentas de polvo y durante el invierno. [27]
La computadora del rover utiliza la computadora de placa única de BAE Systems RAD750 endurecida contra la radiación basada en un microprocesador PowerPC G3 reforzado (PowerPC 750) . La computadora contiene 128 megabytes de DRAM volátil y funciona a 133 MHz. El software de vuelo se ejecuta en el sistema operativo VxWorks , está escrito en C y puede acceder a 4 gigabytes de memoria no volátil NAND en una tarjeta separada. [28] La perseverancia se basa en tres antenas de telemetría, todas las cuales se transmiten a través de naves que se encuentran actualmente en órbita alrededor de Marte. El principal U ltra H igh F recuencia (UHF) de la antena puede enviar datos desde el vehículo a una velocidad máxima de dos megabits por segundo. [29] Dos antenas de banda X más lentas proporcionan redundancia de comunicaciones.
JPL construyó una copia de la Perseverancia que se quedó en la Tierra, llamada OPTIMISM (Perseverancia Operativa Gemela para la Integración de Mecanismos e Instrumentos enviados a Marte). Se encuentra en el JPL Mars Yard y se utiliza para probar los procedimientos operativos y para ayudar en la resolución de problemas en caso de que surja algún problema con Perseverance . [30]
Experimento del helicóptero Mars Ingenuity
También viaja con Perseverance el experimento del helicóptero de Marte llamado Ingenuity . Este dron helicóptero con energía solar tiene una masa de 1,8 kg (4,0 lb). Está demostrando estabilidad de vuelo en la atmósfera marciana enrarecida y el potencial para explorar rutas de conducción ideales para el rover durante su ventana de prueba de vuelo experimental planificada de 30 días marcianos (31 días terrestres). Aparte de una cámara, no lleva instrumentos científicos. [31] [32] [33] El helicóptero se comunica con la Tierra a través de una estación base a bordo de Perseverance . [34] El primer despegue se intentó el 19 de abril de 2021 a las 07:15 UTC, y la transmisión en vivo tres horas más tarde a las 10:15 UTC confirmó el vuelo. [35] [36] [37] [38] [39] Es el primer vuelo propulsado en otro planeta. [10] El ingenio ha realizado tres vuelos cada vez más ambiciosos, en total, todos los cuales fueron grabados con las cámaras de Perseverance .
Nombre
El Administrador Asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA , Thomas Zurbuchen, seleccionó el nombre Perseverance después de un concurso nacional de estudiantes K-12 "nombra el rover" que atrajo más de 28,000 propuestas. Un estudiante de séptimo grado , Alexander Mather de la escuela secundaria Lake Braddock en Burke, Virginia , presentó la obra ganadora en el Jet Propulsion Laboratory . Además del honor de nombrar el rover, Mather y su familia fueron invitados al Centro Espacial Kennedy de la NASA para ver el lanzamiento del rover en julio de 2020 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) en Florida . [40]
Mather escribió en su ensayo ganador:
Curiosidad. Visión. Espíritu. Oportunidad. Si lo piensas bien, todos estos nombres de antiguos exploradores de Marte son cualidades que poseemos como humanos. Siempre somos curiosos y buscamos oportunidades. Tenemos el espíritu y la perspicacia para explorar la Luna, Marte y más allá. Pero, si los rovers van a ser nuestras cualidades como raza, nos perdimos lo más importante. Perseverancia. Nosotros, como humanos, evolucionamos como criaturas que podrían aprender a adaptarse a cualquier situación, sin importar cuán dura sea. Somos una especie de exploradores, y encontraremos muchos contratiempos en el camino a Marte. Sin embargo, podemos perseverar. Nosotros, no como nación sino como seres humanos, no nos rendiremos. La raza humana siempre perseverará en el futuro. [40]
Tránsito de Marte
El rover Perseverance despegó con éxito el 30 de julio de 2020, a las 11:50:00 UTC a bordo de un vehículo de lanzamiento Atlas V de United Launch Alliance desde el Space Launch Complex 41 , en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) en Florida . [41]
