Imagen generada por ordenador del rover Perseverance, escondido aquí detrás de su escudo térmico que será de gran utilidad a la hora de atravesar la atmósfera marciana. – Folleto / NASA / JPL-CALTECH / AFP
- Lanzada en julio pasado desde Cabo Cañaveral en marzo de 2020, la misión espacial dirigida por la NASA para explorar el planeta Marte alcanzará la meta de su viaje de 480 millones de kilómetros el jueves por la noche.
- Pero todavía hay un gran desafío que enfrentar antes de que finalmente comience la misión: ingresar a la atmósfera marciana a 20.000 km / h para liberar suavemente el rover Perseverance, siete minutos después.
- Siete minutos de terror, describe la NASA. Porque no solo la nave espacial tendrá que realizar una plétora de operaciones sin el más mínimo error, sino que no se puede hacer nada para ayudarla desde la Tierra.
Siete minutos de terror. A las 8:55 pm de este jueves [21h55 en France métropolitaine*], La trampa La perseverancia se preparará para ingresar a la atmósfera de Marte, la penúltima etapa de un viaje de 480 millones de kilómetros que comenzó el 30 de julio.
para un despegue exitoso desde Cabo Cañaveral (Florida).
Es decir, esta noche de jueves, Perseverance estará muy cerca de poder iniciar su misión: investigar el planeta rojo para encontrar posibles rastros de vida, e incluso recoger muestras de roca marciana que se empaquetarán en tubos sellados, dejándolos en camino. Esperando que algún día pueda traerlos de regreso a la Tierra.
Una fórmula que no es nueva
Pero antes de que pueda empezar a funcionar, Perseverance tendrá que pasar por estos “siete minutos de terror”, expresión que utiliza la NASA para evocar ese momento tan peligroso en una misión marciana que está aterrizando. “Ahora para Curiosity, un rover anterior aterrizó en Marte en agosto de 2012, la agencia espacial estadounidense habló de siete minutos de terror, dice Olivier Sanguy, mediador científico de
Ciudad espacial en Toulouse. Esto se debe a que la técnica de aterrizaje utilizada para la curiosidad (y que se utilizará para la perseverancia) fue entonces
completamente innovador. »
Esta gran novedad es la grúa voladora [Sky crane]. Ella no estaba allí “para Viking 1 y 2 [dans les années 1970] o para Discernimiento [en 2018], por ejemplo. Las sondas cayeron en caída libre hasta que arrancó un motor, no para hacerlas volar, sino para retrasar su descenso hasta aterrizar en el suelo, en el cráter de Jerezo ”, explica Olivier Sanguy.
Suavemente derribado por una grúa voladora
Esta técnica funciona, pero tiene sus desventajas, especialmente para vehículos pesados como Curiosity (899 kg) o Perseverance (1.025 kg) y equipados con instrumentos científicos sensibles. “Según este primer método, el rover aterriza en Marte en una plataforma que lo contiene”, explica Jessica Flahaut, geóloga marciana y lunar del Centro de Investigaciones Petrográficas y Geoquímicas (CNRS, Nancy). Por tanto, es necesario que el rover no se empuje demasiado dentro de esta cápsula, que caiga en suelo marciano, que se abra correctamente y que se implante una rampa para permitir que el rover descienda. Esto crea restricciones técnicas adicionales. “Y esta plataforma agrega peso a lo que se necesita colocar en Marte”, agrega Olivier Sanguy. No es ideal, de nuevo.
Sky Crane tiene varias ventajas. “Todavía estamos en la propulsión trasera, pero es esta grúa voladora, que sostiene al rover por encima, la que ejerce esta fuerza”, resume Olivier Sanguy. Y a una altura de quince o veinte metros, el Sky Crane se detiene y el rover desciende por cables hasta aterrizar en suelo marciano, directamente sobre sus cuatro ruedas que habrá desplegado durante los últimos metros de descenso. “
Pasa de 20.000 km / ha cero en siete minutos
Aunque Sky Crane no está en su primera prueba de funcionamiento el jueves por la noche, la NASA y todos los que contribuyeron a esta misión en marzo de 2020 (incluidos muchos científicos franceses) todavía aguantarán la respiración durante esos siete minutos. Ya podemos imaginar una masa de tres toneladas -el vehículo espacial y todo lo que lo rodea para facilitar su descenso (paracaídas, escudo térmico, grúa desde el cielo) – cayendo en la atmósfera marciana a 20.000 km / h. Y un escudo térmico, que protege al rover del calor durante esos siete minutos, soporta una temperatura de 1300 ° C.
