Entonces, ¿cómo puedes contactar a un rover en Marte? Piénselo: incluso cuando Marte está a la distancia más cercana de la Tierra, ¡la señal debe viajar cincuenta y cinco millones de kilómetros! Es realmente una gran distancia. Pero, ¿cómo logra un rover pequeño y solitario transmitir sus datos científicos y hermosas imágenes a todo color hasta ahora y en tal número? En la primera aproximación, se parece a esto (realmente lo intenté muy duro):
Entonces, en el proceso de transmisión de información, generalmente están involucradas tres "figuras" clave: uno de los centros de comunicaciones espaciales en la Tierra, uno de los satélites artificiales de Marte y, de hecho, el propio rover. Comencemos con la antigua Tierra y hablemos de los centros de comunicación espacial DSN (Deep Space Network).
Estaciones de comunicación espacial
Cualquiera de las misiones espaciales de la NASA está diseñada para poder comunicarse con la nave espacial las 24 horas del día (o al menos siempre que sea posible). básicamente). Dado que, como sabemos, la Tierra gira bastante rápido alrededor de su propio eje, se necesitan varios puntos de recepción/transmisión de datos para garantizar la continuidad de la señal. Estos puntos son las estaciones DSN. Están ubicados en tres continentes y están separados entre sí por unos 120 grados de longitud, lo que les permite superponerse parcialmente en las áreas de cobertura de cada uno y, gracias a esto, "conducir" la nave espacial las 24 horas del día. Para ello, cuando la nave espacial sale del área de cobertura de una de las estaciones, su señal se transfiere a otra.Uno de los complejos DSN está ubicado en EE. UU. (complejo Goldstone), el segundo está en España (a unos 60 kilómetros de Madrid) y el tercero está en Australia (a unos 40 kilómetros de Canberra).
Cada uno de estos complejos tiene su propio conjunto de antenas, pero en términos de funcionalidad, los tres centros son aproximadamente iguales. Las antenas en sí se llaman DSS (Deep Space Stations) y tienen su propia numeración: las antenas en los EE. UU. están numeradas 1X-2X, las antenas en Australia son 3X-4X y en España, 5X-6X. Así que si escuchas "DSS53" en alguna parte, puedes estar seguro de que es una de las antenas españolas.
El complejo de Canberra se usa con mayor frecuencia para comunicarse con los rovers, así que hablemos de él con un poco más de detalle.
El complejo tiene su propia página web, donde puedes encontrar bastante información interesante. Por ejemplo, muy pronto, el 13 de abril de este año, la antena DSS43 cumplirá 40 años.
En total, en este momento, la estación en Canberra tiene tres antenas activas: DSS-34 (34 metros de diámetro), DSS-43 (70 metros impresionantes) y DSS-45 (nuevamente 34 metros). Por supuesto, a lo largo de los años de funcionamiento del centro, se utilizaron otras antenas, que por diversas razones fueron sacadas de servicio. Por ejemplo, la primera antena, DSS42, se desmanteló en diciembre de 2000 y la DSS33 (11 metros de diámetro) se desmanteló en febrero de 2002, después de lo cual se transportó a Noruega en 2009 para continuar su trabajo como instrumento para estudiar la atmósfera. .
La primera de las antenas de trabajo mencionadas, DSS34, fue construido en 1997 y se convirtió en el primer representante de una nueva generación de estos dispositivos. Su característica distintiva es que el equipo para recibir / transmitir y procesar la señal no está ubicado directamente en el plato, sino en la habitación debajo de él. Esto hizo posible aligerar significativamente el plato y también hizo posible reparar el equipo sin detener el funcionamiento de la antena. DSS34 es una antena reflectora, su esquema de operación se parece a esto:
Como puede ver, debajo de la antena hay una habitación en la que se lleva a cabo todo el procesamiento de la señal recibida. En la antena real, esta sala está bajo tierra, por lo que no la verás en las fotos.
DSS34, seleccionable
Transmisión:
- Banda X (7145-7190 MHz)
- Banda S (2025-2120 MHz)
- Banda X (8400-8500 MHz)
- Banda S (2200-2300 MHz)
- Banda Ka (31,8-32,3 GHz)
- 2,0°/seg
- Viento constante 72km/h
- Ráfagas +88km/h
DSS43(que tiene un aniversario pronto) es un ejemplo mucho más antiguo, construido en 1969-1973 y actualizado en 1987. DSS43 es la antena parabólica móvil más grande del hemisferio sur de nuestro planeta. La enorme estructura que pesa más de 3.000 toneladas gira sobre una película de aceite de unos 0,17 mm de espesor. La superficie de la placa está compuesta por 1272 paneles de aluminio, y tiene una superficie de 4180 metros cuadrados. 
DSS43, seleccionable
algunas especificaciones tecnicas
Transmisión:
- Banda X (7145-7190 MHz)
- Banda S (2025-2120 MHz)
- Banda X (8400-8500 MHz)
- Banda S (2200-2300 MHz)
- Banda L (1626-1708 MHz)
- Banda K (12,5 GHz)
- Banda Ku (18-26 GHz)
- dentro de 0.005° (precisión de apuntar a un punto del cielo)
- dentro de 0,25 mm (precisión de movimiento de la propia antena)
- 0,25°/seg
- Viento constante 72km/h
- Ráfagas +88km/h
- Diseño máximo - 160km/h
DSS45. Esta antena se completó en 1986 y se diseñó originalmente para comunicarse con la Voyager 2, que estaba estudiando a Urano. Gira sobre una base redonda de 19,6 metros de diámetro, utilizando para ello 4 ruedas, dos de las cuales son motrices. 
DSS45, seleccionable
algunas especificaciones tecnicas
Transmisión:
- Banda X (7145-7190 MHz)
- Banda X (8400-8500 MHz)
- Banda S (2200-2300 MHz)
- dentro de 0.015° (precisión de apuntar a un punto del cielo)
- dentro de 0,25 mm (precisión de movimiento de la propia antena)
- 0,8°/seg
- Viento constante 72km/h
- Ráfagas +88km/h
- Diseño máximo - 160km/h
Si hablamos de la estación de comunicación espacial en su conjunto, podemos distinguir cuatro tareas principales que debe realizar:
telemetría- recibir, decodificar y procesar datos de telemetría provenientes de vehículos espaciales. Por lo general, estos datos consisten en información científica y de ingeniería transmitida por aire. El sistema de telemetría recibe los datos, monitorea sus cambios y el cumplimiento de la norma, y los transfiere a los sistemas de validación o centros científicos involucrados en su procesamiento.
Seguimiento- el sistema de seguimiento debe brindar la posibilidad de comunicación bidireccional entre la Tierra y la nave espacial, y calcular su ubicación y vector de velocidad para el posicionamiento correcto del platillo.
Control- brinda a los especialistas la oportunidad de transmitir comandos de control a la nave espacial.