El rover tardó unos siete meses en viajar a Marte y aterrizó en el cráter Jezero el 18 de febrero de 2021, para comenzar su fase científica. [42]
Aterrizaje
El aterrizaje exitoso de Perseverance en el cráter Jezero se anunció a las 20:55 UTC del 18 de febrero de 2021, [2] la señal de Marte tardó 11 minutos en llegar a la Tierra. El rover aterrizó en 18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′03 ″ E / 18.4446 ° N 77.4509 ° E / 18,4446; 77.4509, [43] aproximadamente 1 km (0,62 millas) al sureste del centro de su elipse de aterrizaje de 7,7 × 6,6 km (4,8 × 4,1 millas) [44] de ancho. Bajó apuntando casi directamente al sureste, [45] con el RTG en la parte trasera del vehículo apuntando al noroeste. La etapa de descenso ("grúa del cielo"), el paracaídas y el escudo térmico se detuvieron a 1,5 km del rover (ver imagen de satélite). El aterrizaje fue más preciso que cualquier aterrizaje anterior en Marte; una hazaña habilitada por la experiencia adquirida con el aterrizaje de Curiosity y el uso de nueva tecnología de dirección. [44]
Una de esas nuevas tecnologías es la navegación relativa al terreno (TRN), una técnica en la que el rover compara las imágenes de la superficie tomadas durante su descenso con mapas de referencia, lo que le permite realizar ajustes de último minuto en su curso. El rover también usa las imágenes para seleccionar un lugar de aterrizaje seguro en el último minuto, lo que le permite aterrizar en un terreno relativamente no peligroso. Esto le permite aterrizar mucho más cerca de sus objetivos científicos que las misiones anteriores, que tenían que usar una elipse de aterrizaje desprovista de peligros. [44]
El aterrizaje ocurrió a última hora de la tarde, con las primeras imágenes tomadas a las 15:53:58 en el reloj de la misión (hora solar media local). [46] El aterrizaje tuvo lugar poco después de que Marte pasara por su equinoccio vernal norte ( Ls = 5,2 °), al comienzo de la primavera astronómica, el equivalente a finales de marzo en la Tierra. [47]
El descenso en paracaídas del vehículo Perseverance fue fotografiado por la cámara de alta resolución HiRISE en el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). [48]
El cráter Jezero es una cuenca de paleolagos. [49] [50] Fue seleccionado como el lugar de aterrizaje para esta misión en parte porque las cuencas de los paleolagos tienden a contener percloratos . [49] [50] El trabajo de la astrobióloga Dr. Kennda Lynch en entornos analógicos en la Tierra sugiere que la composición del cráter, incluidos los depósitos del fondo acumulados de tres fuentes diferentes en el área, es un lugar probable para descubrir evidencia de microbios reductores de percloratos. , si dichas bacterias viven o vivían anteriormente en Marte. [49] [50]
Unos días después del aterrizaje, Perseverance lanzó el primer audio grabado en la superficie de Marte, capturando el sonido del viento marciano [51] [52]
Instrumentos
La NASA consideró cerca de 60 propuestas [53] [54] para la instrumentación del rover. El 31 de julio de 2014, la NASA anunció los siete instrumentos que conformarían la carga útil del rover: [55] [56]
- Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE), una investigación de tecnología de exploración para producir una pequeña cantidad de oxígeno ( O
2) de dióxido de carbono atmosférico marciano ( CO
2). El 20 de abril de 2021, se produjeron 5,37 gramos de oxígeno en una hora, y se planearon nueve extracciones más en el transcurso de dos años terrestres para investigar más el instrumento. [57] Esta tecnología podría ampliarse en el futuro para sustentar la vida humana o para fabricar combustible para cohetes para misiones de regreso. [58] [59]
- Instrumento planetario para litoquímica de rayos X (PIXL), un espectrómetro de fluorescencia de rayos X para determinar la composición elemental a escala fina de los materiales de la superficie marciana. [60] [61] [62]
