Ingenio y Perseverancia

Por Ana Carolina Zelzman - 9 Abril 2021 11:00

Tiempo de lectura: 7 minutos.

Estamos a punto de presenciar un momento histórico. La sonda marciana Perseverance ya desplegó el primer vehículo humano que realizará un vuelo en otro planeta: el helicóptero Ingenuity (Ingenio). Aprovechamos esta oportunidad para repasar algunas características de la misión y el porqué de tan particular aparato.


Perseverance es uno más de la serie de rovers (vehículos científicos que se movilizan por la superficie utilizando ruedas) de la NASA en el planeta rojo.

En ese sentido la nueva sonda repite la estructura de uno de sus antecesores, Curiosity, incluyendo su particular método de "amartizaje", la skycrane ("grúa del cielo") desarrollada por el ingeniero argentino Miguel San Martín, cuyo objetivo es amortiguar mejor la llegada a la superficie que los métodos anteriores (algo importante por el tamaño de Curiosity y Perseverance). Esta metodología da la posibilidad de un mejor relevamiento del suelo, permitiendo al vehículo tomar decisiones finas respecto al lugar donde toca superficie. Este proceso de touchdown está completamente automatizado. El equipo de Control de Misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California recibe de manera pasiva los datos de la sonda respecto a su estado pero no tiene forma de modificar las decisiones que esta toma. Solamente se le había designado la ubicación inicial en el cráter Jezero, elegida por su interés científico, y a partir de allí las decisiones de menor escala fueron tomadas por la nave de acuerdo a las imágenes capturadas por las cámaras al acercarse a la superficie y de acuerdo a una cantidad de parámetros incorporados por los técnicos en el software de descenso.

Vale destacar que tanto este software como el que comanda la misión una vez en superficie y el que dirige el Ingenuity fueron desarrollados en linux y están disponibles en su totalidad para ser revisados por quien así lo desee. De hecho durante la conferencia de prensa posterior a la llegada de la sonda a la superficie, el ingeniero Allen Chen, jefe de Entrada, Descenso y Aterrizaje del equipo, agradeció a la comunidad de programadores de software libre por el aporte que este significó para la misión.

En este video del aterrizaje publicado por la NASA se observa como la sky crane coloca la sonda en la superficie. Estas imágenes resultaron de tan alta calidad que se puede volver necesario diferenciarlas de las simulaciones. La forma más fácil de despejar esa duda es observar los cuatro “escapes” del vehículo de descenso. Éste realiza las maniobras de ajuste utilizando un combustible que produce llamas invisibles por lo cual una imagen donde se puedan observar los escapes de los cuatro cohetes es una simulación.

Viendo Marte con otros ojos

La ubicación elegida para el amartizaje de la sonda responde a intereses científicos ya que es una región donde se considera posible encontrar lo que Perseverance fue a buscar: biofirmas, es decir, indicadores de la presencia actual o pasada de alguna forma de vida. Por ello se eligió un antiguo delta, un relieve que, por lo menos en nuestro planeta, resulta propenso al desarrollo de la vida microscópica, debido a la combinación de nutrientes y suelos arrastrados por los cursos de agua que lo forman y los que tiene el cuerpo de agua donde desemboca.

La sonda analizará la química de las rocas y la geología del suelo en busca de rasgos característicos que se asocian con la vida. Además tomará muestras de las rocas que más interesantes resulten y las almacenará en vacío a la espera de una segunda etapa de la misión. Se espera que en los próximos años una segunda sonda amartice en la misma región, recupere esas muestras y las transporte de vuelta a nuestro planeta, replicando lo realizado en 2020 con muestras lunares y de asteroides. La misión también ensayará un experimento con miras a un futuro asentamiento humano: la posibilidad de obtener oxígeno a partir del dióxido de carbono que constituye la mayor parte de la atmósfera marciana.

Pero más allá de los numerosos experimentos científicos que realizará Perseverance durante su tiempo programado de funcionamiento, se podría decir que lo que caracteriza a esta misión es la búsqueda de una nueva perspectiva de Marte. La sonda, el vehículo de aterrizaje y hasta el pequeño helicóptero cuentan con cámaras, algunas de ellas de gran resolución aunque otras, llamativamente, simples cámaras comerciales sin ninguna modificación. De esta forma, si todo marcha bien, cuando el Ingenuity vuele podremos tener las primeras imágenes aéreas de otro planeta. Ya hemos visto por primera vez imágenes de un aterrizaje en otro cuerpo celeste, tomadas desde la perspectiva de la sonda y del vehículo que la colocó en suelo marciano, lo cual debe haber dado una gran satisfacción a San Martín, quien hasta ahora no había podido ver su sistema en funcionamiento ya que Curiosity no llevaba cámaras para filmar su llegada y la grúa no se puede desplegar de la misma forma en la atmósfera terrestre. Más allá de la emoción de ver este proceso, para los ingenieros las imágenes resultan útiles para mejorar cada vez más el amartizaje, viendo cómo y dónde aterriza cada parte del vehículo, como se despliega el paracaídas, etc.

Fotografía del paracaídas de frenado tomada por el rover.

Las áreas de dos colores en el paracaídas de frenado permiten a los técnicos estudiar la dinámica de su apertura en las imágenes. La necesidad de este patrón se aprovechó a la vez para enviar un guiño a los aficionados que rápidamente descubrieron que la forma y distribución de los segmentos codificaba en binario el slogan "Atrevete a cosas grandiosas".