Monitorear y controlar- Permito controlar y gestionar los sistemas de la propia DSN
Vale la pena señalar que la estación australiana actualmente atiende a unas 45 naves espaciales, por lo que el horario de su trabajo está claramente regulado y no es tan fácil obtener tiempo adicional. Cada una de las antenas también tiene la capacidad técnica de servir hasta dos dispositivos diferentes simultáneamente.
Entonces, los datos que se transmitirán al rover se envían a la estación DSN, desde donde emprenden su corto viaje espacial (de 5 a 20 minutos) al Planeta Rojo. Pasemos ahora a revisar el propio rover. ¿Qué medios de comunicación tiene?
Curiosidad
Curiosity está equipado con tres antenas, cada una de las cuales se puede utilizar para recibir y transmitir información. Estos son antena UHF, LGA y HGA. Todos ellos están ubicados en la "parte trasera" del rover, en diferentes lugares.
HGA - Antena de alta ganancia
MGA - Antena de Ganancia Media
LGA - Antena de baja ganancia
UHF-ultra alta frecuencia
Dado que las abreviaturas HGA, MGA y LGA ya contienen la palabra antena, no les volveré a atribuir esta palabra, a diferencia de la abreviatura UHF.
Estamos interesados en RUHF, RLGA y antena de alta ganancia
La antena UHF es la más utilizada. Con él, el rover puede transmitir datos a través de los satélites MRO y Odyssey (de los que hablaremos más adelante) a una frecuencia de unos 400 megahercios. Se prefiere el uso de satélites para la transmisión de señales debido al hecho de que están en el campo de visión de las estaciones DSN mucho más tiempo que el propio rover, sentados solos en la superficie de Marte. Además, dado que están mucho más cerca del rover, este último necesita gastar menos energía para transmitir datos. Las tasas de transferencia pueden alcanzar hasta 256 kbps para Odyssey y hasta 2 Mbps para MRO. B sobre La mayor parte de la información procedente de Curiosity pasa por el satélite MRO. La antena UHF en sí está ubicada en la parte trasera del rover y parece un cilindro gris.
Curiosity también tiene un HGA que puede usar para recibir comandos directamente desde la Tierra. Esta antena es móvil (se puede orientar hacia la Tierra), es decir, para utilizarla, el rover no tiene que cambiar de ubicación, basta girar el HGA en la dirección correcta, y esto permite ahorrar energía. HGA está montado aproximadamente en el medio en el lado izquierdo del rover, y es un hexágono con un diámetro de unos 30 centímetros. HGA puede transmitir datos directamente a la Tierra a aproximadamente 160 bps en antenas de 34 m, o hasta 800 bps en antenas de 70 m.
Finalmente, la tercera antena es la llamada LGA.
Envía y recibe señales en todas las direcciones. LGA funciona en banda X (7-8 GHz). Sin embargo, la potencia de esta antena es bastante baja y la velocidad de transmisión deja mucho que desear. Debido a esto, se utiliza principalmente para recibir información en lugar de transmitirla.
En la foto, el LGA es la torreta blanca en primer plano.
La antena UHF es visible en el fondo.
Vale la pena señalar que el rover genera una gran cantidad de datos científicos y no siempre se pueden enviar todos. Los expertos de la NASA priorizan la importancia: la información con la prioridad más alta se transmitirá primero y la información con una prioridad más baja esperará a la siguiente ventana de comunicación. A veces, algunos de los datos menos importantes deben eliminarse por completo.
Satélites Odyssey y MRO
Entonces, descubrimos que, por lo general, para comunicarse con Curiosity, se necesita un "enlace intermedio" en forma de uno de los satélites. Esto le permite aumentar el tiempo durante el cual la comunicación con Curiosity es generalmente posible, así como aumentar la velocidad de transmisión, ya que las antenas satelitales más potentes pueden transmitir datos a la Tierra a una velocidad mucho mayor.Cada uno de los satélites tiene dos ventanas de comunicación con el rover cada sol. Por lo general, estas ventanas son bastante cortas, solo unos minutos. En caso de emergencia, Curiosity también puede comunicarse con el satélite Mars Express Orbiter de la Agencia Espacial Europea.
Odisea de Marte
Odisea de Marte
El satélite Mars Odyssey fue lanzado en 2001 y originalmente fue diseñado para estudiar la estructura del planeta y buscar minerales. El satélite mide 2,2 x 2,6 x 1,7 metros y pesa más de 700 kilogramos. La altura de su órbita oscila entre 370 y 444 kilómetros. Este satélite fue utilizado activamente por rovers anteriores: alrededor del 85 por ciento de los datos recibidos de Spirit y Opportunity se transmitieron a través de él. Odyssey puede comunicarse con Curiosity en la banda UHF. En cuanto a las comunicaciones, dispone de antena HGA, MGA (antena de ganancia media), LGA y UHF. Básicamente, para la transmisión de datos a la Tierra, se utiliza un HGA, que tiene un diámetro de 1,3 metros. La transmisión se realiza a una frecuencia de 8406 MHz y los datos se reciben a una frecuencia de 7155 MHz. El tamaño angular del haz es de unos dos grados.
Ubicación de instrumentos satelitales
La comunicación con los rovers se realiza mediante una antena UHF en frecuencias de 437 MHz (transmisión) y 401 MHz (recepción), la tasa de intercambio de datos puede ser de 8, 32, 128 o 256 kb/s.
Orbitador de reconocimiento de Marte
MRO
En 2006, al satélite Odyssey se unió MRO - Mars Reconnaissance Orbiter, que hoy es el principal interlocutor de Curiosity.
Sin embargo, además del trabajo de un señalero, el propio MRO tiene un impresionante arsenal de instrumentos científicos y, lo que es más interesante, está equipado con una cámara HiRISE, que es, de hecho, un telescopio reflector. A una altitud de 300 kilómetros, HiRISE puede tomar imágenes con una resolución de hasta 0,3 metros por píxel (a modo de comparación, las imágenes satelitales de la Tierra suelen estar disponibles con una resolución de aproximadamente 0,5 metros por píxel). MRO también puede crear estereopares de superficie con una precisión asombrosa de 0,25 metros. Le recomiendo encarecidamente que se familiarice con al menos algunas de las imágenes disponibles, por ejemplo. Lo que vale, por ejemplo, esta imagen del cráter Victoria (pulsable, la original tiene unos 5 megas):
Sugiero que los más atentos encuentren el rover Opportunity en la imagen ;)
respuesta (se puede hacer clic)
Tenga en cuenta que la mayoría de las tomas en color se tomaron en un rango extendido, por lo que si se topa con una toma en la que parte de la superficie es azul verdosa brillante, no se apresure a involucrarse en teorías de conspiración;) Pero puede estar seguro de que en diferentes tiros razas idénticas tendrán el mismo color. Sin embargo, volvamos a los sistemas de comunicación.
El MRO está equipado con cuatro antenas que están diseñadas para coincidir con las del rover: una antena UHF, una HGA y dos LGA. La antena principal utilizada por el satélite, HGA, tiene un diámetro de tres metros y opera en la banda X. Es ella quien se utiliza para transmitir datos a la Tierra. El HGA también está equipado con un amplificador de señal de 100 vatios.