- Radar Imager para el experimento del subsuelo de Marte (RIMFAX), un radar que penetra en el suelo para obtener imágenes de diferentes densidades del suelo, capas estructurales, rocas enterradas, meteoritos y detectar hielo de agua subterránea y salmuera salada a 10 m (33 pies) de profundidad. El RIMFAX es proporcionado por el Norwegian Defense Research Establishment (FFI). [63] [64] [65] [66]
- Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), un conjunto de sensores que miden la temperatura, la velocidad y dirección del viento, la presión, la humedad relativa, la radiación y el tamaño y la forma de las partículas de polvo. Es proporcionada por España 's Centro de Astrobiología . [67]
- SuperCam , un conjunto de instrumentos que puede proporcionar imágenes, análisis de composición química y mineralogía en rocas y regolitos a distancia. Es una versión mejorada de ChemCam en el rover Curiosity pero con dos láseres y cuatro espectrómetros que le permitirán identificar de forma remota las firmas biológicas y evaluar la habitabilidad pasada. El Laboratorio Nacional de Los Alamos , el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología ( IRAP ) en Francia , la Agencia Espacial Francesa ( CNES ), la Universidad de Hawai y la Universidad de Valladolid en España cooperaron en el desarrollo y fabricación de la SuperCam. [68] [69]
- Mastcam-Z , un sistema de imágenes estereoscópicas con la capacidad de hacer zoom. [70] [71] Se incluyeron muchas fotos en la galería de fotos publicada de la NASA . (Incluido Raw )
- Escaneo de entornos habitables con Raman y luminiscencia para compuestos orgánicos y químicos (SHERLOC), un espectrómetro ultravioleta Raman que utiliza imágenes de escala fina y un láser ultravioleta (UV) para determinar la mineralogía a escala fina y detectar compuestos orgánicos . [72] [73]
Hay cámaras adicionales y dos micrófonos de audio (los primeros micrófonos en funcionamiento en Marte), que se utilizarán como soporte técnico durante el aterrizaje, [74] la conducción y la recolección de muestras. [75] [76] Para obtener una visión completa de los componentes de Perseverance , consulte Learn About the Rover .
atravesar
La perseverancia está planeada para visitar la parte inferior y superior del delta del Neretva Vallis de 3.4 a 3.8 mil millones de años de antigüedad , las partes lisas y grabadas de los depósitos del piso del cráter Jezero interpretados como cenizas volcánicas o depósitos de caída de aire eólica, emplazados antes de la formación del delta; la antigua línea costera cubierta de crestas eólicas transversales (dunas) y depósitos de destrucción masiva, y finalmente, se planea subir al borde del cráter Jezero. [ cita requerida ]
En su puesta en marcha y pruebas progresivas, Perseverance hizo su primera prueba de manejo en Marte el 4 de marzo de 2021. La NASA publicó fotografías de las primeras huellas de las ruedas del rover en el suelo marciano. [77]
Costo
La NASA planea invertir aproximadamente US $ 2.750 millones en el proyecto durante 11 años, incluidos US $ 2.200 millones para el desarrollo y construcción del hardware, US $ 243 millones para servicios de lanzamiento y US $ 291 millones para 2,5 años de operaciones de la misión. [9] [78]
Ajustado a la inflación, Perseverance es la sexta misión planetaria robótica más cara de la NASA, aunque es más barata que su predecesora, Curiosity . [79] La perseverancia se benefició del hardware de repuesto y los diseños "construidos para imprimir" de la misión Curiosity , que ayudaron a reducir los costos de desarrollo y ahorraron "probablemente decenas de millones, si no 100 millones de dólares", según el ingeniero jefe adjunto de Mars 2020, Keith Comeaux. [80]
Artefactos conmemorativos
"Envía tu nombre a Marte"
