Espacio

Aterrizar en Marte es más difícil de lo que piensas. Así es como se prepara la NASA.

La práctica es perfecta cuando se envía un robot en el arriesgado viaje al planeta rojo.jueves, 22 de noviembre de 2018

Por Nadia Drake
Fotografías de Cassandra Klos
Mientras lleva un casco HoloLens, Marleen Sundgaard, líder en el banco de pruebas de InSight, da forma al espacio de trabajo para colocar los instrumentos de la réplica de la nave espacial.

Por favor deséenle a Julie Wertz-Chen la semana más aburrida posible.

"Si estamos aburridos, la vida es buena", dice el ingeniero de sistemas aeroespaciales. Después de todo, en sólo unos pocos días, Wertz-Chen y sus colegas intentarán configurar de forma segura la nave espacial InSight de la NASA en Marte. Decididamente, es un hazaña poco aburrida que podría hacer esta semana de vacaciones, la cual normalmente está llena de estrés adicional para muchos de nosotros, excepcionalmente tensa.

La nave espacial InSight de la NASA se adentra en los misterios de Marte
La nave espacial InSight de la NASA se adentra en los misterios de Marte
Se prevé que la nave espacial InSight de la NASA aterrice en Marte el 26 de noviembre de 2018, después de completar una órbita de 205 días en el espacio.

Aterrizar una nave espacial en Marte puede sonar rutinario en este punto, sin embargo, es todo menos algo común. De las más de 50 veces en que los humanos han lanzado varios fragmentos de hardware a Marte, ya sea a la superficie o a la órbita marciana, más de la mitad han fallado. A partir del 2018, Estados Unidos es la única nación que ha logrado colocar un rover en la superficie del planeta rojo.

En el Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA, que gestiona la misión InSight, varios equipos deben practicar, practicar y practicar para asegurarse de que todo sea lo más perfecto posible antes de que llegue el momento real del aterrizaje.

Mientras lleva un casco HoloLens, Marleen Sundgaard, líder en el banco de pruebas de InSight, da forma al espacio de trabajo para colocar los instrumentos de la réplica de la nave espacial.

Para Wertz-Chen, que está en el equipo de entrada, descenso y aterrizaje, eso significa ejecutar numerosas simulaciones de dinámica de vuelo una y otra vez, utilizando las trayectorias de las naves espaciales actualizadas a medida que estén disponibles. Entonces, en última instancia, se trata de observar, esperar y dejar que la dinámica orbital haga el resto.

"Las simulaciones sólo serán tan buenas como lo que pensamos simular", dice ella. "Muchas veces, las cosas que podrían terminar 'matándote' son cosas en las que no has pensado".

Inmersiones de muertes marcianas

Marte ha matado a muchas naves espaciales en el pasado.

La última víctima fue el módulo de aterrizaje Schiaparelli de la Agencia Espacial Europea, que no sobrevivió finalmente a un descenso sin control sobre la superficie en el 2016, aunque su orbitador ExoMars llegó sano y salvo. Más notablemente, quizás, fue el momento en que la NASA estrelló una nave espacial en el polo sur marciano en 1999, justo un año después de que su Mars Climate Orbiter se desintegrara en la atmósfera del planeta rojo porque los equipos no habían utilizado las mismas unidades de medida en sus cálculos.

Que el InSight llegue de manera segura a su sitio de aterrizaje el 26 de noviembre significa que varios eventos deben desarrollarse con una precisión exquisita. La nave espacial no es tan pesada como la del rover Curiosity, por lo que no habrá una grúa aérea con propulsión, ni tampoco habrá bolsas de aire gigantescas como las que hicieron rebotar a los vehículos gemelos Spirit y Opportunity. En cambio, al igual que el módulo de aterrizaje anterior Phoenix, InSight simplemente desplegará su paracaídas una vez que alcance la delgada atmósfera marciana y comenzará a deslizarse a través de los cielos alienígenas.

"El despliegue del paracaídas siempre es estresante, porque físicamente tiene que funcionar, por lo que siempre es un momento aterrador", dice Wertz-Chen.

Luego, una vez que se desprenda el escudo térmico, el radar a bordo de la nave deberá encontrar y seguir de cerca el suelo. Los datos de ese radar le indicarán a InSight cuándo es el momento de deshacerse de su paracaídas y de su carcasa trasera asociada. Es importante destacar que el módulo de aterrizaje también tendrá que saber cuándo encender los motores de descenso que son cruciales para reducir la velocidad a una velocidad de caída de ocho kilómetros por hora.