1 - HGA, 3 - UHF, 10 - LGA (ambos LGA montados directamente en HGA)
Curiosity y MRO se comunican mediante una antena UHF, se abre una ventana de comunicación dos veces en Sol y dura aproximadamente entre 6 y 9 minutos. MRO asigna 5 GB por día para los datos recibidos de los rovers y los almacena hasta que está a la vista de una de las estaciones DSN en la Tierra, después de lo cual transmite los datos allí. La transmisión de datos al móvil se realiza según el mismo principio. Se asignan 30 Mb/sol para almacenar comandos que se transmitirán al móvil.
Las estaciones DSN realizan MRO durante 16 horas al día (las 8 horas restantes el satélite está en el otro lado de Marte y no puede intercambiar datos, ya que está cerrado por el planeta), 10-11 de las cuales transmite datos a la Tierra. Normalmente, el satélite opera tres días a la semana con una antena DSN de 70 metros y dos veces con una antena de 34 metros (lamentablemente, no está claro qué hace los dos días restantes, pero es poco probable que tenga días libres). ). La velocidad de transmisión puede variar de 0,5 a 4 megabits por segundo; disminuye a medida que Marte se aleja de la Tierra y aumenta a medida que los dos planetas se acercan. Ahora (en el momento de la publicación del artículo) la Tierra y Marte están casi a la distancia máxima entre sí, por lo que la tasa de transferencia probablemente no sea muy alta.
La NASA afirma (hay un widget especial en el sitio web del satélite) que durante todo el período de su operación, MRO transmitió más de 187 terabits (!) de datos a la Tierra; esto es más que todos los vehículos enviados al espacio antes que él, combinados .
Conclusión
Entonces, resumamos. Al enviar comandos de control al móvil, ocurre lo siguiente:- Los especialistas de JPL envían comandos a una de las estaciones DSN.
- Durante una sesión de comunicación con uno de los satélites (lo más probable es que sea MRO), la estación DSN le transmite un conjunto de comandos.
- El satélite almacena los datos en la memoria interna y espera la siguiente ventana de comunicación con el móvil.
- Cuando el móvil está en la zona de acceso, el satélite le transmite comandos de control.
Al transmitir datos del rover a la Tierra, todo sucede en orden inverso:
- El rover almacena sus datos científicos en la memoria interna y espera la siguiente ventana de comunicación satelital.
- Cuando un satélite está disponible, el móvil le envía información.
- El satélite recibe los datos, los almacena en su memoria y espera la disponibilidad de una de las estaciones DSN
- Cuando un DSN está disponible, el satélite le envía los datos recibidos.
- Finalmente, después de recibir la señal, la estación DSN la decodifica y envía los datos recibidos a los destinatarios previstos.
Espero haber podido describir más o menos brevemente el proceso de comunicación con Curiosity. Toda esta información (sobre idioma en Inglés; además de una gran cantidad de extras, que incluyen, por ejemplo, informes técnicos bastante detallados sobre cómo funciona cada uno de los satélites) están disponibles en varios sitios de JPL y son muy fáciles de encontrar una vez que sabe lo que le interesa.
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El 6 de agosto de 2012, el módulo de aterrizaje Curiosity aterrizó en la superficie de Marte. En los próximos 23 meses, el rover estudiará la superficie del planeta, su composición mineralógica y espectro de radiación, buscará rastros de vida y también evaluará la posibilidad de un aterrizaje humano.
La principal táctica de investigación es buscar rocas interesantes con cámaras de alta resolución. Si aparecen, entonces el rover irradia la roca estudiada con un láser desde lejos. El resultado del análisis espectral determina si es necesario retirar el manipulador con el microscopio y el espectrómetro de rayos X. Luego, Curiosity puede extraer y cargar la muestra en una de las 74 copas en el laboratorio interno para su posterior análisis.
Con todo su gran kit de carrocería y ligereza externa, el aparato tiene la masa de un automóvil (900 kg) y pesa 340 kg en la superficie de Marte. Todo el equipo funciona con la energía de descomposición del plutonio-238 de un generador termoeléctrico de radioisótopos de Boeing, que tiene una vida útil de al menos 14 años. Actualmente, produce 2,5 kWh de energía térmica y 125 W de electricidad, con el tiempo, la producción de electricidad disminuirá a 100 W.
El rover tiene varios tipos diferentes de cámaras instaladas a la vez. Mast Camera es un sistema de dos cámaras de color convencionales no idénticas que pueden tomar fotografías (incluidas las estereoscópicas) con una resolución de 1600x1200 píxeles y, lo cual es nuevo para los rovers, grabar una transmisión de video de 720p comprimida por hardware (1280x720). Para almacenar el material recibido, el sistema tiene 8 gigabytes de memoria flash para cada una de las cámaras, suficiente para almacenar varios miles de fotografías y un par de horas de grabación de video. El procesamiento de fotos y videos funciona sin carga en la electrónica de control Curiosity. A pesar de tener una configuración de zoom del fabricante, las cámaras no tienen zoom porque no hubo tiempo para hacer pruebas.
Ilustración de imagen de MastCam. Los panoramas coloridos de la superficie de Marte se obtienen pegando varias imágenes ya. Las cámaras MastCam se utilizarán no solo para entretener al público con el clima del planeta rojo, sino también como ayuda en la extracción de muestras por parte del manipulador y durante el movimiento.
También unido al mástil es parte del sistema ChemCam. Se trata de un espectrómetro de emisión de chispa láser y una unidad de imagen que funcionan en pares: después de la evaporación de una pequeña cantidad de la roca estudiada, un pulso láser de 5 ns analiza el espectro de la radiación de plasma resultante, que determinará la composición elemental de la muestra En este caso, no es necesario extender el manipulador.
La resolución del equipo es de 5 a 10 veces mayor que la instalada en rovers anteriores. Desde 7 metros, ChemCam puede determinar el tipo de roca que se está estudiando (p. ej., volcánica o sedimentaria), la estructura del suelo y la roca, rastrear los elementos dominantes, reconocer el hielo y los minerales con moléculas de agua en la estructura cristalina, medir las marcas de erosión en las rocas y ayudar visualmente. en el estudio de rocas con un manipulador.
El costo de ChemCam fue de $10 millones (menos de la mitad del costo total de la expedición). El sistema consta de un láser en un mástil y tres espectrógrafos en el interior de la caja, cuya radiación se suministra a través de una guía de luz de fibra óptica.
El manipulador del rover está equipado con el Mars Hand Lens Imager, capaz de capturar imágenes de 1600 × 1200 píxeles que pueden mostrar detalles tan pequeños como 12,5 micrómetros. La cámara tiene una luz de fondo blanca para el funcionamiento diurno y nocturno. La iluminación ultravioleta es necesaria para provocar la emisión de minerales carbonatados y evaporíticos, cuya presencia sugiere que el agua participó en la formación de la superficie marciana.