La campaña "Envía tu nombre a Marte" de la NASA invitó a personas de todo el mundo a enviar sus nombres para viajar a bordo del próximo rover de la agencia a Marte. Se enviaron 10,932,295 nombres. Los nombres fueron grabados por un haz de electrones en tres chips de silicio del tamaño de una uña , junto con los ensayos de los 155 finalistas del concurso "Name the Rover" de la NASA. El primer nombre que se grabó fue "Ángel Santos". [ cita requerida ] Los tres chips comparten espacio en una placa anodizada con un gráfico grabado con láser que representa la Tierra, Marte y el Sol. Los rayos que emanan del Sol contienen la frase "Explore As One" escrita en código Morse . [81] La placa se montó luego en el rover el 26 de marzo de 2020. [82]
(26 de marzo de 2020)
(28 de febrero de 2021)
Geocaching en el espacio rastreable
Parte de perseverancia ' de carga s es un geocaching visible tema objeto de control con la cámara WATSON del Sherloc. [83]
En 2016, el co-investigador SHERLOC de la NASA, Dr. Marc Fries, con la ayuda de su hijo Wyatt, se inspiró en la ubicación de Geocaching en 2008 de un caché en la Estación Espacial Internacional para establecer e intentar algo similar con la misión del rover. Después de plantear la idea en torno a la gestión de la misión, finalmente llegó al científico de la NASA Francis McCubbin, quien se uniría al equipo de instrumentos SHERLOC como colaborador para hacer avanzar el proyecto. La inclusión de Geocaching se redujo a un elemento rastreable que los jugadores podían buscar en las vistas de las cámaras de la NASA y luego iniciar sesión en el sitio. [84] De manera similar a la campaña "Envía tu nombre a Marte", el código rastreable de geocaching se imprimió cuidadosamente en un disco de vidrio de policarbonato de una pulgada que servía como parte del objetivo de calibración del rover. Servirá como un objetivo óptico para el generador de imágenes WATSON y un estándar espectroscópico para el instrumento SHERLOC. El disco está hecho de un material de visera de casco de astronauta prototipo que será probado para su uso potencial en misiones tripuladas a Marte. Los diseños fueron aprobados por los líderes de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, Asuntos Públicos de la NASA y la sede de la NASA, además de la sede de Groundspeak Geocaching. [85] [86]
Homenaje a los trabajadores sanitarios
La perseverancia lanzada durante la pandemia COVID-19 , que comenzó a afectar la planificación de la misión en marzo de 2020. Para mostrar el agradecimiento a los trabajadores de la salud que ayudaron durante la pandemia, una placa de 8 cm × 13 cm (3,1 pulgadas × 5,1 pulgadas ) con un bastón- y el símbolo de la serpiente (un símbolo griego de la medicina) se colocó en el rover. El gerente del proyecto, Matt Wallace, dijo que esperaba que las generaciones futuras que vayan a Marte puedan apreciar a los trabajadores de la salud durante 2020. [87]
Medios, impacto cultural y legado
Paracaídas con mensaje codificado
El paracaídas naranja y blanco utilizado para aterrizar el rover en Marte contenía un mensaje codificado que fue descifrado por los usuarios de Twitter. El ingeniero de sistemas de la NASA, Ian Clark, usó código binario para ocultar el mensaje "atrevete a cosas poderosas" en el patrón de color del paracaídas. El paracaídas de 70 pies de ancho constaba de 80 tiras de tela que forman un dosel en forma de hemisferio, y cada tira constaba de cuatro piezas. El Dr. Clark disponía así de 320 piezas con las que codificar el mensaje. También incluyó las coordenadas GPS de la sede del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California (34 ° 11'58 ”N 118 ° 10'31” W). Clark dijo que solo seis personas sabían del mensaje antes de aterrizar. El código fue descifrado unas pocas horas después de que la imagen fue presentada por perseverancia ' equipo de s. [88] [89] [90]
"Atrévete a cosas poderosas" es una cita atribuida al presidente estadounidense Theodore Roosevelt y es el lema no oficial del Laboratorio de Propulsión a Chorro. [91] Adorna muchas de las paredes del centro JPL .
Galería
Mapas de aterrizaje
Imágenes tempranas
Perseverancia con ingenio
(video; 02:44; 30 de abril de 2021)