"Si el radar no puede encontrar el suelo por alguna razón, entonces eso no es algo bueno", dice Wertz-Chen.

Recreando la realidad

InSight seguirá una trayectoria balística hacia la superficie del planeta, lo que significa que no hay maniobrabilidad una vez que ingresa a la atmósfera. El objetivo es colocar la nave espacial dentro de las llanuras lisas de Elysium Planitia, un lugar de aterrizaje que se eligió específicamente por ser plano. Esto se debe a que el éxito de la misión se basa en un terreno poco interesante, generalmente sin rocas, que no se interpondrán en el camino, mientras que el módulo de aterrizaje despliega un conjunto de instrumentos sensibles que monitorearán el interior del planeta. (Aquí hay cinco misterios de Marte aún por resolver).

"Literalmente, lo que buscamos es un estacionamiento, pero si hay rocas, pendientes... el equipo de despliegue realmente tendrá un trabajo frente a ello", dice Tom Hoffman, gerente de proyectos de InSight.

El investigador principal de InSight, Bruce Banerdt (centro) se encuentra con la réplica de la nave espacial en el Laboratorio de Instrumentos In Situ. Él y los otros científicos están amarrados a la réplica para que no se disipen accidentalmente las descargas electrostáticas, que pueden afectar la electrónica del banco de pruebas.

Para realmente familiarizarse con lo que encuentren después de aterrizar, el equipo de despliegue de instrumentos está listo para recrear el terreno circundante de la nave espacial en el Laboratorio de Instrumentos In Situ de JPL, un banco de pruebas estrechamente controlado que permite a los ingenieros simular con precisión a Marte aquí en la Tierra, incluida una réplica de trabajo de la nave espacial InSight. Ayudándolos en esa búsqueda está el 3D, los cascos de realidad aumentada; después de que InSight aterrice, tomará fotos del terreno circundante, que se incluirán en esos cascos como mapas digitales del terreno. Luego, los ingenieros podrán esculpir la grava del banco de pruebas para que coincida con el paisaje marciano real.

"Tenemos nuestras palas y nuestros rastrillos y algunas rocas, todos preparados para el tipo de 'forma de Marte' y hacer que esta caja de arena se vea como la superficie de Marte", dice Jaime Singer, que está en el equipo de despliegue de instrumentos.

Finalmente, el equipo practicará el despliegue de los instrumentos de la nave espacial en la seguridad relativa de su entorno terrenal, luego transmitirán las secuencias de comando apropiadas a InSight.

Simulaciones de silicio

Antes del aterrizaje, los científicos a cargo también hacen muchas rondas de pruebas en entornos virtuales. Para cualquier misión, el equipo de entrada, descenso y aterrizaje ejecutará la simulación después de la simulación, en busca de todos los ajustes posibles que pueden hacer a la programación de la nave con anticipación.

Para InSight, Wertz-Chen ha estado introduciendo información actualizada sobre la trayectoria en las simulaciones, luego jugando con un montón de variables y estudiando el resultado. Su objetivo es encontrar la combinación de variables anticipadas que produzcan la mayor probabilidad de éxito. Idealmente, esa combinación será lo que ya está en los sistemas de la nave espacial. Pero si hay que ajustar algo, el equipo le enviará un comando con las ediciones.

Los ingenieros del Laboratorio de Instrumentos In Situ cavan una zanja que corresponde al paisaje de la realidad aumentada que ven a través de sus cascos.

"Nunca quieres comandar una nave espacial si no es absolutamente necesario, porque si eres bueno con lo que eres, entonces la dejas sola", dice. Por lo tanto, siempre que la información de la trayectoria actualizada continuamente sugiera que InSight va por buen camino, todo debería estar bien.

Wertz-Chen dice que "confía cautelosamente" que el aterrizaje saldrá bien: “Hay muchas cosas que deben ir bien para hacer que esto funcione. Siempre es estresante y definitivamente estoy nerviosa.”

Y, al igual que con las misiones anteriores a Marte, ¿habrá maníes afortunados en el control de la misión?

"Oh, por supuesto", dice ella. "Eso es un requisito".

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