Para fines de mapeo se utilizó la cámara Mars Descent Imager (MARDI), que durante el descenso del vehículo registró imágenes de 1600 × 1200 píxeles de tamaño en 8 gigabytes de memoria flash. Una vez que la superficie estuvo a unos kilómetros de distancia, la cámara comenzó a tomar cinco fotografías en color por segundo. Los datos obtenidos permitirán mapear el hábitat del Curiosity.
A los lados del rover hay dos pares de cámaras en blanco y negro con un ángulo de visión de 120 grados. El sistema Hazcams se utiliza al manipular y extender el manipulador. En el mástil se encuentra el sistema Navcams, que consta de dos cámaras en blanco y negro con un ángulo de visión de 45 grados. Los programas del rover construyen constantemente un mapa 3D en forma de cuña basado en los datos de estas cámaras, lo que evita colisiones con obstáculos inesperados. Una de las primeras tomas de Curiosity es una imagen de la cámara Hazcam.
Se instaló una estación de monitoreo en el rover para medir las condiciones climáticas. ambiente(Rover Environmental Monitoring Station), que mide la presión, la temperatura atmosférica y superficial, la velocidad del viento y la radiación ultravioleta. REMS está protegido contra el polvo marciano.
La NASA lanzó otro rover al Planeta Rojo. A diferencia de los proyectos relacionados con este planeta en nuestro país, los investigadores estadounidenses logran llevar a cabo este tipo de misiones con bastante éxito. Recuerde que el análogo ruso de Curiosity: Phobos-Grunt falló debido a un error de software al ingresar a la órbita terrestre baja.
Objetivos de la misión Curiosity. Curiosity no es solo un rover. El proyecto se lleva a cabo como parte de la misión Mars Science Laboratory y es una plataforma en la que se instala una gran cantidad de equipo científico, que fue preparado para resolver varios problemas.
La primera tarea que enfrenta Curiosity no es original: la búsqueda de vida en este duro planeta. Para hacer esto, un rover de nueva generación deberá detectar y estudiar la naturaleza de los compuestos orgánicos de carbono. Encuentra sustancias como hidrógeno, nitrógeno, fósforo, oxígeno, carbono y azufre. La presencia de tales sustancias sugiere los requisitos previos para el origen de la vida.
Además, se asignan otras tareas a Curiosity. El rover, con la ayuda de su equipo, deberá transmitir información sobre el clima y la geología del planeta, así como prepararse para el aterrizaje de un hombre.
Características del rover Curiosity. Curiosity mide 3 metros de largo y 2,7 metros de ancho. Está equipado con seis ruedas de 51 cm. Cada rueda está propulsada por un motor eléctrico independiente. Las ruedas delanteras y traseras ayudarán al rover a girar en la dirección correcta. Gracias al diseño especial y diámetro óptimo, Curiosity es capaz de superar un obstáculo con una altura de 75 cm y acelerar a 90 metros por hora.
El rover funciona con un minirreactor. El plutonio-238 incrustado en él tendrá una duración de 14 años de funcionamiento. Desde paneles solares decidió negarse debido al problema de la gran cantidad de polvo de la atmósfera de Marte.
Vuelo y aterrizaje del rover Curiosity. Gale Crater fue elegido como lugar de aterrizaje para el rover Curiosity. Bonito lugar plano que no debería suponer un problema.
El rover fue lanzado a la órbita geoestacionaria por un cohete Atlantis-5 541 de dos etapas, desde donde la estación procederá a Marte. Y aquí comienza un momento muy interesante: el aterrizaje de Curiosity.
La atmósfera de Marte es bastante compleja. Sus densas capas no permiten que los motores de aterrizaje corrijan este proceso. Debido a esto, se ha desarrollado una tecnología bastante interesante que debería sortear estas dificultades.
Durante la entrada a la atmósfera, Curiosity se plegará dentro de una cápsula protectora especial. Desde altas temperaturas al entrar a alta velocidad en las capas densas de la atmósfera, estará protegido por un recubrimiento especial de fibras de carbono impregnadas con resina de fenol-formaldehído.
En la densa atmósfera de Marte, la velocidad del dispositivo disminuirá de 6 km/s al doble de la velocidad del sonido. Los balastos caídos corregirán la posición de la cápsula. El "velo" protector contra el calor saldrá disparado y, a una velocidad de 470 m/s, se abrirá el paracaídas supersónico.
Al pasar una altura de 3,7 km sobre el planeta, la cámara instalada en la parte inferior del rover debería comenzar. Tomará fotografías de la superficie del planeta, los marcos de alta resolución ayudarán a evitar problemas con el lugar donde debe aterrizar Curiosity.
Durante todo este tiempo, el paracaídas actuó como un freno y, a una altitud de 1,8 km sobre el Planeta Rojo, el rover se separa de la unidad de descenso y se realizará un descenso adicional utilizando una plataforma equipada con motores de aterrizaje.
Los motores de empuje variable ajustan la posición de la plataforma. En este punto, Curiosity debería tener tiempo para descomponerse y prepararse para aterrizar. Para que este proceso sea bastante fluido, se inventó otra tecnología: la "grúa voladora".
La “grúa voladora” son 3 cables que bajarán suavemente el rover a la superficie del planeta mientras la plataforma flotará a una altura de 7,5 metros.
Equipamiento del rover Curiosity. El rover Curiosity cuenta con una gran cantidad de equipamiento científico. Entre ellos también hay un dispositivo que fue desarrollado por especialistas rusos. El rover está equipado con un brazo robótico que es bastante sensible. En él se montan un taladro, una pala y otros equipos, que permitirán recolectar muestras de suelo y rocas.
El rover tiene 10 instrumentos, algunos de los cuales describiremos a continuación.
Cámara de mástil es una cámara ubicada en un mástil alto sobre el rover. Ella es los ojos de los operadores que, al recibir una imagen en la Tierra, controlarán el aparato.
SAM es un espectrómetro de masas, un espectrómetro láser y un cromatógrafo de gases “en una botella”, que le permiten analizar muestras de suelo. Es SAM el que debe encontrar compuestos orgánicos, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno.
El brazo robótico debe llevar las muestras a un lugar especial del rover, donde serán examinadas por el dispositivo SAM.
Chemin- otro dispositivo para el análisis de rocas. Define compuestos químicos y minerales.
checam es el equipo más interesante a bordo del rover Curiositi. En términos simples, este es un láser que puede derretir muestras de suelo o roca a una distancia de 9 metros del rover y, después de examinar los pares, debería determinar su estructura.
APXS- un espectrómetro que, al irradiar muestras con rayos X y partículas alfa, podrá identificarlas. APXS se sienta en el brazo robótico del rover.
DAN- un dispositivo desarrollado por nuestros compatriotas. Es capaz de detectar la presencia de agua o hielo incluso a poca profundidad debajo de la superficie del planeta.
RAD- determinará la presencia de radiación radiactiva en el planeta.
REMS es una estación meteorológica sensible a bordo del Curiosity.