Además de imágenes, Perseverance nos trae por primera vez el sonido de una atmósfera extraterrestre. Esto puede parecer poco impresionante para nuestros oídos pero significa el ensayo de nuevas tecnologías y aporta datos científicos útiles respecto a la velocidad del viento y la densidad de la atmósfera en el planeta. También permite a los ingenieros realizar diagnósticos sobre el funcionamiento del resto de los instrumentos de la sonda a partir de los ruidos que emiten al llevar adelante sus tareas. Pero esta nueva vía de información representa además una forma de inclusión para que las personas con discapacidad visual sean también testigos, al menos de una pequeña parte de la exploración espacial. De hecho la idea para este instrumento fue sugerida a los ingenieros de la misión por una aficionada ciega, según relató en conferencia de prensa Dave Gruel, encargado de Ensamblaje y Testeo de la misión.

A diferencia de otras sondas marcianas Perseverance es una iniciativa internacional. El vehículo alberga instrumentos de distintos orígenes, entre ellos una estación meteorológica española y un radar de origen noruego destinado a estudiar el subsuelo.

Un nombre apropiado

Continuando con la internacionalidad de la misión, esta fue la primera ocasión en que el despegue fue transmitido por la NASA de manera simultánea en inglés y español. Esto va en línea con el gran esfuerzo divulgativo que realiza la agencia y que en este caso llevó a que fueran alumnos de escuelas estadounidenses quienes eligieron tanto el nombre de la sonda como el del helicóptero.

El nombre de la sonda - Perseverance, Perseverancia - resulta muy apropiado a las circunstancias en las que se viene desarrollando la misión. Luego de años de preparación, la nave despegó de la Tierra y amartizó en el medio de la pandemia por lo que, al igual que ocurrió con el equipo del SAOCOM, los técnicos debieron ajustar su trabajo a los protocolos apropiados y debieron contenerse de los abrazos que suelen multiplicarse con la llegada exitosa de una nave a su destino. A esto se puede sumar el hecho de que 20 minutos antes del lanzamiento, el área de control de la misión, ubicada en California, sufrió el impacto de un terremoto, haciendo más necesaria aún la persverancia. Sin embargo, las tradiciones no se abandonaron del todo ya que todos los técnicos e ingenieros del Control de Misión recibieron una porción de maníes para celebrar el amartizaje, tal como había ocurrido en misiones anteriores.

Para conmemorar el impacto de la pandemia y homenajear la perseverancia de los trabajadores de la salud, el equipo de la misión colocó a último momento esta placa en el cuerpo de la nave.

Pequeño pero grande

De esta forma llegamos al momento que muchos estamos esperando: el vuelo del Ingenuity. Este domingo 4, el rover depositó el helicóptero en el área elegida para su despegue y ahora procederá a alejarse para permitirle maniobrar e incluso capturar algunas imágenes de su vuelto. El pequeño helicóptero no lleva ningún tipo de sensor o experimento científico. Fue diseñado más como una prueba de concepto, como un desafío para ensayar las capacidades de diseño de lxs ingenierxs en una atmósfera extraña. Si el Ingenuity responde satisfactoriamente, será el primer paso para que futuras misiones interplanetarias estén acompañadas de drones de reconocimiento similares, lo que aumentaría considerablemente el área estudiada y daría una perspectiva distinta a los investigadores respecto a los accidentes geográficos del planeta en cuestión.

Por el momento y conociendo las características de la atmósfera de Marte, el equipo debió diseñar un aparato liviano, que pudiera ser transportado dentro del fuselaje del rover pero sin dificultar el resto de sus tareas. Y por otro lado, debía tratarse de un helicóptero con aspas largas para poder crear mayor arrastre en una atmósfera mucho menos densa que la terrestre y al funcionar con energía solar, debía contar también con la superficie necesaria para los paneles. De esta forma el diseño debía encontrar un balance entre grande y pequeño y así desarrolló este dron de menos de 2kg con 2 rotores que giran en sentidos opuestos y aspas de 1,2 metros.

El proceso del vuelo será un asunto delicado ya que el Ingenuity no cuenta con una conexión directa con la Tierra por lo que su "nave madre", el rover, debe servir de relevo de la señal. Por ello, muchos procesos de este vuelo dependen también de la automatización. Los ingenieros empezarán realizando una evaluación del clima en el área elegida para decidir si los vientos y la temperatura son favorables y una vez que den el visto bueno, dispararán el proceso de despegue que el dron continuará por sí solo.

En esta misión abundan los gestos simbólicos a los que la NASA es afecta. Además del patrón del paracaídas o la placa para los trabajadores de la salud, el Ingenuity porta un pequeño pedazo de una de las alas del avión de los hermanos Wright. Por lo tanto, poco más de un siglo después del que muchos consideran el primer vuelo controlado (aunque existen disputas al respecto), el dron repetirá la misma hazaña llevando este símbolo, esta vez en la atmósfera de nuestro vecino planeta rojo, dándonos una perspectiva marciana completamente nueva.

Fuente: NASA.gov

Imágenes: NASA/JPL-Caltech



Si querés colaborar con esparCiencia, ya podés “comprarnos un cafecito”. Será de gran ayuda para que podamos mantener el compromiso en la comunicación de la ciencia y la tecnología.

Invitame un café en cafecito.app