Pero el problema no es tanto la velocidad de entrada como el calor. “Las agencias espaciales están acostumbradas, las condiciones son las mismas cuando traes una cápsula espacial de regreso a la Tierra”, dice Olivier Sanguy. No, para el mediador científico de la Cité de l’Espace de Toulouse, lo más complicado será conseguir la secuencia perfecta para ir, en este corto tiempo, de 20.000 km / ha un aterrizaje suave del rover en suelo marciano. .
¿Los pasos principales? La caída de la etapa de crucero -responsable de llevar la sonda a las cercanías del planeta Marte- diez minutos antes de entrar a la atmósfera, luego el lanzamiento de un paracaídas mientras la Perseverancia aún desciende a una velocidad supersónica (1.500 km / h), la lanzamiento del escudo térmico, lanzamiento de Sky Crane. Y finalmente, a quince o veinte metros del suelo, el descenso bajo cables del rover Perseverance.
Una secuencia perfecta para lograr sin posible intervención terrestre
Y esos son solo los grandes pasos. Entre ellos, hay una infinidad de acciones que deben combinarse a la perfección, sin posibles errores. “Un ejemplo: cuando el rover aterriza en el suelo, siempre está sujeto por cables a la grúa voladora que se encuentra justo encima de él, ilustra Olivier Sanguy. Entonces será necesario que pequeños explosivos, en perseverancia, empujen las cuchillas para cortar estos enlaces. La grúa voladora solo tendrá que alejarse para caer un poco más. Si ese mecanismo falla, el Sky Crane, que solo pesa una tonelada, permanecerá unido al rover, lo que comprometería seriamente la misión. “
También es este descenso bajo cables lo que mantiene Jessica Flahaut. “Es ingenioso, pero sigue siendo peligroso, estima el geólogo marciano. Como el rover ya no está encapsulado, ya no está expuesto. Un sensor de viento Curiosity fue así dañado en 2012 en los últimos metros del descenso, probablemente golpeado por roca o polvo. “
Perseverancia contigo mismo
Eso hace posible fallar este jueves por la noche. “Pero si la NASA habla de siete minutos de terror, es también y sobre todo porque, en este período de tiempo, no podemos hacer absolutamente nada sobre la Tierra, continúa Jessica Flahaut. La distancia entre los dos planetas significa que las comunicaciones tardarán un poco más de once minutos en viajar desde la Tierra hasta el robot y viceversa. En caso de problema, cuando llegue la señal, el robot ya se habrá detenido. “
La NASA ya ha creado un canal de Youtube para seguir el aterrizaje del rover Perseverance este jueves. Evidentemente, no es posible directamente a partir de marzo. “Podremos seguir el descenso por telemetría, explica Xavier Penot, otro mediador científico de la Cité de l’Espace de Toulouse. El rover y la etapa que lo hace descender emiten constantemente información de radio que le permite a la NASA saber cómo. sucede a bordo. Para el público en general, sincronizará una simulación por imágenes sintéticas con la información que recibe por telemetría. ”La agencia espacial estadounidense comenzará la transmisión en vivo a las 8:15 pm, hora de Francia.
Llega entero … pero también en el lugar indicado
No será suficiente que Perseverance aterrice en Marte sin ningún problema. También debe aterrizar lo más cerca posible del sitio objetivo de la NASA, que también es un tema crucial para el éxito de la misión. El sitio objetivo es el cráter Jezero, con un diámetro de 50 kilómetros. Un lugar de aterrizaje lejos de ser elegido al azar. “La superficie debe ser plana para permitir el aterrizaje más fácil posible, criterio número uno, sin dejar de estar cerca de un lugar geológicamente interesante”, explica Jessica Flahaut. Y cuanto más falla el rover en su objetivo, más se aleja potencialmente de la ubicación explorada. “Cuando sabemos que en ocho años y medio en Marte, Curiosity recorrió solo 24,45 km, podemos imaginar que tener que viajar varios kilómetros para alcanzar su objetivo se traduce rápidamente en años perdidos. “
Para refinar la trayectoria del rover durante estos siete minutos de descenso, la NASA trajo a Perseverance algunas características nuevas en comparación con Curiosity. “El primero se refiere a la apertura del paracaídas”, explica Olivier Sanguy. Su activación ya no se fija en un momento preciso como antes, sino en un rango, entre 9 y 13 km de altitud. Es el propio barco el que determinará el momento más oportuno para abrirlo. Otra novedad es la “Navegación relativa al terreno”. “Tan pronto como se suelte el escudo térmico, a unos 4 km de la superficie, el radar y las cámaras de la grúa voladora finalmente podrán ver el suelo marciano, continúa Olivier Sanguy. Luego puede comparar lo que ve en tiempo real con el mapa de dónde debe aterrizar el rover, que tendrá en su base de datos, y luego hacer ajustes, si es necesario. “
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