El rover Curiosity es el ambicioso proyecto de la humanidad que nos llevará a nuevo nivel El estudio de Marte. Aterrizar y estudiar el Planeta Rojo con este aparato ayudará a responder dos preguntas que han perseguido a la humanidad durante mucho tiempo: ¿hay vida en Marte y es posible colonizar este planeta en un futuro cercano?
- ChemCam es un conjunto de herramientas para realizar análisis químico varias muestras El trabajo se lleva a cabo de la siguiente manera: el láser realiza una serie de disparos sobre el objeto en estudio. Luego se analiza el espectro de luz emitido por la roca evaporada. ChemCam puede estudiar objetos ubicados hasta a 7 metros de distancia. El instrumento costó alrededor de $ 10 millones ($ 1,5 millones de sobrecosto). En modo normal, el láser enfoca el objeto automáticamente.
- MastCam: Un sistema de cámara dual con múltiples filtros espectrales. Es posible tomar fotografías en colores naturales con un tamaño de 1600 × 1200 píxeles. El video con resolución de 720p (1280 × 720) se captura a hasta 10 fps y se comprime por hardware. La primera cámara, la Cámara de ángulo medio (MAC), tiene una distancia focal de 34 mm y un campo de visión de 15 grados, 1 píxel equivale a 22 cm a una distancia de 1 km.
- Cámara de ángulo estrecho (NAC), tiene una distancia focal de 100 mm, campo de visión de 5,1 grados, 1 píxel equivale a 7,4 cm a una distancia de 1 km. Cada cámara tiene 8 GB de memoria flash que puede almacenar más de 5500 imágenes en bruto; hay soporte para compresión JPEG y compresión sin pérdidas. Las cámaras tienen una función de enfoque automático que les permite enfocar sujetos desde 2,1 m hasta el infinito. A pesar de tener una configuración de zoom del fabricante, las cámaras no tienen zoom porque no hubo tiempo para hacer pruebas. Cada cámara tiene un filtro Bayer RGB integrado y 8 filtros IR conmutables. En comparación con la cámara panorámica Spirit and Opportunity (MER) que captura imágenes en blanco y negro de 1024 × 1024 píxeles, la MAC MastCam tiene 1,25 veces la resolución angular y la NAC MastCam tiene 3,67 veces la resolución angular anterior.
- Mars Hand Lens Imager (MAHLI): el sistema consiste en una cámara conectada al brazo robótico del rover, que se utiliza para tomar imágenes microscópicas de rocas y suelo. MAHLI puede capturar una imagen de 1600 × 1200 píxeles y hasta 14,5 micras por píxel. MAHLI tiene una distancia focal de 18,3 mm a 21,3 mm y un campo de visión de 33,8 a 38,5 grados. MAHLI tiene tanto blanco como ultravioleta. luz de fondo LED para trabajar en la oscuridad o usar iluminación fluorescente. La iluminación ultravioleta es necesaria para provocar la emisión de minerales carbonatados y evaporíticos, cuya presencia sugiere que el agua participó en la formación de la superficie marciana. MAHLI enfoca objetos tan pequeños como 1 mm. El sistema puede tomar múltiples imágenes con énfasis en el procesamiento de imágenes. MAHLI puede guardar la foto sin procesar sin pérdida de calidad o comprimir el archivo JPEG.
- MSL Mars Descent Imager (MARDI): durante el descenso a la superficie de Marte, MARDI transmitió una imagen en color de 1600 × 1200 píxeles con un tiempo de exposición de 1,3 ms, la cámara comenzó a una distancia de 3,7 km y terminó a una distancia de 5 metros de la superficie de Marte, disparó una imagen en color a una frecuencia de 5 fotogramas por segundo, el disparo duró unos 2 minutos. 1 píxel equivale a 1,5 metros a una distancia de 2 km y 1,5 mm a una distancia de 2 metros, el ángulo de visión de la cámara es de 90 grados. MARDI contiene 8 GB de memoria integrada que puede almacenar más de 4000 fotos. Las tomas de cámara permitieron ver el terreno circundante en el lugar de aterrizaje. JunoCam, construida para la nave espacial Juno, se basa en la tecnología MARDI.
- Espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS): este dispositivo irradiará con partículas alfa y correlacionará los espectros de rayos X para determinar la composición elemental de la roca. APXS es una forma de emisión de rayos X inducida por partículas (PIXE) que fue utilizada anteriormente por Mars Pathfinder y Mars Exploration Rovers. APXS fue desarrollado por la Agencia Espacial Canadiense. MacDonald Dettwiler (MDA) - La compañía aeroespacial canadiense que construye el Canadarm y RADARSAT son responsables del diseño y la construcción del APXS. El equipo de desarrollo de APXS incluye miembros de la Universidad de Guelph, la Universidad de New Brunswick, la Universidad de Western Ontario, la NASA, la Universidad de California, San Diego y la Universidad de Cornell.
- Recolección y manejo para análisis de rocas marcianas in situ (CHIMRA): CHIMRA es un balde de 4x7 cm que recoge el suelo. En las cavidades internas de CHIMRA, se tamiza a través de un tamiz con celda de 150 micras, el cual es ayudado por el funcionamiento del mecanismo de vibración, se retira el exceso y la siguiente porción se envía a tamizar. En total, hay tres etapas de muestreo del balde y tamizado del suelo. Como resultado, queda un poco de polvo de la fracción requerida, que se envía al receptor de suelo, en el cuerpo del rover, y el exceso se desecha. Como resultado, una capa de suelo de 1 mm proviene de todo el balde para análisis. El polvo preparado es examinado por dispositivos CheMin y SAM.
- CheMin: Chemin examina la composición química y mineralógica utilizando un instrumento de fluorescencia de rayos X y difracción de rayos X. CheMin es uno de los cuatro espectrómetros. CheMin le permite determinar la abundancia de minerales en Marte. El instrumento fue desarrollado por David Blake en el Centro de Investigación Ames de la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. El rover perforará las rocas y la herramienta recogerá el polvo resultante. Luego, los rayos X se dirigirán al polvo, la estructura cristalina interna de los minerales se reflejará en el patrón de difracción de los rayos. La difracción de rayos X es diferente para diferentes minerales, por lo que el patrón de difracción permitirá a los científicos determinar la estructura de la sustancia. La información sobre la luminosidad de los átomos y el patrón de difracción será tomada por una matriz E2V CCD-224 de 600x600 píxeles especialmente preparada. Curiosity tiene 27 celdas para el análisis de muestras, después de examinar una muestra, la celda se puede reutilizar, pero el análisis realizado en ella tendrá menos precisión debido a la contaminación de la muestra anterior. Por lo tanto, el rover tiene solo 27 intentos para estudiar completamente las muestras. Otras 5 celdas selladas almacenan muestras de la Tierra. Son necesarios para probar el rendimiento del dispositivo en condiciones marcianas. El dispositivo necesita una temperatura de -60 grados centígrados para funcionar; de lo contrario, la interferencia del dispositivo DAN interferirá.
- Análisis de muestras en Marte (SAM): el kit de herramientas SAM analizará muestras sólidas, materia orgánica y composición atmosférica. La herramienta fue desarrollada por: Goddard Space Flight Center, Inter-Universitaire Laboratory, French CNRS y Honeybee Robotics, junto con muchos otros socios.
- Detector de evaluación de radiación (RAD), "Detector de evaluación de radiación": este dispositivo recopila datos para estimar el nivel de radiación de fondo que afectará a los miembros de futuras misiones a Marte. El dispositivo está instalado casi en el "corazón" del rover y, por lo tanto, imita a un astronauta dentro de la nave espacial. El RAD fue encendido por el primero de los instrumentos científicos para MSL, mientras aún estaba en la órbita terrestre, y registró el fondo de radiación dentro del dispositivo, y luego dentro del rover durante su operación en la superficie de Marte. Recoge datos sobre la intensidad de la irradiación de dos tipos: rayos galácticos de alta energía y partículas emitidas por el Sol. RAD fue desarrollado en Alemania por el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) para Física Extraterrestre en el grupo Christian-Albrechts-Universität zu Kiel con el apoyo financiero de la Dirección de Misión de Sistemas de Exploración en la sede de la NASA y Alemania.
- Albedo Dinámico de Neutrones (DAN): El Albedo Dinámico de Neutrones (DAN) se utiliza para detectar hidrógeno, hielo de agua cerca de la superficie de Marte, proporcionado por la Agencia Espacial Federal (Roscosmos). Es un desarrollo conjunto del Instituto de Investigación de Automatización. N. L. Dukhov en Rosatom (generador de pulsos de neutrones), Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias (unidad de detección) y el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (calibración). El costo de desarrollar el dispositivo fue de aproximadamente 100 millones de rublos. Foto del dispositivo. El dispositivo incluye una fuente de neutrones pulsados y un receptor de radiación de neutrones. El generador emite pulsos cortos y potentes de neutrones hacia la superficie marciana. La duración del pulso es de aproximadamente 1 μs, la potencia de flujo es de hasta 10 millones de neutrones con una energía de 14 MeV por pulso. Las partículas penetran en el suelo marciano hasta una profundidad de 1 m, donde interactúan con los núcleos de los principales elementos formadores de rocas, por lo que se ralentizan y son parcialmente absorbidas. El resto de los neutrones son reflejados y registrados por el receptor. Es posible realizar mediciones precisas hasta una profundidad de 50 -70 cm. Además del estudio activo de la superficie del Planeta Rojo, el dispositivo puede monitorear el fondo de radiación natural de la superficie (estudio pasivo).
- Estación móvil de vigilancia ambiental (REMS): El Ministerio de Educación y Ciencia de España proporcionó un conjunto de instrumentos meteorológicos y un sensor ultravioleta. El equipo de investigación liderado por Javier Gómez-Elvira, Centro de Astrobiología (Madrid) cuenta con el Instituto Meteorológico de Finlandia como socio. Lo instalamos en el mástil de la cámara para medir la presión atmosférica, la humedad, la dirección del viento, la temperatura del aire y del suelo y la radiación ultravioleta. Todos los sensores están ubicados en tres partes: dos brazos están conectados al rover, el mástil de detección remota (RSM), el sensor ultravioleta (UVS) está ubicado en el mástil superior del rover y la unidad de control de instrumentos (ICU) está adentro el cuerpo. REMS proporcionará nuevos conocimientos sobre las condiciones hidrológicas locales, los efectos dañinos de la radiación ultravioleta y la vida subterránea.
- Instrumentación de descenso y aterrizaje de entrada MSL (MEDLI): El objetivo principal de MEDLI es estudiar el entorno atmosférico. Después de que el vehículo de descenso con el rover se desaceleró en las densas capas de la atmósfera, el escudo térmico se separó; durante este período, se recopilaron los datos necesarios sobre la atmósfera marciana. Estos datos se utilizarán en futuras misiones, lo que permitirá determinar los parámetros de la atmósfera. También se pueden usar para cambiar el diseño del vehículo de descenso en futuras misiones a Marte. MEDLI consta de tres instrumentos principales: MEDLI Integrated Sensor Plugs (MISP), Mars Entry Atmospheric Data System (MEADS) y Sensor Support Electronics (SSE).
- Cámaras para evitar peligros (Hazcacams): El rover tiene dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro ubicadas a los lados del vehículo. Se utilizan para evitar peligros durante el movimiento del rover y para apuntar con seguridad el manipulador sobre rocas y suelo. Las cámaras crean imágenes en 3D (el campo de visión de cada cámara es de 120 grados), mapean el área por delante del rover. Los mapas compilados permiten al rover evitar colisiones accidentales y el software del dispositivo los utiliza para seleccionar la ruta necesaria para superar los obstáculos.
- Cámaras de navegación (Navcams): para la navegación, el rover utiliza un par de cámaras en blanco y negro que están montadas en el mástil para seguir el movimiento del rover. Las cámaras tienen un campo de visión de 45 grados y producen imágenes en 3D. Su resolución le permite ver un objeto de 2 centímetros de tamaño desde una distancia de 25 metros.
Ante nosotros hay un desierto, desnudo y sin vida. El horizonte está marcado por el borde del cráter, en el centro se eleva un pico de cinco kilómetros.
Ante nosotros hay un desierto, desnudo y sin vida. El horizonte está marcado por el borde del cráter, en el centro se eleva un pico de cinco kilómetros. Las ruedas y los paneles del rover brillan justo a nuestros pies. No se alarme: estamos en Londres, donde el exclusivo Observatorio de datos permite a los geólogos adentrarse en la naturaleza marciana y trabajar codo con codo con Curiosity, el robot más sofisticado que jamás haya ido al espacio.
El panorama que brilla en los monitores se compone de fotogramas enviados por el rover a la Tierra. El cielo azul no debe engañar: en Marte es de un amarillo apagado, pero el ojo humano está más familiarizado con las tonalidades que crea la luz dispersada por la atmósfera de nuestra Tierra. Por lo tanto, las imágenes se procesan y muestran en colores poco naturales, lo que le permite examinar con calma cada guijarro. “La geología es una ciencia de campo”, explicó Sanjev Gupta, profesor del Imperial College London. - Nos encanta pisar el suelo con un martillo. Vierta café de un termo, examine los hallazgos y seleccione los más interesantes para el laboratorio”. No hay laboratorios ni termos en Marte, pero los geólogos enviaron allí a Curiosity, su colega electrónico. El planeta vecino ha estado intrigando a la humanidad durante mucho tiempo, y cuanto más aprendemos sobre él, cuanto más a menudo discutimos la futura colonización, más serias son las razones de esta curiosidad.
Érase una vez, la Tierra y Marte eran muy similares. Ambos planetas tenían océanos de agua líquida y, aparentemente, compuestos orgánicos bastante simples. Y en Marte, como en la Tierra, los volcanes entraron en erupción, una densa atmósfera se arremolinó, pero en un desafortunado momento algo salió mal. “Estamos tratando de entender cómo era este lugar hace miles de millones de años y por qué ha cambiado tanto”, dijo en una entrevista John Grötzinger, profesor de geología en el Instituto de Tecnología de California. “Creemos que había agua, pero no sabemos si podría albergar vida. Y si pudo, ¿lo apoyó? De ser así, no se sabe si se ha conservado alguna evidencia en las piedras. Correspondía al geólogo rover descubrir todo esto.
Curiosity se fotografía con regularidad y cuidado, lo que le permite inspeccionarse a sí mismo y evaluar su estado general. Este "selfie" se compone de fotografías tomadas con la cámara MAHLI. Está ubicado en un manipulador de tres articulaciones, que resultó ser casi invisible cuando se combinaron las imágenes. El taladro de impacto, el cucharón para recoger muestras sueltas, el tamiz para tamizarlas y los cepillos de metal para quitar el polvo de las piedras no entraron en el marco. También es invisible la cámara macro MAHLI y el espectrómetro de rayos X APXS para el análisis. composición química muestras
1. Los sistemas móviles potentes no tendrán suficientes paneles solares y están alimentados por un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG). 4,8 kg de dióxido de plutonio-238 debajo de la carcasa generan 2,5 kWh diarios. Las aspas del radiador de refrigeración son visibles.
2. El láser del dispositivo ChemCam produce pulsos de 50 a 75 nanosegundos que vaporizan la piedra a una distancia de hasta 7 m y le permiten analizar el espectro del plasma resultante para determinar la composición del objetivo.
3. Un par de cámaras a color MastCam disparan a través de varios filtros IR.
4. La estación meteorológica REMS controla la presión y el viento, la temperatura, la humedad y los niveles de UV.
5. Manipulador con un conjunto de herramientas y dispositivos (no visible).
6. SAM - cromatógrafo de gases, espectrómetro de masas y espectrómetro láser
establecer la composición de sustancias volátiles en muestras evaporadas y en la atmósfera.
7. CheMin descubre la composición y la mineralogía de muestras molidas a partir del patrón de difracción de rayos X.
8. El detector de radiación RAD todavía estaba en funcionamiento en la órbita cercana a la Tierra y recopiló datos durante el vuelo a Marte.
9. El detector de neutrones DAN puede detectar hidrógeno unido a moléculas de agua. Esta es la contribución rusa al trabajo del rover.
10. Carcasa de antena para comunicación con los satélites Mars Reconnaissance Orbiter (alrededor de 2 Mbps) y Mars Odyssey (alrededor de 200 Mbps).
11. Antena para comunicación directa con la Tierra en banda X (0,5-32 kbps).
12. Durante el descenso, la cámara MARDI tomó imágenes en color de alta resolución, lo que permitió una vista detallada del lugar de aterrizaje.
13. Pares derecho e izquierdo de cámaras Navcams en blanco y negro para construir modelos 3D del área circundante.
14. Un panel con muestras limpias le permite verificar el funcionamiento de los analizadores químicos del rover.
15. Brocas de repuesto.
16. Las muestras preparadas del cubo se vierten en esta bandeja para que la macrocámara MAHLI o el espectrómetro APXS las examinen.
17. Llantas de 20 pulgadas con accionamiento independiente, sobre radios elásticos de titanio. Según las huellas dejadas por la ondulación, es posible evaluar las propiedades del suelo y seguir el movimiento. El patrón incluye letras en código Morse - JPL.
Inicio de la expedición
El feroz Marte es un objetivo desafortunado para la astronáutica. A partir de la década de 1960, casi cincuenta vehículos pasaron por él, la mayoría de los cuales chocaron, se apagaron, no lograron entrar en órbita y desaparecieron para siempre en el espacio. Sin embargo, los esfuerzos no fueron en vano, y el planeta fue estudiado no solo desde la órbita, sino incluso con la ayuda de varios rovers planetarios. En 1997, un Sojourner de 10 kilogramos atravesó Marte. Los gemelos Spirit y Opportunity se han convertido en leyenda: el segundo de ellos ha continuado heroicamente su labor durante más de 12 años seguidos. Pero Curiosity es el más imponente de todos, todo un laboratorio robótico del tamaño de un coche.
El 6 de agosto de 2012, el módulo de aterrizaje Curiosity expulsó un sistema de paracaídas que le permitió reducir la velocidad en una atmósfera enrarecida. ocho trabajaron motores de jet frenado, y un sistema de cables bajó cuidadosamente el rover hasta el fondo del cráter Gale. El lugar de aterrizaje fue elegido después de mucho debate: según Sanjev Gupta, fue aquí donde se encontraron todas las condiciones para conocer mejor el pasado geológico, aparentemente muy turbulento, de Marte. Los estudios orbitales indicaron la presencia de arcillas, cuya apariencia requiere la presencia de agua y en las que la materia orgánica está bien conservada en la Tierra. Las altas laderas del Monte Sharp (Eólido) prometían la oportunidad de ver capas de rocas antiguas. La superficie bastante plana parecía segura. Curiosity se ha puesto en contacto con éxito y ha actualizado el software. Parte del código utilizado durante el vuelo y el aterrizaje fue reemplazado por uno nuevo: de astronauta, el rover finalmente se convirtió en geólogo.
Año uno: rastros de agua
Pronto, el geólogo "estiró las piernas": seis ruedas de aluminio, revisó numerosas cámaras y probó el equipo. Sus colegas en la Tierra consideraron el punto de aterrizaje desde todos los lados y eligieron una dirección. El viaje al monte Sharp duraría aproximadamente un año, y durante ese tiempo había mucho trabajo por hacer. El canal de comunicación directo con la Tierra no es muy bueno. rendimiento, pero todos los días marcianos (sol) los orbitadores vuelan sobre el rover. El intercambio con ellos es miles de veces más rápido, lo que le permite transferir cientos de megabits de datos diariamente. Los científicos los analizan en el Observatorio de datos, ven imágenes en pantallas de computadora, seleccionan tareas para el próximo Sol o varios a la vez y envían el código a Marte.
Trabajando prácticamente en otro planeta, muchos de ellos se ven obligados a vivir de acuerdo con el calendario marciano y adaptarse a un día un poco más largo. Hoy para ellos es "sol" (tosol), mañana - "solvtra" (solmorrow), y el día es solo sol. Entonces, después de 40 soles, Sanjeev Gupta hizo una presentación en la que anunció: La curiosidad se mueve a lo largo del lecho de un río antiguo. Pequeños guijarros de piedra convertidos en agua indicaron una corriente a una velocidad de aproximadamente 1 m / s y una profundidad "hasta los tobillos o las rodillas". Posteriormente, también se procesaron los datos del dispositivo DAN, que fue realizado para Curiosity por el equipo de Igor Mitrofanov del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias. Al escanear el suelo con neutrones, el detector mostró que hasta el momento, hasta el 4% del agua está retenida en él a una profundidad. Es, por supuesto, más seco que incluso el más seco de los desiertos de la Tierra, pero en el pasado, Marte todavía estaba lleno de humedad, y el rover podría tachar este problema de su lista.
en el centro del cráter
64 pantallas de alta definición crean un panorama de 313 grados: el Observatorio de datos KPMG en el Imperial College de Londres permite que los geólogos sean transportados directamente al cráter Gale y trabajen en Marte de la misma manera que en la Tierra. “Mira más de cerca, aquí también hay rastros de agua: el lago era bastante profundo. Por supuesto, no como Baikal, pero lo suficientemente profundo”, la ilusión era tan real que parecía como si el profesor Sanjev Gupta estuviera saltando de piedra en piedra. Visitamos el Observatorio de Datos y hablamos con un científico como parte del Año de la Ciencia y la Educación 2017 del Reino Unido y Rusia organizado por el British Council y la Embajada Británica.
Año dos: cada vez más peligroso
Curiosity celebró su primer aniversario en Marte y tocó la melodía "Feliz cumpleaños para ti" cambiando la frecuencia de las vibraciones del cucharón en su pesado manipulador de 2,1 metros. Con el balde del "roboruk" recoge tierra suelta, la nivela, tamiza y vierte un poco en los receptores de sus analizadores químicos. Un taladro con brocas huecas intercambiables le permite trabajar con rocas duras, y el rover puede remover la arena flexible directamente con sus ruedas, abriendo las capas internas para sus herramientas. Fueron estos experimentos los que pronto trajeron una sorpresa bastante desagradable: se encontró hasta un 5% de percloratos de calcio y magnesio en el suelo local.
Las sustancias no solo son venenosas, sino también explosivas, y el perclorato de amonio se utiliza como base del combustible sólido para cohetes. Ya se detectaron percloratos en el lugar de aterrizaje de la sonda Phoenix, pero ahora resultó que estas sales en Marte son un fenómeno global. En una atmósfera helada sin oxígeno, los percloratos son estables e inofensivos, y las concentraciones no son demasiado altas. Para los futuros colonos, los percloratos podrían ser una fuente útil de combustible y un grave peligro para la salud. Pero para los geólogos que trabajan con Curiosity, pueden acabar con las posibilidades de encontrar materia orgánica. Mientras analiza las muestras, el rover las calienta y, en tales condiciones, los percloratos descomponen rápidamente los compuestos orgánicos. La reacción procede violentamente, con quemazón y humo, sin dejar rastros distinguibles de los materiales de partida.
Año tres: al pie
Sin embargo, Curiosity también descubrió materia orgánica; esto se anunció más tarde, después de que en el Sol 746, cubriendo un total de 6,9 km, el rover geólogo llegó al pie del Monte Sharp. “Después de recibir estos datos, inmediatamente pensé que era necesario volver a verificar todo”, dijo John Grötzinger. De hecho, ya cuando Curiosity estaba trabajando en Marte, se descubrió que algunas bacterias terrestres, como Tersicoccus phoenicis, son resistentes a las prácticas de limpieza de salas blancas. Incluso se calculó que, en el momento del lanzamiento, al rover debería haberle quedado entre 20.000 y 40.000 esporas resistentes. Nadie puede garantizar que algunos de ellos no llegaron a Mount Sharpe con él.
Para verificar los sensores, también hay un pequeño suministro de muestras limpias de sustancias orgánicas a bordo en contenedores de metal sellados. ¿Es posible decir con absoluta certeza que permanecieron sellados? Sin embargo, los gráficos que se presentaron en una conferencia de prensa en la NASA no causaron dudas: durante el trabajo, el geólogo marciano registró varios saltos bruscos, diez veces a la vez, en el contenido de metano en la atmósfera. Este gas bien puede tener un origen no biológico, pero lo principal es que alguna vez podría convertirse en una fuente de sustancias orgánicas más complejas. También se encontraron rastros de ellos, principalmente clorobenceno, en el suelo de Marte.
Años cuatro y cinco: Ríos vivos
Para entonces, Curiosity ya había perforado una decena y media de agujeros, dejando a su paso huellas perfectamente redondas de 1,6 centímetros que algún día marcarían la ruta turística dedicada a su expedición. Falló el mecanismo electromagnético que obligaba al taladro a realizar hasta 1800 golpes por minuto para trabajar con la roca más dura. Sin embargo, los afloramientos estudiados de arcillas y cristales de hematites, capas de espatos de silicato y canales cortados por el agua ya revelaron una imagen inequívoca: una vez que el cráter era un lago al que descendía un delta de un río ramificado.
Las cámaras del Curiosity ahora tenían una vista de las laderas del monte Sharp, cuya vista dejaba pocas dudas sobre su origen sedimentario. Capa tras capa, durante cientos de millones de años, el agua llegaba o se retiraba, formando rocas y saliendo a erosionar en el centro del cráter, hasta que finalmente se fue, habiendo recogido todo el pico. “Donde ahora se eleva la montaña, una vez hubo una piscina, llena de agua de vez en cuando”, explicó John Grötzinger. El lago estaba estratificado en altura: las condiciones en aguas poco profundas y en profundidad diferían tanto en temperatura como en composición. Teóricamente, esto podría proporcionar condiciones para el desarrollo de diversas reacciones e incluso formas microbianas.
Los colores del modelo 3D del cráter Gale corresponden a la altura. En el centro se encuentra el monte Aeolis (Aeolis Mons, 01), que se eleva 5,5 km sobre la llanura del mismo nombre (Aeolis Palus, 02) en el fondo del cráter. Se observa el lugar de aterrizaje de Curiosity (03), así como el Valle de Farah (Farah Vallis, 04), uno de los supuestos canales de antiguos ríos que desembocaban en el lago ahora desaparecido.
El viaje continúa
La expedición Curiosity está lejos de terminar, y la energía del generador a bordo debería ser suficiente para 14 años terrestres de trabajo. El geólogo ha estado en el camino durante casi 1750 soles, recorriendo más de 16 km y subiendo una pendiente de 165 m Hasta donde alcanzan sus herramientas, los rastros de las rocas sedimentarias del antiguo lago aún son visibles más arriba, pero quién sabe dónde terminan y qué más indican? El robot geólogo continúa su ascenso, mientras Sanjeev Gupta y sus colegas ya están eligiendo un lugar de aterrizaje para el próximo. A pesar de la pérdida de la sonda de descenso Schiaparelli, el módulo orbital TGO entró en órbita con éxito el año pasado, lanzando la primera etapa del programa europeo-ruso ExoMars. El rover, que se lanzará en 2020, será el próximo.
Ya habrá dos dispositivos rusos en él. El robot en sí tiene aproximadamente la mitad del peso de Curiosity, pero su taladro podrá tomar muestras desde una profundidad de hasta 2 m, y la instrumentación Pasteur incluirá herramientas para buscar directamente rastros de vida pasada, o incluso preservada. "Tu tienes anhelado deseo, un hallazgo con el que sueñas especialmente? le preguntamos al profesor Gupta. “Claro que lo hay: un fósil”, respondió el científico sin dudarlo. Pero esto, por supuesto, es poco probable que suceda. Si hubiera vida allí, entonces solo algunos microbios... Pero, ya ves, sería algo increíble.
